JP2012192370A - Coating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、長尺状の基材にグラビア塗工を行う塗工装置に関するものである。 The present invention relates to a coating apparatus that performs gravure coating on a long substrate.
近年、半導体集積回路は微細化、集積化が進み、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィー装置の高精度化が進められてきた。しかし、このリソグラフィー技術も限界に近づき、最近では、プレス装置を用い、基板上に微細構造を形成するナノプリント装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, semiconductor integrated circuits have been miniaturized and integrated, and photolithography apparatuses have been improved in accuracy as a pattern transfer technique for realizing the fine processing. However, this lithography technique is approaching its limit, and recently, a nanoprint apparatus for forming a fine structure on a substrate using a press apparatus has been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1のナノプリント装置は、板状の基板にナノプリントを行う装置であり、長尺状のフィルムなどの基材に連続してナノプリントを行うことはできないという問題点があった。
However, the nanoprint apparatus of
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、長尺状の基材にもナノプリントを行うことができる塗工装置を提供する。 Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a coating apparatus that can perform nanoprinting on a long substrate.
本発明は、グラビア版を有するグラビアロールと、前記グラビアロールと接触して、前記グラビア版によって転写部が転写されるブランケットロールと、前記転写部が転写される長尺状の基材を搬送するバックアップロールと、前記グラビアロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第1のモータと、前記グラビアロールの回転中に、前記第1のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第1のブレーキと、前記ブランケットロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第2のモータと、前記ブランケットロールの回転中に、前記第2のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第2のブレーキと、前記バックアップロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第3のモータと、前記バックアップロールの回転中に、前記第3のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第3のブレーキと、前記第1のモータ、前記第2のモータ、及び、前記第3のモータを同じ回転速度で回転させる制御部と、を有することを特徴とする塗工装置である。 The present invention conveys a gravure roll having a gravure plate, a blanket roll in which a transfer portion is transferred by the gravure plate in contact with the gravure roll, and a long base material to which the transfer portion is transferred. A first motor comprising a backup roll, a direct drive motor for rotating the gravure roll, and a first brake for applying a brake torque of 30 to 70% of the torque of the first motor during the rotation of the gravure roll A second motor comprising a direct drive motor for rotating the blanket roll, and a second brake for applying a brake torque of 30 to 70% of the torque of the second motor during the rotation of the blanket roll; A third motor comprising a direct drive motor for rotating the backup roll A third brake that applies a brake torque of 30 to 70% of the torque of the third motor during rotation of the backup roll, the first motor, the second motor, and the third motor And a control unit that rotates the motor at the same rotational speed.
グラビア版を有するグラビアロールと、
また、本発明は、長尺状の基材を搬送すると共に、前記基材に前記グラビア版によって塗工が行われるバックアップロールと、前記グラビアロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第1のモータと、前記グラビアロールの回転中に、前記第1のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第1のブレーキと、前記バックアップロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第3のモータと、前記バックアップロールの回転中に、前記第3のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第3のブレーキと、前記第1のモータ、及び、前記第3のモータを同じ回転速度で回転させる制御部と、を有することを特徴とする塗工装置である。
A gravure roll having a gravure version;
In addition, the present invention conveys a long base material, and a first motor comprising a backup roll on which the base material is coated with the gravure plate, and a direct drive motor that rotates the gravure roll; A first brake that applies a braking torque of 30 to 70% of the torque of the first motor during the rotation of the gravure roll, a third motor that includes a direct drive motor that rotates the backup roll, While the backup roll is rotating, the third brake that applies 30 to 70% of the torque of the third motor, the first motor, and the third motor are rotated at the same rotational speed. And a control unit.
本発明によれば、長尺状の基材にナノプリントを行うことができる。 According to the present invention, nanoprinting can be performed on a long substrate.
以下、本発明の一実施形態の塗工装置10について図面に基づいて説明する。
Hereinafter, the
本発明の第1の実施形態の塗工装置10について、図1と図2に基づいて説明する。
The
本実施形態の塗工装置10は、グラビア塗工を用いて長尺状の基材にナノプリントを行う装置である。
The
なお、本明細書において「ナノプリント」とは、数100μm〜数nm程度の範囲の転写を行うプリントをいう。 In this specification, “nanoprint” refers to a print that performs transfer in the range of several hundred μm to several nm.
