JP2006231121A - ブレード塗布装置及びブレード塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 塗布液に空気が混入することを防止でき、塗布に供される塗布液の無駄を抑えて、効率良く塗布を行うことができるブレード塗布装置及びブレード塗布方法を提供する。
【解決手段】 塗布液を供給する塗布液供給部と、平面基板に配置させた状態で、該平面基板の上面を露呈させる開口が形成されたマスク部材と、マスク部材の上面側に配置され、上面に対して平行に駆動されることで、供給された塗布液を、開口から露呈した平面基板に塗布する長尺状の塗布部材とを備え、マスク部材に余剰の塗布液を貯留する溝部と、溝部に沿って立設された壁部とが形成され、壁部の側面には、塗布部材によって塗布液が溝部に掻き込まれた際に、塗布液が壁部を越えることを規制する突出部が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、平面基板上に塗布液を塗布するブレード塗布装置及びブレード塗布方法に関する。

従来、平面基板上に塗布液を塗布する塗布方式としては、ロールコート，グラビアコート，エクストルージョンコートが知られている。

また、平面基板上に塗布液を塗布する塗布方式としては、下記特許文献１に示すようなブレード塗布方式が知られている。

図６に示す従来のブレード塗布装置では、平面基板４を、マスク２の下面に重ね合わせて配置し、該マスク２に形成された開口７から平面基板４を上面側に露呈させて支持する。そして、マスク２上に塗布液を供給し、長尺形状のブレード５をマスク２の上面で矢印方向に移動させることで塗布液を掻き延ばし、開口４から露出した平面基板の被塗布面に塗布液を堆積させることで平面基板４上に塗布液からなる塗布層を形成する。平面基板４が、例えば光ディスク等の円盤状のディスク基板の場合には、基板の中央に中心開口が形成されており、塗布工程時には中心開口及びその周縁部に塗布液が付着しないように、予めセンタキャップ３が取り付けられる。塗布後には、平面基板４をマスク２から離し、塗布層を有する平面基板４を得る。

例えば、このような塗布方式は、ディスク状の基板を有する磁気記録媒体の製造工程で、基板上に印刷面をブレード塗布によって形成する手段として適用されていた。

特開平５−２２０９６６号公報

図７は、従来の塗布方式における塗布工程を示す断面図である。図７（ａ）に示すように、ブレード１０２で塗布液１０３を掻き延ばしつつ、マスク１０１の開口１０１ａ上を移動させると、塗布液１０３がディスクＤ上における開口１０１ａから露呈する領域に塗布されるとともに、開口１０１ａに充填されず、溢れた塗布液１０３がブレード１０２によってマスク１０１の端へ押し流される。その後、図７（ｂ）に示すように、ブレード１０２をマスク１０１上で往復させるために折り返す際に、該ブレード１０２を持ち上げつつ、溢れた塗布液１０３上を跨いで反対側に移動させる。このとき、ブレード１０２の下端部に塗布液１０３が付着するため、ブレード１０２が塗布液１０３上を移動すると、付着した塗布液１０３がブレード１０２に引き延ばされて、薄膜状となりつつ塗布液１０３上に覆い被されるように付着される（図７（ｃ）参照）。このとき、図７（ｄ）に示すように、ブレード１０２に付着した薄膜状の塗布液とマスク１０１上に堆積した塗布液１０３との間に空気が混入し、塗布液１０３に気泡１０３ａが生じることがある。気泡１０３ａが、ディスクＤの塗布層に混入されると、塗布表面に凹凸が生じる等、良好に塗布を行うことができなくなる原因となる点で改善の余地があった。

また、上記の塗布方式では、余剰の塗布液１０３が、ブレード１０２の駆動領域の外側へ一部掻き出されてしまうことが避けられず、その後の塗布に供されなくなる塗布液が生じてしまい、塗布液の使用する量の効率を向上させることが制限されてしまう原因となっている点で改善の余地があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、塗布液に空気が混入することを防止でき、塗布に供される塗布液の無駄を抑えて、効率良く塗布を行うことができるブレード塗布装置及びブレード塗布方法を提供することにある。

