JP2008253866A - 塗布装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置を提供する。
【解決手段】
長手方向に走行する長尺状のウエブ１６を外周面で支持するバックアップロール２０と、バックアップロール２０と一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布ヘッド１８と、を備える塗布装置１０であって、塗布ヘッド１８とバックアップロール２０とが固定された架台３０と、能動型除振装置３２を備え、能動型除振装置３２が架台３０を支持し、駆動するためのアクチュエータ３３と、架台３０の振動を検出する第１のセンサ３４と、基礎の振動を検出する第２のセンサ３５と、ウエブの振動を検出する第３のセンサ３６と、各センサの情報に基づいて振動を打ち消すための制御入力が作成される制御手段を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は塗布装置に関し、特に連続して走行するウエブ（帯状支持体）上に、塗布液を塗布して、均一な厚さの塗布膜面を形成する塗布装置に関する。

写真感光材料や磁気記録媒体等の分野において、連続走行する帯状の可撓性支持体（以下、「ウエブ」という）上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程が採用されている。近年、これらの分野において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることのできる塗布技術が求められている。

同様に、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の各種の機能を有する光学フィルムの製造に適用される塗布工程においても、上記のような塗布技術が求められている。

塗布液をウエブ面に塗布する塗布装置としては、たとえば、ロールコータ型、グラビアコート型、ロールコートプラスドクター型、リバースロールコータ型、エクストルージョン型、スライドコート型等があり、用途に応じて使い分けられているのが現状である。

これらのいずれの塗布装置においても、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るために、塗布時の振動を除去することが重要である。

塗布時の振動を除去する方法として特許文献１には、能動型除振装置を塗布部に適用することが開示されている。また、特許文献２には、塗布ヘッドに振動を与えることにより、ウエブと塗布ヘッドとの距離を一定の保つ塗布装置が開示されている。
特開２００５−３１９３８５号公報 特開２００４−８９８９６号公報

ところで、塗布部においては、塗布装置が置かれている基礎からの振動のほかに、ガイドローラの変心やブレ、軸受けの振動、駆動系の振動、乾燥風などにより、ウエブの搬送方向に沿った張力変動および搬送方向に垂直な方向での張力変動が、コーターローラと一体となっている塗布装置全体への外乱振動を引き起こす場合があった。外乱振動が塗布装置に生じると、その振動により塗布液の流れに変動が生じ、結果的に塗布ムラなどの故障が起きる原因となっていた。

このような状況下において、特許文献１及び特許文献２では外乱振動の除去に対して充分とはいえず、塗布ムラが生じるおそれがあった。その問題を解決するため、塗布ヘッドとウエブを支持するバックアップローラを固定して、塗布ヘッドとバックアップローラの距離を一定にしても、外乱振動の影響による塗布ムラを防止することは困難であった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、塗布液供給手段より塗布液を供給しながら、この塗布液供給手段と所定の間隔を隔てた位置で連続的に搬送されるウエブに所定膜厚の塗布膜を形成する技術分野において、制御系の安定性を保った状態のまま、塗布装置の振動を打ち消すことにより、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置を実現することを目的とする。

本発明は前記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、長手方向に走行する長尺状のウエブを外周面で支持するバックアップローラと、前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、を備える塗布装置であって、前記塗布液供給部と前記バックアップローラとが固定された架台と、能動型除振装置を備え、該能動型除振装置が、前記架台を支持し、駆動するためのアクチュエータと、前記架台の振動を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサの出力信号を基に架台の振動を打ち消すための制御入力を作るフィードバック制御手段と、前記架台が設置される基礎の振動を検出する第２のセンサと、前記第２のセンサの出力信号を基に基礎振動を打ち消すための制御入力を作るフィードフォワード制御手段と、前記架台のバネ上に伝わる外乱振動を検出する前記架台以外の部位に取り付けられた第３のセンサと、前記第３のセンサの出力信号を基にウエブ起因の振動を打ち消すための制御入力を作るフィードフォワード制御手段を備えることを特徴とするものである。

能動型除振装置を備えた塗布装置が第３のセンサを備えることで、第３のセンサからの振動情報に基づいて架台のバネ上に伝わる外乱振動を検出することができる。この外乱振動の信号に基づいて制御入力を作成することで、外乱振動を抑制することができる。

