JP2006231235A - ブレード塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 短い塗布サイクル時間で良好な表面性状を有する塗布液層を形成することができるブレード塗布方法を提供する。
【解決手段】 開口２７を有するマスク２５を平面基板Ｄ上に重ね合わせ、マスク２５上に塗布液４９を供給し、マスク２５上方で該マスク２５に対して相対移動するブレード５１により塗布液４９をマスク２５上に塗布して、平面基板Ｄ上にマスク２５の開口２７に応じた塗布液層を形成するブレード塗布方法であって、少なくとも開口２７の一側方に配設されマスク２５上へ塗布液４９を吐出する塗布液吐出口４１から、実質的に連続して塗布液４９を吐出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ブレード塗布方法に関し、特にマスク上に塗布液を供給する塗布液供給機構を備えたブレード塗布方法に関する。

光ディスク等のディスク状記録媒体に塗布液を１００μｍ程度の厚さに塗布して、印刷可能な塗布液層（インク受理層）を形成する従来のブレード塗布装置としては、吸着台に吸着載置された光ディスクに、開口が形成されたマスク板を重ね合わせ、マスク板上に供給した塗布液をブレードで押圧しながらブレードを相対移動させることにより、塗布液をマスク板の開口から露出する光ディスクの塗布面に塗布するようにしたものが知られている。従来のブレード塗布装置は、マスク板上に塗布液を供給した後、ブレードをマスク板上で所定の水平方向に相対移動させて塗布面に塗布液を塗布し、次いでブレードを所定の方向と逆方向に相対移動させて元の位置に復帰させて１塗布サイクルを終了する。そして、次の光ディスクへの塗布液の塗布は、再び、マスク板上に塗布液を供給する操作から始められ、以後同様に作動する。

しかし、このような従来のブレード塗布装置によると、前の光ディスクの塗布サイクルが完了した後でないと次の塗布液の供給を行うことができず、従って、各作業はシリーズに行われ、並行して実施することができない。これにより、タクトタイム（塗布サイクル時間）が長くなり、塗布液の塗布作業が効率的でない問題があった。また、数サイクル分の塗布液を一度に供給しておくようにすれば、塗布液の供給に要する時間分だけタクトタイムの短縮が可能であるが、マスク板上に纏めて供給された塗布液は、最後の光ディスクの塗布が終了するまで空気中に曝された状態で放置されることとなる。従って、塗布液の乾燥によって粘度が高くなったり、空気との接触により酸化するなどの塗布液の性状が変化して光ディスク上に均一な厚さの塗布液層が得られない虞があった。また、塗布液層の表面にスジなどが生じて塗布液層の表面性状を劣化させ、その後の印刷等において不具合を生じる問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、短い塗布サイクル時間で良好な表面性状を有する塗布液層を形成することができるブレード塗布方法を提供することにある。

本発明に係る上記目的は、下記方法により達成できる。
（１） 開口を有するマスクを平面基板上に重ね合わせ、前記マスク上に塗布液を供給し、前記マスク上方で該マスクに対して相対移動するブレードにより前記塗布液を前記マスク上に塗布して、前記平面基板上に前記マスクの開口に応じた塗布液層を形成するブレード塗布方法であって、
少なくとも前記開口の一側方に配設され前記マスク上へ前記塗布液を吐出する塗布液吐出口から、実質的に連続して前記塗布液を吐出することを特徴とするブレード塗布方法。

このブレード塗布方法によれば、複数回塗布分量に相当する規定量を一時にマスク上へ供給する塗布液の供給方式と比較して、１回塗布分量程度の塗布液が連続して供給されるので、塗布液の乾き防止が図られる。従って、表面性状の良好な塗布液層が容易に得られる。また、平面基板に対する塗布液の塗布作業と、次の塗布のための塗布液の供給作業とを並行して行うことができ、これにより塗布工程のタクトタイムを短縮することができる。

（２） 前記塗布液吐出口からの前記塗布液の吐出量を、１塗布サイクル時間内に前記平面基板に塗布される液量の１．１〜１．３倍とすることを特徴とする（１）記載のブレード塗布方法。

