JP2005087796A - スリットコート装置及びスリットコート方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 円盤状である処理対象物に対して作業効率良く塗膜を形成する。
【解決手段】 本発明によるスリットコート装置１００は、スリットを有するノズルから円盤状である処理対象物１０に塗布液を供給する塗布ヘッド１２０と、処理対象物１０を回転させる回転用モータ１０２と、塗布ヘッド１２０を処理対象物１０の表面に対して水平方向に旋回させる旋回用モータ１０９と、塗布ヘッド１２０を処理対象物１０の表面に対して垂直方向に上下動させる上下用モータ１１３とを備える。本発明によれば、２つのモータ１０９，１１３によって塗布ヘッド１２０を３次元的に移動させていることから、処理対象物１０をスリットコート装置１００にセットしたり、処理対象物１０をスリットコート装置１００から排出する際に塗布ヘッド１２０等がその障害とならない。
【選択図】 図１

Description

本発明はスリットコート装置及びスリットコート方法に関し、特に、円盤状である処理対象物に塗膜を形成するのに好適なスリットコート装置及びスリットコート方法に関する。

大容量のデジタルデータを記録するための記録媒体として、ＣＤ（Compact Disc）やＤＶＤ（Digital Versatile Disc）に代表される光記録媒体が広く用いられているが、特に近年、ユーザによるデータの記録が可能なタイプの光記録媒体が急速に普及している。記録が可能な光記録媒体を用いれば、画像データや音楽データのようにファイルサイズの大きなデジタルデータを簡単且つ安価に保存することができることから、多くのユーザによって利用されるに至っている。このようなタイプの光記録媒体が普及するに連れ、光入射面とは反対側の面（以下、「レーベル面」という）側にプリンタで印刷を行うことによってオリジナルの光記録媒体を作製したいという要望が高まり、これを実現可能な光記録媒体が開発され既に販売されている。

このような光記録媒体には、インクを定着させる「インク受理層」がレーベル面側に設けられており、インクジェット式のプリンタを用いてインク受理層にインクを供給することによってレーベル面側に印刷を行うことができる。

しかしながら、一般に光記録媒体への印刷品質は光沢紙への印刷品質に比べて低く、高品質な印刷が可能なインクジェット式のプリンタの性能を十分に引き出せないという問題があった。この問題を解決すべく、特許文献１にはインク受理層の表面粗さが所定値以下に抑えられた光記録媒体が提案されている。

インク受理層の表面粗さをより小さくするためには、スピンコート法を用いてこれを形成することが望ましいと考えられるが、この場合、インク受理層の表面粗さはその下地の影響を受けるため、平滑な表面が得られる塗布液を選択した場合であっても、形成されたインク受理層の表面粗さは必ずしも小さくならず、この場合には高い印刷品質を得ることができないという問題があった。

一方、平滑な表面を持つ塗膜を形成可能な塗布方法として、スリットコート法が知られているが、スリットコート法は、通常、表面が矩形である処理対象物（例えばディスプレイパネル）に対して用いられる塗布方法であり（特許文献２及び特許文献３参照）、一般的な光記録媒体のように円盤状である処理対象物に対して用いる場合、つなぎ目部分において大きな段差が生じるなど、様々な困難を伴う。

このような問題を解決すべく、特許文献４には、円盤状である処理対象物を低速回転させながらスリットコート法によって塗膜を形成した後、処理対象物を高速回転させることによって塗膜をレベリングさせる方法が提案されている。
特開２００２−２３７１０３号公報 特開平１１−１６２８０８号公報 特開２０００−１６７４７６号公報 登録実用新案第３００４８２４号公報

しかしながら、特許文献４に記載されている方法のようにスリットコート後に処理対象物を高速回転させると、遠心力によって塗膜の膜厚が要求される膜厚よりも薄くなってしまう場合がある。したがって、塗膜を十分にレベリングさせつつ、膜厚が過度に薄くならないようにするためには、回転数を最適値に調整する必要があるが、最適な回転数は塗膜の粘度等に大きく依存するためその設定は必ずしも容易ではない。

さらに、円盤状である処理対象物を回転させることによってスリットコートを行う場合、矩形状である処理対象物に対してスリットコートを行う場合と異なり、塗布液を供給する塗布ヘッドが常に処理対象物の上部に位置することになるため、処理対象物を入れ替える際に塗布ヘッドがその妨げとなり、作業効率が低下するという問題もあった。

上記の各問題点は、光記録媒体のレーベル面側にインク受理層を形成する場合のみならず、円盤状である処理対象物にスリットコート法により塗膜を形成する場合において共通に生じる問題である。