本発明の上記目的は、平面基板に塗布液を塗布して塗布層を形成するブレード塗布装置であって、前記塗布液を供給する塗布液供給部と、前記平面基板に配置させた状態で、該平面基板の上面を露呈させる開口が形成されたマスク部材と、前記マスク部材の上面側に配置され、前記上面に対して平行に駆動されることで、供給された前記塗布液を、前記開口から露呈した前記平面基板に塗布する長尺状の塗布部材とを備え、前記マスク部材に余剰の塗布液を貯留する溝部と、前記溝部に沿って立設された壁部とが形成され、前記壁部の側面には、前記塗布部材によって塗布液が前記溝部に掻き込まれた際に、前記塗布液が前記壁部を越えることを規制する突出部が設けられていることを特徴とするブレード塗布装置によって達成される。

また、本発明の上記目的は、平面基板にマスク部材を配置し、前記マスク部材の開口から前記平面基板を露呈させた状態で、前記マスク部材の上面側に設けられた塗布部材を、前記上面に対して平行に駆動させ、塗布液供給部から供給された塗布液を、前記開口から露呈した前記平面基板に塗布して塗布層を形成するブレード塗布方法であって、前記開口に充填されなかった余剰の塗布液を溝部に貯留させる際に、前記溝部に沿って立設された壁部に設けられた突出部によって、前記塗布液が前記壁部を越えることを規制することを特徴とするブレード塗布方法によって達成される。

本発明によれば、塗布を行う際に、開口に充填されずにマスク部材上に残存する余剰の塗布液を溝部に落とし込んで貯留させることができ、また、塗布部材で塗布液を溝部に掻き込む際に、塗布液の一部が溝部からはみだしても壁部によって塗布部材の駆動領域の外に拡がってしまうことが規制される。さらに、壁部に設けられた突出部によって、塗布液が壁部の側面を伝って壁部を乗り越え溢れ出てしまうことを規制できる。こうすれば、塗布部材をマスク部材上で駆動させるときに、余剰の塗布液が溝部に収容されるようになるため、塗布部材に付着して塗布部材の移動に伴い引き延ばされることによって空気が混入して平面基板に形成される塗布層の表面に凹凸が生じるなどの欠陥が生じることを防止でき、良好な塗布を行うことができる。また、余剰の塗布液を溝部に落とし込むことで、塗布液が塗布部材の駆動領域の外に掻き出されることによって、塗布液が有効に利用できなくなることを防止できる。さらに、溝部に塗布液を掻き込む際に、塗布液を壁部によって溝部に落とし込むように導くことができ、また、壁部に設けられた突出部によって塗布液が該壁部の外側へ溢れ出ることを防止できるため、より確実に溝部に塗布液を貯留させることを促進できる。

本発明において、上記突出部が、塗布部材の駆動方向に伸縮自在な蛇腹形状を有することが好ましい。または、突出部が、塗布部材の駆動方向に弾性変形自在な板状の部材であることが好ましい。こうすれば、塗布部材を溝部近傍に駆動させることでマスク部材の壁部に近づけた際に、塗布部材と突出部とが当接することで、突出部が壁部側に縮み（又は変形し）、塗布部材と壁部との間に入り込んだ塗布液が、壁部の突出部によって溢れ出ることが防止されるとともに、塗布部材と壁部との間で挟まれて、下方の溝部へ押し出されるようになる。このため、塗布液を溝部においてより確実に貯留させることができる。

さらに、上記本発明を適用してディスク状記録媒体に前記塗布液を塗布して印刷面のうち少なくとも一層を形成すれば、印刷面を凹凸などの欠陥がない良好な面にすることができるとともに、印刷面を構成するために使用される塗布液の無駄を省くことができ、効率良く印刷面を形成することができる。

本発明によれば、塗布液に空気が混入することを防止でき、塗布に供される塗布液の無駄を抑えて、効率良く塗布を行うことができるブレード塗布装置及びブレード塗布方法を提供できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
以下、本発明にかかるブレード塗布装置及びブレード塗布方法の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、本実施形態のブレード塗布装置の構成を説明する図である。図２（ａ）から（ｃ）は、塗布工程を説明する断面図である。図３（ａ）から（ｃ）は、塗布工程において、本発明に係る手順を説明する断面図である。図４（ａ）から（ｃ）は、塗布工程において、本発明に係る別の手順を説明する断面図である。