このブレード塗布方法によれば、１塗布サイクル時間内に吐出される塗布液の吐出量を、基板に塗布される液量の１．１〜１．３倍にすることで、塗布液を無駄にすることなく、塗布液層の性状をスジの無い良好な状態に保つことができる。

（３） 前記マスク表面から窪んで形成され前記ブレードの移動方向に対して直交する溝内に前記塗布液吐出口を形成し、前記溝内に塗布液を一旦充填して塗布することを特徴とする（１）または（２）記載のブレード塗布方法。

このブレード塗布方法によれば、溝内に塗布液を一旦充填してから塗布するようにしたので、塗布液が溝内に均等に供給され、ブレードの移動方向に直交する方向の塗布液層の厚さを各部で均一な厚さに塗布することができる。

本発明のブレード塗布方法によれば、短い塗布サイクル時間で良好な表面性状を有する塗布液層を形成することができる。

以下、本発明に係るブレード塗布方法を実現するのに好適なブレード塗布装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係るブレード塗布装置の概略を表す構成図、図２は図１に示したブレード塗布装置の外観の概略を表した斜視図である。

本実施の形態によるブレード塗布装置１００は、例えば平面基板の一例であるディスク状記録媒体（光ディスク）Ｄを被塗布部材とする液膜の塗布に用いられる。
まず、ブレード塗布装置１００の基本構成について説明する。

図１に示すように、ブレード塗布装置１００の塗布部１１には、光ディスクＤが吸着載置可能となる円形状の吸着台１３が設けられる。この吸着台１３の上面には複数の吸着孔１５が開口されて、各吸着孔１５には吸引路１７を介して真空ポンプ１９が接続される。 吸着台１３は、真空ポンプ１９が作動することで吸着孔１５を介して光ディスクＤを上面に吸着保持することができる。

また、吸着台１３は、昇降軸２１によって下面中央が上下方向に移動自在に支持される。この昇降軸２１の上下移動は、マスク剥離手段の一例であるエアシリンダ２３の駆動によりなされる。そして、吸着台１３の上方にはマスク板（マスク）２５が設けられ、マスク板２５は光ディスクＤの塗布面５７を露出させる開口２７を有している。吸着台１３に載置された光ディスクＤは、エアシリンダ２３の駆動によって昇降軸２１が上昇して、上限位置に到達したときに、外周縁がマスク板２５の開口縁部２５ａによって覆われる。

また、塗布部１１には、光ディスクＤの中央部上方に、マスクキャップ着脱手段２９が具備される。マスクキャップ着脱手段２９は、キャップ吸着ノズル３１と、真空ポンプ３３と、昇降手段３５とからなる。マスクキャップ着脱手段２９は、真空ポンプ３３の駆動によってキャップ吸着ノズル３１の下端に、マスクキャップ３７を吸着保持する。この状態で昇降手段３５が駆動されることで、キャップ吸着ノズル３１が下降して、光ディスクＤの中央部の穴にマスクキャップ３７が挿着されるようになっている。なお、マスクキャップ（センターキャップ）３７は、これに限らず、他の機械的手段で脱着してもよい。例えば、マスクキャップ３７の下方から突き上げてマスク板２５から浮き上がらせ、マスクキャップ３７を、その側方からすくい取る等の方法がある。

図２に示すように、開口２７より外側のマスク板２５の表面には、後述するブレード５１の移動方向（図１において左右方向）に対して直交する方向、即ち、紙面に垂直方向に沿って長手方向を有する長溝３９が、マスク板２５の表面より一段低く窪んで形成されている。長溝３９の長手方向長さは、マスク板２５の開口２７の長さ（換言すれば、ブレード５１の移動方向に対して直交する方向の長さ）と略同じ長さに設定される。長溝３９の底面には、ブレード５１の移動方向に対して直交する方向に複数の塗布液吐出口４１が形成されている。

各塗布液吐出口４１は互いに連通しており、マスク板２５に形成された塗布液供給路４３を介して塗布液供給手段８１に接続されている。塗布液供給手段８１は、塗布液供給ポンプ４５および塗布液タンク４７を備える。そして、塗布液供給ポンプ４５は、塗布液タンク４７に貯留された塗布液４９を圧送して、塗布液吐出口４１から吐出して長溝３９内に供給する。

