JP2008212775A - 塗布工具 - Google Patents

Abstract

【課題】スロットの幅を自動制御可能な塗布工具を提供する。
【解決手段】複数のヘッド部材を備え、溝状のスロットが画成された塗布ヘッドと、前記ヘッド部材のうち内側面とは反対側の外側面または前記内側面に連なる先端面に設けられた凹溝に収容され、この凹溝の側壁面を押圧して前記スロットの幅を調整する調整ユニット３０と、この調整ユニット３０による前記凹溝の側壁面への押圧力を制御する制御手段４０と、を有し、調整ユニット３０は、内部に流体が封入された流体圧室３４と、この流体圧室３４の流体圧によって前記凹溝の側壁面を押圧する押圧部３２Ａと、流体圧室３４の流体圧を変化させる操作部３５と、を備えており、制御手段４０は、流体圧室３４の流体圧を検知する圧力検知部４１と、この圧力検知部４１で検知された流体圧と予め設定された設定圧力範囲とを比較して操作部３５へ指令を与える指令部４２と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、シート状部材またはパネル状部材などの被塗布部材の表面に、塗布液を塗布する際に使用される塗布工具に関する。

従来、シート状部材またはパネル状部材の表面に塗布液を薄く均一に塗布して、塗膜層を形成する塗布装置に装着される塗布工具として、例えば一対のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを備え、一対のヘッド部材の互いに対向する内側面同士の間に、塗布液が供給されるポケットと、このポケットから先端側に向けて延びて塗布ヘッドの先端に開口する溝状のスロットとが画成されたものが提供されている。

このような塗布工具は、塗布ヘッドをシート状部材（被塗布部材）に対向するように、かつ、塗布ヘッドの長手方向をシート状部材の幅方向に一致させるようにして配置し、シート状部材に対して塗布液を塗布して塗膜を形成したり、塗布ヘッドを、その先端部を下向きにしてパネル状部材（被塗布部材）の上方に配置し、塗布ヘッドをパネル状部材に当接させながら塗布ヘッドを移動させることで、パネル状部材に塗布液を塗布して塗膜を形成したりするものである。

このような塗布ヘッドを備えた塗布工具で塗布される塗布液としては、液晶ディスプレイ用のカラーペーストやカラーフィルタ用のレジスト剤などが挙げられる。ここで、シート状部材やパネル状部材などに安定した塗膜を形成させるためには、塗布作業において塗布液を均一に塗布することが重要であり、塗布ヘッドのスロットの幅を精度よく調整する必要があった。

これに対して、特許文献１、２には、スロットの幅を調整するための調整手段を備えた塗布工具が提案されている。これらの塗布工具においては、調整手段によってスロットの幅を予め調整しておき、塗布液を安定して塗布するものである。
特開平９−１３１５６１号公報 特許第３５０１１５９号公報

ところで、従来の塗布工具においては、使用開始時にスロットの幅を所定値に設定しておいても、時間が経過するに連れてスロットの幅が変化して、塗布液を安定して塗布することができなくなってしまうことがあった。ここで、スロットの幅を所定値にもどすためには、一度、塗布作業を中断してスロットの幅の再調整を行う必要があり、作業効率が大幅に低下してしまうといった問題があった。

このようなことから、スロットの幅を自動制御可能な塗布工具が強く望まれている。しかしながら、このような塗布工具においては、塗布作業中にスロットの幅を連続的に測定することができないため、スロットの幅の変化量が分からず、スロットの幅の自動制御は非常に困難であった。

本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、スロットの幅を自動制御可能な塗布工具を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明の塗布工具は、複数のヘッド部材を備え、これら複数のヘッド部材における互いに対向する内側面同士の間に、前記ヘッド部材の先端に開口して前記ヘッド部材の長手方向に延びる溝状のスロットが画成された塗布ヘッドと、前記ヘッド部材のうち前記内側面とは反対側の外側面または前記内側面に連なる先端面に設けられた凹溝に収容され、この凹溝の側壁面を押圧して前記スロットの幅を調整する調整ユニットと、この調整ユニットによる前記凹溝の側壁面への押圧力を制御する制御手段と、を有し、前記調整ユニットは、内部に流体が封入された流体圧室と、この流体圧室の流体圧によって前記凹溝の側壁面を押圧する押圧部と、前記流体圧室の流体圧を変化させる操作部と、を備えており、前記制御手段は、前記流体圧室の流体圧を検知する圧力検知部と、この圧力検知部で検知された流体圧と予め設定された設定圧力範囲とを比較して前記操作部へ指令を与える指令部と、を備えていることを特徴としている。

