JP2008284523A - Functional material coating device - Google Patents

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JP2008284523A JP2007134546A JP2007134546A JP2008284523A JP 2008284523 A JP2008284523 A JP 2008284523A JP 2007134546 A JP2007134546 A JP 2007134546A JP 2007134546 A JP2007134546 A JP 2007134546A JP 2008284523 A JP2008284523 A JP 2008284523A
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coating
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JP2007134546A
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Kenji Ikeda
賢治 池田
Naoki Morita
直己 森田
Kazuyuki Tada
一幸 多田
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Fujifilm Business Innovation Corp
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Fuji Xerox Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a functional material coating device superior in ejection stability without depending on the viscosity of a coating liquid of a functional material, also capable of forming a good functional film with a suppressed dispersion of the film thickness on the outer circumferential surface of a columnar or cylindrical article to be coated, and a method of applying the functional material. <P>SOLUTION: A liquid columnar coating liquid 14 is ejected from a nozzle 123 of an annular ejection head 12 and the ejected liquid columnar coating liquid 14 is atomized into liquid droplets, by continuously pressurizing the coating liquid 14 containing the functional material, to apply to an article 10 to be coated. Since the coating liquid 14 is ejected by continuously being pressurized like this, the coating liquid 14 even having a high viscosity, or for example, a coating liquid having the viscosity range from around 3 mPa s, close to water, to an around 300 mPa s, can be stably ejected and applied to the article 10 to be coated. Also, the good functional film with a suppressed dispersion of the film thickness can be obtained on the outer circumferential surface of the columnar or cylindrical article to be coated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、機能性材料塗布液に関する。   The present invention relates to a functional material coating solution.

従来、コピー機に搭載される感光性ドラムなど電子写真部材は、主として浸漬塗布法(ディップ(DIP)塗布法)により行われてきた。この方法では、材料の性能管理のため、実際に塗布されるよりも相当多くの量を要求されるため、無駄が多かった。また、浸漬速度や乾燥速度の精密な管理が必要とされるため、環境変動などにより、膜厚のバラツキが発生し、不良品となる割合が高かった。   Conventionally, an electrophotographic member such as a photosensitive drum mounted on a copying machine has been mainly performed by a dip coating method (dip (DIP) coating method). In this method, a considerably larger amount than that actually applied is required for performance management of the material, which is wasteful. In addition, since precise control of the dipping rate and the drying rate is required, the ratio of film thickness variations due to environmental fluctuations and the like was high.

一方、近年、インクジェット技術の工業用途への適用の検討が盛んである。家庭でのカラープリントや写真の印刷にインクジェットは広く、いきわたっているが、印刷対象を用紙ではなく、また塗布液をインクではなく工業用材料とすること例が発表されている。   On the other hand, in recent years, studies on application of inkjet technology to industrial applications are actively conducted. Inkjet is widely used for color printing and photo printing at home, but examples of printing are not paper, but examples of using coating liquid as industrial material instead of ink have been announced.

例えば、特許文献1〜4には、このようなインクジェット技術を用いて、高分子膜や導電性膜などの機能膜を形成し、電子写真部材などの工業製品を製造することが提案されている。   For example, Patent Documents 1 to 4 propose using such an ink jet technique to form a functional film such as a polymer film or a conductive film to manufacture an industrial product such as an electrophotographic member. .

特開平11−19554号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-19554 特開2001−88306公報JP 2001-88306 A 米国特許6245745号明細書US Pat. No. 6,245,745 特開2004−248272公報JP 2004-248272 A

しかしながら、上記提案では、間欠的に吐出圧力を付与してノズルから直接液滴を吐出する、所謂、ドロップオンデマン型の吐出方式により、機能性膜の塗布を行っているため、塗布液が高粘度の場合、安定した吐出性能が得られないのが現状である。   However, in the above proposal, since the functional film is applied by a so-called drop-on-deman type discharge method in which droplets are directly discharged from a nozzle by intermittently applying a discharge pressure, the coating liquid has a high viscosity. In this case, the present situation is that stable discharge performance cannot be obtained.

一方で、機能膜を形成する機能性材料の塗布液は、低粘度から高粘度まで種々のものがあり、塗布液の粘度に依存せず、安定して吐出性能を維持し、良好な機能膜を形成できることが求められている。   On the other hand, there are various functional material coating liquids that form functional films, ranging from low viscosity to high viscosity, which do not depend on the viscosity of the coating liquid, stably maintain discharge performance, and have good functional films. Is required to be formed.

また、被塗布物として柱状又は筒状のものの外周面へ機能膜を形成する場合、直線型の吐出ヘッドを採用すると、吐出ヘッドが振動した際、その長手方向端部と中央部とでは振動の度合いが異なることから、機能膜の厚みにバラツキが生じることがある。   In addition, when a functional film is formed on the outer peripheral surface of a columnar or cylindrical object to be coated, if a linear discharge head is employed, when the discharge head vibrates, vibration at the longitudinal end portion and the central portion thereof Since the degree is different, the thickness of the functional film may vary.

そこで、本発明の課題は、機能性材料の塗布液の粘度に依存せず、吐出安定性に優れ、柱状又は筒状の被塗布物外周面に膜厚のバラツキが抑制された良好な機能膜を形成可能な機能性材料塗布装置、及び機能性材料塗布方法を提供することである。   Accordingly, the object of the present invention is to provide a good functional film that does not depend on the viscosity of the coating liquid of the functional material, has excellent ejection stability, and suppresses variations in film thickness on the outer peripheral surface of the columnar or cylindrical coated object. Functional material coating apparatus and functional material coating method capable of forming a functional material.

上記課題は、以下の手段により解決される。即ち、
請求項1に係る発明は、
機能性材料を含む塗布液が供給される環状の塗布液室、及び前記環状の塗布液室に通じると共に前記環状の塗布液室の内周側に配され塗前記布液を吐出するためのノズルを有する環状の塗布液吐出ヘッドと、
前記塗布液を連続的に加圧して塗布液室に供給し、前記ノズルから当該塗布液を液柱状に吐出するための加圧手段と、
前記ノズルから液柱状に吐出される前記塗布液を液滴化するための液滴化手段と、
を備え、
前記環状の塗布液吐出ヘッドの内側へ非接触で被塗布物を配し、前記被塗布物の外周面へ前記塗布液を塗布することを特徴とする機能性材料塗布装置である。
The above problem is solved by the following means. That is,
The invention according to claim 1
An annular coating liquid chamber to which a coating liquid containing a functional material is supplied, and a nozzle that communicates with the annular coating liquid chamber and is disposed on the inner peripheral side of the annular coating liquid chamber to discharge the coating liquid An annular coating liquid discharge head having
Pressurizing means for continuously pressurizing and supplying the coating liquid to the coating liquid chamber, and discharging the coating liquid in a liquid column shape from the nozzle;
Droplet forming means for forming the coating liquid discharged from the nozzle in a liquid column shape into droplets;
With
The functional material coating apparatus is characterized in that an object to be coated is arranged in a non-contact manner inside the annular coating liquid discharge head, and the coating liquid is applied to an outer peripheral surface of the object to be coated.

請求項2に係る発明は、
前記液滴化手段が、前記塗布液室に供給される前記塗布液に対し振動を付与する振動付与手段であることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 2
The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein the droplet forming unit is a vibration applying unit that applies a vibration to the coating liquid supplied to the coating liquid chamber.

請求項3に係る発明は、
前記環状の塗布液室は、無端状であることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 3
The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein the annular coating liquid chamber is endless.

請求項4に係る発明は、
前記被塗布物を回転駆動する被塗布物駆動手段と、前記環状の塗布液吐出ヘッドを前記被塗布物の軸方向に駆動するヘッド駆動手段と、をさらに備え、
前記被塗布物駆動手段及び前記ヘッド駆動手段の少なくとも1つにより、前記被塗布物の外周面を前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、前記塗布液吐出ヘッドの前記ノズルから塗布液を吐出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 4
An object driving means for rotating the object to be coated; and a head driving means for driving the annular coating liquid discharge head in the axial direction of the object to be coated;
The nozzle of the coating liquid discharge head while moving the outer peripheral surface of the coating object relative to the annular coating liquid discharge head by at least one of the coating object driving means and the head driving means. Discharge the coating liquid from
The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein

請求項5に係る発明は、
前記塗布液の吐出方向が前記ノズルと前記環状の塗布液吐出ヘッドの中心軸とを結ぶ線に対して傾斜するように、前記ノズルから塗布液を吐出することを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 5
2. The coating liquid is discharged from the nozzle so that a discharging direction of the coating liquid is inclined with respect to a line connecting the nozzle and a central axis of the annular coating liquid discharging head. This is a functional material coating apparatus.

請求項6に係る発明は、
前記塗布液の吐出方向が、前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して前記被塗布物の外周面がその軸方向に相対的に移動する方向に向うことを特徴とする請求項5に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 6
6. The function according to claim 5, wherein a discharge direction of the coating liquid is directed to a direction in which an outer peripheral surface of the object to be coated moves relative to the axial direction with respect to the annular coating liquid discharge head. This is an adhesive material application device.

請求項7に係る発明は、
前記塗布液の吐出方向が、前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して前記被塗布物の外周面がその回転方向に相対的に移動する方向に向うことを特徴とする請求項5に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 7 provides:
6. The function according to claim 5, wherein the discharge direction of the coating liquid is directed to a direction in which an outer peripheral surface of the coating object moves relative to the rotation direction with respect to the annular coating liquid discharge head. This is an adhesive material application device.

請求項8に係る発明は、
前記塗布液吐出ヘッドがその軸方向に複数配されることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 8 provides:
The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the coating liquid discharge heads are arranged in the axial direction.

請求項9に係る発明は、
前記複数の塗布液吐出ヘッドが、前記複数の塗布液吐出ヘッドのうち、少なくとも一つが他の塗布液吐出ヘッドとは異なる機能性材料を含む塗布液を吐出する塗布液吐出ヘッドであることを特徴とする請求項8に記載の機能性材料塗布装置である。
The invention according to claim 9 is:
The plurality of coating liquid ejection heads are coating liquid ejection heads that eject a coating liquid containing a functional material different from at least one of the plurality of coating liquid ejection heads from other coating liquid ejection heads. The functional material coating apparatus according to claim 8.

