專利名稱：藥液供給裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及定量噴出光刻膠(photo resistor)等藥液的藥液供給裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體晶片以及液晶用玻璃基板等的表面需要通過影印平板印刷工序 以及刻蝕工序形成細(xì)微電路圖案。在影印平板印刷工序中為了在晶片以及玻 璃基板表面涂抹光刻膠等藥液，需要使用藥液供給裝置，容器內(nèi)收容的藥液 被泵吸上來，經(jīng)過過濾器等從噴嘴噴涂到晶片等被涂抹物上。專利文獻(xiàn)l公 示了用于供給晶片光刻膠的處理液供給裝置，專利文獻(xiàn)2公示了向液晶用玻 璃基板供給光刻膠的涂布裝置。
在上述藥液供給裝置中，如果噴涂藥液中混有雜質(zhì)等粒子，即，混有微 粒時(shí)，這些粒子將附著在被噴涂物上，引起圖案缺陷，降低產(chǎn)品合格率。如 果容器內(nèi)藥液滯留在泵內(nèi)，就會變質(zhì)，變質(zhì)的藥液容易變成微粒，因此要求
噴出的藥液不能滯留在泵內(nèi)。
作為噴出藥液的泵， 一般采用能夠自由彈性形變的隔膜或管道(tube) 等隔離膜來隔開流入藥液的泵室和使泵室膨脹收縮的驅(qū)動室的泵。在驅(qū)動室 內(nèi)填充間接液，即非壓縮性介質(zhì)，通過隔離膜對藥液加壓，非壓縮性介質(zhì)的 加壓方式，有專利文獻(xiàn)3公示的風(fēng)箱型和專利文獻(xiàn)4公示的使用活塞的汽缸 型。
專利文獻(xiàn)1特開2000-12449號公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開2004-50026號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平10-61558號公報(bào)專利文獻(xiàn)4美國專利第5167837號公報(bào)通過非壓縮性介質(zhì)使隔膜或管道產(chǎn)生彈性形變，在泵工作時(shí)可以防止藥 液滯留在泵的膨脹收縮室內(nèi)，從而能夠防止藥液滯留引起的產(chǎn)生微粒的現(xiàn) 象，但是另一方面，非壓縮性介質(zhì)將擔(dān)負(fù)決定泵性能的重要作用。即，如果 從外部有空氣混入非壓縮性介質(zhì)中，嚴(yán)重時(shí)會使非壓縮性介質(zhì)失去非壓縮 性，無法將風(fēng)箱或活塞的移動完全傳遞給隔膜或管道，造成風(fēng)箱或活塞的移 動量和藥液的噴出量不匹配。此外，如果非壓縮性介質(zhì)泄漏，同樣會造成風(fēng) 箱等的移動量和藥液噴出量不匹配，無法以高精度噴出藥液。
上述專利文獻(xiàn)4公示的汽缸型泵， 一般是在汽缸上設(shè)置與活塞外表面接 觸的密封材料，從而密封活塞前端面的驅(qū)動室和活塞基端面外部之間的空 間，而活塞則以密封材料為界在存在非壓縮性介質(zhì)的部分和外部之間往返運(yùn) 動。因此，非壓縮性介質(zhì)可以在附著在活塞外表面的狀態(tài)漏出外部。附著的 非壓縮性介質(zhì)將成為薄膜狀，進(jìn)入外表面和密封材料之間，所以雖然可以避 免密封材料和活塞外表面之間的直接接觸，起到潤滑劑作用，但是漏出外部 的非壓縮性介質(zhì)的一部分將一點(diǎn)點(diǎn)蒸發(fā)或干燥，從活塞表面流失，從而減少 非壓縮性介質(zhì)的量。此外，如果漏到外部的非壓縮性介質(zhì)揮發(fā)，在活塞外表 面起潤滑劑作用的非壓縮性介質(zhì)將消失，成為失去油膜狀態(tài)，使密封材料與 活塞外表面接觸，加快密封材料的磨損。
使活塞后退，另被隔離膜隔開的驅(qū)動室膨脹，將容器內(nèi)的藥液吸入泵室 內(nèi)部時(shí)，非壓縮性介質(zhì)將處于負(fù)壓狀態(tài)，所以外部周圍空氣有可能從活塞外 表面和汽缸內(nèi)表面之間混入驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)內(nèi)部。如果與活塞外表 面滑動接觸的密封材料磨損使其密封性能下降，這種現(xiàn)象將更加顯著，當(dāng)活 塞造成對非壓縮性介質(zhì)的負(fù)壓較大時(shí)也會出現(xiàn)相同現(xiàn)象。
與此相比，上述風(fēng)箱型泵沒有使用與滑動面接觸的密封材料，因此填充 了非壓縮性介質(zhì)的驅(qū)動室以及對藥液加壓的泵室具有很好的密閉性。但是， 風(fēng)箱型與汽缸型相比，對非壓縮性介質(zhì)施加的壓力要小。例如，通過過濾器
從噴嘴噴出抗蝕劑時(shí)，由于過濾器的流通阻力較大，需要泵室提供較大的壓 力。因此，驅(qū)動風(fēng)箱時(shí)，驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)的壓力將變得很高，風(fēng)箱 只會沿徑向少量膨脹，膨脹后風(fēng)箱的移動量和藥液的噴出量無法精確對應(yīng)。
從提高泵的噴出壓力角度考慮，上述汽缸型泵更加適合，但是當(dāng)密封材 料的損耗加劇時(shí)，驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)將泄漏到外部。因此，必須定期 更換密封材料。即使對于不使用密封材料，將活塞外表面和汽缸內(nèi)表面之間 間隙做的比較狹窄，從而防止驅(qū)動室內(nèi)非壓縮性介質(zhì)泄漏的藥液噴出泵來 說，當(dāng)活塞和汽缸之間的滑動面磨損加劇時(shí)，驅(qū)動室內(nèi)非壓縮性介質(zhì)同樣會 泄漏到外部，從而需要更換活塞或汽缸。
因此，如果能夠從外部檢測驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)是否從活塞和汽缸 的滑動面泄漏，就可以判斷密封材料或活塞等的更換時(shí)期。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供能夠監(jiān)測驅(qū)動室內(nèi)非壓縮性介質(zhì)是否從活塞和汽缸 之間泄漏的藥液供給裝置。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供能夠根據(jù)驅(qū)動室內(nèi)非壓縮性介質(zhì)的泄漏量判 斷壽命的藥液供給裝置。
本發(fā)明的藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵、汽缸、活塞、風(fēng)
箱式伸縮護(hù)蓋(bellows cover)、彈性形變部件、非壓縮性介質(zhì)、驅(qū)動裝置、 壓力檢測裝置；其中，上述泵上設(shè)置有可以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔 開與液體流入口以及流出口連通的泵室和泵側(cè)驅(qū)動室；上述汽缸形成有大直 徑汽缸孔和小直徑汽缸孔，并與上述泵連接；上述活塞具有與上述大直徑汽 缸孔嵌合的大直徑活塞部和與上述小直徑汽缸孔嵌合的小直徑活塞部，安裝 在上述汽缸內(nèi)部，可以沿軸向自由往返運(yùn)動，并在上述汽缸內(nèi)形成有與上述 泵側(cè)驅(qū)動室連通的活塞側(cè)驅(qū)動室，向上述泵側(cè)驅(qū)動室供給或從上述泵側(cè)驅(qū)動
室排出非壓縮性介質(zhì)；上述風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在上述大直徑活塞部和上述
汽缸之間，形成有與上述大直徑活塞部的滑動面連接的第1密封室；上述彈
性形變部件設(shè)置在上述小直徑活塞部和上述汽缸之間，形成有與上述小直徑
活塞部的滑動面連接的同時(shí)與上述第1密封室連通的第2密封室；上述非壓 縮性介質(zhì)封入上述第1及第2密封室；上述驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動上述活 塞，通過上述活塞側(cè)驅(qū)動室和泵側(cè)驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)使上述泵室膨脹 收縮；上述壓力檢測裝置用以檢測上述密封室的壓力和上述驅(qū)動室的壓力中
至少一方的壓力。本發(fā)明的藥液供給裝置，其特征是，上述彈性形變部件為 風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，各風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋以同軸狀態(tài)配置，并通過驅(qū)動裝置同步 驅(qū)動。