本発明の塗布装置において、前記第３のセンサが取り付けられる部位が、塗布液供給部の上流側に配置され、ウエブの走行を支持するガイドローラであることが好ましく、更に第３のセンサがガイドローラの両端に設けられていることがより好ましい。ウエブ搬送方向に垂直な方向のテンション差を測定でき、外乱振動の中で架台のＺ軸回りの回転方向に寄与する力を検出できるからである。

本発明の塗布装置においては、第３のセンサが取り付けられる部位と前記バックアップローラの距離が１０ｍ以下の範囲であることが好ましい。

バックアップローラと、第３のセンサが取り付けられる部位が離れすぎると、部位とガイドローラとの間に第３のセンサで検出した振動以外の振動が発生する可能性があるからである。検出振動以外に振動が発生すると正確な制振力を塗布装置に与えることができなくなるからである。

本発明の塗布装置において、前記第３のセンサは、ウエブの張力、加速度、速度、変位の変動又はガイドローラ支持部の加速度、速度、変位変動、回転加速度、回転速度及び回転数の少なくとも一つの情報をウエブの振動情報として検出することが好ましい。

ガイドローラの回転数を含め、ウエブの何らかの状態を把握すれば、そこからウエブ起因の外乱振動を予見できる可能性があるからである。

本発明の塗布装置において、バネ上の外乱振動を打ち消すための制御入力を作る制御手段は、ウエブの状態変動によって生じる架台の振動を制御するウエブ振動制御手段であることが好ましい。

架台に上から直接伝わってくる外乱の中でウエブ起因のものがもっとも大きいからである。

本発明の塗布装置において、ウエブ振動制御手段は、ウエブの状態変動によって、架台に生じる外乱振動を打ち消すように、アクチュエータを駆動させることが好ましい。

本発明の塗布装置において、前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上であることが好ましい。

本発明の塗布装置において、前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数が１０Ｈｚ以上であることが好ましい。

第３のセンサの振動情報に基づく制御手段を備えることで、ウエブに起因する塗布装置の振動を打ち消すことができ、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置を実現することができる。

以下添付図面に従って本発明に係る塗布装置の好ましい実施の形態を説明する。

〔光学補償シートの製造ライン〕
図１は、本発明に係る塗布装置及び塗布方法が適用される光学補償シートの製造ラインを説明する説明図である。

光学補償シートの製造ラインは、図１に示されるように、送り出し機６６から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ１６が送り出されるよう構成されている。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送り込まれる。ラビングローラ７２は、ポリマー層にラビング処理を施すために設けられている。ラビング処理装置７０の下流には除塵機７４が設置されている。除塵機７４によりウエブ１６の表面に付着した塵を取り除くことができる。

除塵機７４の下流には能動型除振装置３２に設置された塗布装置１０が配置されている。ディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１６に塗布できるようになっている。この下流には、乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８が順次設けられており、ウエブ１６上に液晶層が形成できるようになっている。更に、この下流には紫外線ランプ８０が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成できるようになっている。そして、この下流に設けられた巻取り機８２により、ポリマーが形成されたウエブ１６が巻き取られるようになっている。

〔塗布装置〕
図２に示されるように、塗布装置１０は、塗布液タンクからポンプ等により送液された塗布液をウエブ１６に塗布する塗布ヘッド１８と、塗布ヘッド１８に対向して設けられ、塗布時のウエブ１６を外周面で支持する円筒状のバックアップローラ２０と、バックアップローラ２０の回転軸を保持する支柱１５と、バックアップローラ２０に走行中のウエブ１６を導くために、塗布ヘッド１８及びバックアップローラ２０から所定間隔をあけて配置されたガイドローラ１４により、構成されている。塗布装置１０の塗布ヘッド１８とバックアップローラ２０の回転軸を保持する支柱１５が、後述する能動型除振装置３２のアクチュエータ３３で支持される架台３０に固定されている。尚、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。

ウエブ１６に塗布する塗布液の種類、また塗布液の膜厚を最適に調整できるようにするため、バックアップローラ２０と塗布ヘッド１８は、両者の間隔を調整できるよう移動可能な構成となっている。したがって、架台３０に固定とは、ウエブ１６への塗布中においてバックアップローラ２０と塗布ヘッド１８が所定間隔を保持するよう架台３０に設置されていること意味する。