本発明によれば、機能性材料の塗布液の粘度に依存せず、吐出安定性に優れ、柱状又は筒状の被塗布物外周面に膜厚のバラツキが抑制された良好な機能膜を形成可能な機能性材料塗布装置、及び機能性材料塗布方法を提供することができる。   According to the present invention, a good functional film is formed on the outer peripheral surface of a columnar or cylindrical article to be coated, which is excellent in ejection stability, and does not depend on the viscosity of the functional material coating solution, and the variation in film thickness is suppressed. It is possible to provide a functional material application apparatus and a functional material application method.

以下、本発明について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、実質的に同一の機能を有する部材には、全図面通して同じ符合を付与し、重複する説明は省略する場合がある。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is provided to the member which has the substantially same function through all the drawings, and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

図1は、実施形態に係る機能性材料塗布装置を示す斜視図である。図2は、実施形態に係る機能性材料塗布装置を示す概略構成図である。   FIG. 1 is a perspective view showing a functional material coating apparatus according to an embodiment. FIG. 2 is a schematic configuration diagram illustrating a functional material coating apparatus according to the embodiment.

第1実施形態に係る機能性材料塗布装置100は、図1乃至図2に示すように、載置台101上に、機能性材料を含む塗布液14を被塗布物10へ吐出するための環状吐出ヘッド12(環状の塗布液吐出ヘッド)と、当該環状吐出ヘッド12へ送液する塗布液14を貯留する塗布液タンク16と、環状吐出ヘッド12をその軸方向に昇降する昇降装置18(ベッド駆動手段)と、被塗布物10を回転駆動するための被塗布物駆動装置20と、非塗布時に環状吐出ヘッド12から吐出される塗布液14を受け止める液受け22と、を備えている。なお、矢印Aは、環状吐出ヘッド12の移動方向であり、矢印Bは、被塗布物10の回転方向である。   As shown in FIGS. 1 and 2, the functional material coating apparatus 100 according to the first embodiment is an annular discharge for discharging a coating liquid 14 containing a functional material onto an object 10 on a mounting table 101. A head 12 (annular coating liquid discharge head), a coating liquid tank 16 for storing a coating liquid 14 to be fed to the annular discharge head 12, and an elevating device 18 (bed driving) that lifts and lowers the annular discharge head 12 in the axial direction. Means), a coating object driving device 20 for rotationally driving the coating object 10, and a liquid receiver 22 for receiving the coating liquid 14 discharged from the annular discharge head 12 when not coated. The arrow A is the moving direction of the annular discharge head 12, and the arrow B is the rotating direction of the article 10 to be coated.

また、環状吐出ヘッド12には、塗布液供給管24が連結され、他端には、塗布液排出管26が連結されている。塗布液供給管24及び塗布液排出管26の一端側(環状吐出ヘッド12と非連結側)は、塗布液タンク16と連結されている。そして、塗布液供給管24には、塗布液タンク16側から環状吐出ヘッド12に向かって、送液用ポンプ241(加圧手段:溶剤用高圧無動脈ポンプ:3連プランジャポンプ)、送液用ポンプ241の脈動を抑制するダンパ242、塗布液のゴミ異物等を除去するフィルタ243、環状吐出ヘッド12への塗布液14の送液を開始・停止を行うための送液用電磁弁244が配設されている。一方、塗布液排出管26には、塗布液14の排出を開始・停止する排出用電磁弁261が配設されている。   Further, a coating liquid supply pipe 24 is connected to the annular discharge head 12, and a coating liquid discharge pipe 26 is connected to the other end. One end side of the coating liquid supply pipe 24 and the coating liquid discharge pipe 26 (the side not connected to the annular discharge head 12) is connected to the coating liquid tank 16. A liquid supply pump 241 (pressurizing means: high-pressure arterial pump for solvent: triple plunger pump) is supplied to the coating liquid supply pipe 24 from the coating liquid tank 16 side toward the annular discharge head 12. A damper 242 that suppresses the pulsation of the pump 241, a filter 243 that removes foreign particles and the like of the coating liquid, and a liquid feeding electromagnetic valve 244 that starts and stops the feeding of the coating liquid 14 to the annular discharge head 12 are arranged. It is installed. On the other hand, a discharge electromagnetic valve 261 for starting / stopping discharge of the coating liquid 14 is disposed in the coating liquid discharge pipe 26.

なお、排出用電磁弁261は、通常、常に閉状態とし、塗布液14の循環、混入した気泡の除去などを行う際に開放するものである。   The discharge solenoid valve 261 is normally always closed and is opened when the coating liquid 14 is circulated, mixed air bubbles are removed, and the like.

被塗布物10は、円柱状又は円筒体から構成されており、その軸方向両端に同軸に延在してシャフト102が設けられ、載置台101に対して被塗布物10軸方向が垂直になり、且つ回転されるように2つの板状の支持部材103に支持されている。このようにして、被塗布物10は、環状吐出ヘッド12の内側へ、非接触で配される。   The object to be coated 10 is formed of a columnar shape or a cylindrical body, and is provided with shafts 102 extending coaxially at both ends in the axial direction so that the axis direction of the object to be coated 10 is perpendicular to the mounting table 101. And supported by two plate-like support members 103 so as to be rotated. In this way, the object to be coated 10 is disposed in a non-contact manner inside the annular discharge head 12.

被塗布物駆動装置20は、駆動モータ201と、駆動モータ201にシャフト202を介して連結されたギア部材203と、被塗布物10の一方のシャフト102(図中、下方)に連結されたギア部材204と、当該2つのギア部材203,204に張架されるベルト部材205と、で構成されている。被塗布物駆動装置20では、駆動モータによりギア部材203が回転駆動され、この回転駆動に伴い、ベルト部材205と共にギア部材204が回転駆動されて、シャフト102と共に被塗布物10が回転する。   The workpiece drive device 20 includes a drive motor 201, a gear member 203 coupled to the drive motor 201 via a shaft 202, and a gear coupled to one shaft 102 (downward in the drawing) of the workpiece 10. A member 204 and a belt member 205 stretched between the two gear members 203 and 204 are configured. In the coating object driving device 20, the gear member 203 is rotationally driven by a drive motor, and the gear member 204 is rotationally driven together with the belt member 205 along with the rotation driving, and the coating object 10 rotates together with the shaft 102.

昇降装置18は、ボール螺子を用いた昇降装置であり、載置台101(その主面)に対し垂直に設けられた板状の案内部材181と、案内部材181(その主面)に対して垂直に固定された2つの支持部材103に支持されモータ(不図示)で回転する螺子軸182と、螺子軸182の回転に伴って案内部材181の長手方向(図中、上下方向)に移動する送り部材183と、を備える。なお、案内部材181及び螺子軸182は、被塗布物10軸方向と平行に配置されている。   The lifting device 18 is a lifting device using a ball screw, and is a plate-shaped guide member 181 provided perpendicular to the mounting table 101 (its main surface), and perpendicular to the guide member 181 (its main surface). A screw shaft 182 supported by two support members 103 fixed to each other and rotated by a motor (not shown), and a feed that moves in the longitudinal direction (vertical direction in the drawing) of the guide member 181 as the screw shaft 182 rotates. A member 183. Note that the guide member 181 and the screw shaft 182 are arranged in parallel to the axial direction of the workpiece 10.

昇降装置18の送り部材183には、螺子軸182を通す貫通口183Aと、その内壁に螺子軸182の螺旋溝に嵌めこまれる凸部(不図示)を有しており、螺子軸182の回転に伴って案内部材181の長手方向(図中上下方向)に移動する。   The feed member 183 of the elevating device 18 has a through hole 183A through which the screw shaft 182 passes, and a convex portion (not shown) fitted in the spiral groove of the screw shaft 182 on the inner wall thereof. Accordingly, the guide member 181 moves in the longitudinal direction (vertical direction in the figure).

昇降装置18の板状の案内部材181は、断面V字状の溝181Aが設けられており、送り部材183の幅方向両端に設けられた爪部183Bが板状の案内部材181の溝181Aに挿入されている。これにより、送り部材183の移動方向は、移動方向を規制され、板状の案内部材181の長手方向(図中上下方向)に案内・移動される。   The plate-shaped guide member 181 of the lifting device 18 is provided with a groove 181A having a V-shaped cross section, and claw portions 183B provided at both ends in the width direction of the feed member 183 are formed in the groove 181A of the plate-shaped guide member 181. Has been inserted. As a result, the moving direction of the feed member 183 is regulated, and is guided and moved in the longitudinal direction (vertical direction in the drawing) of the plate-like guide member 181.

そして、環状吐出ヘッド12は、送り部材183にアーム184を介して固定され、当該送り部材183の移動に応じて案内部材181の長手方向(図中上下方向:被塗布物の軸方向)に移動される。なお、ア−ム184は、2つ有しており(図3参照)、塗布液供給管24、及び塗布液排出管26をそれぞれ兼ねる構成としてもよいし、筒状としてその内部に塗布液供給管24及び塗布液排出管26を内部に配する構成としてもよい。   The annular discharge head 12 is fixed to the feed member 183 via the arm 184, and moves in the longitudinal direction of the guide member 181 (vertical direction in the figure: axial direction of the coating object) in accordance with the movement of the feed member 183. Is done. Two arms 184 are provided (see FIG. 3), and the coating liquid supply pipe 24 and the coating liquid discharge pipe 26 may also be used, or the coating liquid supply may be provided inside the cylinder. The pipe 24 and the coating liquid discharge pipe 26 may be arranged inside.

液受け22は、被塗布物10の軸方向一端側に当該被塗布物10と重ならないように配設されている。本実施形態では、液受け22は被塗布物10軸方向の下方側(載置台101側)に配設されている。   The liquid receiver 22 is disposed on one end side in the axial direction of the object to be coated 10 so as not to overlap the object to be coated 10. In the present embodiment, the liquid receiver 22 is disposed on the lower side (the mounting table 101 side) in the axial direction of the workpiece 10.