本發(fā)明的藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括汽缸、可彎性管道； 活塞、第l風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋、第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋、非壓縮性介質(zhì)、驅(qū)動裝 置、壓力檢測裝置；其中，上述汽缸具有大直徑外表面和小直徑外表面；上 述可彎性管道組合在上述汽缸內(nèi)，隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室 和與上述汽缸內(nèi)表面之間的泵側(cè)驅(qū)動室；上述活塞具有可自由滑動地嵌合于 上述大直徑外表面的大直徑活塞部以及可自由滑動地嵌合于上述小直徑外 表面的小直徑活塞部，并在與上述汽缸之間形成有與上述泵側(cè)驅(qū)動室連通的 活塞側(cè)驅(qū)動室，向上述泵側(cè)驅(qū)動室供給或從上述泵側(cè)驅(qū)動室排出非壓縮性介 質(zhì)；上述第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在上述汽缸一端部和上述活塞的大直徑活 塞部之間，在與上述大直徑外表面之間形成有與上述大直徑活塞部的滑動面 連接的第1密封室；上述第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在上述汽缸另一端部和上 述活塞的小直徑活塞部之間，在與上述小直徑外表面之間形成有與上述小直 徑活塞部的滑動面連接的同時(shí)與上述第1密封室連通的第2密封室；上述非 壓縮性介質(zhì)封入上述第1及第2密封室；上述驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動上述 活塞，通過上述活塞側(cè)驅(qū)動室和泵側(cè)驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)使上述泵室膨
脹收縮；上述壓力檢測裝置用以檢測上述密封室的壓力和上述驅(qū)動室的壓力 中至少一方的壓力。上述藥液供給裝置同軸狀配置有2個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋， 并通過驅(qū)動裝置同步驅(qū)動，而且活塞配置在汽缸外側(cè)。
本發(fā)明的藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵、汽缸、風(fēng)箱式伸 縮護(hù)蓋、第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋、驅(qū)動裝置、壓力檢測裝置；其中，上述泵上 設(shè)置有可以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔開與液體流入口以及流出口連通 的泵室和驅(qū)動室；上述汽缸上組裝有可自由往返運(yùn)動的活塞，能夠向上述驅(qū) 動室供給或從上述驅(qū)動室排出非壓縮性介質(zhì)；上述風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在上 述活塞和上述汽缸之間，能夠沿軸向自由彈性形變，形成有與上述活塞滑動 面連接的同時(shí)封入非壓縮性介質(zhì)的第1密封室；上述第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋形 成有與上述第1密封室連通的同時(shí)根據(jù)上述活塞往返運(yùn)動時(shí)上述第1密封室 的容積變化而流入或排出非壓縮性介質(zhì)的第2密封室；上述驅(qū)動裝置沿軸向 往返運(yùn)動上述活塞以及上述第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，通過上述非壓縮性介質(zhì)使
上述泵室膨脹收縮的同時(shí)，在上述第1密封室收縮時(shí)使上述第2密封室膨脹，
在上述第1密封室膨脹時(shí)使第2密封室收縮；上述壓力檢測裝置用以檢測上 述密封室的壓力和上述驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。上述藥液供給裝置 平行配置有2個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，并通過驅(qū)動裝置同步驅(qū)動。
本發(fā)明的藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵、汽缸、風(fēng)箱式伸 縮護(hù)蓋、彈性形變部件、驅(qū)動裝置、壓力檢測裝置；其中，上述泵上設(shè)置有 可以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室 和驅(qū)動室；上述汽缸上組裝有可自由往返運(yùn)動的活塞，能夠向上述驅(qū)動室供 給或排出非壓縮性介質(zhì)；上述風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在上述活塞和上述汽缸之 間，能夠沿軸向自由彈性形變，形成有與上述活塞滑動面連接的同時(shí)封入非 壓縮性介質(zhì)的第1密封室；上述彈性形變部件形成有與上述第1密封室連通 的同時(shí)根據(jù)上述活塞往返運(yùn)動時(shí)上述第1密封室的容積變化而流入或排出非
壓縮性介質(zhì)的第2密封室；上述驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動上述活塞，通過上 述非壓縮性介質(zhì)使上述泵室膨脹收縮；上述壓力檢測裝置用以檢測上述密封 室的壓力和上述驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。上述藥液供給裝置，其特 征是，上述彈性形變部件為隔膜，作為彈性形變部件的隔膜通過第1密封室 的介質(zhì)實(shí)現(xiàn)彈性形變。
圖1是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及的藥液供給裝置的剖面示意圖。
圖2是圖1中沿2-2線的剖面示意圖。
圖3是藥液噴出工序開始時(shí)泵室中藥液壓力變化曲線。
圖4是泵噴出工序和泵吸入工序的1個(gè)循環(huán)內(nèi)驅(qū)動室壓力變化和密封室
壓力變化曲線。
圖5是隨泵的工作次數(shù)增加在泵噴出工序中密封室壓力的峰值變化的一
個(gè)實(shí)例示意曲線。
圖6是泵噴出工序中驅(qū)動室壓力與密封室壓力關(guān)系曲線。 圖7是藥液供給裝置的控制電路的模塊圖。
圖8 (A)是圖1所示藥液供給裝置的示意圖，(B) (D)分別是藥 液供給裝置的變形實(shí)例的示意圖。
圖9 (A) (D)分別是藥液供給裝置的變形實(shí)例的示意圖。
附圖標(biāo)記
10a 10h:藥液供給裝置，11:泵，12:汽缸，16:可彎性管道(隔離 膜)，17:泵室，18:驅(qū)動室(泵側(cè)驅(qū)動室)，33:汽缸孔，34:活塞，36:
驅(qū)動室(活塞側(cè)驅(qū)動室)，38:非壓縮性介質(zhì)(驅(qū)動用)，38a:非壓縮性介 質(zhì)(密封用)，48:電機(jī)(驅(qū)動裝置)，61a、 61b:滑動面，62a、 62b:滑動
面，63a:第1密封室，63b:第2密封室，64a:風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，64b:風(fēng) 箱式伸縮護(hù)蓋，79、 79a、 79b:密封材料，81:密封室壓力傳感器(密封室
壓力檢測裝置)，82:驅(qū)動室壓力傳感器(驅(qū)動室壓力檢測裝置)，
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方式。圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方式 涉及的藥液供給裝置的剖面示意圖。
上述藥液供給裝置10a包括泵11和汽缸12。泵11包括相對汽缸12通 過螺釘13固定的泵箱14，以及安裝于泵箱14內(nèi)圓筒狀空間15內(nèi)的可彎性 管道16。可彎性管道16由可以沿徑向自由膨脹收縮的彈性部件形成，該可 彎性管道16構(gòu)成隔離膜，圓筒狀空間15被可彎性管道16分隔為內(nèi)側(cè)的泵 室17和外側(cè)的泵側(cè)驅(qū)動室18。