したがって、本発明の目的は、円盤状である処理対象物に対し均一な塗膜を形成可能な改良されたスリットコート装置及びスリットコート方法を提供することである。

また、本発明の他の目的は、円盤状である処理対象物に対し作業効率良く塗膜を形成可能なスリットコート装置を提供することである。

本発明の一側面によるスリットコート装置は、スリットを有するノズルから処理対象物に塗布液を供給する塗布ヘッドと、前記処理対象物を回転させる回転手段と、前記塗布ヘッドを少なくとも待機位置と切替位置との間において移動させることが可能な第１の駆動手段と、前記塗布ヘッドを少なくとも前記切替位置と塗布位置との間において移動させることが可能な第２の駆動手段とを備え、前記切替位置から見た前記待機位置の方向と前記塗布位置の方向とが互いに異なっており、前記塗布ヘッドを前記塗布位置に位置させた状態で前記回転手段によって前記処理対象物を回転させることにより前記処理対象物に塗膜を形成することを特徴とする。

本発明によれば、２つの駆動手段によって塗布ヘッドを３次元的に移動させていることから、処理対象物をスリットコート装置にセットしたり、処理対象物をスリットコート装置から排出する際に塗布ヘッド等がその障害とならない。このため、作業効率を改善させることが可能となる。この場合、前記切替位置から見た前記待機位置の方向は前記処理対象物の表面に対して実質的に水平方向であり、前記切替位置から見た前記塗布位置の方向は前記処理対象物の表面に対して実質的に垂直方向であることが好ましい。

また、前記第２の駆動手段は、前記塗布ヘッドをさらに前記塗布位置とレベリング位置との間において移動させることが可能であることが好ましく、前記塗布位置における前記塗布ヘッドと前記処理対象物との距離は、前記レベリング位置における前記塗布ヘッドと前記処理対象物との距離よりも狭いことがより好ましい。これによれば、塗布ヘッドを用いて処理対象物に塗膜を形成した後、この塗布ヘッドを用いて塗膜をレベリングすることができるので、塗布開始部分と塗布終了部分との重なりであるつなぎ目における段差をなだらかにすることができる。これにより、円盤状である処理対象物に対し均一な塗膜を形成することが可能となる。

また、前記塗布ヘッドの前記ノズルの幅は前記処理対象物の半径よりも小さいことが好ましい。これによれば、塗膜の形成時にノズルの先端に発生する液溜まりが処理対象物の外縁を越えて溢れることがない。

さらに、前記塗布ヘッドの前記スリットの幅は、前記ノズルの一端から他端へ向けて連続的に変化していることが好ましい。これによれば、処理対象物の内周部分から外周部分に亘って塗膜の膜厚をほぼ均一とすることができる。

本発明の他の側面によるスリットコート装置は、スリットを有するノズルから処理対象物に塗布液を供給する塗布ヘッドと、前記塗布液の供給量を制御する調整手段と、前記処理対象物を回転させる回転手段と、前記塗布ヘッドを前記処理対象物の表面に対して実質的に垂直方向に移動させる上下用モータと、少なくとも前記調整手段、前記回転手段及び前記上下用モータを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記回転手段を制御することにより前記処理対象物を回転させ、前記上下用モータを制御することにより前記塗布ヘッドを降下させ、前記調整手段を制御することにより、前記塗布ヘッドの降下中に前記処理対象物への前記塗布液の供給を開始させることを特徴とする。

本発明によれば、塗布ヘッドの降下中に処理対象物への塗布液の供給を開始していることから、塗布開始部分における塗膜の壁面の傾斜をなだらかとすることができる。また、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記上下用モータ及び前記塗布液供給手段を制御することにより、前記塗布ヘッドを上昇させながら前記処理対象物への前記塗布液の供給を停止させることが好ましく、この場合、塗布開始部分と塗布終了部分との重なり（つなぎ目）における塗膜の段差をなだらかとすることができる。

本発明の一側面によるスリットコート方法は、処理対象物を回転させる第１のステップと、塗布ヘッドを降下させながら前記処理対象物上への塗膜の形成を開始する第２のステップとを備えることを特徴とする。本発明によれば、塗布ヘッドの降下中に処理対象物への塗布液の供給を開始していることから、塗布開始部分における塗膜の壁面の傾斜をなだらかとすることができる。

また、前記塗布ヘッドが塗布位置に到達したことに応答して降下を停止させる第３のステップと、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記塗布ヘッドを上昇させながら前記塗膜の形成を終了する第４のステップをさらに備えることが好ましい。これによれば、塗布開始部分と塗布終了部分との重なり（つなぎ目）における塗膜の段差をなだらかとすることができる。また、前記塗膜の形成を終了した後、前記塗布ヘッドのノズルを前記塗膜に接触させながらレベリングを行う第５のステップをさらに備えることが好ましい。これによれば、円盤状である処理対象物に対し均一な塗膜を形成することが可能となる。