転写の対象となる長尺状の基材1としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニール、ポリスチレン、ABS樹脂、AS樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ガラス強化ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルエーテルケトン、液晶性ポリマー、フッ素樹脂、ポリアレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、熱可塑性ポリイミド等の熱可塑性樹脂や、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、シリコーン樹脂、ジアリルフタレート樹脂、ポリアミドビスマレイミド、ポリビスアミドトリアゾール等の熱硬化性樹脂、及びこれらを2種以上ブレンドした材料を用いたものである。
Examples of the
(1)塗工装置10の構造
塗工装置10の構造について図1及び図2に基づいて説明する。
(1) Structure of the
塗工装置10は、図1及び図2に示すように、グラビアロール12、ブランケットロール14、バックアップロール16とを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
水平方向に配されたグラビアロール12の下方に、ブランケットロール14が水平方向に配され、このブランケットロール14の下方にバックアップロール16が水平方向に配されている。そして、塗工液が塗工されたグラビアロール12のグラビア版38がブランケットロール14の表面に転写されて転写部40が形成され、この転写部40がバックアップロール16によって搬送されている基材1にナノプリントを行う。
A
グラビアロール12は、FRP、カーボンファイバー、又は、樹脂などよりなるロールの表面にクロムメッキを施し、その表面にグラビアロール版38が刻設されているものであって、その直径は100〜500mmである。グラビアロール12の一方の回転軸には、ダイレクトドライブモータ(以下、単に「DDモータ」という)よりなる第1のモータ18が取り付けられ、この第1のモータ18によりグラビアロール12が回転する。第1のモータ18には、第1のエンコーダ20が取り付けられている。また、グラビアロール12の他方の回転軸には、第1のブレーキ22が取り付けられている。この第1のブレーキ22は、例えば、パウダーブレーキ、電磁ブレーキ、マグネットブレーキ、又は、ディスクブレーキであって、回転中のグラビアロール12に対し一定のブレーキトルクを掛ける。
The
ブランケットロール14は、FRP、カーボンファイバー、又は、樹脂よりなるロールの表面にゴム24を巻き付けたものであって、その直径はグラビアロール12と同じ寸法である。ブランケットロール14の一方の軸には、DDモータよりなる第2のモータ26が取り付けられ、この第2のモータ16にも第2のエンコーダ28が取り付けられている。また、ブランケットロール14の他方の軸には第2のブレーキ30が取り付けられている。この第2のブレーキ30は、第1のブレーキ22と同じ構成である。
The
バックアップロール16は、FRP、カーボンファイバー、又は、樹脂よりなるロールの表面にクロムメッキが施され、その直径はグラビアロール12と同じ寸法である。バックアップロール16の一方の軸には、DDモータよりなる第3のモータ32が取り付けられ、この第3のモータ32にも第3のエンコーダ34が取り付けられている。また、バックアップロール16の他方の軸には第3のブレーキ36が取り付けられている。この第3のブレーキ36は、第1のブレーキ22と同じ構成である。
The
(2)塗工装置10の電気的構成
次に、塗工装置10の電気的構成について図2に基づいて説明する。
(2) Electrical configuration of
第1のモータ18、第1のエンコーダ20、第2のモータ26、第2のエンコーダ28、第3のモータ32及び第3のエンコーダ34は、コンピュータよりなる制御部42に接続されている。
The
制御部42は、第1のモータ18、第2のモータ26及び第3のモータ32を同じ回転速度Wで回転させている。この回転速度Wは、例えば、基材1の走行速度Vが6m/分である場合には、例えば、毎分5〜6回転である。そして、制御部42は、第1のモータ18、第2のモータ26及び第3のモータ32がDDモータであるため、これらのモータ18,26,32が同じ回転速度Wで、かつ、一定の回転速度Wになるように位置制御を行い、正確に位置制御が行われているかを第1のエンコーダ20、第2のエンコーダ28、及び第3のエンコーダ34からのパルス信号によって監視している。
The
(3)ナノプリントを行うための対策
塗工装置10が、数100μm〜数nm程度(例えば、±0.5μm以下)の精度で転写を行うための対策について説明する。
(3) Measures for performing nanoprinting Measures for the
まず、第1の対策としては、上記したように第1のモータ18、第2のモータ26及び第3のモータ32が、DDモータであるため、位置制御を行うと正確に同じ回転速度で回転する。しかし、グラビアロール12、ブランケットロール14及びバックアップロール16の慣性力によって回転が揺れて回転精度が落ちてくる可能性がある。特に、ナノプリントにおいては、位置制御で0.3μm以下の値に制御しない限り、ナノプリントに必要な±0.5μmの繰り返し精度が出ない。そのため以下の対策も講じている。
First, as a first countermeasure, as described above, the
第2の対策としては、グラビアロール12、ブランケットロール14及びバックアップロール16の慣性力を小さくするため、各ロールの材質を金属ではなく、軽量の材質であるFRP、カーボンファイバー、又は、樹脂によって形成している。これによって、各ロールの慣性力が小さくなり、回転精度を上げることができる。
As a second countermeasure, in order to reduce the inertial force of the