ここで、塗布液４９は、例えば、液粘度が１５０ｃＰ〜８００ｃＰのものが利用でき、特に、２００ｃＰ〜６００ｃＰの塗布液４９が好適に用いられる。なお、ここでいう液粘度は、２５℃の環境下でＢ型粘度計（ビスメトロン）により測定した値である。

長溝３９のさらに外側には、ブレード５１が待機状態で配置される。換言すれば、塗布液４９は、塗布液吐出口４１からブレード５１の助走区間に供給されることになる。ブレード５１は、移動手段５３によってマスク板２５上を所定の隙間Ｇを保ちながら水平駆動（図１において右方から左方へ）され、前側面５５で塗布液４９を押しながら、マスク板２５の開口２７によって露出された光ディスクＤの塗布面５７に塗布液４９を塗布するように往動移動する。そして、移動手段５３によってブレード５１が図中上方に移動した後、運ばれてきた塗布液４９を跨いで、塗布液４９より外方位置まで移動し、さらに図中下方に移動して元の高さ位置に戻る。そして、ブレード５１の復動時には、移動手段５３によってブレード５１が図中左方から右方に移動し、長溝３９手前で上方に移動し、長溝３９を跨いで、長溝３９より外方位置（ブレード５１の待機位置上方）まで移動し、更に図中下方に移動して元の位置に戻る。

ブレード５１は、図１の紙面垂直方向に長尺に形成されたステンレス材等の金属材料からなり、ブレード５１長手方向に垂直方向の断面形状が、略台形形状に形成されている。 また、ブレード５１の下面５９とマスク板２５との間には隙間（ギャップ）Ｇが形成され、塗布液４９はブレード５１の前側面５５により流れが案内されるに伴い押圧されることで、このギャップＧに押し込まれる。そして、塗布面５７に対面するブレード５１の下面（押圧面）５９を通過することで塗布液４９がマスク板２５の開口２７内に充填される。その結果、塗布面５７に塗布液４９が平坦に塗布されるようになる。

図２に示すように、マスク板２５の両側部上面には、マスク板２５の全長に亘って一対の堰６５が設けられており、マスク板２５からの塗布液４９の横漏れを防止する。また、ブレード５１は、一対の堰６５の間で往復移動する。

上記した真空ポンプ１９、エアシリンダ２３、真空ポンプ３３、昇降手段３５、塗布液供給ポンプ４５、移動手段５３は、それぞれが制御部６３によって動作が制御される。

マスク板２５の開口２７は、ブレード５１の長手方向に沿って連続する少なくとも５０ｍｍを超える開口を有することで、詳細を後述する本発明に係るブレード塗布による均一塗布性の効果が顕著となる。本実施の形態によるブレード塗布装置１００においては、開口２７が直径１２０ｍｍ程度の円形状に形成され、また塗布時における塗布液層の膜厚が、少なくとも１００μｍ以上で塗布される。

このような直径１２０ｍｍ程度の比較的大きな塗布面５７に、１００μｍ以上の厚みで塗布液が塗布される場合、塗布必要量に見合った量の塗布液４９がタイミングよく供給されることが肝要である。即ち、１回の塗布に比較的多量の塗布液４９が必要となるので、複数回塗布分量に相当する規定量の塗布液４９を一時にマスク板２５上へ供給すると、塗布液４９が乾燥するなどして塗布液４９の性状が変化して良好な表面性状を有する塗布液層が形成し難くなるからである。

本ブレード塗布装置１００は、ディスク状記録媒体の記録層の少なくとも１層を形成するディスク塗布装置として使用する場合、例えばインクジェットプリンタを用いた印刷を行うための印刷層（インク受理層）を形成することができる。このディスク塗布装置によれば、印刷層への印刷の際、良好な色再現性が確保できるように、必要十分な厚みの印刷層を形成することができる。実際には、塗布液層が塗布時１００μｍ程度の厚みであると、乾燥後の目減り時において３０μｍ程度の塗膜が形成され、この３０μｍ程度のインク受理層が良好な色再現性を可能にする。

次に、このブレード塗布装置１００を用いた塗布液の塗布方法を説明する。
図３は本発明に係る塗布方法の手順を（ａ）〜（ｃ）で表した説明図、図４は本発明に係る塗布方法の手順を（ｄ）〜（ｇ）で表した説明図である。