可彎性管道16兩端設(shè)置有轉(zhuǎn)接器21、 22， 一側(cè)轉(zhuǎn)接器21形成有與泵室 17連通的液體流入口 23，并連接有供給側(cè)流路24;而另一側(cè)轉(zhuǎn)接器22形成 有與泵室17連通的液體流出口 25，同時(shí)連接有噴出側(cè)流路26。供給側(cè)流路 24與收容抗蝕液等藥液的藥液容器27連接，噴出側(cè)流路26則經(jīng)過過濾器 28而與噴嘴29連接。
可彎性管道16由作為氟樹脂材料的四氟乙烯一全氟垸基乙烯基醚共聚 物(PFA)形成，轉(zhuǎn)接器21、 22也同樣由PFA形成。由PFA形成的上述部 件不與光刻膠反應(yīng)。根據(jù)藥液的種類，并不局限于PFA，只要是能夠彈性形 變的材料即可，也可以采用其它樹脂材料或橡膠材料等可彎性材料作為可彎 性管道16的制作材料。轉(zhuǎn)接器21、 22也同樣可以采用其它樹脂材料或金屬 材料制成。
供給側(cè)流路24設(shè)置有開關(guān)該流路的供給側(cè)開關(guān)閥31，噴出側(cè)流路26 則設(shè)置有開關(guān)該流路的噴出側(cè)開關(guān)閥32。開關(guān)閥31、 32可以采用根據(jù)電信
號工作的電磁閥或電機(jī)驅(qū)動閥或通過空氣壓力工作的氣動閥等。此外，還可 以采用逆止閥、即止回閥。
汽缸12的基端形成有汽缸孔33，汽缸孔33中組合有能夠沿軸向自由往
返運(yùn)動的活塞34。汽缸孔33具有大直徑汽缸孔33a以及與其連通的小直徑 汽缸孔33b，其中，大直徑汽缸孔33a向汽缸12基端側(cè)開口部開口。另一方 面，小直徑汽缸孔33b向汽缸12前端側(cè)開口部所形成的收容孔35開口，該 收容孔35與大直徑汽缸孔33a和小直徑汽缸孔33b連通?；钊?4具有與大 直徑汽缸孔33a嵌合的大直徑活塞部34a和與小直徑汽缸孔33b嵌合的小直 徑活塞部34b，其中，小直徑活塞部34b向收容孔35內(nèi)凸出。
大直徑活塞部34a和大直徑汽缸孔33a的底面之間形成有活塞側(cè)驅(qū)動室 36，活塞側(cè)驅(qū)動室36通過汽缸12上形成的連通孔37與泵側(cè)驅(qū)動室18連通。 兩個(gè)驅(qū)動室18、 36內(nèi)封入的液體作為驅(qū)動用非壓縮性介質(zhì)38，驅(qū)動室18、 36內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38通過連通孔37連通。因此，向大直徑活塞部34a 接近大直徑汽缸孔33a底面的方向推進(jìn)活塞34時(shí)，活塞側(cè)驅(qū)動室36就會收 縮，驅(qū)動室36內(nèi)非壓縮性介質(zhì)38流入泵側(cè)驅(qū)動室18，使可彎性管道16內(nèi) 側(cè)的泵室17收縮。相反，使活塞34后退時(shí)，則活塞側(cè)驅(qū)動室36就會膨脹， 泵側(cè)驅(qū)動室18內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38流入到驅(qū)動室36內(nèi)，使泵室17膨脹。
具有可彎性管道16和泵箱14的泵11 ，在汽缸12內(nèi)活塞34往返運(yùn)動時(shí)， 通過兩側(cè)驅(qū)動室18、 36內(nèi)封入的非壓縮性介質(zhì)38的移動，使泵室17膨脹 收縮，與泵室17的膨脹收縮聯(lián)動，打開或關(guān)閉供給側(cè)開關(guān)閥31和噴出側(cè)開 關(guān)閥32，從而將藥液容器27內(nèi)的藥液供給到噴嘴29。
構(gòu)成泵ll的泵箱14安裝到汽缸12上。為了防止非壓縮性介質(zhì)38從泵 箱14和汽缸12之間泄漏，在泵箱14和汽缸12之間組合了設(shè)置有密封材料 的密封銷39。此外，還可以將泵箱14和汽缸12作為一體部件形成。此外， 還可以將泵箱14從汽缸12上分離，通過具有連通孔的軟管或管道連接泵箱14和汽缸12。
圖2是圖1中沿2-2線的剖面示意圖，作為泵部件的可彎性管道16除 了與轉(zhuǎn)接器21、 22嵌合的部分以外的橫截面成橢圓形，具有平坦部分和圓 弧狀部分。如圖1所示，活塞34處于前進(jìn)位置時(shí)，可彎性管道16將收縮變 形，如圖2中實(shí)線所示，平坦部分相互接近；而活塞34處于后退位置時(shí)， 將如圖2中雙點(diǎn)劃線所示，平坦部分相互平行，成橢圓形。這里，可彎性管 道16的橫截面形狀并不局限于橢圓形，也可以采用圓形等其它形狀。
汽缸12安裝在驅(qū)動箱41上。驅(qū)動箱41具有截面成四邊形的箱體本體 42，其兩端固定有端壁43、 44。端壁43、 44的內(nèi)表面通過軸承固定器45 固定有軸承46，軸承46的基端可自由旋轉(zhuǎn)地支撐滾珠軸47。滾珠軸47與 固定在端壁44外側(cè)的驅(qū)動裝置——電機(jī)48的主軸連接，通過電機(jī)48可以 將滾珠軸47向正反兩個(gè)方向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)。
活塞34后端連接有傳動套筒51，傳動套筒51具有一體設(shè)置了外螺紋 52的端壁部51a以及與端壁部51a成為一體的圓筒部51b。外螺紋52與活 塞34端部形成的螺孔螺合，圓筒部51b則通過固定在驅(qū)動箱41內(nèi)支撐板53 上的引導(dǎo)筒54支撐，可以沿軸向自由移動。滾珠軸47以同軸狀組合在傳動 套筒51內(nèi)部，傳動套筒51的開口端部固定有與滾珠軸47螺紋結(jié)合的螺母 55。螺母55具有嵌合在傳動套筒51內(nèi)的螺紋部55a以及與螺紋部55a成為 一體的法蘭部55b，法蘭部55b通過沒有圖示的螺釘部件固定在傳動套筒51 上。因此，只要通過電機(jī)48旋轉(zhuǎn)驅(qū)動滾珠軸47，傳動套筒51就會通過螺母 55引導(dǎo)引導(dǎo)筒54沿軸向往返直線運(yùn)動。滾珠軸47的前端安裝有引導(dǎo)環(huán)56， 確保旋轉(zhuǎn)驅(qū)動滾珠軸47時(shí)滾珠軸47不會傾斜，上述引導(dǎo)環(huán)56嵌合在傳動 套筒51的內(nèi)表面。
只要在引導(dǎo)傳動套筒51沿軸向移動的引導(dǎo)筒54的內(nèi)表面和傳動套筒51 的外表面形成齒條，在兩側(cè)齒條之間設(shè)置滾珠，就可以減小電機(jī)48通過傳
動套筒51驅(qū)動活塞34時(shí)傳動套筒51的滑動阻抗，同時(shí)還能夠調(diào)節(jié)傳動套
筒51的旋轉(zhuǎn)。
活塞34的大直徑活塞部34a的外表面形成為與大直徑汽缸孔33a的內(nèi) 表面、即滑動面61a滑動接觸的滑動面62a，而小直徑活塞部34b的外表面 形成為與小直徑汽缸孔33b的內(nèi)表面、即滑動面61b滑動接觸的滑動面62b。 大直徑活塞部34a和汽缸12之間設(shè)置有風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a，可以在它們之 間形成與大直徑活塞部34a的滑動面62a連接的第1密封室63a。風(fēng)箱式伸 縮護(hù)蓋64a具有固定于汽缸12基端開口部所形成的大直徑通孔65的環(huán)狀部 66和固定于大直徑活塞部64a的凸出部、即基端部的環(huán)狀部67以及它們之 間的風(fēng)箱部68，在覆蓋大直徑活塞部34a的風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的內(nèi)側(cè)形成 有密封室63a。
在小直徑活塞部34b和汽缸12的前端之間作為彈性形變部件設(shè)置有風(fēng) 箱式伸縮護(hù)蓋64b，可以在小直徑活塞部34b和汽缸12的前端之間形成與小 直徑活塞部34b的滑動面62b相連的第2密封室63b。風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b 具有固定在汽缸12前端開口部側(cè)所形成的大直徑通孔71處的圓盤部72和 固定在伸入小直徑活塞部34b的凸出部、即收容孔35的前端部的端板73以 及它們之間的風(fēng)箱部74。風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b的圓盤部72通過由螺釘75 安裝在汽缸12端面的連接板76來固定在汽缸12上，收容孔35則通過圓盤 部72關(guān)閉。這樣，在風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b的外側(cè)形成了密封室63b，風(fēng)箱式 伸縮護(hù)蓋64b以同軸狀連接設(shè)置于小直徑活塞部34b。風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b 的內(nèi)部通過連接板76上形成的貫通孔77與外部連通。各風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋 64a、64b由PTFE等樹脂材料制成，當(dāng)然也可以由橡膠材料或金屬材料制成。 也可以代替風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b使用隔膜。