第3の対策としては、グラビアロール12に第1のブレーキ22、ブランケットロール14に第2のブレーキ28、バックアップロール16に第3のブレーキ36を取り付けている点である。そして、グラビアロール12が第1のモータ18によって回転中においては、第1のブレーキ22によって第1のモータ18の回転トルクの30〜70%のブレーキトルクを掛けているので回転の揺れをより少なくできる。ブランケットロール14、バックアップロール16も同様に第2のブレーキ30と第3のブレーキ36によって、第2のモータ26と第3のモータ32の回転トルクの30〜70%のブレーキトルクを掛けているので回転の揺れをより少なくできる。このように各ロール12,14,16の回転中に一定のブレーキ力が加わり、ゲイン値を大きくすることができ、また、コギング等の発生を防止できる。そのため、回転精度を上げることができる。
As a third countermeasure, a
以上の第1〜3の対策により、本実施形態の塗工装置10は、グラビアロール12のグラビア版38がブランケットロール14に転写部40を形成し、この転写部40によって長尺状の基材1に、±0.5μm以下の精度のナノプリントを行うことができる。
With the above first to third measures, in the
(4)効果
以上により本実施形態によれば、塗工装置10によって基材1の表面に数100μm〜数nmの精度でナノプリントを行うことができるため、バイオ(免疫)チップ状の流路や、配線基板上の配線にナノプリントすることができる。
(4) Effect According to the present embodiment as described above, since the nanoprint can be performed on the surface of the
本発明の第2の実施形態の塗工装置10について、図3に基づいて説明する。
The
本実施形態と第1の実施形態の異なる点は、本実施形態ではブランケットロール14がなく、塗工装置10は、図3に示すように、グラビアロール12、バックアップロール16のみを有し、水平方向に配されたグラビアロール12の下方に、バックアップロール16が水平方向に配されている。そして、塗工液が塗工されたグラビアロール12のグラビア版が、バックアップロール16によって搬送されている基材1にナノプリントを行う。
The difference between this embodiment and the first embodiment is that there is no
この場合に、グラビアロール12は、FRP、カーボンファイバー、又は、樹脂などよりなるロールの表面にクロムメッキを施し、その表面にグラビアロール版38が刻設されているものであって、その直径は100〜500mmである。グラビアロール12の一方の回転軸には、DDモータよりなる第1のモータ18が取り付けられ、この第1のモータ18によりグラビアロール12が回転する。第1のモータ18には、第1のエンコーダ20が取り付けられている。また、グラビアロール12の他方の回転軸には、第1のブレーキ22が取り付けられている。この第1のブレーキ22は、例えば、パウダーブレーキ、電磁ブレーキ、マグネットブレーキ、又は、ディスクブレーキであって、回転中のグラビアロール12に対し一定のブレーキトルクを掛ける。
In this case, the
バックアップロール16は、FRP、カーボンファイバー、又は、樹脂よりなるロールの表面にクロムメッキが施され、その直径はグラビアロール12と同じ寸法である。バックアップロール16の一方の軸には、DDモータよりなる第3のモータ32が取り付けられ、この第3のモータ32にも第3のエンコーダ34が取り付けられている。また、バックアップロール16の他方の軸には第3のブレーキ36が取り付けられている。この第3のブレーキ36は、第1のブレーキ22と同じ構成である。
The
本実施形態であっても、第1の実施形態と同様に、塗工装置10によって基材1の表面に数100μm〜数nmの精度でナノプリントを行うことができる。
Even in the present embodiment, similarly to the first embodiment, nano-printing can be performed on the surface of the
上記では本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although one embodiment of the present invention has been described above, this embodiment is presented as an example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10・・・塗工装置、12・・・グラビアロール、14・・・ブランケットロール、16・・・バックアップロール、18・・・第1のモータ、20・・・第1のエンコーダ、22・・・第1のブレーキ、24・・・ゴム、26・・・第2のモータ、28・・・第2のエンコーダ、30・・・第2のブレーキ、32・・・第3のモータ、34・・・第3のエンコーダ、36・・・第3のブレーキ、
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記グラビアロールと接触して、前記グラビア版によって転写部が転写されるブランケットロールと、
前記転写部が転写される長尺状の基材を搬送するバックアップロールと、
前記グラビアロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第1のモータと、
前記グラビアロールの回転中に、前記第1のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第1のブレーキと、
前記ブランケットロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第2のモータと、
前記ブランケットロールの回転中に、前記第2のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第2のブレーキと、
前記バックアップロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第3のモータと、
前記バックアップロールの回転中に、前記第3のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第3のブレーキと、
前記第1のモータ、前記第2のモータ、及び、前記第3のモータを同じ回転速度で回転させる制御部と、
を有することを特徴とする塗工装置。 A gravure roll having a gravure version;