まず、塗布液４９の供給について説明する。塗布液４９は、塗布液供給手段８１により連続供給されており、塗布液吐出口４１から沁み出すように常に長溝３９内に吐出されて長溝３９内に溜まり、やがて長溝３９から盛り上がるようになってマスク板２５上（ブレード５１の助走区間）に供給される。供給される塗布液４９の量は、塗布面の面積により必要量が適宜調整される。具体的には、塗布液４９の供給量は、１塗布サイクル時間内に吐出される塗布液４９の吐出量が、１枚の塗布面に塗布される塗布液４９の液量の１．１〜１．３倍に、より好ましくは１．２倍程度に調整される。例えば、直径１２０ｍｍの塗布面５７を有する光ディスクＤに塗布する場合、光ディスクＤの１枚当たりの塗布量を２ｇとし、毎分３０枚の光ディスクＤに塗布する場合、塗布液４９の供給量は毎分略６０ｇとなり、この供給量が連続して供給される。換言すれば、１塗布サイクル時間に供給される塗布液４９の供給量は２ｇとなる。

このように、塗布液４９が連続して供給されているブレード塗布装置１００において、制御部６３の指令により、図３（ａ）に示すように、昇降軸２１の下降位置において、吸着台１３上に光ディスクＤが吸着され、図３（ｂ）に示すように、エアシリンダ２３の駆動によって吸着台１３が上昇して光ディスクＤがマスク板２５の開口縁部２５ａに当接する。次いで、図３（ｃ）に示すように、マスクキャップ着脱手段２９の駆動により、マスクキャップ３７が光ディスクＤの中央穴に挿着される。

このとき、図４（ｄ）に示すように、塗布液４９は、塗布液供給手段８１により連続して供給されているので、１回の塗布に必要十分な量（例えは、２ｇ）が、長溝３９から盛り上がるようになって供給されている。また、連続して供給される塗布液４９は、長溝３９内に一旦充填してから塗布するようにしたので、塗布液吐出口４１から吐出した塗布液４９がレベリング効果により長溝３９の長手方向に流れ、長手方向に均等な量の塗布液４９が供給されている。尚、供給されている塗布液４９の液量が多いと、塗布液４９がブレード５１の裏側に回り込むなどの現象が生じて塗布液４９が無駄になる。また、供給されている塗布液４９の液量が少ないと、塗布液４９が不足して塗布液層にブレード５１の移動方向に平行なスジが生じて良好な塗布液層が得られない。

図４（ｅ）に示すように、ブレード５１は、長溝３９に一時貯留されてブレード５１の長手方向に均等な量が供給された塗布液４９を押圧しながら、移動手段５３によって図中右方から左方に移動する。すると、ブレード５１が光ディスクＤの塗布面５７を塗布液４９と共に通過して、光ディスクＤの塗布面５７に所定厚の塗布液層が形成される。

尚、塗布液吐出口４１から長溝３９内、即ち、マスク板２５上に供給される塗布液４９の供給量は、一回の塗布により光ディスクＤの塗布面５７に塗布される量より僅かに多い程度（例えば、１．２倍）に設定されているので、ブレード５１が移動終端位置（図において左端）に達したときには、殆ど残っていることはない。また、ブレード５１の両側方には、堰６５が設けられているので、塗布液４９がマスク板２５上から漏れて無駄になることが防止される。また、過剰な塗布液４９を逃すための排出口を堰６５の一部に設けても良い。例えば、堰６５の上面の一部に切り欠きを設けることで、簡単に過剰な塗布液４９を排出することができる。

塗布液４９は、長溝３９内に一時溜められて長溝３９の長手方向に均等な量となった後、塗布されるので、塗布液がノズルなどから１箇所に集中供給される場合と比較すると、塗布液層の厚さを遥かに均一なものとすることができる。特に、ブレード５１の幅方向における塗布液層の厚さの均一性に優れる。
なお、塗布液４９としては、光ディスクＤにインク受理層を形成するための塗布液４９である表１に示す組成物が例示される。