液受け22は、断面凹部状の部材が湾曲して環状に構成されている。また、液受け22の内側の壁部が、被塗布物の軸方向に突出するように延在して構成されている。液受け22では、非塗布時に環状吐出ヘッド12から吐出された塗布液14が当該延在した内側の壁部で受け止め、断面凹部状の部材の底面に溜まる。また、液受け22は、塗布液タンク16とフィルタ221を介して排出管222により連結されており、吐出した塗布液14を受け止めた時、当該塗布液タンク16へ排出するようになっている。   The liquid receiver 22 is formed in an annular shape by bending a member having a concave section. Further, the inner wall portion of the liquid receiver 22 extends so as to protrude in the axial direction of the object to be coated. In the liquid receiver 22, the coating liquid 14 discharged from the annular discharge head 12 at the time of non-application is received by the extended inner wall portion and collected on the bottom surface of the member having a concave section. The liquid receiver 22 is connected to the coating liquid tank 16 and the filter 221 by a discharge pipe 222. When the discharged coating liquid 14 is received, it is discharged to the coating liquid tank 16.

以下、環状吐出ヘッド12について詳細に説明する。ここで、図3は、実施形態に係る環状吐出ヘッドを示す斜視図である。図4は、実施形態に係る環状吐出ヘッドの部分断面図である。なお、図4は、環状吐出ヘッドの軸方向に対して直交方向に切断した断面図である。   Hereinafter, the annular discharge head 12 will be described in detail. Here, FIG. 3 is a perspective view showing the annular discharge head according to the embodiment. FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the annular discharge head according to the embodiment. FIG. 4 is a cross-sectional view cut in a direction orthogonal to the axial direction of the annular discharge head.

環状吐出ヘッド12は、図3乃至図4に示すように、例えば、断面円状(円状に限られず矩形状その他の断面形成でもよい)の筒状体121が湾曲して環状に構成されている。また、環状の筒状体は無端状となっている。そして、環状吐出ヘッド12を構成する環状の筒状体の中空部により塗布液室122が構成されている。つまり、環状の塗布液室122は、環状且つ無端状に構成されている。筒状体121は、例えば、ステンレスやニッケル合金で構成される。なお、図4中、125は、アーム184(塗布液供給管24又は塗布液排出管26)の連結部(塗布液導入口又は排出口)を示す。   As shown in FIGS. 3 to 4, the annular discharge head 12 is configured to have an annular shape by, for example, a cylindrical body 121 having a circular cross section (not limited to a circular shape but may be formed in a rectangular shape or other cross sections). Yes. The annular cylindrical body is endless. And the coating liquid chamber 122 is comprised by the hollow part of the cyclic | annular cylindrical body which comprises the cyclic | annular discharge head 12. FIG. That is, the annular coating liquid chamber 122 is configured to be annular and endless. The cylindrical body 121 is made of, for example, stainless steel or a nickel alloy. In FIG. 4, reference numeral 125 denotes a connecting portion (coating liquid inlet or outlet) of the arm 184 (the coating liquid supply pipe 24 or the coating liquid discharge pipe 26).

また、環状吐出ヘッド12には、その内周側にその塗布液室122と通じる、即ち塗布液室122と通じて複数のノズル123(例えば、ノズル内径25μm)が周方向に沿って設けられている。また、環状吐出ヘッド12には、その外側に環状の筒状体121の中空部により塗布液室122を介して各ノズル123と対向して圧電素子124(液滴化手段:振動付与手段)が設けられている。圧電素子124は、必ずしもノズル123に対向して設ける必要なく、ノズル123と共に所定間隔で配設してもよい。   Further, the annular discharge head 12 is provided with a plurality of nozzles 123 (for example, a nozzle inner diameter of 25 μm) along the circumferential direction in communication with the coating liquid chamber 122 on the inner peripheral side thereof, that is, through the coating liquid chamber 122. Yes. In addition, the annular discharge head 12 has a piezoelectric element 124 (droplet forming means: vibration applying means) facing the nozzles 123 through the coating liquid chamber 122 by a hollow portion of the annular cylindrical body 121 on the outer side thereof. Is provided. The piezoelectric elements 124 are not necessarily provided so as to face the nozzles 123 and may be disposed at a predetermined interval together with the nozzles 123.

環状吐出ヘッド12は、例えば、筒状体を湾曲させて両端を接合することで作製してもよいし、2つの断面半円形状の凹部材を湾曲して環状にしたものを、2つ重ね合わせて接合して作製してもよい。また、図示しないが、圧電素子124への電気信号は全て共通でよいことから、1本の信号配線が全ての圧電素子124と電気的に接続するように配されていればよく、ヘッド素材が金属であれば、グランド線は1本当該ヘッドに接続されているばよい。   The annular discharge head 12 may be produced, for example, by curving a cylindrical body and joining both ends, or by stacking two circular semicircular recess members that are curved to form an annular shape. They may be produced by joining together. Although not shown, since all the electrical signals to the piezoelectric elements 124 may be common, it is sufficient that one signal wiring is arranged so as to be electrically connected to all the piezoelectric elements 124, and the head material is In the case of metal, one ground line may be connected to the head.

ここで、圧電素子124は、例えばPZTセラミック膜、ポリフッ化ビニリデン膜(PVF膜)を含んで構成される。そして、圧電素子124は、塗布液室122に送液されてきた塗布液14に対し、所定の振動(音波)を付与し、ノズル123から液柱状に吐出した塗布液14を液滴化するためのものである。圧電素子124は、図示しないが、例えばPZTセラミック膜に電極から高周波電圧を印加して振動(音波)を発生せしめ、この振動をピストンにより塗布液室122の塗布液14へ伝達せしめる。 Here, the piezoelectric element 124 includes, for example, a PZT ceramic film and a polyvinylidene fluoride film (PVF 2 film). The piezoelectric element 124 applies predetermined vibration (sound wave) to the coating liquid 14 sent to the coating liquid chamber 122 to make the coating liquid 14 discharged from the nozzle 123 into liquid droplets into droplets. belongs to. Although not shown, the piezoelectric element 124 generates a vibration (sound wave) by applying a high frequency voltage from an electrode to a PZT ceramic film, for example, and transmits this vibration to the coating liquid 14 in the coating liquid chamber 122 by a piston.

圧電素子124は、例えば、ノズル123と対向して設けられ、塗布液14の吐出方向と同一方向から、図示しない外部機器より増幅され例えばピーク間電圧(Vpp)50V程度までの電圧で出力する駆動正弦波が供給されると、定在波(進行波と反射波との混合した波:つまり、照射した進行波とノズル面に反射した反射波との混合波)による振動を付与して、ノズル123から液柱状に吐出した塗布液14を液滴化する。   The piezoelectric element 124 is provided to face the nozzle 123, for example, and is driven from the same direction as the discharge direction of the coating liquid 14 to be amplified by an external device (not shown) and output with a voltage up to, for example, a peak-to-peak voltage (Vpp) of about 50V. When a sine wave is supplied, vibration is applied by a standing wave (mixed wave of traveling wave and reflected wave: that is, a mixed wave of irradiated traveling wave and reflected wave reflected on the nozzle surface), and the nozzle The coating liquid 14 discharged in a liquid column form from 123 is formed into droplets.

ここで、図5乃至図7に、粘度約9mPa・s程度の塗布液14の吐出状態を示す。図5は、振動を付与しない場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。図6は、90kHzの振動を付与した場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。図7は、60kHzの振動を付与した場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。   Here, FIGS. 5 to 7 show the discharge state of the coating liquid 14 having a viscosity of about 9 mPa · s. FIG. 5 is a schematic diagram showing a discharge state of the coating liquid 14 when no vibration is applied. FIG. 6 is a schematic diagram showing a discharge state of the coating liquid 14 when a vibration of 90 kHz is applied. FIG. 7 is a schematic diagram showing a discharge state of the coating liquid 14 when a vibration of 60 kHz is applied.

圧電素子124を駆動させず、例えば、送液用ポンプ241により0.9MPaで環状吐出ヘッド12から塗布液14を吐出した場合、図5に示すように、液柱状の塗布液14が吐出する。そして、圧電素子124により塗布液14に振動を付与すると、図6及び図7に示すように、液柱状に吐出された塗布液14が液滴化される。図6、7に示すように、90kHzの振動を塗布液14に付与した場合は、60kHz振動を塗布液14に付与したに場合に比べ、塗布液の液滴径が小さく、液滴間距離(液滴間隔)が狭くなっている。しかし、ポンプ圧力は一定であるので、単位時間あたりの噴射量は同一である。   For example, when the application liquid 14 is discharged from the annular discharge head 12 at 0.9 MPa by the liquid supply pump 241 without driving the piezoelectric element 124, the liquid columnar application liquid 14 is discharged as shown in FIG. Then, when vibration is applied to the coating liquid 14 by the piezoelectric element 124, the coating liquid 14 discharged in a liquid column shape is formed into droplets as shown in FIGS. As shown in FIGS. 6 and 7, when the vibration of 90 kHz is applied to the coating liquid 14, the droplet diameter of the coating liquid is smaller than when the 60 kHz vibration is applied to the coating liquid 14, and the inter-droplet distance ( (Droplet interval) is narrow. However, since the pump pressure is constant, the injection amount per unit time is the same.

図5に示すように、液滴化せず、液柱状の状態で塗布液を塗布すると、環状吐出ヘッド12から離れた位置では、無秩序な噴流となるため、塗布膜(機能膜)の均一性が確保できない。よって、塗布液14の液滴化が必要である。   As shown in FIG. 5, when the coating liquid is applied in a liquid column state without being formed into droplets, a disordered jet is formed at a position away from the annular discharge head 12, so that the uniformity of the coating film (functional film) is achieved. Cannot be secured. Therefore, it is necessary to make the coating liquid 14 into droplets.