本発明の他の側面によるスリットコート方法は、処理対象物を回転させる第１のステップと、塗布ヘッドを塗布位置に移動させることによって前記処理対象物上に塗膜の形成を行う第２のステップと、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記塗布ヘッドのノズルを前記塗膜に接触させながらレベリングを行う第３のステップを備えることを特徴とする。本発明によれば、塗布開始部分と塗布終了部分との重なり（つなぎ目）において生じる塗膜の段差が解消され、均一な塗膜を形成することが可能となる。

このように、本発明によれば、円盤状である処理対象物に対し均一な塗膜を形成することが可能となる。また、円盤状である処理対象物に対し作業効率良く塗膜を形成することが可能となる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施形態によるスリットコート装置の構造を概略的に示す図である。

図１に示すように、本実施形態によるスリットコート装置１００は、処理対象物１０が載置される回転テーブル１０１と、回転テーブル１０１を回転させる回転用モータ（回転手段）１０２を備えている。回転用モータ１０２は、コントローラ１３０より供給される制御信号１０２ａに基づいて回転テーブル１０１の中心部に連結された回転軸１０３を所定の回転数で回転させ、これにより、回転テーブル１０１に載置された処理対象物１０を所定の回転数で回転させることができる。

また、スリットコート装置１００は、処理対象物１０に塗布液を供給する塗布ヘッド１２０と、塗布ヘッド１２０への塗布液の供給を行う配管１０４と、塗布ヘッド１２０と配管１０４との間に設けられたバルブ（調整手段）１０５とを備えており、バルブ１０５は、コントローラ１３０より供給される制御信号１０５ａに基づいて塗布ヘッド１２０への塗布液の供給量を制御する。

さらに、スリットコート装置１００は、塗布ヘッド１２０に連結されたアーム１０６，１０７と、アーム１０６，１０７に連結されたスプライン軸１０８と、スプライン軸１０８及びアーム１０６，１０７を介して塗布ヘッド１２０を処理対象物１０の表面に対して水平方向に移動させる旋回用モータ（第１の駆動手段）１０９とを備えており、旋回用モータ１０９の動作は、コントローラ１３０より供給される制御信号１０９ａによって制御される。旋回用モータ１０９はステージ１１０上に固定されている。スプライン軸１０８は、旋回用モータ１０９に対して上下方向に摺動自在に結合されている。

さらに、スリットコート装置１００は、ステージ１１０に固定されたボールスライド軸１１１と、ボールスライド軸１１１に固定され、スプライン軸１０８が挿入されたスライドユニット１１２と、スライドユニット１１２に挿入されたスプライン軸１０８を処理対象物１０の表面に対して垂直方向に無限直線運動させる上下用モータ（第２の駆動手段）１１３とを備えており、上下用モータ１１３の動作は、コントローラ１３０より供給される制御信号１１３ａによって制御される。

処理対象物１０としてはその外形が円盤状である限り特に限定されないが、光記録媒体を処理対象物１０とすることが好ましい。

図２は、処理対象物１０とすることが好適な光記録媒体のいくつかの例を示す図であり、（ａ）はＣＤ型ディスク、（ｂ）はＤＶＤ型ディスク、（ｃ）は次世代型ディスクの断面をそれぞれ示している。

図２（ａ）に示すように、ＣＤ型ディスクは、一方の面が光入射面１１ａとなる厚さ約１．２ｍｍの光透過性基板２１と、光透過性基板２１の他方の面に設けられた機能層２２と、機能層２２を覆う保護層２３とを備え、保護層２３の表面がレーベル面１１ｂとなる。したがって、処理対象物１０として図２（ａ）に示すＣＤ型のディスクを用いる場合には、図１に示すスリットコート装置１００を用いて保護層２３の表面（レーベル面１１ｂ）に少なくともインク受理層を形成することにより、印刷可能なＣＤ型ディスクを作製することができる。機能層２２の構造や材料はディスクの種類によって異なり、ＣＤ−ＲＯＭ等のＲＯＭ型ディスクにあっては金属を含む反射層によって構成され、ＣＤ−Ｒ等の追記型ディスクにあっては有機色素を含む記録層とその表面に設けられた金属を含む反射層によって構成され、ＣＤ−ＲＷ等の書き換え型ディスクにあっては相変化材料を含む記録層と、これを挟んで設けられた複数の誘電体層と、金属を含む反射層とによって構成されることが一般的である。