次いで塗布装置１０による塗布方法について説明する。ウエブ１６は、送り出し機から送り出されガイドローラ１４を介してバックアップローラ２０に導かれる。導かれたウエブ１６は、バックアップローラ２０の外周面の一部を取り巻いている。ウエブ１６は、図示矢印方向へ一定速度で連続的に走行される。このときバックアップローラ２０は回転しながら、ウエブ１６の非塗膜面を支持する。

バックアップローラ２０の上流側にガイドローラ１４が配置されている。ガイドローラ１４の回転軸は支柱１７により支持される。支柱１７は、アクチュエータ３３で支持されている架台３０とは異なる床面Ｆや別の架台上に設置される。

ガイドローラ１４は、ウエブの走行を支持するために設けられている。ウエブ１６の走行中、ガイドローラ１４は回転しながらウエブ１６を支持し、バックアップローラ２０にウエブ１６を導くように機能する。

塗布ヘッド１８は、塗布ヘッド先端が連続走行するウエブ１６と近接され非接触の状態で対向配置される。上述したように塗布ヘッド１８とウエブ１６の間隔を調整できるよう構成されている。塗布ヘッド１８は塗布液タンクからポンプにより送液される。図示しないが、ポンプとしては、塗布液の供給流量が安定化することより、定量ポンプを使用することが好ましい。定量ポンプとしては、たとえば、ギアポンプ、ローラポンプ等、各種のポンプが使用できるが、本発明の塗布には、特にギアポンプが好適に使用できる。

塗布ヘッド１８内には、図３に示されるように、筒状のポケット部１８Ｂがウエブ１６の幅方向に平行に形成される。その塗布用のポケット部１８Ｂは供給ライン１８Ａに接続される。また、塗布ヘッド１８内には、塗布ヘッド先端に吐出口を有する塗布用スリット１８Ｃが形成される。塗布用スリット１８Ｃが塗布用ポケット部１８Ｂに連通される。

塗布用スリット１８Ｃは、ポケット部１８Ｂと塗布ヘッド先端とを繋ぐ狭隘な流路であり、ウエブ１６の幅方向に延長される。そして、供給ライン１８Ａからウエブ１６に塗布する所望の塗布量の塗布液が塗布ヘッド１８の塗布用ポケット部１８Ｂに供給され、ウエブ１６に塗布膜が形成される。

塗布液が塗布されたウエブ１６は、下流に設けられた乾燥ゾーン、加熱ゾーンに送り出され、ウエブ１６上に液晶層が形成される。また、図示は省略したが、ウエブ１６のテンションをコントロールするテンションローラや、ウエブ１６の搬送を制御する駆動ローラが光学補償シートの製造ラインに設けられる。

〔能動型除振装置〕
次に、上述の塗布装置１０が設置される能動型除振装置３２に関する構成について図２により説明する。この構成において、塗布ヘッド１８及び支柱１５が架台３０の上に固定される。上述したように、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。架台３０、塗布ヘッド架台３１及び支柱１５は、図に示すように別部材であっても良いし、これらを一体的に形成しても良い。

能動型除振装置３２は、アクチュエータ３３、第１のセンサ３４、第２のセンサ３５、第３のセンサ３６、計算機３８、駆動装置３９で少なくとも構成される。

架台３０の下面の４隅にはアクチュエータ３３、３３・・・が配置されている。架台３０は、アクチュエータ３３、３３・・・を介して床面（設置基礎面）Ｆ上に設置される。

また、架台３０の振動を検出するための第１のセンサ３４が架台３０に設置され、架台３０が設置される基礎の振動を検出するための第２のセンサ３５が床面Ｆ上に設置される。さらに、本発明おいては、ウエブの振動を検出するための第３のセンサ３６がガイドローラ１４に設置されている。第３のセンサ３６で、ウエブの張力、加速度、速度、変位の変動又はガイドローラ支持部の加速度、速度、変位変動などの情報をウエブの振動情報として検出とする。

架台に設置される第１のセンサ３４は、架台３０に設置される加速度センサと位置検出センサで構成される。第１のセンサ３４は、架台のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸及び回転方向を検出するため各アクチュエータ３３,３３・・・に設けられている。床面Ｆ上に設置される第２のセンサ３５は、加速度センサで構成される。ガイドローラに設置される第３のセンサは、変位センサで構成される。