ここで、例えば、塗布液の吐出速度10m/sec、ノズル内径25μmとしたとき、好適周波数は、88.7kHzとなる。また、液滴の体積は、約55pl(pico litre)(55,000μm)である。但し、液滴化の観点のみで、周波数は決定されず、吐出ヘッドと圧電素子の振動特性を考慮することがよい。即ち、吐出ヘッドの構造と圧電素子の特性に基づく共振点を考慮することで、圧電素子124に印加する電圧の調整を行なうことがよい。例えば、本実施形態では、ピーク間電圧(Vpp)30V程度の電圧を圧電素子に印加する。 Here, for example, when the discharge speed of the coating liquid is 10 m / sec and the nozzle inner diameter is 25 μm, the preferred frequency is 88.7 kHz. The volume of the droplet is about 55 pl (pico liter) (55,000 μm 3 ). However, the frequency is not determined only from the viewpoint of droplet formation, and it is preferable to consider the vibration characteristics of the ejection head and the piezoelectric element. That is, it is preferable to adjust the voltage applied to the piezoelectric element 124 by considering the resonance point based on the structure of the ejection head and the characteristics of the piezoelectric element. For example, in the present embodiment, a voltage having a peak-to-peak voltage (Vpp) of about 30 V is applied to the piezoelectric element.

なお、塗布液14の液滴化の際、圧電素子124が付与する振動の周波数は、例えば、圧電素子の振動特性、環状吐出ヘッド12の振動特性、塗布液14の速度、ノズル123の直径などの相関関係により決定される。例えば、塗布液の流体速度(吐出速度)は、下記式で示す関係で表すことができる。
式(1):流体速度(μm/sec)=周波数(Hz)×粒子間隔(μm)(Velocity=fλ)
また、「Rayleigh/Theory of Sound」によると、最も液滴化しやすいのは(粒子を生成しやすいのは)、
式(2):粒子間隔(μm)=4.51×ノズル径(μm)(λ=4.51×d)
である。
また、液滴化された液滴(粒子)の体積は、
式(3):体積(μm)=ノズル面積(μm)×粒子間隔(μm)(Volume=Aλ)
となる。
Note that the vibration frequency applied by the piezoelectric element 124 when the coating liquid 14 is made into droplets is, for example, the vibration characteristics of the piezoelectric element, the vibration characteristics of the annular discharge head 12, the speed of the coating liquid 14, the diameter of the nozzle 123, and the like. Determined by the correlation. For example, the fluid speed (discharge speed) of the coating liquid can be expressed by the relationship represented by the following formula.
Formula (1): Fluid velocity (μm / sec) = frequency (Hz) × particle interval (μm) (Velocity = fλ)
Also, according to “Rayleigh / Theory of Sound”, the most likely to form droplets (they are more likely to generate particles)
Formula (2): Particle spacing (μm) = 4.51 × Nozzle diameter (μm) (λ = 4.51 × d)
It is.
In addition, the volume of droplets (particles) into droplets is
Formula (3): Volume (μm 3 ) = Nozzle area (μm 2 ) × Particle spacing (μm) (Volume = Aλ)
It becomes.

ここで、例えば、塗布液14の流体速度10m/sec、ノズル径25μmとしたとき、好適周波数は、88.7kHzとなる。また、液滴の体積は、約55pl(pico litre)(55,000μm)である。但し、液滴化の観点のみで、周波数は決定されず、吐出ヘッドと圧電素子の振動特性を考慮する必要がある。即ち、吐出ヘッドの構造と圧電素子の特性に基づく共振点を考慮することで、圧電素子に印加する電圧の調整を行なうことがよい。例えば、本実施形態では、ピーク間電圧(Vpp)30V程度の電圧を圧電素子に印加する。 Here, for example, when the fluid velocity of the coating liquid 14 is 10 m / sec and the nozzle diameter is 25 μm, the preferred frequency is 88.7 kHz. The volume of the droplet is about 55 pl (pico liter) (55,000 μm 3 ). However, the frequency is not determined only from the viewpoint of droplet formation, and it is necessary to consider the vibration characteristics of the ejection head and the piezoelectric element. That is, it is preferable to adjust the voltage applied to the piezoelectric element by considering the resonance point based on the structure of the ejection head and the characteristics of the piezoelectric element. For example, in the present embodiment, a voltage having a peak-to-peak voltage (Vpp) of about 30 V is applied to the piezoelectric element.

また、粘度約9mPa・s程度の塗布液14を10m/secで吐出するための圧力は例えば約0.9MPaであるが、粘度3mPa・s程度の塗布液を吐出する場合は、例えば0.3MPa程度の圧力を必要とすることが実験によりわかった。したがって、粘度100mPa・s程度の塗布液を吐出するためには、例えば10MPa程度の圧力が必要であると予想される。これは、塗布液に掛かる圧力と流速が流路抵抗を係数とする1次の関係にあることより説明される。それは、ノズル123の形状により抵抗値が大きく変わるからである。なお、上記の数値は一例である。   The pressure for discharging the coating liquid 14 having a viscosity of about 9 mPa · s at 10 m / sec is, for example, about 0.9 MPa. However, when discharging the coating liquid having a viscosity of about 3 mPa · s, for example, 0.3 MPa Experiments have shown that a degree of pressure is required. Therefore, in order to discharge a coating liquid having a viscosity of about 100 mPa · s, it is expected that a pressure of about 10 MPa, for example, is necessary. This is explained by the fact that the pressure applied to the coating liquid and the flow velocity have a linear relationship with the channel resistance as a coefficient. This is because the resistance value varies greatly depending on the shape of the nozzle 123. In addition, said numerical value is an example.

ノズル加工方法には、一般的にポンチ加工方法、エレクトロフォーミング(電鋳)加工方法、放電加工方法、レーザ加工方法などが挙げられる。それぞれの加工方法には得失があり、一概にどの方法が好ましいか決定することはできないが、ノズル内径を一定にして比較した場合、ノズルにおける流路抵抗の観点からは、ノズルの断面形状に大きなテーパを有するエレクトロフォーミング(電鋳)が極力、噴射の圧力を低く保つという観点では望ましい。   Examples of the nozzle machining method generally include a punch machining method, an electroforming (electroforming) machining method, an electric discharge machining method, and a laser machining method. There are advantages and disadvantages to each processing method, and it is not possible to generally decide which method is preferable. However, when compared with a constant nozzle inner diameter, the cross-sectional shape of the nozzle is large from the viewpoint of the flow resistance of the nozzle. Tape forming electroforming is preferable from the viewpoint of keeping the injection pressure as low as possible.

また、環状吐出ヘッド12は、その塗布液14の吐出方向がノズル123と環状吐出ヘッド12の中心軸とを結ぶ線に対して傾斜するように、ノズル123から塗布液14を吐出することがよい。具体的には、例えば、図8(A)に示すように、塗布液14の吐出方向が、環状吐出ヘッド12に対して被塗布物10の外周面がその軸方向に相対的に移動する方向(本実施形態では、環状吐出ヘッド12の移動方向とは反対方向)に向う形態(以下第1吐出形態と称する)、図9(A)に示すように、塗布液14の吐出方向が、環状吐出ヘッド12に対して被塗布物10の外周面がその回転方向に相対的に移動する方向(本実施形態では、被塗布物10の回転方向)に向う形態(以下第2吐出形態と称する)が挙げられる。図中、Pは塗布液14の吐出方向、Qはノズル123と環状吐出ヘッド12の中心軸とを結ぶ線を示す。   Further, the annular discharge head 12 may discharge the coating liquid 14 from the nozzle 123 so that the discharge direction of the coating liquid 14 is inclined with respect to a line connecting the nozzle 123 and the central axis of the annular discharge head 12. . Specifically, for example, as shown in FIG. 8A, the discharge direction of the coating liquid 14 is a direction in which the outer peripheral surface of the object to be coated 10 moves relative to the annular discharge head 12 in the axial direction. In this embodiment, as shown in FIG. 9A, the discharge direction of the coating liquid 14 is an annular shape (hereinafter referred to as a first discharge form) facing in the direction opposite to the moving direction of the annular discharge head 12. A form in which the outer peripheral surface of the object to be coated 10 moves relative to the discharge head 12 in the rotation direction (in this embodiment, the rotation direction of the object to be coated 10) (hereinafter referred to as a second discharge form). Is mentioned. In the figure, P indicates the discharge direction of the coating liquid 14, and Q indicates a line connecting the nozzle 123 and the central axis of the annular discharge head 12.

上記第1吐出形態の場合、図8(B)に示すように、例えば、環状吐出ヘッド12をその軸方向と平行に切断した断面から見たとき、ノズル123の深さ方向がノズル123と環状吐出ヘッド12の中心軸とを結ぶ線に対して傾斜するように、ノズル123を設けることで実現される。同様に、上記第2吐出形態の場合、図9(B)に示すように、例えば、環状吐出ヘッド12をその軸方向と垂直に切断した断面から見たとき、ノズル123の深さ方向がノズル123と環状吐出ヘッド12の中心軸とを結ぶ線に対して傾斜するように、ノズル123を設けることで実現される。また、図8の形態の場合、後述する環状吐出ヘッド12の塗布液吐出面側(ノズル面)側に配した帯電電極及び偏向電極により、帯電・偏向制御して塗布液の吐出方向を変更してもよい。   In the case of the first discharge mode, as shown in FIG. 8B, for example, when the annular discharge head 12 is viewed from a cross section cut in parallel to the axial direction, the depth direction of the nozzle 123 is annular with the nozzle 123. This is realized by providing the nozzle 123 so as to be inclined with respect to a line connecting the central axis of the ejection head 12. Similarly, in the case of the second discharge mode, as shown in FIG. 9B, for example, when the annular discharge head 12 is viewed from a cross section cut perpendicular to the axial direction, the depth direction of the nozzle 123 is the nozzle direction. This is realized by providing the nozzle 123 so as to be inclined with respect to a line connecting 123 and the central axis of the annular discharge head 12. In the case of FIG. 8, the charging and deflection control is performed by the charging electrode and the deflection electrode arranged on the coating liquid discharge surface side (nozzle surface) side of the annular discharge head 12 to be described later to change the discharge direction of the coating liquid. May be.