図２（ｂ）に示すように、ＤＶＤ型ディスクは、一方の面が光入射面１１ａとなる厚さ約０．６ｍｍの光透過性基板３１と、一方の面がレーベル面１１ｂとなるダミー基板３２と、光透過性基板３１の他方の面に設けられた機能層３３と、機能層３３を覆う保護層３４と、光透過性基板３１、機能層３３及び保護層３４からなる積層体とダミー基板３２とを接着する接着層３５とを備えている。したがって、処理対象物１０として図２（ｂ）に示すＤＶＤ型のディスクを用いる場合には、図１に示すスリットコート装置１００を用いてダミー基板３２の表面（レーベル面１１ｂ）に少なくともインク受理層を形成することにより、印刷可能なＤＶＤ型ディスクを作製することができる。機能層３３の構造や材料は、上述の通りディスクの種類によって異なり、ＣＤ型ディスクと同様、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のＲＯＭ型ディスクにあっては金属を含む反射層によって構成され、ＤＶＤ−Ｒ等の追記型ディスクにあっては有機色素を含む記録層とその表面に設けられた金属を含む反射層によって構成され、ＤＶＤ−ＲＷ等の書き換え型ディスクにあっては相変化材料を含む記録層と、これを挟んで設けられた複数の誘電体層と、金属を含む反射層とによって構成されることが一般的である。

図２（ｃ）に示すように、次世代型ディスクは、一方の面がレーベル面１１ｂとなる厚さ約１．１ｍｍの支持基板４１と、支持基板４１の他方の面に設けられた機能層４２と、機能層４２を覆う光透過層４３とを備え、光透過層４３の表面が光入射面１１ａとなる。したがって、処理対象物１０として図２（ｃ）に示す次世代型のディスクを用いる場合には、図１に示すスリットコート装置１００を用いて支持基板４１の表面（レーベル面１１ｂ）に少なくともインク受理層を形成することにより、印刷可能な次世代型ディスクを作製することができる。機能層４２の構造や材料はディスクの種類によって異なり、現在提唱されている書き換え型ディスクにあっては相変化材料を含む記録層と、これを挟んで設けられた複数の誘電体層と、金属を含む反射層とによって構成される。

これら図２に示したディスク（処理対象物１０）は、いずれも厚さが約１．２ｍｍ、直径が約１２０ｍｍの円盤状であるが、本実施形態によるスリットコート装置１００を用いて塗膜を形成可能な処理対象物１０がこれに限定されるものではなく、その外形が円盤状である限り、どのような処理対象物であっても構わない。

次に、塗布ヘッド１２０の構造について詳細に説明する。

図３（ａ）、（ｂ）はそれぞれ塗布ヘッド１２０の斜視図及び分解斜視図であり、図４は塗布ヘッド１２０の断面図である。

図３（ａ），（ｂ）及び図４に示すように、塗布ヘッド１２０は、ブロック１２１、ブロック１２２及びスリット用シム１２３によって構成されており、ブロック１２１とブロック１２２によってスリット用シム１２３を挟み込むように固定される。スリット用シム１２３は、図３（ｂ）に示すように切り欠き１２３ａを有しており、ブロック１２１とブロック１２２によって挟み込まれることにより形成されるスリット１２３ｂ（図４参照）が塗布液の流路となる。ブロック１２１にはその側面部に注入口１２１ｂが設けられており、塗布液はここから供給される。注入口１２１ｂより供給される塗布液は、ブロック１２２に設けられたリザーバ１２２ｂに所定量が貯留される。さらに、ブロック１２１とブロック１２２はそれぞれテーパー部１２１ａ及び１２２ａを有しており、上記スリット１２３ｂはこのテーパー部１２１ａ及び１２２ａの先端部分において開放され、ノズル１２５として用いられる（図４参照）。

スリット用シム１２３は、図３（ｂ）に示すように、その一端から他端に向けて幅が連続的に変化する形状を有している。具体的には、スリットコート時において処理対象物１０の内周側に対応する端部１２３ｃの幅をＤ１とし、処理対象物１０の外周側に対応する端部１２３ｄの幅をＤ２とすると、
Ｄ１<Ｄ２
となるように設計されている。これによりスリット１２３ｂの幅は、処理対象物１０の内周側から外周側に向けて連続的に広くなる。幅Ｄ１及びＤ２の値については、処理対象物１０の径に応じて適宜設定すればよく、具体的には、端部１２３ｃに対応する部分の径（内周側の径）をＲ１とし、端部１２３ｄに対応する部分の径（外周側の径）をＲ２とした場合、
Ｄ１：Ｄ２≒１：（Ｒ２／Ｒ１）^１／２
程度に設定することが好ましい。これは、幅Ｄ１及びＤ２の値を径Ｒ１及びＲ２にそのまま比例させると（つまり、Ｄ１：Ｄ２＝Ｒ１：Ｒ２に設定すると）、処理対象物１０の外周側における塗布液の排出量が過大となるからである。

また、塗布ヘッド１２０のノズル１２５の幅Ｗは、処理対象物１０の半径よりも小さく設定されている。

塗布液の材料については、処理対象物１０に形成すべき層の種類に応じて適宜選択すれば良く、例えば、光記録媒体のレーベル面にインク受理層を形成する場合には、ポリビニルアルコールやポリビニルアセタールなどの親水性樹脂を主成分とし、これにインク定着剤としてのカチオン性ポリマー等が混合された材料を用いればよい。