この構成の塗布工具では、スロットを画成するヘッド部材に凹溝が設けられ、この凹溝内に凹溝の側壁面を押圧してスロットの幅を調整する調整ユニットが収容されており、この調整ユニットが、内部に流体が封入された流体圧室と、流体圧室の流体圧によって前記凹溝の側壁面を押圧する押圧部とを備えているので、スロットの幅が変化した際に凹溝の側壁面の変位に伴って押圧部の位置も変位して流体圧室の流体圧が変動することになる。よって、この流体圧室内の流体圧を検知することでスロットの幅の変化を検出することが可能となる。
そして、調整ユニットによる前記凹溝の側壁面への押圧力を制御する制御手段が、流体圧室内の流体圧を検知する圧力検知部と、この圧力検知部で検知された流体圧と予め設定された設定圧力範囲とを比較して前記操作部へ指令を与える指令部と、を備えているので、流体圧室の流体圧を設定圧力範囲内となるように操作部へ指令を与えることで、スロットの幅を自動制御することができる。

ここで、前記操作部を、前記流体圧室内に封入された流体を圧縮するピストンと、このピストンを進退自在に駆動させる駆動部と、を有するものとしてもよい。
この場合、指令部により、流体圧室内の流体圧と設定圧力範囲とを比較して前記操作部に対してピストンの進退量を指令することで、流体圧室の容積を変更して流体圧を調整することができる。これにより、調整ユニットによる前記凹溝の側壁面への押圧力を制御してスロットの幅の調整を行うことができる。

また、前記調整ユニットを、前記凹溝内の長手方向の任意の位置に移動及び固定可能な構成としてもよい。
この場合、使用状況によってスロットの幅が経時的に変化しやすい長手方向位置にこの調整ユニットを配設することが可能となり、スロットの幅の自動制御を精度よく行うことができる。

さらに、前記スロットから吐出される塗布液の膜厚、温度及び流量、前記スロットの幅、並びに前記スロット先端と被塗布物との間の距離のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、この測定手段による測定値に基いて前記指令部における前記設定圧力範囲を補正する補正手段と、を備えていてもよい。
前記スロットから吐出される塗布液の膜厚、温度及び流量、前記スロットの幅、並びに前記スロット先端と被塗布物との間の距離のうち少なくとも１つの測定値に基いて設定圧力範囲を補正することで、スロットの幅をより精度よく調整することが可能となる。なお、測定手段による測定はリアルタイムに行う必要はなく、一定間隔をおいて測定して設定圧力範囲の補正を行ってもよい。

本発明によれば、スロットの幅を自動制御可能な塗布工具を提供することができる。

本発明の実施形態について、添付した図面を参照して説明する。図１および図２に、本発明の実施形態である塗布工具に備えられた塗布ヘッド１を示す。また、図３に塗布ヘッド１に配設される調整ユニット３０を示す。
この塗布ヘッド１は、長手方向（図１において左右方向）に延びる一対のヘッド部材１０、２０によって構成されている。

一方のヘッド部材１０は、他方のヘッド部材２０側を向く内側面１１のうちの先端側（図１および図２において上側）部分がスロット面１１ａとされ、後端側（図１および図２において下側）部分が当接面１１ｂとされており、スロット面１１ａと当接面１１ｂとの間には、前記長手方向に向けて延びる断面半円をなすポケット溝１４が形成されている。ここで、スロット面１１ａと当接面１１ｂとは互いに平行に、かつ、スロット面１１ａが前記当接面１１ｂよりも僅かに外方（他方のヘッド部材２０から離間する方向）に後退した位置となるように配置されている。
また、一方のヘッド部材１０には、当接面１１ｂに開口するとともに当接面１１ｂに対して直交する方向に延びるボルト孔１５が、長手方向に一定間隔をあけて複数（本実施形態では６つ）設けられている。

他方のヘッド部材２０は、一方のヘッド部材１０側を向く内側面２１が一様に平坦に形成されており、一方のヘッド部材１０のスロット面１１ａと対向する部分がスロット面２１ａとされ、一方のヘッド部材１０の当接面１１ｂと当接される部分が被当接面２１ｂとされている。また、他方のヘッド部材２０には、被当接面２１ｂに開口するとともに被当接面２１ｂに対して直交する方向に延びて他方のヘッド部材２０を貫通するボルト挿通孔２４が、長手方向に一定間隔をあけて複数（本実施形態では６つ）設けられている。このボルト挿通孔２４のうち他方のヘッド部材２０の外側面２２に開口した部分には、前記ボルト挿通孔２４よりも一段大径の座ぐり孔２５が設けられている。