塗布液14の吐出方向を傾斜させると、吐出する塗布液14が被塗布物10へ着弾する着弾面の法線方向(図中、Rで示す)と塗布液の吐出方向(図中、Pで示す)とが角度(鋭角:θ)をなして、塗布液14の液滴が被塗布物10へ着弾するようになる(図8及び図9参照)。なお、着弾面の法線とは、被塗布物の着弾面が曲面で構成される場合(例えば被塗布物が円筒体又は円柱体などの場合)には、その着弾した位置の接線(図中、Sで示す)で構成される面と直交する線を示す。   When the discharge direction of the coating liquid 14 is inclined, the normal direction of the landing surface where the discharged coating liquid 14 lands on the object 10 (indicated by R in the figure) and the discharge direction of the coating liquid (indicated by P in the figure). And an angle (acute angle: θ), and a droplet of the coating liquid 14 reaches the object 10 (see FIGS. 8 and 9). Note that the normal line of the landing surface is a tangent to the landing position (in the figure, when the landing surface of the object to be coated is a curved surface (for example, when the object to be coated is a cylinder or a column). , And a line perpendicular to the plane formed by S).

吐出する塗布液14が被塗布物10へ着弾する着弾面の法線方向と塗布液14の吐出方向とが角度をなして、塗布液14が被塗布物10へ着弾すると、吐出直後の塗布液14の吐出速度(吐出方向に沿った吐出速度)よりも、被塗布物10の着弾面における法線方向に沿った塗布液14の着弾速度を遅くなる。つまり、吐出安定性を維持可能な吐出速度を持たせつつ、着弾速度が、着弾面の法線方向と着弾面と平行な方向に分散するため、塗布液の着弾衝撃が緩和されると推測される。   When the normal direction of the landing surface on which the coating liquid 14 to be ejected lands on the workpiece 10 and the ejection direction of the coating liquid 14 make an angle, and the coating liquid 14 lands on the coating 10, the coating liquid immediately after ejection The landing speed of the coating liquid 14 along the normal direction on the landing surface of the object 10 is slower than the discharging speed 14 (discharge speed along the discharging direction). In other words, it is presumed that the landing impact of the coating liquid is mitigated because the landing speed is dispersed in the normal direction of the landing surface and the direction parallel to the landing surface while having a discharge speed capable of maintaining discharge stability. The

ここで、図10及び図11に、塗布液14の液滴の着弾モデルを模式的に示す。図10は、比較のために、着弾面(図中では、被塗布物10としての液体層の面を示す)に対し、当該面の法線方向から塗布液14の液滴が着弾する様子を示す。一方、図11には、着弾面(図中では、被塗布物10としての液体層の面を示す)に対し、当該面の法線方向と角度を持って塗布液14の液滴が着弾する様子を示す。   Here, FIGS. 10 and 11 schematically show the landing model of the droplet of the coating liquid 14. FIG. 10 shows, for comparison, how a droplet of the coating liquid 14 lands on a landing surface (in the drawing, the surface of the liquid layer as the object 10 to be coated) from the normal direction of the surface. Show. On the other hand, in FIG. 11, a droplet of the coating liquid 14 lands on the landing surface (in the figure, the surface of the liquid layer as the object to be coated 10) having an angle with the normal direction of the surface. Show the state.

図10に示すように、着弾面の法線方向から着弾面(液面)に速い速度で打ち込むと、跳ね返りが舞い飛ぶ。また、液面が大きく凹み、液体層の中に気泡を巻き込み、そのまま硬化すると気泡が膜内に閉じ込められてしまう。また、多層膜の場合は、下の層と混濁してしまう。一方、図11に示すように、着弾面に対し、当該面の法線方向と角度を持って塗布液14の液滴が着弾すると、着弾面の法線方向に沿った着弾速度が低減するので、跳ね返りが発生しない。   As shown in FIG. 10, when the landing surface (liquid surface) is driven at a high speed from the normal direction of the landing surface, the rebound will fly. Further, when the liquid surface is greatly dented, bubbles are entrained in the liquid layer and cured as it is, the bubbles are trapped in the film. In the case of a multilayer film, it becomes turbid with the lower layer. On the other hand, as shown in FIG. 11, when the droplet of the coating liquid 14 lands on the landing surface at an angle with the normal direction of the surface, the landing speed along the normal direction of the landing surface decreases. No bounce occurs.

吐出する塗布液14が被塗布物10へ着弾する着弾面の法線方向と塗布液14の吐出方向とが角度をなして、塗布液14が被塗布物10へ着弾するように、環状吐出ヘッド12を配置することで、吐出安定性を維持しつつ、着弾した塗布液14の跳ね返りが低減でき、形成される塗布膜(機能膜)の不均一性防止や例えば着弾面が他の塗布膜で構成された場合でも当該他の塗布膜を乱すことが抑制される。   An annular discharge head so that the normal direction of the landing surface on which the coating liquid 14 to be ejected lands on the object to be coated 10 and the ejection direction of the coating liquid 14 form an angle so that the coating liquid 14 lands on the object to be coated 10. 12 can reduce the rebound of the landed coating liquid 14 while maintaining the discharge stability, and can prevent unevenness of the formed coating film (functional film), for example, if the landing surface is another coating film. Even when it is configured, the other coating film is prevented from being disturbed.

また、塗布液14の吐出方向を環状吐出ヘッド12に対して被塗布物10の外周面がその軸方向に相対的に移動する方向に向う形態、塗布液14の吐出方向が、環状吐出ヘッド12に対して被塗布物10の外周面がその回転方向に相対的に移動する方向に向う形態の如く、塗布液14吐出方向を被塗布物10の外周面の移動方向に向かうようにすると、塗布液14が被塗布物10に着弾した際、着弾面と平行な方向、即ち、着弾面(点)の接線方向に沿った着弾速度における着弾面との相対速度(以下、接線方向相対速度と称する場合がある)が低減し、当該接線方向の塗布液の着弾衝撃が緩和される。このため、より効果的に、着弾した塗布液14の跳ね返りが低減でき、形成される塗布膜の不均一性防止や例えば着弾面が他の塗布膜で構成された場合でも当該他の塗布膜を乱すことが抑制される。   Further, the discharge direction of the coating liquid 14 is directed to the direction in which the outer peripheral surface of the coating object 10 moves relative to the annular discharge head 12 in the axial direction, and the discharge direction of the coating liquid 14 is set to the annular discharge head 12. When the discharge direction of the coating liquid 14 is directed in the direction of movement of the outer peripheral surface of the object 10 as in the form in which the outer peripheral surface of the object 10 is moved in the direction of relative movement in the rotation direction, When the liquid 14 has landed on the object 10 to be coated, the relative speed with respect to the landing surface in the direction parallel to the landing surface, that is, the landing speed along the tangential direction of the landing surface (point) (hereinafter referred to as tangential relative speed). In some cases) and the impact impact of the coating liquid in the tangential direction is reduced. For this reason, the rebound of the landing coating liquid 14 can be reduced more effectively, preventing the nonuniformity of the formed coating film and, for example, even when the landing surface is composed of another coating film, Disturbance is suppressed.

なお、図示しないが、環状吐出ヘッド12には、ノズル面側に、吐出した塗布液14を帯電させる一対の帯電電極と、その帯電した塗布液14に電界を付与し偏向を与え吐出方向を変える一対の偏向電極と、を配設してもよい。一対の帯電電極及び一対の偏向電極を設けて塗布液14の液滴を帯電・偏向制御すると、吐出方向を制御したり、塗布量を制限したり、塗布にパターンを持たせられる。   Although not shown, the annular discharge head 12 has a pair of charging electrodes for charging the discharged coating liquid 14 on the nozzle surface side, and an electric field is applied to the charged coating liquid 14 to apply deflection to change the discharge direction. A pair of deflection electrodes may be provided. When a pair of charging electrodes and a pair of deflection electrodes are provided to control charging / deflection of droplets of the coating liquid 14, the ejection direction can be controlled, the coating amount can be limited, and a pattern can be applied to the coating.

以下、本実施形態に係る機能性材料塗布装置の塗布動作を説明する。   Hereinafter, the coating operation of the functional material coating apparatus according to the present embodiment will be described.

まず、環状吐出ヘッド12を、そのノズル面が被塗布物の軸方向下方側(載置台101側)に配置された液受け22に対向するように配置した状態で、送液用ポンプ241を駆動すると共に、送液用電磁弁244を開放する。また、圧電素子124を駆動する。これにより、ノズル123から液柱状の塗布液14が吐出すると共に、液柱状の塗布液14が液滴化される。この際、環状吐出ヘッド12から吐出した塗布液14を液受け22に受け止めさせる。これを、塗布液14の液滴化が安定するまで行う。   First, the liquid discharge pump 241 is driven in a state where the annular discharge head 12 is disposed so that the nozzle surface faces the liquid receiver 22 disposed on the lower side in the axial direction (mounting table 101 side) of the object to be coated. At the same time, the electromagnetic valve for liquid delivery 244 is opened. In addition, the piezoelectric element 124 is driven. As a result, the liquid columnar coating liquid 14 is discharged from the nozzle 123 and the liquid columnar coating liquid 14 is made into droplets. At this time, the coating liquid 14 discharged from the annular discharge head 12 is received by the liquid receiver 22. This is performed until the droplets of the coating liquid 14 are stabilized.

次に、被塗布物駆動装置20を駆動し、被塗布物10を回転駆動する(例えば、被塗布物10の回転速度を1回転/1秒(1rps)とする)。   Next, the coating object driving device 20 is driven to rotate the coating object 10 (for example, the rotation speed of the coating object 10 is set to 1 rotation / 1 second (1 rps)).

次に、昇降装置18を駆動して、環状吐出ヘッド12を上昇させる。この際、環状吐出ヘッド12は、被塗布物10の軸と同軸で上昇、即ち被塗布物10の軸方向と並進移動させる。この環状吐出ヘッド12が上昇し、そのノズル面が被塗布物10の軸方向一端部外周面に対向し、吐出する塗布液14の液滴が当該外周面へ着弾する。これにより塗布が開始される。   Next, the lifting / lowering device 18 is driven to raise the annular discharge head 12. At this time, the annular discharge head 12 is raised coaxially with the axis of the object to be coated 10, that is, translated in the axial direction of the object to be coated 10. The annular discharge head 12 is raised, the nozzle surface thereof is opposed to the outer peripheral surface of one axial end portion of the article 10 to be coated, and the droplet of the coating liquid 14 to be discharged is landed on the outer peripheral surface. Thereby, application | coating is started.