ブレード塗布装置１０は、被塗布部材である平面基板の表面に塗布液を塗布して塗布層を形成するものであって、本実施形態では平面基板の一例としてディスク状記録媒体（以下、ディスクともいう。）Ｄを被塗布部材とする。

ブレード塗布装置１０は、薄い板状の部材であるマスク部材１１を備えており、マスク部材１１には、上面視において円形の開口１１ａが形成されている。

また、ブレード塗布装置１０には、ディスクＤを上部の支持台に載せて支持させ、マスク部材１１に対して相対移動可能な基板支持部１４が備えられている。基板支持部１４は、上方に位置するときに、支持したディスクＤをマスク部材１１の開口１１ａの下方に押し付け、かつ、その状態でディスクＤを保持する。こうして、ディスクＤにマスク部材１１が配置される。

本実施形態において、開口１１ａは直径が１２０ｍｍ程度の円形状に形成される。なお、開口１１ａの形状は、ディスクＤ上に形成される塗布層の形状に合わせた形状とすることができ、マスク部材１１の開口形状を適宜変更することによって、塗布層の形状は自由に設定できる。

また、基板支持部１４が下方位置に移動することで、図示しないロボットアーム等によって、基板支持部１４のディスクＤを取り出して搬送系の下流側へ搬出すること、及び、基板支持部１４に塗布液を塗布していない別のディスクＤを載せることができる。本実施形態では、基板支持部１４をマスク部材１１に対して相対移動させる構成としたが、マスク部材１１を基板支持部１４に対して相対移動させる構成としてもよい。

マスク部材１１の上面（図１において上方の面）側であって、該上面に対して僅かに離間した位置に、長尺状の塗布部材（ブレード）１２が設けられている。塗布部材１２は、図１中矢印で示すように、上面の面方向に対して平行に駆動する構成である。具体的に、塗布部材１２は、図１で示すｘ−ｙ平面に対して平行に駆動する構成である。また、塗布部材１２は、後述するように、ｚ軸方向（図１において上下方向）に対しても適宜駆動可能に構成されている。

塗布部材５１の材質としては、ＳＵＳ３１６のクロムの含有量以上のクロムの含有量とすることが好ましく、こうすることで、耐磨耗性、耐腐食性、耐熱性、離型性をより一層向上させることができる。

次に、ディスクに塗布層を形成する手順を説明する。図２（ａ）に示すように、マスク部材１１に対して離間させた状態の基板支持部１４上にディスクＤを平置きに載せる。このとき、ディスクＤにおける被塗布側面を上面に向けた状態で基板支持部１４に配置する。

基板支持部１４とマスク部材１１とを相対移動させることで、図２（ｂ）に示すように、マスク部材１１の開口１１ａの下方にディスクＤを押し付けた状態で保持する。このとき、ディスクＤの外周端が開口１１ａの下部に当接し、開口１１ａから、ディスクＤの上面が上方に露呈した状態となる。開口１１ａから露呈されたディスクＤにおける領域が被塗布領域となる。

図２（ｂ）に示すように、ディスクＤにマスク部材１１を配置させた状態で、ディスクＤの中心開口に、塗布液の付着を防止するセンタキャップ１３が装着される。センタキャップ１３は、図示しないセンタキャップ着脱アームの吸引部によって吸引保持され、開口１１ａの上方からディスクＤの中心開口に装着される。

図２（ｃ）に示すように、マスク部材１１の上方に僅かな隙間で、かつ、面方向に対して平行（図中矢印で示す方向）に塗布部材１２を駆動し、予め供給された塗布液１６を、該塗布部材１２の側面で掻き延ばす。こうすると、塗布液１６がマスク部材１１上に薄く延ばされるとともに開口１１ａに充填され、該開口１１ａから露呈するディスクＤの上面の被塗布領域に塗布される。塗布工程後に乾燥させることで、ディスクＤに塗布された塗布液１６が硬化し、塗布層が形成される。