次に、本実施形態によるスリットコート装置１００の動作について説明する。

図５は、スリットコート装置１００の動作（スリットコート方法）を説明するためのフローチャートである。

まず、回転テーブル１０１上に処理対象物１０をセットする（ステップＳ１）。ステップＳ１においては、塗布ヘッド１２０は図６に示す待機位置２０１に位置している。このため、回転テーブル１０１上に処理対象物１０をセットするに際して塗布ヘッド１２０やアーム１０７がその障害とはなることはなく、回転テーブル１０１上への処理対象物１０のセットを困難なく行うことができる。例えば、回転テーブル１０１上への処理対象物１０のセットを図示しないハンドリング機構を用いて行う場合、このハンドリング機構が塗布ヘッド１２０やアーム１０７等と干渉することがないので、比較的単純なハンドリング機構を用いることが可能となる。回転テーブル１０１上への処理対象物１０のセットは、操作者が手動で行っても構わないが、この場合にも、塗布ヘッド１２０が待機位置２０１に位置していることから、作業の妨げになることがない。

回転テーブル１０１上への処理対象物１０のセットが完了すると、コントローラ１３０は制御信号１０２ａを用いて回転用モータ１０２を制御し、回転テーブル１０１を低速回転させる（ステップＳ２）。回転速度としては特に限定されず、処理対象物１０の径や塗布液の粘度等に基づいて適宜設定すればよいが、処理対象物１０が径が１２０ｍｍ程度（ＣＤ等）であって、塗布液の粘度が５００ｃｐｓ程度である場合には、回転速度を５ｒｐｍ以上、３０ｒｐｍ以下に設定することが好ましく、１０ｒｐｍ以上、２０ｒｐｍ以下に設定することがより好ましい。

次に、コントローラ１３０は制御信号１０９ａを用いて旋回用モータ１０９を制御し、塗布ヘッド１２０の位置を図６に示す待機位置２０１から切替位置２０２に移動させる（ステップＳ３）。「切替位置」とは、塗布ヘッド１２０の位置制御が旋回用モータ１０９による制御から上下用モータ１１３による制御に切り替えられ、或いは、上下用モータ１１３による制御から旋回用モータ１０９による制御に切り替えられる中間的な位置である。

このようにして塗布ヘッド１２０が切替位置２０２に移動すると、次に、コントローラ１３０は制御信号１０５ａを用いてバルブ１０５を制御するとともに、制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御することにより、塗膜の形成、つまりスリットコート（ステップＳ４）と、塗膜の平滑化、つまりレベリング（ステップＳ５）を行う。スリットコート（ステップＳ４）及びレベリング（ステップＳ５）の動作の詳細は、図７に示すフローチャートを参照しながら説明する。

スリットコート（ステップＳ４）においては、まず、コントローラ１３０は制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御し、塗布ヘッド１２０の位置を図８に示す切替位置２０２から下降させ、塗布位置２０３へと移動させる（ステップＳ１１）。そして、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３に到達する直前、つまり、塗布ヘッド１２０の降下の途中で、コントローラ１３０は制御信号１０５ａを用いてバルブ１０５を開放し、塗布液を塗布ヘッド１２０内に供給する（ステップＳ１２）。これにより、ノズル１２５からは塗布液が排出され、塗布が開始される。そして、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３に到達すると、コントローラ１３０は制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御し、塗布ヘッド１２０の降下を停止させる（ステップＳ１３）。塗布位置２０３における塗布ヘッド１２０と処理対象物１０との距離は、形成すべき塗膜の厚さ等に応じて定めれば良く、例えば、粘度が５００ｃｐｓ程度の塗膜を約１０μｍの厚さで形成するためには、これらの距離を約５０〜１００μｍに設定すればよい。

ここで、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３に到達する直前にバルブ１０５を開いているのは、塗布開始部分における塗膜の段差をなだらかにするためである。つまり、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３に到達した後にバルブ１０５を開くと、図９（ａ）に示すように、塗布開始部分２５０における塗膜３００の壁面３０１の傾斜が強くなる傾向があるが、塗布ヘッド１２０の降下の途中でバルブ１０５を開くと、図９（ｂ）に示すように、塗布開始部分２５０における塗膜３００の壁面３０１の傾斜をなだらかとすることができる。塗布開始部分２５０における塗膜３００の段差を十分になだらかにするためには、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３よりも０．５〜１．０ｍｍ上方に到達した時点でバルブ１０５を開くことが好ましく、ここから塗布位置２０３までの塗布ヘッド１２０の降下速度は５〜１０ｍｍ／ｓに設定することが好ましい。

図１０は、スリットコート時（ステップＳ４）における塗布ヘッド１２０のノズル１２５と処理対象物１０との位置関係を説明するための図であり、（ａ）は略側面図、（ｂ）は略平面図である。