そして、環状吐出ヘッド12が被塗布物10の軸方向他端部外周面に対向する位置へ到達させた後、送液用ポンプ241及び圧電素子124の駆動を停止すると共に、送液用電磁弁244を閉じると、塗布液14の吐出が停止すると共に、塗布が終了する。塗布終了後、被塗布物10の回転を停止させると共に、環状吐出ヘッド12を下降させて、そのノズル面が液受け22に対向する位置まで到達させる。   Then, after the annular discharge head 12 reaches the position facing the outer peripheral surface of the other end in the axial direction of the workpiece 10, the driving of the liquid feeding pump 241 and the piezoelectric element 124 is stopped, and the liquid feeding electromagnetic valve When 244 is closed, the discharge of the coating liquid 14 is stopped and the coating is finished. After the application is completed, the rotation of the object to be coated 10 is stopped and the annular discharge head 12 is lowered to reach the position where the nozzle surface faces the liquid receiver 22.

環状吐出ヘッド12が被塗布物10の軸方向他端部外周面に対向する位置へ到達させた後、下降させて被塗布物10の軸方向他端部外周面に対向する位置へ戻して、塗布を終了してもよい。無論、この操作を繰り返し行ってもよい。   After the annular discharge head 12 reaches the position facing the outer peripheral surface of the other end in the axial direction of the object to be coated 10, it is lowered and returned to the position facing the outer peripheral surface of the other end in the axial direction of the object to be coated. Application may be terminated. Of course, this operation may be repeated.

ここで、塗布液14による塗布膜の総厚みの制御は、上記操作を繰り返し行うことで実施することができるが、被塗布物10の軸方向に沿って厚みの分布を持たせたい場合、環状吐出ヘッド12の昇降速度(被塗布物10との相対的な移動速度)を制御することがよい。   Here, the control of the total thickness of the coating film by the coating liquid 14 can be carried out by repeatedly performing the above operation. However, when it is desired to have a thickness distribution along the axial direction of the article 10 to be coated, It is preferable to control the raising / lowering speed of the discharge head 12 (relative movement speed with respect to the coating object 10).

具体的には、例えば、図12に示すように、環状吐出ヘッド12の昇降速度(図中、移動速度と標記)を被塗布物10の軸方向両端部外周面に対向する領域よりも、当該軸方向中央部外周面に対向する領域で速くすると、被塗布物10の軸方向両端部外周面に形成される塗布膜が当該軸方向中央部外周面に形成される塗布膜よりも厚く形成される。このとき、被塗布物10の周方向(回転方向)の塗布膜の厚みは、当該被塗布物10の回転速度が変わらないので一定となる。無論、これは一例であり、要求に応じて、環状吐出ヘッド12の昇降速度を上記関係とは逆の関係に制御してもよいし、被塗布物10の外周面に対向する領域内で複数の速度に制御してもよい。   Specifically, for example, as shown in FIG. 12, the lifting speed of the annular discharge head 12 (indicated by the moving speed in the figure) is higher than the area facing the outer peripheral surface of both ends in the axial direction of the workpiece 10. When the speed is increased in a region facing the outer peripheral surface in the axial center portion, the coating film formed on the outer peripheral surfaces in both axial ends of the workpiece 10 is formed thicker than the coating film formed on the outer peripheral surface in the axial center portion. The At this time, the thickness of the coating film in the circumferential direction (rotation direction) of the object to be coated 10 is constant because the rotation speed of the object to be coated 10 does not change. Of course, this is only an example, and the lifting speed of the annular discharge head 12 may be controlled to a relationship opposite to the above-described relationship according to the request, or a plurality of regions may be disposed in the region facing the outer peripheral surface of the workpiece 10. You may control to the speed of.

図12に示される如く、環状吐出ヘッド12の昇降速度を速くすると塗布膜の厚みが薄くなく傾向となり、遅くすると塗布膜の厚みが厚くなくなる傾向となることから、当該環状吐出ヘッド12の昇降速度を制御することで、塗布膜の厚みの制御が成されることがわかる。図12は、環状吐出ヘッド12の昇降速度と被塗布物10の塗布位置と塗布膜の厚みとの関係の一例を示す関係図である。   As shown in FIG. 12, when the elevation speed of the annular discharge head 12 is increased, the thickness of the coating film tends not to be thin, and when it is slowed, the thickness of the coating film tends not to increase. It can be seen that the thickness of the coating film can be controlled by controlling. FIG. 12 is a relationship diagram illustrating an example of the relationship between the elevation speed of the annular discharge head 12, the application position of the coating object 10, and the thickness of the coating film.

なお、塗布終了後、被塗布物の回転を所定時間継続することで、塗布膜の平滑化に加え、塗布膜の液だれ防止を図ることができる。塗布液14の被塗布物10表面への着弾は必ずしも全面にわたるものではなく、着弾した液滴間には隙間が存在することがある。このため、塗布液14は被塗布物10表面に着弾後、当初、粘度が高いほど、液滴の形状を反映して半球に近い形状で存在する。このため、均一な塗布膜を形成するためには、塗布終了後、被塗布物10を回転させる、即ち平滑化工程における時間管理が重要である。また、被塗布物10を回転させながら塗布膜の平滑化を行うと、その遠心力により、塗布液14が被塗布物10に対して凸状の形状を守る方向に働くため、回転速度を液だれを起こさない程度に低下させることが、望ましい。被塗布物10表面との親和性により塗布液14は広がり、被塗布物10の回転時間と共に隣接着弾滴と引き合いながら、塗布膜は平坦化していくことになる。   In addition, by continuing the rotation of the coating object for a predetermined time after the coating is completed, it is possible to prevent the coating film from dripping in addition to smoothing the coating film. The landing of the coating liquid 14 on the surface of the article 10 to be coated does not necessarily cover the entire surface, and there may be a gap between the landed droplets. For this reason, after landing on the surface of the object 10 to be coated, the coating liquid 14 is present in a shape close to a hemisphere reflecting the shape of the droplet as the viscosity increases. For this reason, in order to form a uniform coating film, it is important to manage the time in the smoothing step by rotating the article to be coated 10 after coating. Further, when the coating film is smoothed while rotating the object to be coated 10, the centrifugal force causes the coating liquid 14 to work in a direction to protect the convex shape with respect to the object to be coated 10. It is desirable to reduce it to such an extent that no one will occur. The coating liquid 14 spreads due to the affinity with the surface of the object 10 to be coated, and the coating film is flattened while attracting adjacent landing droplets with the rotation time of the object 10 to be coated.

以上説明した本実施形態に係る機能性材料塗布装置100では、機能性材料の塗布液14を連続して加圧して、ノズル123から液柱状の塗布液14を吐出させ、その吐出した液柱状の塗布液14を液滴化して、被塗布物10へ塗布する。このように、連続的に加圧して塗布液14を吐出させるため、高粘度の塗布液(例えば水に近い粘度3mPa・s程度以下のものから、粘度300mPa・s程度の塗布物)でも、安定して塗布液14を吐出し、被塗布物10へ塗布することが可能となる。   In the functional material coating apparatus 100 according to the present embodiment described above, the functional material coating liquid 14 is continuously pressurized, the liquid columnar coating liquid 14 is ejected from the nozzle 123, and the ejected liquid columnar coating liquid 14 is ejected. The coating liquid 14 is formed into droplets and applied to the article 10 to be coated. In this way, since the coating liquid 14 is discharged under continuous pressure, even a high-viscosity coating liquid (for example, a coating having a viscosity of about 3 mPa · s or less close to water to a coating having a viscosity of about 300 mPa · s) is stable. Then, the coating liquid 14 can be discharged and applied to the article 10 to be coated.

加えて、環状吐出ヘッド12の塗布液室122を環状に構成しているので、直線状の吐出ヘッドに比べ、環状吐出ヘッド12が振動しても、その部位間で振動の度合いが低減されることから、形成される塗布膜(機能膜)の厚みにバラツキが低減される。また、環状吐出ヘッド12は、塗布開始位置及び塗布終了位置を被塗布物の軸方向端部の外周面に位置させ得ることから、塗布液の溶媒の揮発の程度が異なることに起因する塗布開始時と塗布終了時の塗布ムラが発生する領域を被塗布物10の軸方向端部外周面に限定される。このため、塗布膜(機能膜)のうち塗布ムラが生じていない領域が最大限利用され得る。   In addition, since the coating liquid chamber 122 of the annular discharge head 12 is formed in an annular shape, even when the annular discharge head 12 vibrates, the degree of vibration between the portions is reduced as compared with the linear discharge head. Therefore, the variation in the thickness of the coating film (functional film) to be formed is reduced. Further, since the annular discharge head 12 can position the application start position and the application end position on the outer peripheral surface of the axial end portion of the application object, the application start due to the difference in the degree of volatilization of the solvent of the application liquid. The region where the coating unevenness occurs at the time and at the end of coating is limited to the outer peripheral surface of the axial end portion of the workpiece 10. For this reason, the area | region where the coating nonuniformity has arisen among coating films (functional film) can be utilized to the maximum.