本実施形態において、塗布部材１２の駆動は、マスク部材１１の開口１１ａの上方を直線方向に往復する駆動としたが、これに限定されない。

図１に示すように、マスク部材１１には、塗布部材１２の駆動方法に対して開口１１ａを挟んで両側に溝部１５がそれぞれ形成されている。溝部１５は、マスク部材１１における余剰の塗布液を貯留できるようにマスク部材１１の上面から下方に窪んだ形状である。また、溝部１５は、塗布部材１２の長手方向に対して平行に形成され、塗布部材１２の下端部の少なくとも一部を、その内側に挿入可能に構成されている。本実施形態では、各溝部１５が、往復駆動する塗布部材１２の駆動領域の両端側の折り返し位置に設けられている。ブレード塗布装置１０は、塗布時において、開口１１ａに充填されなかった余剰の塗布液１６を塗布部材１２でマスク部材１１上に掻き延ばすことによって、溝部１５に貯留させることができる。

溝部１５は、塗布部材１２の駆動領域の両端側における折り返し位置の一方に形成されていればよい。また、溝部１５は、塗布部材１２の駆動領域のいずれかに形成されていればよく、本発明の効果を奏することができる範囲で、その数や形状は適宜変更可能である。

溝部１５それぞれの外側縁部（開口１１ａ側とは反対側の縁部）に沿って、マスク部材１１の上面に対して垂直な壁部２４が立設されている。また、壁部２４における、開口１１ａ側の側面に突出部２５が設けられている。

本実施形態において、塗布液１３は、塗布液供給部２２から各溝部１５内に供給される構成とすることができる。図示しないが、溝部１５の内側に連通する供給管を配設し、供給管を塗布液供給部２２に接続させ、塗布時に塗布液を供給管によって溝部１５へ送出する構成とすることができる。また、ブレード塗布装置１０は、塗布液１３が図示しない供給ノズルから射出されて、マスク部材１１の上面に供給される構成としてもよい。

ブレード塗布装置１０は、塗布部材１２の駆動を制御するブレード駆動部２３と、ブレード駆動部２３を制御可能な制御部２１とを備えていてもよい。また、塗布液供給部２２を制御部２１とを接続し、該制御部２１によって塗布部材１２の駆動と塗布液１６の供給を連動させてもよい。

次に、図３を参照して、溝部に塗布液を貯留させる手順を説明する。
図３（ａ）に示すように、塗布液１６は、その一部が塗布部材１２によってマスク部材１１の開口１１ａに充填されるとともに、残りが開口１１ａに充填されず、余剰の塗布液１６ａとなる。

図３（ｂ）に示すように、塗布部材１２によって塗布部材１１の上面側へ更に掻き延ばし、塗布部材１２を溝部１５の上方近傍まで駆動させることで、余剰の塗布液１６ａが溝部１５に落とし込まれる。図３（ｃ）に示すように、塗布部材１２が溝部１５上に位置にする状態となると、塗布部材１２に付着した塗布液１６が自重によって溝部１５に垂れ落ちる。このとき、塗布部材１２が溝部１５上に近接する位置にくると、塗布部材１２の駆動方向前側の側面が、壁部２４の側面に設けられた突出部２５の先端部に当接する。

本実施形態においては、突出部２５が、蛇腹形状を有し、塗布部材１２の駆動方向に伸縮自在に構成されている。突出部２５は、塗布部材１２に接触し、駆動方向に押圧されることで、壁部２４の側面側に縮む。このとき、塗布部材１２と壁部２４との間に入り込んだ塗布液１６ａが、壁部２４の内側側面をつたって上昇するが、突出部２５によって溢れ出ることが防止される。そして、塗布部材１２と壁部２４との間で挟まれて、下方の溝部１５へ押し出される。このため、余剰の塗布液１６ａを溝部１５においてより確実に貯留させることができる。

なお、溝部１５の寸法としては、溝の幅Ｗを１０ｍｍから５０ｍｍの範囲とすることができ、溝の深さｄを５ｍｍから２５ｍｍの範囲とすることができる。

本実施形態のブレード塗布装置１０は、溝部１５の内部に貯留した余剰の塗布液１６ａが、その後の塗布工程で使用する塗布液として供される構成である。溝部１５の内部に貯留した余剰の塗布液１６ａが、図示しない回収管などでマスク部材１１から排出されてもよく、また、環流管を介して塗布液供給部２２に送られてもよい。