兩側(cè)密封室63a、 63b通過汽缸12上形成的連通孔78相互連通。兩側(cè) 密封室63a、 63b內(nèi)封入了密封用非壓縮性介質(zhì)38a，封入的非壓縮性介質(zhì)
38a可以通過連通孔78在兩側(cè)密封室63a、 63b內(nèi)移動。作為各密封室63a、 63b內(nèi)封入的非壓縮性介質(zhì)38a，可使用與驅(qū)動室18、 36內(nèi)封入的非壓縮性 介質(zhì)38相同種類，當(dāng)然也可以使非壓縮性介質(zhì)38a和非壓縮性介質(zhì)38種類 不同。此外，還可以在活塞34上形成連通孔78，從而連通兩側(cè)密封室63a、 63b。
由于兩側(cè)密封室63a、 63b通過連通孔78連通，因此只要向驅(qū)動室36 收縮的方向驅(qū)動活塞34，第1密封室63a就會收縮，其容積減小，而第2 密封室63b則膨脹，其容積變大，從而第1密封室63a內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38a 就會經(jīng)過連通孔78排出而向第2密封室63b內(nèi)供給。相反，如果向驅(qū)動室 36膨脹的方向驅(qū)動活塞34，第1密封室63a的容積就會膨脹，而第2密封 室63b的容積則會收縮，因此第2密封室63b內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38a將經(jīng)過 連通孔78排出而向第1密封室63a內(nèi)供給。
設(shè)第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的風(fēng)箱部68的平均有效截面積為A，設(shè)大 直徑活塞部34a的截面積為B，設(shè)第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b的風(fēng)箱部74的 平均有效截面積為C，設(shè)小直徑活塞部34b的截面積為D，本發(fā)明中分別設(shè) 定各風(fēng)箱部68、 74的平均有效截面積和大直徑活塞部34a以及小直徑活塞 部34b的截面積，使其滿足A-B二C-D。這樣，就能保證膨脹收縮驅(qū)動室36 時(shí)，各密封室63a、 63b與活塞34的單位移動量相應(yīng)的容積減少量和容積增 加量基本相同。這樣，活塞34往返移動時(shí)各密封室63a、 63b內(nèi)的非壓縮性 介質(zhì)38a的排出量和供給量相等，各密封室63a、 63b內(nèi)的容積不會變化， 而在活塞34往返移動時(shí)，風(fēng)箱部68、 74只沿軸向形變，而不會沿徑向形變。
為了密封大直徑汽缸孔33a的滑動面61a和大直徑活塞部34a的滑動面 62a之間空間，在汽缸孔33a上形成的環(huán)狀槽內(nèi)設(shè)置有密封材料79a，大直 徑活塞部34a的滑動面62a與密封材料79a滑動接觸。為了密封小直徑汽缸 孔33b的滑動面61b和小直徑活塞部34b的滑動面62b之間間隙，在汽缸孔 33b上形成的環(huán)狀槽內(nèi)設(shè)置有密封材料79b。此外，還可以在大直徑活塞部
34a和小直徑活塞部34b的外表面上分別形成環(huán)狀槽，并在環(huán)狀槽內(nèi)設(shè)置密 封材料79a、 79b，此時(shí)，密封材料79a、 79b在活塞34往返移動過程中，分 別與汽缸孔33a、 33b的滑動面61a、 61b滑動接觸。
在上述藥液供給裝置10a中，通過活塞34對活塞側(cè)驅(qū)動室36的非壓縮 性介質(zhì)38加壓，將非壓縮性介質(zhì)38從活塞側(cè)驅(qū)動室36供給到泵側(cè)驅(qū)動室 18，因此可以提高泵側(cè)驅(qū)動室18的壓力。雖然活塞側(cè)驅(qū)動室36內(nèi)的非壓縮 性介質(zhì)38被密封材料79a、 79b密封，但在活塞34對驅(qū)動室36加壓時(shí)，附 著在各滑動面62a、 62b上的非壓縮性介質(zhì)38有可能在驅(qū)動室36壓力作用 下直接通過密封材料79a、 79b和滑動面62a、 62b之間非常細(xì)微的間隙從驅(qū) 動室36泄漏到外部。但是，附著在大直徑活塞部34a、小直徑活塞部34b 外表面上泄漏到外部的非壓縮性介質(zhì)38會被密封室63a、 63b內(nèi)的非壓縮性 介質(zhì)38a包圍，不會泄漏到裝置外部。由于風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b不具 備滑動面，能夠防止從兩側(cè)滑動面61a、 61b和62a、 62b之間泄漏的非壓縮 性介質(zhì)38泄漏到密封室63a、 63b外部或飛散。
后退活塞34，使活塞側(cè)驅(qū)動室36的容積變大時(shí)，即使兩側(cè)驅(qū)動室18、 36內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38處于負(fù)壓狀態(tài)，由于活塞34兩端被風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋 64a、 64b從外部遮蔽，即使封入密封室63a、 63b的非壓縮性介質(zhì)38a逆流 到驅(qū)動室36內(nèi)，也不會出現(xiàn)外部空氣混入驅(qū)動室18、 36的現(xiàn)象。
不僅如此，由于液體等非壓縮性介質(zhì)38、 38a的分子量大于氣體，難于 通過密封材料79a、 7%和兩側(cè)滑動面61a、 61b以及62a、 62b之間的細(xì)微 間隙，因此從密封室63a、 63b流入驅(qū)動室36的非壓縮性介質(zhì)38a的量很少。 如上所述，通過將液體等非壓縮性介質(zhì)38a封入密封室63a、 63b，可以長期 維持泵ll噴出藥液的高精度。
此外，以密封活塞34的滑動面62a、 62b和汽缸孔33a、 33b的滑動面
61a、 61b之間空隙的密封材料79a、 79b為界，在其軸向兩側(cè)裝滿了非壓縮 性介質(zhì)38、 38a，所以在密封材料79a、 7%和活塞34的外表面存在薄膜狀 非壓縮性介質(zhì)38、 38a，提高了密封材料79a、 7%的潤滑性，防止密封材料 79a、 79b磨損。這樣，不僅提高密封材料79a、 79b的耐久性，還可以延長
裝置壽命。
此外，即使經(jīng)長時(shí)間使用后，密封材料79a、 7%由于磨損而使密封性 下降，也能夠防止空氣混入驅(qū)動室18、 36內(nèi)，使可彎性管道16內(nèi)的藥液噴 出量與活塞34的往返運(yùn)動量高精度地對應(yīng)。因此，在液晶用玻璃基板上噴 涂光刻膠時(shí)，可以從噴嘴29高精度地噴出一定量光刻膠。
為了檢測密封室63a、 63b內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38a的壓力，在汽缸12上 安裝了作為密封室壓力檢測裝置的密封室壓力傳感器81 ，而且為了檢測驅(qū)動 室36內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38的壓力，在泵箱14上安裝了作為驅(qū)動室壓力檢 測裝置的驅(qū)動室壓力傳感器82，上述各傳感器81、 82能夠輸出與壓力相對 應(yīng)的電信號。如圖1所示，密封室壓力傳感器81用于檢測第2密封室63b 的壓力，而第l密封室63a和第2密封室63b的壓力相同，因此也可以用密 封室壓力傳感器81檢測第1密封室63a的壓力。
圖3是向驅(qū)動室36收縮的方向推進(jìn)活塞34，使泵室17收縮的藥液噴出 工序開始時(shí)泵室17中藥液的壓力變化曲線，上述壓力變化與驅(qū)動室18、 36 內(nèi)非壓縮性介質(zhì)的壓力變化大致相對應(yīng)。