これら一対のヘッド部材１０、２０が互いに対向するように、かつ、一方のヘッド部材１０の当接面１１ｂと他方のヘッド部材２０の被当接面２１ｂとが互いに密着するようにして配置され、前記ボルト孔１５の軸線とボルト挿通孔２４の軸線とが一致させられる。そして、ボルト挿通孔２４に挿通された結合ボルト２がボルト孔１５に螺着されることにより、これら一対のヘッド部材１０、２０が締結される。すると、一方のヘッド部材１０のスロット面１１ａと他方のヘッド部材２０のスロット面２１ａとの間には僅かな空隙が形成され、塗布ヘッド１の先端側に向けて開口されたスロット３が画成される。また、ポケット溝１４と他方のヘッド部材２０の内側面２１とによってポケット４が画成される。これらスロット３およびポケット４は、ヘッド部材１０、２０の長手方向に延びるように画成されており、スロット３の後端部分がポケット４に連通されている。

また、ヘッド部材１０、２０の先端面１３、２３は、ヘッド部材１０、２０の長手方向に直交する断面において図２に示すように、外側面１２、２２から内側面１１、２１へと向かうにしたがい先端側に突出するように傾斜された傾斜面とされ、スロット３部分がさらに先端側に向けて突出した形状とされている。

そして、他方のヘッド部材２０の外側面２２には、この外側面２２に直交する方向に向けて凹んだ凹溝２６が前記長手方向に延びるように設けられている。この凹溝２６は、断面コの字状をなしており、一対の側壁面２７Ａ、２７Ｂと底面２８とを備えている。この凹溝２６が設けられることにより、他方のヘッド部材２０のスロット面２１ａ後端部分の肉厚が薄くされている。
また、一対の側壁面２７Ａ、２７Ｂは、これら一対の側壁面２７Ａ、２７Ｂ同士の間の距離（スロット３の延在方向の距離）が凹溝２６の開口部（外側面２２）向かうにしたがい漸次小さくなるように、互いに傾斜させられている。

この凹溝２６には、図２および図３に示すように、塗布ヘッド１の長手方向に延びる概略直方体状をなす調整ユニット３０が挿入されている。
調整ユニット３０は、凹溝２６の一対の側壁面２７Ａ、２７Ｂのそれぞれに密着させられる一対の押圧面３２Ａ、３２Ｂと、凹溝２６の底面２８に接触させられる背面３１と、凹溝２６の開口部側を向く前面３３とを備えている。

また、調整ユニット３０の一対の押圧面３２Ａ、３２Ｂは、これら一対の押圧面３２Ａ、３２Ｂ同士の間の距離（スロット３の延在方向の距離）が前面３３側に向かうにしたがい漸次小さくなるように、互いに傾斜させられている。そのため、調整ユニット３０は、凹溝２６内を凹溝２６の長手方向に沿って移動可能とされているものの、凹溝２６の開口部から抜け落ちることがないように構成されている。

この調整ユニット３０において、スロット３の延在方向を向く一対の押圧面３２Ａ、３２Ｂのうち、塗布ヘッド１の先端側を向く一方の押圧面３２Ａを含む部分の内部に、流体としての油が封入される流体圧室３４が形成されており、この流体圧室３４の存在によって、一方の押圧面３２Ａを含む部分が薄肉化されて弾性変形可能とされている。
調整ユニット３０には、流体圧室３４内の流体圧（本実施形態では油圧）を変化させる操作部３５が設けられている。この操作部３５は、流体圧室３４の容量を調整するピストン３６と、このピストン３６を進退可能に駆動させる駆動部３７を備えている。本実施形態では、駆動部３７は、モータ３８と、モータ３８の回転運動を直線運動に変換するギア３９と、を備えており、モータ３８を回転駆動させることでピストン３６を進退させることができるように構成されている。