図１０（ａ），（ｂ）に示すように、スリットコート時（ステップＳ４）においては、塗布ヘッド１２０のノズル１２５が処理対象物１０の半径方向に合わせられ、ノズル１２５の外周側端部１２５ａが処理対象物１０の外縁１０ａから内周側へ１〜３ｍｍ離れるようにセットされる。当然ながら、このときノズル１２５の内周側端部１２５ｂが処理対象物１０の中心部１０ｂを越えてはならない。これにより、回転テーブル１０１の低速回転によって、回転テーブル１０１上に載置されている処理対象物１０の表面には図１１に示すようにドーナツ状の塗膜３００が形成されることになる。

このとき、処理対象物１０が円盤状であることから、その内周部分と外周部分とで塗布ヘッド１２０の線速度が大きく異なる。しかしながら、本実施形態によるスリットコート装置１００においては、スリット用シム１２３の内周側の端部１２３ｃの幅であるＤ１と、外周側の端部１２３ｄの幅であるＤ２との関係が
Ｄ１<Ｄ２
であり、これによりスリット１２３ｂの幅が処理対象物１０の内周側ほど狭く、処理対象物１０の外周側ほど広く設定されていることから、ノズル１２５より供給される塗布液の量が内周側ほど少なく、外周側ほど多くなる。これにより、形成される塗膜３００の膜厚を内周側と外周側とでほぼ均一にすることができる。

尚、スリットコート中においては、図１２に示すようにノズル１２５の先端に液溜まり３０２が発生する。しかしながら、ノズル１２５の外周側端部１２５ａを処理対象物１０の外縁１０ａから内周側へ１〜３ｍｍ離してセットしていることから、この液溜まり３０２が処理対象物１０の外縁１０ａを越えて溢れることがない。

そして、回転テーブル１０１が１周することによりスリットコートが完了すると（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、コントローラ１３０は制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御し、塗布ヘッド１２０の位置を図８に示す塗布位置２０３から僅かに上昇させ、レベリング位置２０４へと移動させる（ステップＳ２１）。そして、塗布ヘッド１２０がレベリング位置２０４に到達する直前、つまり、塗布ヘッド１２０の上昇の途中で、コントローラ１３０は制御信号１０５ａを用いてバルブ１０５を閉じ、塗布液の供給を停止する（ステップＳ２２）。これにより、ノズル１２５からは塗布液が排出されなくなり、塗膜の形成は終了する。そして、塗布ヘッド１２０がレベリング位置２０４に到達すると、コントローラ１３０は制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御し、塗布ヘッド１２０の上昇を停止させる（ステップＳ２３）。塗布位置２０３とレベリング位置２０４との距離は、形成すべき塗膜の厚さ等によるが、０．１ｍｍ程度に設定することが好ましい。

ここで、塗布ヘッド１２０がレベリング位置２０４に到達する直前にバルブ１０５を閉じているのは、塗布終了部分（＝塗布開始部分２５０）における塗膜の段差をなだらかにするためである。つまり、塗布ヘッド１２０がレベリング位置２０４に到達した後にバルブ１０５を閉じると、図１３（ａ）に示すように、塗布開始部分と塗布終了部分との重なり（つなぎ目）２６０において他の部分よりも塗膜３００が厚くなってしまうが、塗布ヘッド１２０の上昇の途中でバルブ１０５を閉じると、図１３（ｂ）に示すように、このつなぎ目２６０における段差を小さくすることができる。つなぎ目２６０における塗膜３００の段差を十分になだらかにするためには、塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３よりも０．１〜０．５ｍｍ上方に到達した時点でバルブ１０５を閉じることが好ましく、ここからレベリング位置２０４までの塗布ヘッド１２０の上昇速度は１〜２ｍｍ／ｓに設定することが好ましい。

このようにして塗布ヘッド１２０をレベリング位置２０４に移動させた状態で引き続き回転テーブル１０１を回転させると、図１４に示すように、スリットコート時に発生していた液溜まり３０２がノズルによって塗り広げられるように平滑化され、これによりつなぎ目２６０における段差はほとんど消滅する。つまり、塗膜３００の表面がレベリングされる。

そして、回転テーブル１０１が所定回数回転することによりレベリングが完了すると（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、コントローラ１３０は制御信号１１３ａを用いて上下用モータ１１３を制御し、塗布ヘッド１２０の位置を図８に示すレベリング位置２０４から切替位置２０２へと移動させる（ステップＳ２５）。このとき、塗布ヘッド１２０をレベリング位置２０４から急激に上昇させると、塗膜３００が塗布ヘッド１２０に引っ張られ、再び段差が生じるおそれがある。これを防止するためには、塗布ヘッド１２０の上昇速度を少なくともレベリング位置２０４から離れる際においては０．５〜１．０ｍｍ／ｓといった低い速度に設定することが好ましい。