圖3中，波形A是密封材料79a、 7%發(fā)揮所需密封效果時(shí)泵室17的壓 力變化特性，在噴出開始時(shí)泵室17的壓力急劇上升，其壓力將通過驅(qū)動室 壓力傳感器82檢測。上述急劇變化，可以通過代替風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋采用活 塞34形成驅(qū)動室36來實(shí)現(xiàn)。但是，由于密封材料79a、 79b磨損，或活塞 34的滑動面62a、 62b，汽缸孔33的滑動面61a、 61b磨損，使滑動面61a、 61b和滑動面62a、62b之間的密封性變差時(shí)，從驅(qū)動室36泄漏到密封室63a、63b的非壓縮性介質(zhì)38的量將會增加，從而無法維持波形A所示的特性， 隨著密封性惡化，將轉(zhuǎn)變?yōu)椴ㄐ蜝到波形C所示的緩慢上升的變化特性。
艮P，如果密封性變差，在噴出藥液時(shí)，從驅(qū)動室36到密封室63a、 63b 的非壓縮性介質(zhì)38的移動抵抗就會變小，使從驅(qū)動室36漏出的介質(zhì)量增加， 造成活塞34推力不能正確傳遞給驅(qū)動室18、 36，呈現(xiàn)如圖3中波形B、 C 所示的緩慢上升的變化特性。上升特性超過允許值的狀態(tài)，可以通過驅(qū)動室 壓力傳感器82檢測驅(qū)動室36壓力得知，只要知道上升特性，就可以判斷密 封性惡化超過允許范圍引起的更換密封材料79a、 79b的時(shí)間。
后退活塞34，將藥液吸入泵室17時(shí)，無需泵室17內(nèi)壓力急劇變化，但 如果密封性惡化，在泵吸入工序中，從密封室63a、 63b向驅(qū)動室36移動的 非壓縮性介質(zhì)38a的量就會增加，根據(jù)吸入時(shí)驅(qū)動室36壓力變化也可以判 斷密封材料79a、 7%的更換時(shí)間。
因此，根據(jù)檢測密封室63a、 63b內(nèi)壓力的密封室壓力傳感器81的輸出 信號或檢測驅(qū)動室36內(nèi)壓力的驅(qū)動室壓力傳感器82的輸出信號，可以檢測 密封性惡化程度，即可以檢測非壓縮性介質(zhì)38、 38a的漏出量。
圖4是表示泵噴出工序和泵吸入工序的1個(gè)循環(huán)內(nèi)驅(qū)動室壓力變化和密 封室壓力變化曲線。
使活塞34前進(jìn)的泵噴出工序和使其后退的泵吸入工序中，驅(qū)動室18、 36的壓力將隨時(shí)間按圖4所示驅(qū)動室壓力變化曲線而變化。與此對應(yīng)，在密 封材料79a、 79b能夠發(fā)揮所需密封性時(shí)，由于非壓縮性介質(zhì)38不會從滑動 面61a、 61b、 62a、 62b漏到密封室63a、 63b，因此，即使通過活塞34往返 運(yùn)動的泵噴出工序以及泵吸入工序中，密封室63a、 63b的壓力也不會變化， 始終維持初始值E。由于密封室63a、 63b內(nèi)封入非壓縮性介質(zhì)38a，初始值 E稍稍高于標(biāo)準(zhǔn)壓零點(diǎn)，但是上述初始值可以設(shè)為零，也可以設(shè)為負(fù)壓等任 意值。
如果密封性惡化加劇，在泵噴出工序中從驅(qū)動室36漏出到密封室63a、 63b的非壓縮性介質(zhì)38的量就會增加，造成密封室63a、 63b內(nèi)壓力高于初 始值E。與此對應(yīng)，在泵吸入工序中從密封室63a、 63b漏到驅(qū)動室36的非 壓縮性介質(zhì)38a的量也會增加，使密封室63a、 63b的壓力低于初始值，相 比標(biāo)準(zhǔn)壓零點(diǎn)，使負(fù)壓值變大。因此，可以通過檢測密封室63a、 63b的壓 力，判斷密封性惡化造成的漏出度。當(dāng)然，相比驅(qū)動室18、 36的壓力變化， 密封室63a、 63b的壓力變化相對較低，在圖4中，為了便于理解，將密封 室63a、 63b的壓力變化相比驅(qū)動室壓力變化放大顯示。
如圖4中密封室壓力所示，作為判斷噴出時(shí)密封性惡化程度的壓力值， 設(shè)定了P1、 P2兩種臨界值，超過臨界值P1時(shí)，可以根據(jù)密封室壓力傳感器 81的檢測信號判斷密封性惡化程度，而超過臨界值P2時(shí)，就可以判定密封 性已經(jīng)惡化到不得不更換密封材料79a、 79b的程度。另一方面，作為泵吸 入工序中的惡化判定壓力值，設(shè)定了S1、 S2兩種臨界值，同樣可以判斷惡 化程度。
即使密封性惡化程度相同，與不同藥液粘度以及噴出側(cè)流路26的流通 阻抗等因素引起的驅(qū)動室18、 36壓力相對應(yīng)，密封室63a、 63b壓力變化也 有所不同。因此，可以根據(jù)驅(qū)動室18、 36的壓力，變更判斷密封性惡化程 度的臨界值。
圖4中的特性線F、 G表示密封材料79a、 79b開始磨損，使密封性有一 點(diǎn)惡化時(shí)密封室63a、 63b的壓力變化。特性線F表示的是，藥液粘度較低 或泵11的噴出側(cè)流路26的流通阻抗較低，從而在噴出工序中驅(qū)動室18、 36 的壓力不高的情形對應(yīng)的密封室63a、 6b的壓力變化，由于驅(qū)動室18、 36 的壓力不高，在泵吸入工序中其壓力將低于標(biāo)準(zhǔn)壓零點(diǎn)值。
與此相比，即使密封性惡化程度與特性線F所示情形相同，如果藥液粘 度較高或噴出側(cè)流路中設(shè)置了過濾器，從而在泵噴出工序中泵室17的壓力
高于上述情形，密封室63a、 63b的壓力將高于特性線F，同時(shí)在泵停止時(shí)其 壓力也將高于初始值。此外，如果泵室17的壓力較高，在泵停止時(shí)密封室 63a、 63b的壓力將從初始值E徐徐升高。有時(shí)，根據(jù)泵運(yùn)轉(zhuǎn)條件的變化， 停止時(shí)壓力也會回到初始狀態(tài)。例如，泵長期停止工作或提高吸入時(shí)的流速 使驅(qū)動室18、 36處于負(fù)壓狀態(tài)等。
即使泵噴出工序中驅(qū)動室18、 36的壓力與特性線F所示情形相同，如 果密封性繼續(xù)惡化，非壓縮性介質(zhì)38、 38a的漏出度將會提高，從而在泵噴 出工序中密封室63a、 63b的壓力將超過臨界值Pl，因此，通過密封室壓力 傳感器81檢測密封室63a、 63b壓力，即可判斷密封性惡化程度。此外，如 果介質(zhì)漏出量增加，密封室63a、 63b的壓力將超過臨界值P2。
圖4所示的驅(qū)動室壓力以及密封室壓力在1個(gè)周期內(nèi)的壓力變化屬于典 型情況，這根據(jù)泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方式以及密封性惡化狀態(tài)而變化。例如，如果密封 性繼續(xù)惡化，驅(qū)動時(shí)壓力變化曲線也會抬高。
圖5是隨泵的工作次數(shù)增加在泵噴出工序中密封室壓力的峰值變化的一 個(gè)實(shí)例示意曲線。將圖4所示的臨界值P2作為密封材料的更換時(shí)期，即密 封材料的使用壽命，只要事先掌握從超過臨界值P1到達(dá)臨界值P2過程中泵 的工作次數(shù)，就可以在超過臨界值Pl的時(shí)刻預(yù)測密封材料79a、 7%的壽命。 此外，如果事先掌握工作次數(shù)和密封室壓力之間的關(guān)系，就可以根據(jù)任意檢 測壓力預(yù)測密封材料的壽命。當(dāng)然，也可以根據(jù)泵吸入工序中圖4所示的臨 界值S1、 S2預(yù)測密封材料壽命。
圖6是泵噴出工序中驅(qū)動室18、 36壓力與密封室63a、 63b壓力關(guān)系曲 線。如圖6所示，如果驅(qū)動室18、 36的壓力增加，向密封室63a、 63b的介 質(zhì)漏出量就會增加，同時(shí)，密封性的繼續(xù)惡化也會使介質(zhì)漏出量增加，造成 密封室63a、 63b的壓力變高。因此，雖然使泵在同一條件下運(yùn)行，只要在 噴出藥液時(shí)保證泵壓一定，就可以根據(jù)密封室63a、 63b的壓力變化判斷密
封材料79a、 7%的壽命，但是如果設(shè)置在噴出側(cè)流路26的過濾器28的堵 塞，使噴出時(shí)泵室17壓力上升，即使沒有達(dá)到密封材料79a、 79b的壽命， 也會出現(xiàn)密封室63a、 63b的壓力超過臨界值的情形。
所以，通過驅(qū)動室壓力傳感器82檢測驅(qū)動室36的壓力，例如，通過驅(qū) 動室36的壓力和密封室63a、 63b的壓力差判斷密封性惡化程度，或根據(jù)驅(qū) 動室36壓力變更密封室63a、 63b的壓力臨界值，就可以不受過濾器堵塞等 引起的噴出側(cè)流路26的壓力變化影響，更加準(zhǔn)確地判斷密封材料79a、 79b 的壽命。