次に、図４を参照して、溝部に貯留した塗布液を掻き出して、塗布に供する手順を説明する。
図４（ａ）に示すように、塗布部材１２の下端部を溝部１５の内側に挿し込ませ、貯留した塗布液１６ｂに当接させる（図４（ｂ））。このとき、塗布部材１２と突出部２５とを接触させた状態を維持することで、上昇する塗布液１６ｂが壁部２４の側面をつたって溢れ出ることを防止できる。

その後、塗布部材１２を上方に駆動させるとともに、マスク部材１１の上面に対して平行に駆動させることで、溝部１５の内側に貯留した塗布液１６ｂがマスク部材１１の上面に掻き出される。このとき、塗布部材１２が、図１で示すｘ−ｙ平面に対して平行に駆動されるとともに、溝部１５の形状に基づいてｚ軸方向に駆動される。塗布部材１２の駆動の軌跡は、ｘｙｚの座標で表される３次元位置情報を含むプログラムで規定され、予め制御部２１に記憶させておくことができる。

図４（ｃ）に示すように、塗布部材１２をマスク部材１１の上面に対して平行に駆動させることで、掻き出された塗布液１６ｂが、該塗布部材１２の側面に押されて開口１１ａ側に掻き延ばされる。塗布部材１２を更に駆動させることで、塗布液１６ｂが開口１１ａに充填され、ディスクＤの被塗布領域に塗布される。

本実施形態のブレード塗布装置１０は、塗布を行う際に、開口１１ａに充填されずにマスク部材１１上に残存する余剰の塗布液１６ａを溝部に落とし込んで貯留させることができ（図３参照）、また、塗布部材１２で塗布液１６ａを溝部１５に掻き込む際に、塗布液１６ａの一部が溝部１５からはみだしても壁部２４によって塗布部材１２の駆動領域の外に拡がってしまうことが規制される。さらに、壁部２４に設けられた突出部２５によって、塗布液１６ａが壁部２４の側面を伝って壁部を乗り越え溢れ出てしまうことを規制できる。こうすれば、塗布部材１２をマスク部材１１上で駆動させるときに、余剰の塗布液１６ａが溝部１５に収容されやすくなるため、塗布部材１２に付着して該塗布部材１２の移動に伴い引き延ばされることによって空気が混入してディスクＤに形成される塗布層の表面に凹凸等の欠陥が生じることを防止でき、良好な塗布を行うことができる。
また、余剰の塗布液１６ａを溝部１５に落とし込むことで、塗布液１６ａが塗布部材１２の駆動領域の外に掻き出されることによって塗布液１６ａが有効に利用できなくなることを防止できる。さらに、溝部１５に塗布液１６ａを掻き込む際に、塗布液１６を壁部２４によって溝部１５に落とし込むように導くことができ、また、壁部２４に設けられた突出部２５によって塗布液１６ａが該壁部２４の外側へ溢れ出ることを防止できるため、より確実に塗布液１６ａを溝部１５に貯留させることができる。

本実施形態のように、溝部１５が、塗布部材１２を往復駆動させた状態における、該塗布部材１２の折り返し位置に設けられている構成とすれば、マスク部材１１の開口１１ａに対して塗布部材１２を往復駆動させて塗布を行う際に、塗布部材１２の折返し位置において、溝部１５に塗布液１６を落とし込むことで貯留させることができる。このため、溝部１５に貯留される塗布液１６が往復駆動する塗布部材１２に干渉することを抑制するとともに、塗布時に塗布液をマスク部材１１の上面に効率良く供給することができる。

上記本発明を適用してディスク状記録媒体に前記塗布液を塗布して印刷面のうち少なくとも一層を形成すれば、凹凸などの欠陥がない良好な面状態となるように塗布を行うことができ、印刷面を構成するために使用される塗布液の無駄を省くことができる。

壁部２４に設けられる突出部２５の構成は上記実施形態のものに限定されず、塗布液１６ａが壁部２５をつたって上方に溢れ出ることを防止でき、塗布部材１２との間に入り込む塗布液１６ａを溝部１５へ押し出すことができれば、他の構成としてもよい。