また、本実施形態では、圧電素子124は、塗布液室122に送液されてきた塗布液14に対し、所定の振動(音波)を付与し、ノズル123から液柱状に吐出した塗布液14を液滴化している。一方、ノズル123から吐出される塗布液14に均等に振動が付与されることがよい。この点、直管で構成された吐出ヘッドの場合、その長手方向端部に配されたノズルとその長手方向中央部に配されたノズルとから吐出する塗布液に付与される振動の総和が異なる。これは、中央部に配されたノズルでは対向する圧電素子のみならずヘッド長手方向両端側の圧電素子からの振動も付与されるのに対し、ヘッド長手方向一端部に配されたノズルでは対向する圧電素子と共にヘッド長手方向一端側の圧電素子からの振動しか付与されないためである。このため、吐出される塗布液14の塗布状態が変わってしまう。   In the present embodiment, the piezoelectric element 124 applies a predetermined vibration (sound wave) to the coating liquid 14 sent to the coating liquid chamber 122, and the coating liquid 14 discharged in a liquid column shape from the nozzle 123. It has become droplets. On the other hand, it is preferable that vibration is evenly applied to the coating liquid 14 discharged from the nozzle 123. In this regard, in the case of an ejection head constituted by a straight pipe, the total sum of vibrations applied to the coating liquid ejected from the nozzle disposed at the longitudinal end portion and the nozzle disposed at the longitudinal center portion is different. . This is because the nozzle arranged at the center part is not only opposed to the piezoelectric element but also vibrated from the piezoelectric elements at both ends in the head longitudinal direction, whereas the nozzle arranged at one end part in the head longitudinal direction is opposed. This is because only vibration from the piezoelectric element at one end in the longitudinal direction of the head is applied together with the piezoelectric element. For this reason, the application state of the discharged application liquid 14 changes.

これに対し、本実施形態では、環状吐出ヘッド12を無端状に構成されているため、端部が存在することなく、その環状形状に沿ってノズル123及び圧電素子124が配され、いずれの位置のノズル123から吐出される塗布液14にも、同じ総量の振動が均等に付与されることとなる。例えば、図4に示すように、圧電素子124とノズル123との間に伝わる振動(音波)の進行方向を示す代表線としての一点鎖線で示すと、一つのノズル123から各圧電素子124までの距離の関係は、他のノズル123も同じ関係となり、全てのノズル123から吐出される塗布液14に付与される振動の総和も同じになる。結果、被塗布物の周方向(回転方向)において均一に塗布膜(機能膜)が形成される。   On the other hand, in this embodiment, since the annular discharge head 12 is configured to be endless, the nozzle 123 and the piezoelectric element 124 are arranged along the annular shape without any end portion, and at any position. The same total amount of vibration is evenly applied to the coating liquid 14 discharged from the nozzle 123. For example, as shown by a one-dot chain line as a representative line indicating a traveling direction of vibration (sound wave) transmitted between the piezoelectric element 124 and the nozzle 123, as shown in FIG. 4, from one nozzle 123 to each piezoelectric element 124. The relationship of the distance is the same for the other nozzles 123, and the sum of vibrations applied to the coating liquid 14 discharged from all the nozzles 123 is also the same. As a result, a coating film (functional film) is uniformly formed in the circumferential direction (rotation direction) of the workpiece.

加えて、環状吐出ヘッド12が無端状であるが故に、端部が存在しないことから、環状吐出ヘッド12が振動した場合でも、その部位間で振動の度合いも同じになり、塗布膜の膜厚のバラツキが低減される。   In addition, since the annular discharge head 12 is endless, there is no end, so even when the annular discharge head 12 vibrates, the degree of vibration is the same between the portions, and the thickness of the coating film Variation is reduced.

なお、本実施形態では、環状吐出ヘッド12を無端状に構成した形態を説明したが、これに限られず、有端状でもよく、例えば、図13に示すように、一部切り欠き部を有する環状吐出ヘッド12を採用してもよい。ここで、図13は、実施形態に係る他の環状吐出ヘッドを示す概略斜視図である。   In the present embodiment, the form in which the annular discharge head 12 is configured to be endless has been described. However, the present invention is not limited thereto, and may be endless. For example, as illustrated in FIG. An annular discharge head 12 may be employed. Here, FIG. 13 is a schematic perspective view showing another annular discharge head according to the embodiment.

なお、本実施形態では、環状吐出ヘッド12を一つ配設した形態を説明したが、これに限られず、図14に示すように、複数の環状吐出ヘッド12をその軸方向配設した形態でもよい(図中では、3つの環状吐出ヘッドを配設している。)。この際、複数の環状吐出ヘッドは、互いにノズル123の配置位置がヘッド周方向(被塗布物10の周方向)にずらすことがよい。ここで、図14中、Tはヘッドのノズル123配置位置のずれを示す。これにより、各環状吐出ヘッド12で吐出される塗布液14の着弾位置がずれることから、より均質で膜厚のバラツキが低減された塗布膜が得られる。   In the present embodiment, an embodiment in which one annular discharge head 12 is disposed has been described. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of annular discharge heads 12 may be disposed in the axial direction as shown in FIG. Good (in the figure, three annular discharge heads are provided). At this time, in the plurality of annular discharge heads, the arrangement positions of the nozzles 123 may be shifted from each other in the head circumferential direction (the circumferential direction of the object to be coated 10). Here, in FIG. 14, T indicates a shift in the position of the nozzle 123 on the head. As a result, the landing position of the coating liquid 14 ejected by each annular ejection head 12 is shifted, so that a coating film with more uniform and reduced variation in film thickness can be obtained.

また、複数の環状吐出ヘッド12を配設する場合、少なくとも一つが他の環状吐出ヘッド12とは異なる機能性材料を含む塗布液14を吐出する環状吐出ヘッド12であることがよい。この如く、複数の環状吐出ヘッド12から異なる機能性材料を含む塗布液14を吐出する形態の場合、例えば、図15(A)に示すように、被塗布物10の所定領域に対して一つの環状吐出ヘッド12から塗布液14Aの液滴が吐出されてくると、当該液滴が被塗布物10の所定領域上に塗布される。次に、図15(B)に示すように、被塗布物10の所定領域(上記環状吐出ヘッド12による塗布液14Aが着弾する領域以外の領域)に対して、他の環状吐出ヘッド12から塗布液14Aとは異なる材料種の塗布液14Bの液滴が吐出されてくると、当該液滴が被塗布物10の所定領域上に塗布される。そして、図15(C)に示すように塗布液14A、14Bがそれぞれ所定の領域に塗布され、異なる材料からなる機能性材料膜がパターニングされたものが得られる。ここで、図15は、実施形態に係る機能性塗布装置による塗布膜の形成過程の一例を示す工程図である。   When a plurality of annular discharge heads 12 are provided, at least one of the annular discharge heads 12 is preferably an annular discharge head 12 that discharges a coating liquid 14 containing a functional material different from the other annular discharge heads 12. Thus, in the case of discharging the coating liquid 14 containing different functional materials from the plurality of annular discharge heads 12, for example, as shown in FIG. When the droplet of the coating liquid 14 </ b> A is ejected from the annular ejection head 12, the droplet is applied onto a predetermined area of the object to be coated 10. Next, as shown in FIG. 15 (B), coating is performed from another annular discharge head 12 on a predetermined region of the object 10 (region other than the region where the coating liquid 14A is landed by the annular discharge head 12). When droplets of the coating liquid 14B of a material type different from the liquid 14A are ejected, the droplets are applied onto a predetermined region of the article 10 to be coated. Then, as shown in FIG. 15C, coating solutions 14A and 14B are respectively applied to predetermined regions, and a functional material film made of a different material is patterned. Here, FIG. 15 is a process diagram illustrating an example of a process of forming a coating film by the functional coating apparatus according to the embodiment.

以上、実施形態に係る機能性材料塗布装置100は、塗布液を連続加圧しつつ吐出を行う連続型の塗布装置であるが、所謂、圧電素子により間欠的に塗布液の液滴を吐出するドロップオンデマンド(DOD)型の塗布装置に比べ、連続型では常時噴射しているので、ノズルでの乾燥は問題とはならない。この事は、機能性材料塗布装置として連続型が好適であることの理由の1つである。機能性材料はその塗布液状態においては有機溶剤を使用することが多く、揮発性が高い場合が多く、DOD型では、一時休止などの直後に目詰まりを発生し、装置の安定性を得ることができない。   As described above, the functional material coating apparatus 100 according to the embodiment is a continuous coating apparatus that discharges while continuously pressurizing the coating liquid, but is a drop that intermittently ejects droplets of the coating liquid by a so-called piezoelectric element. Compared to an on-demand (DOD) type coating apparatus, the continuous type sprays constantly, so drying at the nozzle is not a problem. This is one of the reasons why the continuous type is suitable as the functional material coating apparatus. Functional materials often use organic solvents in the coating solution state, and are often highly volatile. With the DOD type, clogging occurs immediately after a pause, etc., and device stability is obtained. I can't.

連続型塗布装置がDOD型塗布装置に比べて優れている他の点は、高粘度及び粘度の異なる液体への対応が容易であることである。すなわち、DOD型に用いるピエゾ振動あるいは、急速沸騰(Thermal Ink Jet)では、液体粘度としては、概ね10mPa・s程度が限界であり、それ以上の高粘度液体を噴射することは困難である。が、連続型の場合、塗布液の吐出はポンプ圧力に依存するため、好適なポンプを選択することで基本的には粘度の制約がない。   Another point that the continuous type coating apparatus is superior to the DOD type coating apparatus is that it can easily cope with liquids having high viscosity and different viscosities. That is, in piezoelectric vibration or rapid boiling (Thermal Ink Jet) used for the DOD type, the liquid viscosity is approximately 10 mPa · s, and it is difficult to eject a high-viscosity liquid higher than that. However, in the case of the continuous type, since discharge of the coating liquid depends on the pump pressure, there is basically no restriction on viscosity by selecting a suitable pump.

また、機能性材料の製膜においては、材料は複数種を塗布する場合が十分考えられる。DOD型塗布装置では、噴射液体の粘度に応じてピエゾあるいはヒータを中心とする流路構造の最適設計を行なう必要があるが、連続型塗布装置の場合、ポンプ圧の調整を行なえば、異なる粘度の塗布液を吐出ヘッド等の構成の変更をおこなうことなく吐出することが可能である。従って、装置設計も簡易であり、また、機能性液体の選定の自由度が極めて高い。これも連続型が好適であることの大きな理由である。   Moreover, in the film formation of a functional material, it is fully conceivable that a plurality of materials are applied. In the DOD type coating device, it is necessary to optimally design the flow path structure centered on a piezo or a heater according to the viscosity of the jet liquid. In the case of a continuous type coating device, if the pump pressure is adjusted, a different viscosity can be obtained. It is possible to discharge the coating liquid without changing the configuration of the discharge head or the like. Therefore, the device design is simple and the degree of freedom in selecting the functional liquid is extremely high. This is also a major reason why the continuous type is suitable.