圖7是藥液供給裝置控制電路的模塊圖，將密封室壓力傳感器81和驅(qū) 動室壓力傳感器82的檢測信號發(fā)送到控制器83，控制器83再向顯示器84 發(fā)送信號，從顯示器84顯示密封性能?？刂破?3包括存有控制軟件、壽命 運(yùn)算式、臨界值的表格數(shù)據(jù)等的ROM以及根據(jù)檢測信號計(jì)算密封性惡化程 度的微處理器等。因此，如圖4所示，可以根據(jù)密封室63a、 63b的壓力、 驅(qū)動室36的壓力、或者密封室63a、 63b的壓力和驅(qū)動室36的壓力判斷密 封性惡化程度，在顯示器84上顯示惡化程度，或顯示已到密封材料79a、 79b 壽命，或顯示密封材料79a、 79b壽命的預(yù)測結(jié)果等。還可以在顯示器84基 礎(chǔ)上，可以在密封材料79a、 79b到達(dá)壽命時(shí)發(fā)出警報(bào)或點(diǎn)亮警示燈。
圖8 (A)是圖1所示藥液供給裝置10a的示意圖，圖8 (B)至圖8 (D) 以及圖9 (A)至圖9 (D)分別是藥液供給裝置各種變形實(shí)例示意圖。在各 附圖中，與圖8 (A)中所示藥液供給裝置的部件相同的部件，均采用同一 符號標(biāo)記。
圖8 (B)所示藥液供給裝置10b與藥液供給裝置10a —樣包括形成有 大直徑汽缸孔33a和小直徑汽缸孔33b的汽缸12，而活塞34則包括與大直 徑汽缸孔33a嵌合的大直徑活塞部34a和與小直徑汽缸孔33b嵌合的小直徑 活塞部34b。與圖1以及圖8 (A)所示情形相同，在大直徑活塞部34a和汽
缸12的一端之間設(shè)置有第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a，使其覆蓋大直徑活塞部 34a。
另一方面，相對如圖1以及圖8 (A)所示的藥液供給裝置10a在小直 徑活塞部34b的延長部位設(shè)置第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b，在小直徑活塞部34b 和汽缸12的另一端之間設(shè)置有覆蓋小直徑活塞部34b的第2風(fēng)箱式伸縮護(hù) 蓋64b。此外，風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a具有覆蓋大直徑活塞部34a端面的端板 部，風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的內(nèi)部則形成有第l密封室63a，風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋 64b具有覆蓋小直徑活塞部34b端面的端板部，而風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b的內(nèi) 部則形成有第2密封室63b。兩個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b的端板部通過連 接部件86連接，該連接部件86上則安裝了與平行配置于活塞34的滾珠軸 47螺紋結(jié)合的螺母55。
圖8(C)所示藥液供給裝置10c在汽缸12中心部形成有圓柱狀空間15， 該空間15內(nèi)組合了可彎性管道16，通過可彎性管道16分隔為內(nèi)側(cè)的泵室 17和外側(cè)的驅(qū)動室18。汽缸12形成有大直徑外表面87和小直徑外表面88， 汽缸12外側(cè)配置了具有與大直徑外表面87可自由滑動地嵌合的大直徑活塞 部34a和與小直徑外表面88可自由滑動地嵌合的小直徑活塞部34b的中空 活塞34。在作為汽缸12的大直徑外表面87和小直徑外表面88分界線的徑 向面和作為中空活塞34的大直徑活塞部34a和小直徑活塞部34b的分界線 的徑向面之間，形成有驅(qū)動室36，驅(qū)動室36通過連通孔37與驅(qū)動室18連 通。
汽缸12的一端和大直徑活塞部34a之間設(shè)置有第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a， 大直徑活塞部34a和風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a之間則形成有與滑動面62a連接的 第1密封室63a。此外，汽缸12的另一端和小直徑活塞部34b之間設(shè)置有第 2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b，小直徑活塞部34b和風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b之間形成 有與滑動面62b連接的第2密封室63b。為了使活塞34能夠沿軸向往返運(yùn)動，
在活塞34上安裝了與平行配置的滾珠軸47螺紋結(jié)合的螺母55。
圖8 (B)以及圖8 (C)所示的藥液供給裝置10b、 10c，由于滾珠軸 47與活塞34平行，相比滾珠軸47與活塞34以同軸狀配置的圖1中藥液供 給裝置10a，其裝置長度可以做得更短。
圖8 (D)所示的藥液供給裝置10d，在組合有可以沿軸向自由往返運(yùn)動 的活塞34的汽缸12開口端部和活塞34端部之間，設(shè)置有第1風(fēng)箱式伸縮 護(hù)蓋64a，在該風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的外側(cè)和汽缸孔33之間形成有第1密封 室63a。汽缸12上與第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a相平行地安裝了能夠沿軸向自 由彈性形變的第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b，該風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b內(nèi)部形成有 通過連通孔78與密封室63a連通的第2密封室63b。
與圖1所示情形相同，在與活塞34和風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b連接的連接 部件89上，安裝了通過驅(qū)動裝置——電機(jī)48沿軸向往返運(yùn)動的傳動套筒51 。 圖8 (D)所示的活塞34，與上述活塞不同，沒有分段，活塞34和汽缸孔 33之間通過1個(gè)密封材料79密封。
圖9 (A)所示的藥液供給裝置10e，在組合了可以沿軸向自由往返運(yùn)動 的活塞34的汽缸12開口端部和活塞34的凸出端部之間，設(shè)置有第1風(fēng)箱 式伸縮護(hù)蓋64a，在該風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的內(nèi)側(cè)和活塞34之間則形成有第 1密封室63a。汽缸12上形成有通過連通孔78與密封室63a連通的凹部91 ， 并通過汽缸12上安裝的覆蓋凹部91的隔膜92形成了第2密封室63b。對于 上述藥液供給裝置10e，如果活塞34沿軸向往返運(yùn)動，使第1密封室63a膨 脹收縮，與其相對應(yīng)地，第2密封室63b就會通過隔膜92的彈性形變來膨 脹收縮。
圖9 (B)所示的藥液供給裝置10f與圖9 (A)所示藥液供給裝置10e 相同，通過隔膜92形成了第2密封室63b。與此相比，泵11則與藥液供給 裝置10a 10e不同，具有隔膜93，泵箱14內(nèi)的空間15被隔膜93分隔為泵
室17和驅(qū)動室18。如上所述，藥液供給裝置10f中，采用隔膜93作為分隔
與流體流入口和流體流出口連通的泵室17和驅(qū)動室18的自由彈性形變隔離 膜。圖9 (B)所示的第l密封室63a與圖8 (D)所示情形相同，形成于汽 缸孔33內(nèi)側(cè)和風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a外側(cè)之間。
圖9 (C)所示的藥液供給裝置10g，在汽缸12的前端開口部安裝了覆 蓋此開口部的泵箱94，在泵箱94和汽缸12前端之間與活塞34相對設(shè)置有 隔膜93。通過該隔膜93形成了泵室17和驅(qū)動室18，驅(qū)動室18兼作上述驅(qū) 動室36。
圖9 (D)所示的藥液供給裝置10h與圖9 (B)、 9 (C)所示藥液供會合 裝置10f、 10g相同，在風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a的外側(cè)和汽缸孔33的內(nèi)側(cè)之間 形成有第1密封室63a，其他結(jié)構(gòu)與圖9(A)所示的藥液供給裝置10e相同。 圖9 (A) 圖9 (D)所示的藥液供給裝置10e 10h的活塞34與圖8 (D) 所示情形相同，沒有分段，因此在活塞34上設(shè)置1個(gè)密封材料79并與汽缸 孔33的滑動面接觸，密封非壓縮性介質(zhì)。
圖8 (B) 圖8 (D)以及圖9 (A) 圖9 (D)所示的各密封室63a、 63b的壓力通過密封室壓力傳感器81檢測，驅(qū)動室18、 36的壓力則通過驅(qū) 動室壓力傳感器82檢測，并如上所述，用以判斷密封材料79、 79a、 7%的 壽命。