図５（ａ）から（ｃ）は、壁に設けられる突出部の他の実施形態を示す図である。マスク部材１１の壁部２４の内側側面には弾性変形可能な板状部材である突出部３５が固定されている。塗付時には、塗布部材１２によって塗布液１６が開口１１ａに充填されるとともに余剰の塗布液１６ａが溝部１５に落とし込まれる。図５（ｂ）に示すように、塗布部材１２が溝部１５上に移動して、塗布部材１２に付着した塗布液１６が自重によって溝部１５に掻き込まれるとともに、塗布部材１２の駆動方向前側の側面が、壁部２４の突出部３５の先端部に当接する。すると、突出部３５が、塗布部材１２によって駆動方向に押圧されることで、壁部２４の側面側に弾性変形し、塗布部材１２と壁部２４との間に入り込んだ塗布液１６ａが、突出部３５によって溢れ出ることが防止される。そして、塗布部材１２と壁部２４との間で挟まれて、下方の溝部１５へ押し出される。このため、余剰の塗布液１６ａを溝部１５においてより確実に貯留させることができる。

ブレード塗布装置の構成を説明する図である。 塗布工程を説明する断面図である。 塗布工程において、本発明に係る手順を説明する断面図である。 塗布工程において、本発明に係る別の手順を説明する断面図である。 塗布工程において、他の実施形態によって本発明に係る手順を行う状態を説明する断面図である。 従来のブレード塗布装置を示す図である。 従来の塗布方式における塗布工程を示す断面図である。

符号の説明

１０ 塗布装置
１１ マスク部材
１２ 塗布部材
１５ 溝部
１６ 塗布液
２４ 壁部
２５，３５ 突出部
Ｄ ディスク（平面基板）

Claims (8)

1. 平面基板に塗布液を塗布して塗布層を形成するブレード塗布装置であって、
   前記塗布液を供給する塗布液供給部と、
   前記平面基板に配置させた状態で、該平面基板の上面を露呈させる開口が形成されたマスク部材と、
   前記マスク部材の上面側に配置され、前記上面に対して平行に駆動されることで、供給された前記塗布液を、前記開口から露呈した前記平面基板に塗布する長尺状の塗布部材とを備え、
   前記マスク部材に余剰の塗布液を貯留する溝部と、前記溝部に沿って立設された壁部とが形成され、前記壁部の側面には、前記塗布部材によって塗布液が前記溝部に掻き込まれた際に、前記塗布液が前記壁部を越えることを規制する突出部が設けられていることを特徴とするブレード塗布装置。
2. 前記突出部が、前記塗布部材の駆動方向に伸縮自在な蛇腹形状を有することを特徴とする請求項１に記載のブレード塗布装置。
3. 前記突出部が、前記塗布部材の駆動方向に弾性変形自在な板状の部材であることを特徴とする請求項１に記載のブレード塗布装置。
4. ディスク状記録媒体に前記塗布液を塗布して印刷面のうち少なくとも一層を形成する請求項１から３のいずれか１つに記載のブレード塗布装置。
5. 平面基板にマスク部材を配置し、前記マスク部材の開口から前記平面基板を露呈させた状態で、前記マスク部材の上面側に設けられた塗布部材を、前記上面に対して平行に駆動させ、塗布液供給部から供給された塗布液を、前記開口から露呈した前記平面基板に塗布して塗布層を形成するブレード塗布方法であって、
   前記開口に充填されなかった余剰の塗布液を溝部に貯留させる際に、前記溝部に沿って立設された壁部に設けられた突出部によって、前記塗布液が前記壁部を越えることを規制することを特徴とするブレード塗布方法。
6. 前記突出部が、前記塗布部材の駆動方向に伸縮自在な蛇腹形状を有することを特徴とする請求項５に記載のブレード塗布方法。
7. 前記突出部が、前記塗布部材の駆動方向に弾性変形自在な板状の部材であることを特徴とする請求項５に記載のブレード塗布方法。
8. ディスク状記録媒体に前記塗布液を塗布して印刷面のうち少なくとも一層を形成する請求項５から７のいずれか１つに記載のブレード塗布方法。

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