また、いずれの実施形態では、塗布液液滴化手段として圧電素子を適用した形態を説明したが、これに限られず、塗布液を加熱し、当該熱の揺らぎにより液滴化する方式でもよいし、静電吸引を利用して液滴化する方式でもよい。   In any of the embodiments, the form in which the piezoelectric element is applied as the coating liquid droplet forming means has been described. However, the present invention is not limited to this, and a system in which the coating liquid is heated and droplets are formed by the fluctuation of the heat may be used. Alternatively, a method of forming droplets using electrostatic attraction may be used.

また、本実施形態に係る機能性材料塗布装置は、電子写真用部材(電子写真用感光体、機能性ベルト(中間転写体)、転写ロール、帯電ロールなど)や、その他工業製品に適宜利用することができる。従って、機能性材料としては、これらに適用される各種材料を求められる特性に応じて選択される。そして、この機能性材料を含む塗布液14は、通常、機能性材料を溶媒と混合して構成されるが、機能性材料のみで構成され得る場合もある。   In addition, the functional material coating apparatus according to the present embodiment is appropriately used for electrophotographic members (electrophotographic photoreceptors, functional belts (intermediate transfer bodies), transfer rolls, charging rolls, etc.) and other industrial products. be able to. Therefore, the functional material is selected according to the characteristics required for various materials applied to them. And the coating liquid 14 containing this functional material is normally comprised by mixing a functional material with a solvent, but may be comprised only with a functional material.

実施形態に係る機能性材料塗布装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the functional material application apparatus which concerns on embodiment. 実施形態に係る機能性材料塗布装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the functional material coating device which concerns on embodiment. 実施形態に係る環状吐出ヘッドを示す斜視図である。It is a perspective view showing the annular discharge head concerning an embodiment. 実施形態に係る環状吐出ヘッドの部分断面図である。It is a fragmentary sectional view of the annular discharge head concerning an embodiment. 振動を付与しない場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the discharge state of the coating liquid 14 when not giving a vibration. 90kHzの振動を付与した場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the discharge state of the coating liquid 14 when a 90 kHz vibration is provided. 60kHzの振動を付与した場合における塗布液14の吐出状態を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the discharge state of the coating liquid 14 when a 60 kHz vibration is provided. 実施形態に係る環状吐出ヘッドの塗布液の吐出方向の一例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating an example of the discharge direction of the coating liquid of the annular discharge head which concerns on embodiment. 実施形態に係る環状吐出ヘッドの塗布液の吐出方向の他の例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the other example of the discharge direction of the coating liquid of the cyclic | annular discharge head which concerns on embodiment. 比較例に係る塗布液14の液滴の着弾モデルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the landing model of the droplet of the coating liquid 14 which concerns on a comparative example. 実施形態に係る塗布液14の液滴の着弾モデルを示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the landing model of the droplet of the coating liquid 14 which concerns on embodiment. 環状吐出ヘッド12の昇降速度と被塗布物10の塗布位置と塗布膜の厚みとの関係の一例を示す関係図である。FIG. 5 is a relationship diagram illustrating an example of a relationship between a lifting speed of an annular discharge head 12, a coating position of an object to be coated 10, and a thickness of a coating film. 実施形態に係る他の環状吐出ヘッドを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other annular discharge head which concerns on embodiment. 実施形態に係る他の環状吐出ヘッドを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the other annular discharge head which concerns on embodiment. 実施形態に係る機能性塗布装置による塗布膜の形成過程の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the formation process of the coating film by the functional coating device which concerns on embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

10 被塗布物
12 環状吐出ヘッド(塗布液吐出手段)
14(14A、14B) 塗布液
16 塗布液タンク
18 昇降装置(ヘッド駆動手段)
20 被塗布物駆動装置(被塗布物駆動手段)
22 液受け22
24 塗布液供給管
26 塗布液排出管
100 機能性材料塗布装置
101 載置台
102 シャフト
103 支持部材
121 筒状体
122 塗布液室
123 ノズル
124 圧電素子(液滴化手段:振動付与手段)
181 案内部材
181A 溝
182 螺子軸
183 送り部材
183A 貫通口
183B 爪部
184 アーム
201 駆動モータ
202 シャフト
203,204 ギア部材
205 ベルト部材
221 フィルタ
222 排出管
241 送液用ポンプ
242 ダンパ
243 フィルタ
244 送液用電磁弁
261 排出用電磁弁
10 Object 12 Annular Discharge Head (Coating Liquid Discharge Means)
14 (14A, 14B) Coating liquid 16 Coating liquid tank 18 Lifting device (head driving means)
20 object driving device (object driving means)
22 Liquid receiver 22
24 coating liquid supply pipe 26 coating liquid discharge pipe 100 functional material coating apparatus 101 mounting table 102 shaft 103 support member 121 cylindrical body 122 coating liquid chamber 123 nozzle 124 piezoelectric element (droplet forming means: vibration applying means)
181 Guide member 181A Groove 182 Screw shaft 183 Feed member 183A Through port 183B Claw 184 Arm 201 Drive motor 202 Shaft 203, 204 Gear member 205 Belt member 221 Filter 222 Discharge pipe 241 Liquid feed pump 242 Damper 243 Filter 244 Liquid feed Solenoid valve 261 Discharge solenoid valve

Claims (9)

機能性材料を含む塗布液が供給される環状の塗布液室、及び前記環状の塗布液室に通じると共に前記環状の塗布液室の内周側に配され塗前記布液を吐出するためのノズルを有する環状の塗布液吐出ヘッドと、
前記塗布液を連続的に加圧して塗布液室に供給し、前記ノズルから当該塗布液を液柱状に吐出するための加圧手段と、
前記ノズルから液柱状に吐出される前記塗布液を液滴化するための液滴化手段と、
を備え、
前記環状の塗布液吐出ヘッドの内側へ非接触で被塗布物を配し、前記被塗布物の外周面へ前記塗布液を塗布することを特徴とする機能性材料塗布装置。
An annular coating liquid chamber to which a coating liquid containing a functional material is supplied, and a nozzle that communicates with the annular coating liquid chamber and is disposed on the inner peripheral side of the annular coating liquid chamber to discharge the coating liquid An annular coating liquid discharge head having
Pressurizing means for continuously pressurizing and supplying the coating liquid to the coating liquid chamber, and discharging the coating liquid in a liquid column shape from the nozzle;
Droplet forming means for forming the coating liquid discharged from the nozzle in a liquid column shape into droplets;
With
A functional material coating apparatus, wherein a coating object is disposed in a non-contact manner inside the annular coating liquid discharge head, and the coating liquid is coated on an outer peripheral surface of the coating object.
前記液滴化手段が、前記塗布液室に供給される前記塗布液に対し振動を付与する振動付与手段であることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置。   The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein the droplet forming unit is a vibration applying unit that applies a vibration to the coating liquid supplied to the coating liquid chamber. 前記環状の塗布液室は、無端状であることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置。   The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein the annular coating liquid chamber is endless. 前記被塗布物を回転駆動する被塗布物駆動手段と、前記環状の塗布液吐出ヘッドを前記被塗布物の軸方向に駆動するヘッド駆動手段と、をさらに備え、
前記被塗布物駆動手段及び前記ヘッド駆動手段の少なくとも1つにより、前記被塗布物の外周面を前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して相対的に移動させつつ、前記塗布液吐出ヘッドの前記ノズルから塗布液を吐出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置。
An object driving means for rotating the object to be coated; and a head driving means for driving the annular coating liquid discharge head in the axial direction of the object to be coated;
The nozzle of the coating liquid discharge head while moving the outer peripheral surface of the coating object relative to the annular coating liquid discharge head by at least one of the coating object driving means and the head driving means. Discharge the coating liquid from
The functional material coating apparatus according to claim 1.
前記塗布液の吐出方向が前記ノズルと前記環状の塗布液吐出ヘッドの中心軸とを結ぶ線に対して傾斜するように、前記ノズルから塗布液を吐出することを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置。   2. The coating liquid is discharged from the nozzle so that a discharging direction of the coating liquid is inclined with respect to a line connecting the nozzle and a central axis of the annular coating liquid discharging head. Functional material applicator. 前記塗布液の吐出方向が、前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して前記被塗布物の外周面がその軸方向に相対的に移動する方向に向うことを特徴とする請求項5に記載の機能性材料塗布装置。   6. The function according to claim 5, wherein a discharge direction of the coating liquid is directed to a direction in which an outer peripheral surface of the object to be coated moves relative to the axial direction with respect to the annular coating liquid discharge head. Material applicator. 前記塗布液の吐出方向が、前記環状の塗布液吐出ヘッドに対して前記被塗布物の外周面がその回転方向に相対的に移動する方向に向うことを特徴とする請求項5に記載の機能性材料塗布装置。   6. The function according to claim 5, wherein a discharge direction of the coating liquid is directed to a direction in which an outer peripheral surface of the coating object moves relative to the rotation direction with respect to the annular coating liquid discharge head. Material applicator. 前記塗布液吐出ヘッドがその軸方向に複数配されることを特徴とする請求項1に記載の機能性材料塗布装置。   The functional material coating apparatus according to claim 1, wherein a plurality of the coating liquid discharge heads are arranged in the axial direction. 前記複数の塗布液吐出ヘッドのうち、少なくとも一つが他の塗布液吐出ヘッドとは異なる機能性材料を含む塗布液を吐出する塗布液吐出ヘッドであることを特徴とする請求項8に記載の機能性材料塗布装置。   9. The function according to claim 8, wherein at least one of the plurality of coating liquid ejection heads is a coating liquid ejection head that ejects a coating liquid containing a functional material different from other coating liquid ejection heads. Material applicator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115573173A (en) * 2022-11-10 2023-01-06 裴永杰 Double-side coating process for seamless cylindrical screen cloth

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