但し、センサの種類及び数量は、検出する対象に応じて適宜設置され、実施の形態に限定されるものではない。

次に、第３のセンサ３６を設けた理由を説明する。

従来の能動型除振装置に関して、除振装置が設置された基礎の振動の除振および架台上に設置された機器の稼動による振動の制振に関する制御技術は一般に知られている。

しかし、本発明の塗布装置１０に見られるような連続搬送されるウエブ１６の状態変動により架台へ外乱振動が入ってくるような特異な環境における除振装置の制御方法に関する例がなく、ウエブ１６から架台３０に伝搬される振動を適切に打ち消すことは検討されていなかった。

より具体的には、従来の能動型除振装置上に精密機器、例えば、電子顕微鏡や半導体露光装置等では、架台の振動情報をフィードバック（以下、ＦＢ）制御し、架台の振動を制御することが行われている。さらに、ＦＢ制御に加えて、これらの精密機器では、精密機器が設置される基礎の振動の情報をフィードフォワード（以下、ＦＦ）制御し、架台の振動を制御することも同時に行われている。いずれも加工の対象物、−顕微鏡における試料や、半導体露光装置におけるウエハ−、はそれ自身で架台に振動を与えるものではない。

一方で、加工の対象物が連続して走行するウエブのような場合、ウエブの走行が起因となる振動が、塗布が行われるガイドローラや塗布液供給部に外乱振動として伝えられる。

塗布装置においてウエブの走行が起因となる外乱振動として、ガイドローラの変心やブレ、軸受けの振動、駆動系の振動、乾燥風などによる、ウエブの搬送方向に沿った張力変動および搬送方向に垂直な方向での張力変動が生じていた。

そのため、ガイドローラや塗布液供給部に与えられる外乱振動を除去することが塗布装置において重要となる。

従来の能動型除振装置に設置した塗布装置の場合、上記ウエブ起因の振動や偏り、いわゆる外乱振動を除去するために、能動型除振装置内のＦＢ制御ループのゲインを上げる事で、無理やり振動を打ち消すことも可能である。しかし、制御系の余裕が少なくなり、最悪の場合、能動型除振装置が発振するなどのハイゲイン問題を引き起こすおそれがある。

一方で、発振を防ぐためＦＢ制御ループのゲインを落としてしまうと十分な制振性能が失われるだけでなく、本来の床振動の除振性能も保てなくなってしまうおそれがある。

そこで本発明は、塗布装置上流のガイドローラに、ウエブの張力センサ、または変位センサ、または速度センサ、または加速度センサを備えることにより、ウエブの搬送方向および搬送と垂直な方向の張力または変位または速度または加速度などの変動を検出し、これを基にウエブ起因の振動を制御するウエブ振動制御ループを備えている。

このウエブ振動制御ループは、例えばガイドローラ両端に取り付けられた変位センサの出力信号を用いて、ウエブをガイドローラと塗布装置に繋がれた弾性体と見た場合に、塗布装置に外乱として加わってくる力を演算で求め、この外乱力の符号を反転させた制御入力信号を作り、外乱力を打ち消すようにアクチュエータを駆動させるものである。

これにより、ハイゲイン問題を引き起こすことなく制御系の安定性を維持したまま、能動型除振装置の除振性能を上げることができる。

次に、第１のセンサ３４、第２のセンサ３５及び第３のセンサ３６から検出された振動情報が計算機３８に入力される。計算機３８では、検出された振動情報に基づいて、1）架台の振動を打ち消すための制御入力を作るＦＢ制御手段、2）基礎振動を打ち消すための制御入力を作るＦＦ制御手段、3）ウエブ起因の振動を打ち消すためのＦＦ制御入力を作る制御手段が実現される。制御手段はソフトウェア的な処理、ハードウェア的な処理いずれでも実現される。

計算機３８で処理された制御入力は、駆動装置３９に入力される。駆動装置３９は、制御入力に基づいて架台３０を支持するアクチュエータ３３を駆動し、振動を打ち消す制振力が塗布装置に与えられる。これにより塗布装置１０の除振が実現される。