對圖8及圖9所示的各種藥液供給裝置進(jìn)行分類如下。 各藥液供給裝置10a 10h，其基本結(jié)構(gòu)都是通過可以相對汽缸12沿軸 向自由往返運(yùn)動的活塞34向泵11的驅(qū)動室18供給或排出非壓縮性介質(zhì)38。 泵11的類型，有如圖9 (B)、 (C)所示的使用隔膜93作為分隔泵室17和 驅(qū)動室18的自由彈性形變隔離膜的類型，以及如屈8 (A) 圖8 (D)以 及圖9 (A)、 (D)所示的使用可彎性管道16的類型。
對于各種藥液供給裝置10a 10h，收容從驅(qū)動室18、 36漏出的非壓縮
性介質(zhì)38的密封室均設(shè)置有第1和第2的兩個(gè)密封室，各密封室63a、 63b 均由隔膜或風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋等彈性形變部件形成。各種藥液供給裝置10a 10h中，第1密封室63a由風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a形成。
另一方面，藥液供給裝置10e 10h中第2密封室63b由隔膜92形成， 隔膜92采用通過流入第2密封室63b內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)38a膨脹收縮的介 質(zhì)驅(qū)動式。也可以代替上述隔膜92，使用風(fēng)箱作為彈性形變部件。與此相比， 藥液供給裝置10a 10d中第2密封室63b也由風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b形成的 同時(shí)，兩個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b共同通過驅(qū)動裝置驅(qū)動，成為同步驅(qū) 動式，當(dāng)一側(cè)密封室63a膨脹時(shí)，另一側(cè)密封室63b就會收縮，從而成為能 夠平衡容積的平衡式。當(dāng)兩個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b同步時(shí)，對于圖8
(A)所示藥液供給裝置10a，當(dāng)一側(cè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a沿軸向膨脹時(shí)， 另一側(cè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b也會膨脹，與此相比，對于其它同步類型的藥液 供給裝置10b 10d，當(dāng)一側(cè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a沿軸向膨脹時(shí)，另一側(cè)風(fēng)箱 式伸縮護(hù)蓋64b則沿軸向收縮。相反， 一側(cè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a沿軸向收縮 時(shí)，另一側(cè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b則沿軸向膨脹。
作為通過風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64b形成第2密封室63b的類型，有如圖8
(A) 8 (C)所示的同軸配置兩個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b的類型和如 圖8 (D)所示的平行配置的類型。同軸配置的類型如圖8 (A)、 8 (B)所 示，在活塞34上形成有大直徑活塞部34a和小直徑活塞部34b，并在大直徑 活塞部34a和小直徑活塞部34b上分別設(shè)置有風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b。另 一方面，如圖8 (C)所示的藥液供給裝置10c中，在汽缸12外表面設(shè)置有 大直徑外表面87和小直徑外表面88，并在汽缸12外側(cè)嵌合了能夠沿軸向自 由滑動的中空活塞34，而泵11則形成于汽缸12內(nèi)部。如上所述，分為將活 塞34配置在汽缸12內(nèi)部的類型和將活塞34采用中空結(jié)構(gòu)并將其配置在汽 缸12外側(cè)的類型。
對于同軸配置兩個(gè)風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋64a、 64b的類型，各密封室63a、 63b 通過連通孔78相互連通，并分別流入從活塞34漏出的非壓縮性介質(zhì)，同時(shí) 使用2個(gè)密封材料79a、 79b密封活塞34和汽缸12之間的間隙。其它類型 的藥液供給裝置10d、 10e 10h，則在活塞34和汽缸12之間使用了 1個(gè)密 封材料79。
對于使用2個(gè)密封材料79a、 79b的情形，至少有一側(cè)密封材料磨損超 過規(guī)定值時(shí)，可以從傳感器的信號對此進(jìn)行判斷。雖然各種藥液供給裝置都 設(shè)置有密封材料，但也可以不使用密封材料，通過減小汽缸12和活塞34之 間間隙來確保它們之間的密封性。此時(shí)，可以通過檢測密封室或驅(qū)動室的壓 力，判斷與密封性惡化程度相對應(yīng)的活塞等部件的更換時(shí)期。
圖8 (A) 8 (C)以及圖9 (A) 9 (D)所示的各種藥液供給裝置 的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明人先前申請的專利申請2006-291153號專利申請說明 書中有所記載。
本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，可以在不脫離其要旨的范圍內(nèi)進(jìn)行各 種變更。例如，雖然上述實(shí)施例通過電機(jī)48驅(qū)動活塞34，但驅(qū)動裝置并不 局限于電機(jī)48，也可以使用空壓氣缸等其它驅(qū)動裝置。此外，密封室壓力檢 測裝置以及驅(qū)動室壓力檢測裝置，也不局限于根據(jù)壓力來發(fā)送電信號的傳感 器，可以使用各壓力超過規(guī)定值時(shí)發(fā)送開啟信號的開關(guān)，還可以通過根據(jù)壓 力移動的部件向外部顯示壓力。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明，通過活塞膨脹收縮填充有非壓縮性介質(zhì)的驅(qū)動室，并通過 非壓縮性介質(zhì)膨脹收縮泵室，因此相比通過風(fēng)箱對非壓縮性介質(zhì)加壓的情 形，能夠?qū)Ψ菈嚎s性介質(zhì)給予更大的壓力。這樣，即使在泵室收縮時(shí)產(chǎn)生較 高的流通阻抗，也能夠順利供給藥液。通過設(shè)置在活塞和汽缸之間的風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋等彈性形變部件，形成與 活塞和汽缸的滑動面相連的第1密封室，并通過彈性形變部件形成了與該第 1密封室連通的第2密封室，在各密封室內(nèi)分別封入了非壓縮性介質(zhì)。上述 形成密封室的彈性形變部件沒有滑動部，所以能夠徹底防止非壓縮性介質(zhì)從 彈性形變部件泄漏。因此，即使在活塞對驅(qū)動室加壓時(shí)，有非壓縮性介質(zhì)從 活塞的滑動面和汽缸的滑動面之間漏出，漏出的非壓縮性介質(zhì)也會流入密封 室內(nèi)，不會出現(xiàn)非壓縮性介質(zhì)漏到裝置外部的情況。
當(dāng)設(shè)置在活塞滑動面和汽缸孔內(nèi)表面的滑動面之間的密封材料磨損，或 不在其間設(shè)置密封材料，通過兩側(cè)滑動面之間確保密封性時(shí)，如果滑動面磨 損，將會降低密封性，使非壓縮性介質(zhì)從驅(qū)動室漏到密封室。 一旦出現(xiàn)泄漏， 密封室的壓力將會變化，因此可以通過檢測密封室壓力，根據(jù)非壓縮性介質(zhì) 的漏出量判斷相應(yīng)的密封性惡化程度。根據(jù)密封性惡化程度，可以判斷密封 材料的壽命，對于沒有使用密封材料的情形則可以判斷活塞等的壽命。
密封性惡化時(shí)，會造成驅(qū)動室壓力變化特性的改變，所以通過檢測驅(qū)動 室壓力，能夠檢測密封性惡化程度，同樣可以判斷密封材料的壽命等。
通過檢測密封室和驅(qū)動室的壓力，進(jìn)一步考慮驅(qū)動室壓力變動造成的密 封室壓力變動的影響，可以更加準(zhǔn)確地判斷密封性惡化程度。
權(quán)利要求