その後、図５のフローチャートに示すように、コントローラ１３０は制御信号１０９ａを用いて旋回用モータ１０９を制御し、塗布ヘッド１２０の位置を図６に示す切替位置２０２から待機位置２０１に移動させ（ステップＳ６）、さらに、制御信号１０２ａを用いて回転用モータ１０２を制御し、回転テーブル１０１の回転を停止させる（ステップＳ７）。そして、回転が停止した後、回転テーブル１０１上の処理対象物１０を排出する（ステップＳ８）。ステップＳ８においても、塗布ヘッド１２０は図６に示す待機位置２０１に位置していることから、回転テーブル１０１上の処理対象物１０を排出するに際して塗布ヘッド１２０やアーム１０７がその障害とはなることはない。回転テーブル１０１上からの処理対象物１０の排出についても、操作者が手動で行っても構わないが、この場合にも、塗布ヘッド１２０が待機位置２０１に位置していることから、作業の妨げになることがない。

以上により、スリットコート装置１００による一連の動作が完了する。

このように、本実施形態によるスリットコート装置１００は、塗布ヘッド１２０を待機位置２０１と切替位置２０２との間において旋回させるための旋回用モータ１０９と、塗布ヘッド１２０を切替位置２０２と塗布位置２０３との間において上下動させるための上下用モータ１１３を備えており、これら２つのモータによって塗布ヘッド１２０を３次元的に移動させていることから、回転テーブル１０１上に処理対象物１０をセット（ステップＳ１）したり、回転テーブル１０１上の処理対象物１０を排出（ステップＳ８）する際に塗布ヘッド１２０等がその障害とならない。このため、作業効率を改善させることが可能となる。

また、本実施形態によるスリットコート装置１００においては、塗布ヘッド１２０を用いて処理対象物１０に塗膜３００を形成した後（ステップＳ４）、この塗布ヘッド１２０を用いて塗膜３００をレベリングしていることから（ステップＳ５）、塗布開始部分と塗布終了部分との重なりであるつなぎ目２６０における段差がほとんど消滅し、これにより、円盤状である処理対象物１０に対し均一な塗膜３００を形成することが可能となる。したがって、本実施形態によるスリットコート装置１００を用いて光記録媒体のレーベル面にインク受理層を形成することにより印刷可能な光記録媒体を作製すれば、インクジェット式のプリンタ等を用いてインク受理層に印刷を行った場合にも、つなぎ目２６０が目立つことがなく、高い印刷品質を得ることが可能となる。

本発明は、以上説明した実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。

本発明の好ましい実施形態によるスリットコート装置１００の構造を概略的に示す図である。 処理対象物１０とすることが好適な光記録媒体のいくつかの例を示す図であり、（ａ）はＣＤ型ディスク、（ｂ）はＤＶＤ型ディスク、（ｃ）は次世代型ディスクの断面をそれぞれ示している。 塗布ヘッド１２０の構造を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。 塗布ヘッド１２０の構造を示す断面図である。 スリットコート装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。 塗布ヘッド１２０の待機位置２０１と切替位置２０２の関係を説明するための図である。 スリットコート（ステップＳ４）及びレベリング（ステップＳ５）の動作を詳細に説明するためのフローチャートである。 塗布ヘッド１２０の切替位置２０２、塗布位置２０３及びレベリング位置２０４の関係を説明するための図である。 塗布開始部分２５０における塗膜３００の形状を示す断面図であり、（ａ）は塗布ヘッド１２０が塗布位置２０３に到達した後にバルブ１０５を開いた場合の形状、（ｂ）は塗布ヘッド１２０の降下の途中でバルブ１０５を開いた場合の形状を示している。 スリットコート時（ステップＳ４）における塗布ヘッド１２０のノズル１２５と処理対象物１０との位置関係を説明するための図であり、（ａ）は略側面図、（ｂ）は略平面図である。 塗膜３００が平面形状を示す図である。 スリットコート時（ステップＳ４）に発生する液溜まり３０２を示す略断面図である。 塗布開始部分と塗布終了部分との重なり（つなぎ目）２６０における塗膜３００の形状を示す断面図であり、（ａ）は塗布ヘッド１２０がレベリング位置２０４に到達した後にバルブ１０５を閉じた場合の形状、（ｂ）は塗布ヘッド１２０の上昇の途中でバルブ１０５を閉じた場合の形状を示している。 レベリング時（ステップＳ５）における塗膜３００の断面形状を示す図である。