図４は、能動除振装置３２の制御モデルを説明する概念図である。能動除振装置３２の基礎４０上にアクチュエータ４２を介して荷重受け部４４が支持されている。この荷重受け部４４上には架台の振動検出可能な加速度センサ４６及び架台の変位が検出可能な変位センサ４８が固定されている。基礎４０上にも、基礎振動の振動検出可能な加速度センサ５０が固定されている。さらに、ウエブの振動が検出可能な変位センサ５２がガイドローラに固定されている。センサ４６、センサ４８、センサ５０及びガイドローラの両端に設けられた２つのセンサ５２からの振動情報が制御部５４に与えられる。制御部５４は、そのデータに基づいてアクチュエータ４２を制御する。

ここで荷重受け部４４のｍは質量を意味しており、質量ｍには図２における架台３０、塗布ヘッド架台３１、塗布ヘッド１８、バックアップローラ２０等の質量が含まれる。また、Ｋはバネ定数を意味し、位置に対する抵抗力の係数を示している。また、Ｃは減衰を意味し、速度に対する抵抗力の係数を示している。さらに、ウエブをガイドローラと塗布装置に繋がれた弾性体とみなすことができる。つまり、Ｋｗはウエブに起因する振動に対するバネ定数を意味し、位置に対する抵抗力の係数を示すことになる。

次に図４をモデルとした、本発明の制御系を図５により説明する。

荷受け部４４が被制御部であり、架台を表している部分であり、能動型除振装置３２により制御される。そして、四角の点線で囲まれる部分１４、４０はバネ上の外乱振動と基礎振動を表している部分である。

荷重受け部４４の内部信号の流れについて説明する。荷重受け部４４に外部から何らかの力が加えられると、荷重受け部４４に加速度が生じる。荷受け部４４の加速度信号は積分要素１３２で積分され速度の信号となり、速度に対する抵抗力を生じる減衰部（減衰係数Ｃ）に伝達される。次いで、速度の信号は、さらに積分要素１３４で積分され変位信号（位置信号）となる。この変位信号は、位置に対する抵抗力を生じるバネ部（バネ定数Ｋ）に伝達される。

荷受け部４４の加速度の情報は加速度センサ４６で検出される。検出された加速度信号はバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）９８を介して、減算器１２２に伝えられる。減算器では目標値付与部１０２からの目標値と加速度信号との差が検出され、偏差信号が加速度ＦＢ制御器１１２に伝達される。

荷重受け部４４の変位信号は変位センサ４８により検出される。検出された変位信号はＢＰＦ９６を介して２つの減算器１２４,１２６に伝えられる。減算器１２４には擬似微分器１２０で擬似微分され速度信号として伝達される。減算器１２４では目標値付与部１０４の目標値と速度信号の差が検出され、偏差信号が速度ＦＢ制御器１１４に伝達される。変位信号を擬似微分器１２０で擬似微分したのは変位信号の観測雑音が速度信号にのらないようにするためであり、単に微分すると、雑音を増幅してしまうからである。

もう一方の変位信号は減算器１２６に伝えられ、減算器１２６では目標値付与部１０６からの目標値と変位信号との差が検出され、その偏差信号が変位ＦＢ位置決め制御器１１６に伝達される。

このようにして、制御器１１２、１１４、１１６において制御入力に対してフィードバック制御を行うことで、塗布装置の実際の振動状態に応じて、この振動を抑えるような制振力が塗布装置に与えられる。

制御器１１２、１１４、１１６の中の具体的な制御則としては、ＰＩＤ制御則であるとか、ロバスト制御則、適応制御則などが使用できる。

基礎４０において、加速度センサ５０により床振動に対する振動が加速度の信号として検出される、検出された加速度信号はＢＰＦ９４を介して減算器１２８に伝達され、減算器１２８では目標値付与部１０８からの目標値と加速度信号の差が検出される。そして、その偏差信号が基礎信号制御器１１８に伝達される。

次いで、ガイドローラ１４において、ガイドローラ１４に設置された変位センサ５２にて前パス変位として検出された変位信号はＢＰＦ９０を介して減算器１３０に伝達される。減算器１３０では目標値付与部１００からの目標値と変位信号の差が検出され、偏差信号としてウエブ信号制御器１１０に伝達される。このようにして、ガイドローラ１４において、ウエブに起因する振動の制御入力に対してフィードフォワード制御を行うことで、ウエブからの外乱振動の状態に応じて、この振動を抑えるような制振力が塗布装置に与えられる。ガイドローラ１４の振動はバネ定数Ｋｗの外乱振動として把握される。