1、一種藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵，該泵上設(shè)置有可以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室和泵側(cè)驅(qū)動室；汽缸，該汽缸形成有大直徑汽缸孔和小直徑汽缸孔，并與所述泵連接；活塞，該活塞具有與所述大直徑汽缸孔嵌合的大直徑活塞部和與所述小直徑汽缸孔嵌合的小直徑活塞部，安裝在所述汽缸內(nèi)部，可以沿軸向自由往返運(yùn)動，并在所述汽缸內(nèi)形成有與所述泵側(cè)驅(qū)動室連通的活塞側(cè)驅(qū)動室，向所述泵側(cè)驅(qū)動室供給或從所述泵側(cè)驅(qū)動室排出非壓縮性介質(zhì)；風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，該風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在所述大直徑活塞部和汽缸之間，形成有與所述大直徑活塞部的滑動面相連的第1密封室；彈性形變部件，該彈性形變部件設(shè)置在所述小直徑活塞部和汽缸之間，形成有與所述小直徑活塞部的滑動面連接的同時(shí)與所述第1密封室連通的第2密封室；非壓縮性介質(zhì)，該非壓縮性介質(zhì)封入所述第1及第2密封室；驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動所述活塞，通過所述活塞側(cè)驅(qū)動室和泵側(cè)驅(qū)動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)使所述泵室膨脹收縮；壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用以檢測所述密封室的壓力和驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的藥液供給裝置，其特征是，所述彈性形變部 件為風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋。
3、 一種藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括汽缸，該汽缸具有大 直徑外表面和小直徑外表面；可彎性管道，該可彎性管道組合在所述汽缸內(nèi)， 隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室和與所述汽缸內(nèi)表面之間的泵側(cè) 驅(qū)動室；活塞，該活塞具有可自由滑動地嵌合于所述大直徑外表面的大直徑 活塞部以及可自由滑動地嵌合于所述小直徑外表面的小直徑活塞部，并在與 所述汽缸之間形成有與所述泵側(cè)驅(qū)動室連通的活塞側(cè)驅(qū)動室，并向所述泵側(cè)驅(qū)動室供給或從所述泵側(cè)驅(qū)動室排出非壓縮性介質(zhì)；第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋， 該第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在所述汽缸一端部和所述活塞的大直徑活塞部之 間，在與所述大直徑外表面之間形成有與所述大直徑活塞部的滑動面連接的 第1密封室；第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，該第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在所述汽缸 另一端部和所述活塞的小直徑活塞部之間，在與所述小直徑外表面之間形成 有與所述小直徑活塞部的滑動面連接的同時(shí)與所述第1密封室連通的第2密 封室；非壓縮性介質(zhì)，該非壓縮性介質(zhì)封入所述第1及第2密封室；驅(qū)動裝 置，該驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動所述活塞，通過所述活塞側(cè)驅(qū)動室和泵側(cè)驅(qū) 動室內(nèi)的非壓縮性介質(zhì)使所述泵室膨脹收縮；壓力檢測裝置，該壓力檢測裝 置用以檢測所述密封室的壓力和所述驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。
4、 一種藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵，該泵上設(shè)置有可 以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室和 驅(qū)動室；汽缸，該汽缸上組裝有可自由往返運(yùn)動的活塞，能夠向所述驅(qū)動室 供給或從所述驅(qū)動室排出非壓縮性介質(zhì)；風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，該風(fēng)箱式伸縮護(hù) 蓋設(shè)置在所述活塞和汽缸之間，能夠沿軸向自由彈性形變，形成有與所述活 塞的滑動面連接的同時(shí)封入非壓縮性介質(zhì)的第1密封室；第2風(fēng)箱式伸縮護(hù) 蓋，該第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋形成有與所述第1密封室連通的同時(shí)根據(jù)所述活 塞往返運(yùn)動時(shí)所述第1密封室的容積變化而流入或排出非壓縮性介質(zhì)的第2 密封室；驅(qū)動裝置，該驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動所述活塞以及第2風(fēng)箱式伸 縮護(hù)蓋，通過所述非壓縮性介質(zhì)使所述泵室膨脹收縮的同時(shí)，在所述第l密 封室收縮時(shí)使所述第2密封室膨脹，在所述第1密封室膨脹時(shí)使所述第2密 封室收縮；壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用以檢測所述密封室的壓力和所 述驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。
5、 一種藥液供給裝置，其特征是，該裝置包括泵，該泵上設(shè)置有可 以自由彈性形變的隔離膜，能夠隔開與液體流入口以及流出口連通的泵室和 驅(qū)動室；汽缸，該汽缸上組裝有可自由往返運(yùn)動的活塞，能夠向所述驅(qū)動室 供給或從所述驅(qū)動室排出非壓縮性介質(zhì)；風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋，該風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋設(shè)置在所述活塞和汽缸之間，能夠沿軸向自由彈性形變，形成有與所述活塞的滑動面連接的同時(shí)封入非壓縮性介質(zhì)的第l密封室；彈性形變部件，該 彈性形變部件形成有與所述第1密封室連通的同時(shí)根據(jù)所述活塞往返運(yùn)動時(shí) 所述第1密封室的容積變化而流入或排出非壓縮性介質(zhì)的第2密封室；驅(qū)動 裝置，該驅(qū)動裝置沿軸向往返運(yùn)動所述活塞，通過所述非壓縮性介質(zhì)使所述 泵室膨脹收縮；壓力檢測裝置，該壓力檢測裝置用以檢測所述密封室的壓力 和所述驅(qū)動室的壓力中至少一方的壓力。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的藥液供給裝置，其特征是，所述彈性形變部件為隔膜。
全文摘要
本發(fā)明提供能夠以高精度噴出藥液，并且能夠監(jiān)測活塞和汽缸之間是否有非壓縮性介質(zhì)漏出的藥液供給裝置。泵(11)具有隔開泵室(17)和驅(qū)動室(18)的可彎曲性管道(16)，通過在汽缸(12)的汽缸孔(33)內(nèi)往返運(yùn)動的活塞(34)向驅(qū)動室(18)供給非壓縮性介質(zhì)(38)。在大直徑活塞部(34a)和汽缸(12)之間設(shè)置有形成第1密封室(63a)的第1風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋(64a)，在小直徑活塞部(34b)和汽缸(12)之間設(shè)置有形成第2密封室(63b)的第2風(fēng)箱式伸縮護(hù)蓋(64b)。為了檢測密封室(63a、63b)內(nèi)密封的非壓縮性介質(zhì)(38a)的壓力，在汽缸(12)上安裝有密封室壓力傳感器(81)，通過檢測該壓力，判斷密封材料(79a、79b)的劣化程度。
文檔編號F04B43/00GK101191482SQ20071014759
公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月29日
發(fā)明者矢島丈夫 申請人:株式會社小金井