符号の説明

１０ 処理対象物
１０ａ 処理対象物の外縁
１０ｂ 処理対象物の中心部
１１ａ 光入射面
１１ｂ レーベル面
２１ 光透過性基板
２２，３３，４２ 機能層
２３ 保護層
３１ 光透過性基板
３２ ダミー基板
３４ 保護層
３５ 接着層
４１ 支持基板
４３ 光透過層
１００ スリットコート装置
１０１ 回転テーブル
１０２ 回転用モータ
１０２ａ，１０５ａ，１０９ａ，１１３ａ 制御信号
１０３ 回転軸
１０４ 配管
１０５ バルブ
１０６，１０７ アーム
１０８ スプライン軸
１０９ 旋回用モータ
１１０ ステージ
１１１ ボールスライド軸
１１２ スライドユニット
１１３ 上下用モータ
１２０ 塗布ヘッド
１２１ａ，１２２ａ テーパー部
１２１，１２２ ブロック
１２１ｂ 注入口
１２２ｂ リザーバ
１２３ スリット用シム
１２３ａ 切り欠き
１２３ｂ スリット
１２３ｃ スリットの内周側端部
１２３ｄ スリットの外周側端部
１２５ ノズル
１２５ａ ノズルの外周側端部
１２５ｂ ノズルの内周側端部
１３０ コントローラ
２０１ 待機位置
２０２ 切替位置
２０３ 塗布位置
２０４ レベリング位置
２５０ 塗布開始部分
２６０ つなぎ目
３００ 塗膜
３０１ 塗膜の壁面

Claims (12)

1. スリットを有するノズルから処理対象物に塗布液を供給する塗布ヘッドと、前記処理対象物を回転させる回転手段と、前記塗布ヘッドを少なくとも待機位置と切替位置との間において移動させることが可能な第１の駆動手段と、前記塗布ヘッドを少なくとも前記切替位置と塗布位置との間において移動させることが可能な第２の駆動手段とを備え、前記切替位置から見た前記待機位置の方向と前記塗布位置の方向とが互いに異なっており、前記塗布ヘッドを前記塗布位置に位置させた状態で前記回転手段によって前記処理対象物を回転させることにより前記処理対象物に塗膜を形成することを特徴とするスリットコート装置。
2. 前記切替位置から見た前記待機位置の方向は前記処理対象物の表面に対して実質的に水平方向であり、前記切替位置から見た前記塗布位置の方向は前記処理対象物の表面に対して実質的に垂直方向であることを特徴とする請求項１に記載のスリットコート装置。
3. 前記第２の駆動手段は、前記塗布ヘッドをさらに前記塗布位置とレベリング位置との間において移動させることが可能であることを特徴とする請求項２に記載のスリットコート装置。
4. 前記塗布位置における前記塗布ヘッドと前記処理対象物との距離は、前記レベリング位置における前記塗布ヘッドと前記処理対象物との距離よりも狭いことを特徴とする請求項３に記載のスリットコート装置。
5. 前記塗布ヘッドの前記ノズルの幅が前記処理対象物の半径よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスリットコート装置。
6. 前記塗布ヘッドの前記スリットの幅が、前記ノズルの一端から他端へ向けて連続的に変化していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のスリットコート装置。
7. スリットを有するノズルから処理対象物に塗布液を供給する塗布ヘッドと、前記塗布液の供給量を制御する調整手段と、前記処理対象物を回転させる回転手段と、前記塗布ヘッドを前記処理対象物の表面に対して実質的に垂直方向に移動させる上下用モータと、少なくとも前記調整手段、前記回転手段及び前記上下用モータを制御するコントローラとを備え、前記コントローラは、前記回転手段を制御することにより前記処理対象物を回転させ、前記上下用モータを制御することにより前記塗布ヘッドを降下させ、前記調整手段を制御することにより、前記塗布ヘッドの降下中に前記処理対象物への前記塗布液の供給を開始させることを特徴とするスリットコート装置。
8. 前記コントローラは、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記上下用モータ及び前記塗布液供給手段を制御することにより、前記塗布ヘッドを上昇させながら前記処理対象物への前記塗布液の供給を停止させることを特徴とする請求項９に記載のスリットコート装置。
9. 処理対象物を回転させる第１のステップと、塗布ヘッドを降下させながら前記処理対象物上への塗膜の形成を開始する第２のステップとを備えることを特徴とするスリットコート方法。
10. 前記塗布ヘッドが塗布位置に到達したことに応答して降下を停止させる第３のステップと、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記塗布ヘッドを上昇させながら前記塗膜の形成を終了する第４のステップをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載のスリットコート方法。
11. 前記塗膜の形成を終了した後、前記塗布ヘッドのノズルを前記塗膜に接触させながらレベリングを行う第５のステップをさらに備えることを特徴とする請求項９又は１０に記載のスリットコート方法。
12. 処理対象物を回転させる第１のステップと、塗布ヘッドを塗布位置に移動させることによって前記処理対象物上に塗膜の形成を行う第２のステップと、前記処理対象物が少なくとも１回転した後、前記塗布ヘッドのノズルを前記塗膜に接触させながらレベリングを行う第３のステップを備えることを特徴とするスリットコート方法。

Images