本発明においては、荷重受け部４４と基礎４０の振動信号に加えて、ガイドローラ１４における振動信号を検出して、フィードフォワード制御の制御入力を作成することにより、ウエブの走行に起因する振動を抑止する制振力を塗布装置に付与することを特徴としている。

ウエブ信号制御器１１０、加速度ＦＢ制御器１１２、速度ＦＢ制御器１１４、変位ＦＢ位置決め制御器１１６及び基礎信号制御器１１８の制御入力を全て足し合わせて、合成制御入力が合成される。

最終的には合成制御入力と、ウエブに起因する振動の力外乱と、基礎振動の力外乱と、減衰Ｃによる力と、バネＫによる力が全て合成され、架台に加わる力となる。このときに合成制御入力が、これ以外の力の和を打ち消すように働くので、架台に加わる力の総和はゼロまたは非常に小さな値になり、架台を静止させることができる。

これにより、この塗布液供給手段と所定の間隔を隔てた位置で連続的に搬送されるウエブに所定膜厚の塗布膜を形成する技術分野において、従来に比して塗布装置の振動を打ち消すことができ、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置を実現することができる。

本発明の塗布装置において、第３のセンサが取り付けられる部位とバックアップロールとの距離１０ｍ以下の範囲であることが好ましい理由について説明する。

離れすぎると第３のセンサが取り付けられる部位とバックアップローラの間に第３のセンサで検出した振動以外の振動が発生する可能性があり、正確な制震力を塗布装置に与えることができなくなるからである。

その意味で、第３のセンサと架台との距離は１０ｍ以下が好ましく、５ｍ以下がより好ましい。

架台３０の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上となっていることが好ましい理由について説明する。外乱振動のうち問題となるのは低周波振動であり、高周波振動は除振装置で落としやすい。そのため架台３０の一次固有振動数を高い方に持っていけば、外乱振動との共振を避けることができる。また、高周波振動状態ではウエブの塗布膜の厚みムラが目立たないということからも架台３０の一次固有振動数は高いほど望ましい。

その意味では、架台３０の一次固有振動数が１００Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、１２０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。

塗布装置１０が設置される床面の一次固有振動数を１０Ｈｚ以上とすることが好ましい理由は、基礎の一次固有振動数が１０Ｈｚ以下の強度が低い状態では、１０Ｈｚ以下の振動に対する除振装置の性能が保てないからである。また、架台３０の一次固有振動数は高いほど望ましいことと同じ理由もある。その意味では、塗布装置１０が設置される床面の一次固有振動数が２０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。

塗布装置１０を使用した塗布膜の形成について説明する。塗布液としては、有機溶剤が含まれるものが使用できる。但し、これ以外の粘度のもの、有機溶剤が含まれないものも使用できる。

ウエブ１６としては、一般に、所定幅、所定長さで、厚さが２〜２００μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−2,6 −ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフイルム、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のα−ポリオレフィン類を塗布又はラミネートした紙、金属板等からなる可撓性帯状物又は該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が使用できる。

図１の光学補償シートの製造ラインにおいて、送り出し機６６よりウエブ１６を繰出しながら、塗布装置１０の塗布ヘッド１８のスリット１８Ｃ中における塗布液また、塗布直後の塗布膜２８の膜厚が一定となるようにウエブ１６の搬送速度を制御して塗布を行う。

塗布後の乾燥等において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑な塗布膜２８が得られるように乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８、紫外線ランプ８０等の設定を行う。塗布、乾燥後のウエブ１６は巻取り機８２により巻取る。

上記一連の工程は、良好な無塵度及び最適な温湿度の環境下で実施されることが好ましい。したがって、クリーンルーム内で行なわれるのが好ましく、特に、塗布装置１０は、クリーン度の高い環境下に設置されるのが好ましい。このためには、ダウンフローのクリーンルーム又はクリーンベンチを併用する形態が採用できる。

以上、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。

たとえば、本実施形態では、塗布装置１０としてエクストルージョン型のコータが採用されているが、これ以外のコータ、たとえば、バーコータ（「ロッドコータ」とも称され、メイヤーバーコータをも含む）、グラビアコータ（ダイレクトグラビアコータ、グラビアキスコータ等）、ロールコータ（トランスファロールコータ、リバースロールコータ等）、ダイコータ、ファウンテンコータ、スライドホッパ等にも好適に適用できる。