次いで、図４（ｆ）に示すように、マスクキャップ着脱手段２９が駆動され、マスクキャップ３７が光ディスクＤから脱着される。これにより、光ディスクＤの中央部には塗布液４９の塗布されない円形段部６９が形成されることとなる。次いで、図４（ｇ）に示すように、エアシリンダ２３の駆動によって吸着台１３が下降することにより、マスク板２５の開口縁部２５ａから光ディスクＤが下方へと離反される。これにより、塗布面５７に塗布された塗布液４９は、マスク板２５上の塗布液４９と剪断により分離される。この結果、光ディスクＤの外周縁にはマスク板２５に覆われていたことで、塗布液４９の塗布されていない非塗布部７１が形成されることとなる。
なお、マスク板２５の開口形状を適宜変更することによって、塗布部の形状は自由に設定できる。

このようにして塗布液４９の塗布が完了した光ディスクＤは、図示は省略するが、吸着台１３から取り外され、次工程の塗布液４９の乾燥工程へと移送される。これと同時に、ブレード５１は移動手段５３によって、前述の通り元の位置に戻り、次の塗布液４９の塗布準備を行う。上記ブレード５１の移動は、塗布工程中においても塗布液吐出口４１から連続して吐出して長溝３９から盛り上がるように供給された塗布液４９との接触を回避するためのものである。このように、ブレード５１が元の位置に復帰した時には、既に次に塗布すべき塗布液４９の供給が終了しているので、直ちに次の塗布工程に移行することができ、効率よく塗布液４９が光ディスクＤに塗布される。

なお、上記のブレード塗布装置１００においては、ブレード５１をステンレス材により形成したが、本発明はこれに限らず、例えば樹脂材料や硬質ゴムであってもよい。また、本実施形態では、光ディスクの印刷面の塗布に本ブレード塗布装置を用いているが、対象物はこれに限らず、厚膜を形成するものであれば、種々の対象物に塗布することができる。

また、ここでは、ブレードの往動においてのみ塗布液を塗布するものとして説明したが、長溝を開口の両側に配置してブレードの往復時に塗布液を塗布するようにして、更に塗布効率を向上するようにしてもよいことは言うまでもない。この場合、ブレードは、往動時に塗布液を押圧しながら左方に配設された長溝の手前まで図４中、右方から左方に水平移動した後、上方移動、左方移動、更に下方移動して左側長溝に供給されている塗布液の回避動作を行う。また、復動時にも同様に、左側長溝に供給されている塗布液を押圧しながら右方に配設された長溝の手前まで、右方に水平移動し、さらに上方移動、右方移動、下方移動して右側長溝に供給されている塗布液の回避動作を行う必要がある。

なお、本発明に係るブレード塗布方法を実現するブレード塗布装置は、前述した各実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形や改良等が可能である。

本発明に係るブレード塗布装置の概略を表す構成図である。 図１に示したブレード塗布装置の外観の概略を表した斜視図である。 ブレード塗布方法の手順を（ａ）〜（ｃ）で表した説明図である。 ブレード塗布方法の手順を（ｄ）〜（ｇ）で表した説明図である。

符号の説明

２５ マスク
２７ 開口
３９ 長溝（溝）
４１ 塗布液吐出口
４９ 塗布液
５１ ブレード
１００ ブレード塗布装置
Ｄ 光ディスク（平面基板）

Claims (3)

1. 開口を有するマスクを平面基板上に重ね合わせ、前記マスク上に塗布液を供給し、前記マスク上方で該マスクに対して相対移動するブレードにより前記塗布液を前記マスク上に塗布して、前記平面基板上に前記マスクの開口に応じた塗布液層を形成するブレード塗布方法であって、
   少なくとも前記開口の一側方に配設され前記マスク上へ前記塗布液を吐出する塗布液吐出口から、実質的に連続して前記塗布液を吐出することを特徴とするブレード塗布方法。
2. 前記塗布液吐出口からの前記塗布液の吐出量を、１塗布サイクル時間内に前記平面基板に塗布される液量の１．１〜１．３倍とすることを特徴とする請求項１記載のブレード塗布方法。
3. 前記マスク表面から窪んで形成され前記ブレードの移動方向に対して直交する溝内に前記塗布液吐出口を形成し、前記溝内に塗布液を一旦充填して塗布することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブレード塗布方法。

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