In contact with the gravure roll, a blanket roll on which a transfer portion is transferred by the gravure plate,
A backup roll for conveying a long base material to which the transfer portion is transferred;
A first motor comprising a direct drive motor for rotating the gravure roll;
A first brake that applies a brake torque of 30 to 70% of the torque of the first motor during rotation of the gravure roll;
A second motor comprising a direct drive motor for rotating the blanket roll;
A second brake that applies a braking torque of 30 to 70% of the torque of the second motor during rotation of the blanket roll;
A third motor comprising a direct drive motor for rotating the backup roll;
A third brake that applies a brake torque of 30 to 70% of the torque of the third motor during rotation of the backup roll;
A controller that rotates the first motor, the second motor, and the third motor at the same rotational speed;
The coating apparatus characterized by having.
長尺状の基材を搬送すると共に、前記基材に前記グラビア版によって塗工が行われるバックアップロールと、
前記グラビアロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第1のモータと、
前記グラビアロールの回転中に、前記第1のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第1のブレーキと、
前記バックアップロールを回転させるダイレクトドライブモータよりなる第3のモータと、
前記バックアップロールの回転中に、前記第3のモータのトルクの30〜70%のブレーキトルクをかける第3のブレーキと、
前記第1のモータ、及び、前記第3のモータを同じ回転速度で回転させる制御部と、
を有することを特徴とする塗工装置。 A gravure roll having a gravure version;
While conveying a long base material, a backup roll in which the base material is coated with the gravure plate,
A first motor comprising a direct drive motor for rotating the gravure roll;
A first brake that applies a brake torque of 30 to 70% of the torque of the first motor during rotation of the gravure roll;
A third motor comprising a direct drive motor for rotating the backup roll;
A third brake that applies a brake torque of 30 to 70% of the torque of the third motor during rotation of the backup roll;
A controller that rotates the first motor and the third motor at the same rotational speed;
The coating apparatus characterized by having.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の塗工装置。 The gravure roll is made of FRP, carbon fiber, or resin, and the surface thereof is plated.
The coating apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1に記載の塗工装置。 The blanket roll is made of FRP, carbon fiber, or resin, and rubber is wound on the surface thereof.
The coating apparatus according to claim 1.
ことを特徴とする1乃至4のいずれか一項に記載の塗工装置。 The backup roll is made of FRP, carbon fiber, or resin, and the surface thereof is plated.
The coating apparatus according to any one of 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする1乃至5のいずれか一項に記載の塗工装置。 The first brake, the second brake, or the third brake is a powder brake, an electromagnetic brake, a magnet brake, or a disc brake,
The coating apparatus according to any one of 1 to 5, characterized in that:
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