また、塗布装置１０の用途としても、光学補償フィルム等の光学フィルムのみならず各種の塗布に適用できる。

最後に本発明の効果を示すためにシミュレーションを実施した。シミュレーションでは、架台と設置面の振動を検出しアクチュエータで制御する能動型除振装置に搭載された塗布装置（アクティブ）、さらに本発明のガイドローラにもセンサを設けた能動型除振装置に搭載された塗布装置（本発明）をモデルにシミュレーションを行い、加速度定常偏差及び変位定常偏差を算出した。このときの条件は、非制御部の質量ｍ＝５，０００Ｋｇ、バネ定数Ｋ＝２．０×１０^６、弾性係数Ｃ＝５．０×１０^２、目標値（加速度、速度）＝ゼロ、目標値（変位）＝一定値、バネ上外乱＝１〜１００Ｈｚの周波数成分を含む大きさ１０Ｎの力、基礎振動外乱＝１〜１００Ｈｚの周波数成分を含む大きさ１Ｎの力とした。その結果を表１に示す。

この結果から明らかなように、本発明の塗布装置は従来のアクティブに搭載された塗布装置に比べ、その振動の影響を大幅に減少することができる。

本発明に係る塗布方法及び塗布装置が適用される光学補償シートの製造ラインを説明する説明図 塗布装置の設置された状態を示す斜視図 塗布ヘッドの一部を切り欠いた斜視図 能動型除振装置のシステム構成を説明する概念図 図４のシステム構成におけるブロック図

符号の説明

１０…塗布装置、１４…ガイドローラ、１５…支柱、１６…ウエブ、１７…支柱、１８…塗布ヘッド、２０…バックアップローラ、２８…塗布膜、３０…架台、３１…塗布ヘッド架台、３２…能動除振装置、３３，４２…アクチュエータ、３４…第１のセンサ、３５…第２のセンサ、３６…第３のセンサ、３８…計算機、３９…駆動装置

Claims (9)

1. 長手方向に走行する長尺状のウエブを外周面で支持するバックアップローラと、前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、を備える塗布装置であって、
   前記塗布液供給部と前記バックアップローラとが支持された架台と、
   能動型除振装置を備え、該能動型除振装置が、前記架台を支持し、駆動するためのアクチュエータと、前記架台の振動を検出する第１のセンサと、前記第１のセンサの出力信号を基に架台の振動を打ち消すための制御入力を作るフィードバック制御手段と、前記架台が設置される基礎の振動を検出する第２のセンサと、前記第２のセンサの出力信号を基に基礎振動を打ち消すための制御入力を作るフィードフォワード制御手段と、前記架台のバネ上に伝わる外乱振動を検出する前記架台以外の部位に取り付けられた第３のセンサと、前記第３のセンサの出力信号を基に外乱振動を打ち消すための制御入力を作るフィードフォワード制御手段を備えることを特徴とする塗布装置。
2. 前記第３のセンサが取り付けられる部位が、前記塗布液供給部の上流側に配置され、ウエブの走行を支持するガイドローラである請求項１記載の塗布装置。
3. 前記第３のセンサがガイドローラの両端に設けられている請求項２記載の塗布装置。
4. 前記第３のセンサが取り付けられる部位と前記バックアップローラの距離が１０ｍ以下の範囲である請求項１〜３のいずれか１記載の塗布装置。
5. 前記第３のセンサは、ウエブの張力、加速度、速度、変位の変動又はガイドローラ支持部の加速度、速度、変位変動、回転加速度、回転速度及び回転数の少なくとも一つの情報をウエブの振動情報として検出する請求項１〜４のいずれか１記載の塗布装置。
6. 前記外乱振動を打ち消すための制御入力を作る制御手段は、ウエブの状態変動によって生じる前記架台の振動を制御するウエブ振動制御手段である請求項１〜５のいずれか１記載の塗布装置。
7. 前記ウエブ振動制御手段は、前記ウエブの状態変動によって、前記架台に生じる外乱振動を打ち消すように、前記アクチュエータを駆動させる請求項６記載の塗布装置。
8. 前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上である請求項１〜７のいずれか１記載の塗布装置。
9. 前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数が１０Ｈｚ以上である請求項１〜８のいずれか１記載の塗布装置。

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