また、この塗布工具は、調整ユニット３０による凹溝２６の側壁面２７Ａへの押圧力を制御する制御手段４０を有している。
この制御手段４０は、図４に示すように、流体圧室３４の流体圧（油圧）を検知する圧力センサ４１と、この圧力センサ４１で検知された流体圧Ｐに基いて操作部３５のモータ３８へと指令を与える指令部４２と、を備えている。指令部４２では、スロット３の幅に応じて予め設定圧力範囲が設定されており、この設定圧力範囲と圧力センサ４１で検知された流体圧Ｐとを比較し、流体圧Ｐが設定圧力範囲内となるようにモータ３８へと指令を与え、ピストン３６を進退させる構成とされている。

このような構成の塗布ヘッド１を備えた塗布工具は、予めスロット３の幅が調整されるとともに、このスロット３の幅に応じた設定圧力範囲が設定される。このようにスロット３の幅が調整された後に、塗布装置に取り付けられて塗布作業に使用される。塗布作業においては、塗布装置から図示しない供給口を通じて塗布ヘッド１内に塗布液が供給され、塗布液はポケット４に充満することで塗布ヘッド１の長手方向に広がり、ポケット４に連通されたスロット３を通過して塗布ヘッド１の先端、つまりスロット３の開口端から吐出され、この塗布ヘッド１に対して相対的に移動する被塗布部材の表面に塗布される。

塗布作業を続けている間に、スロット３の幅が変化した場合には、凹溝２６の一方の側壁面２７Ａもスロット３の延在方向に移動することになる。この移動に伴って一方の側壁面２７Ａに密着させられている押圧面３２Ａが弾性変形し、流体圧室３４の容量が変化するので流体圧室３４の流体圧（油圧）が変動することになる。よって、流体圧室３４の流体圧Ｐを圧力センサ４１によって監視することでスロット３の幅の変動をリアルタイムに検知することが可能となる。

この塗布工具におけるスロット３の幅の自動制御について、図５に示すフロー図を用いて説明する。
流体圧室３４の流体圧Ｐを圧力センサ４１によってリアルタイムに監視し、流体圧Ｐと予め設定された設定圧力範囲とを比較する。そして、流体圧Ｐが予め設定された設定圧力範囲を超えた場合には、指令部４２からモータ３８へと指令が与えられ、ピストン３６が所定量進退され、流体圧Ｐが設定圧力範囲内となるように調整される。これにより、スロット３の幅が所定幅となる。

本実施形態である塗布工具によれば、スロット３を画成するスロット面２１ａを備えた他方のヘッド部材２０の外側面２２に長手方向に延びる凹溝２６が設けられ、この凹溝２６内に凹溝２６の側壁面２７Ａを押圧してスロット３の幅を調整する調整ユニット３０が収容されているので、この調整ユニット３０によってスロット３の幅を精度よく調整することができる。

また、操作部３５が、流体圧室３４内に封入された油を圧縮するピストン３６と、このピストン３６を進退自在に駆動させる駆動部３７と、を有しているので、モータ３８の回転を制御することでピストン３６の進退量を調整して、流体圧室３４の容積を変更して流体圧Ｐを調整することができる。これにより、調整ユニット３０による凹溝２６の側壁面２７Ａへの押圧力を制御してスロット３の幅の調整を精度よく行うことができる。

また、調整ユニット３０による凹溝２６の側壁面２７Ａへの押圧力を制御する制御手段４０が、流体圧室３４内の流体圧Ｐを検知する圧力センサ４１と、この圧力センサ４１で検知された流体圧Ｐと予め設定された設定圧力範囲とを比較して操作部３５へ指令を与える指令部４２と、を備えているので、流体圧室３４の流体圧Ｐを設定圧力範囲内となるように操作部３５へ指令を与えることで、スロット３の幅を自動制御することができる。

さらに、このような調整ユニット３０が、凹溝２６内の長手方向の任意の位置に移動及び固定可能とされているので、使用状況によってスロット３の幅が経時的に変化しやすい長手方向位置にこの調整ユニット３０を配設することが可能となり、スロット３の幅の自動制御を精度よく行うことができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
この第２の実施形態である塗布工具の制御手段４０は、図６に示すように、塗布液の温度を測定する温度センサ４５と、この温度センサ４５による測定値に基いて設定圧力範囲を補正する補正手段４６とを備えている。

この塗布工具におけるスロット３の幅の自動制御について、図７に示すフロー図を用いて説明する。
流体圧室３４内の流体圧Ｐを圧力センサ４１によってリアルタイムに監視するとともに、スロット３を通過する塗布液の温度を温度センサ４５で測定している。なお、温度センサ４５による測定は、リアルタイムに行わずに一定の間隔で行ってもよい。ここで、塗布液の温度が許容範囲を超えた場合には、補正手段４６により設定圧力範囲を補正する。そして、流体圧Ｐと補正された設定圧力範囲とを比較し、流体圧Ｐが設定圧力範囲を超えた場合には、指令部４２からモータ３８へと指令が与えられ、ピストン３６が所定量進退され、流体圧Ｐが設定圧力範囲内となるように調整される。

この第２の実施形態である塗布工具においては、塗布液の温度に応じて補正手段４６によって設定圧力範囲を補正することでスロット３の幅を変更することが可能となる。
ここで、塗布液の温度変化によってスロット３の開口端から吐出される塗布液の膜厚が変動することがあるため、塗布液の温度に応じてスロット３の幅を変更することにより、膜厚を一定として安定な塗布作業を行うことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、凹溝を他方のヘッド部材の外側面に形成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、他方のヘッド部材の先端面に凹溝を形成してもよい。

さらに、２つのヘッド部材により塗布ヘッドを構成したものとして説明したが、これに限定されることはなく、３つ以上のヘッド部材により塗布ヘッドを構成してもよい。この場合、塗布ヘッドの長手方向と交差する方向において両端に位置するヘッド部材の少なくともいずれか一方に前記凹溝が形成され、調整ユニットが配設されていればよい。

また、第２の実施形態において、塗布液の温度を測定する温度センサと、この温度センサの測定値に基いて設定圧力範囲を補正する補正手段と、を備えたものとして説明したが、塗布液の膜厚、温度及び流量、前記スロットの幅、並びにスロット先端と被塗布物との間の距離のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、この測定手段の測定値に基いて設定圧力範囲を補正する補正手段とを備えていてもよい。

本発明の第１の実施形態である塗布工具に使用される塗布ヘッドの側面図である。 図１におけるＸ−Ｘ断面図である。 図２における調整ユニット部分の拡大図である。 図１に示す塗布工具のブロック図である。 図１に示す塗布工具に備えられた制御手段のフロー図である。 本発明の第２の実施形態である塗布工具のブロック図である。 図６に示す塗布工具に備えられた制御手段のフロー図である。

符号の説明

１ 塗布ヘッド
３ スロット
１０ 一方のヘッド部材
２０ 他方のヘッド部材
２６ 凹溝
２７Ａ 側壁面
３０ 調整ユニット
３２Ａ 一方の押圧面（押圧部）
３４ 流体圧室
３５ 操作部
３６ ピストン
３７ 駆動部
４０ 制御手段
４１ 圧力センサ（圧力検知部）
４２ 指令部
４５ 温度センサ（測定手段）
４６ 補正手段

Claims (4)

1. 複数のヘッド部材を備え、これら複数のヘッド部材における互いに対向する内側面同士の間に、前記ヘッド部材の先端に開口して前記ヘッド部材の長手方向に延びる溝状のスロットが画成された塗布ヘッドと、
   前記ヘッド部材のうち前記内側面とは反対側の外側面または前記内側面に連なる先端面に設けられた凹溝に収容され、この凹溝の側壁面を押圧して前記スロットの幅を調整する調整ユニットと、
   この調整ユニットによる前記凹溝の側壁面への押圧力を制御する制御手段と、を有し、
   前記調整ユニットは、内部に流体が封入された流体圧室と、この流体圧室の流体圧によって前記凹溝の側壁面を押圧する押圧部と、前記流体圧室の流体圧を変化させる操作部と、を備えており、
   前記制御手段は、前記流体圧室の流体圧を検知する圧力検知部と、この圧力検知部で検知された流体圧と予め設定された設定圧力範囲とを比較して前記操作部へ指令を与える指令部と、を備えていることを特徴とする塗布工具。
2. 前記操作部は、前記流体圧室内に封入された流体を圧縮するピストンと、このピストンを進退自在に駆動させる駆動部と、を有していることを特徴とする請求項１に記載の塗布工具。
3. 前記調整ユニットは、前記凹溝内の長手方向の任意の位置に移動及び固定可能とされていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布工具。
4. 前記スロットから吐出される塗布液の膜厚、温度及び流量、前記スロットの幅、並びに前記スロット先端と被塗布物との間の距離のうち少なくとも１つを測定する測定手段と、この測定手段による測定値に基いて前記設定圧力範囲を補正する補正手段と、を備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の塗布工具。

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