JP2015174747A

JP2015174747A - 基材浮上装置

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Publication number: JP2015174747A
Application number: JP2014053963A
Authority: JP
Inventors: 顕真本田; Kenshin Honda
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2014-03-17
Filing date: 2014-03-17
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2034-03-17
Also published as: JP6368508B2

Abstract

【課題】基材の長尺方向の両端部において基材との干渉を回避しつつ基材を浮上させることのできる基材浮上装置を提供する。【解決手段】多孔質体から形成され、表面が基材Ｗと対向する浮上ブロック２と、浮上ブロック２を載置する台座部４と、浮上ブロック２が台座部４に載置された際に浮上ブロック２と台座部４との間に形成される空間であるマニホールド部５と、マニホールド部５に接続され、マニホールド部５に気体を供給する気体供給部と、を備え、気体供給部５から供給され、マニホールド部５および浮上ブロック２の内部を経由して浮上ブロック２の表面から噴出する気体を用いて、浮上ブロック２の上方で基材Ｗを浮上させる基材浮上装置であって、気体供給部３は、基材Ｗの長尺方向に関してマニホールド部３の両端部に接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、気体を噴出させることにより基材を浮上させる基材浮上装置に関するものである。

カラーフィルタ、有機ＥＬなどに代表される画像表示機器を製作する際に画素要素を形成する色素を塗布する方法の一つとして、従来からインクジェット法が提案されている。具体的には、マトリクス状に遮光部が基材上に形成された複数の区画のそれぞれに、塗布ヘッドのノズルからインクを吐出して塗布し、インク層が形成される。

近年では、画像表示機器、特に携帯用の画像表示機器に対する耐衝撃性の向上、軽量化、および薄型化等の要求に応えるために、樹脂などの可撓性を有する基材が用いられることも多い。

このように可撓性を有する基材は、上記の塗布などの処理が行われる間はロールに巻かれた長尺の帯状の形態を有している場合が多く、この場合、このロール（巻き出しロール）から基材を連続して巻き出し、同時に別のロール（巻き取りロール）で巻き取ることによって基材を搬送するという、いわゆるロールトゥロール方式で基材は搬送されて、インクの塗布などが実施される。そして、一連の処理が実施されたあと、長尺の基材は製品サイズに切断される。

図５は、このロールトゥロール方式を採用した塗布システムの概略図である。この塗布システム８０において、基材Ｗが巻き出しロール８１から巻き出され、巻き取りロール８２に巻き取られることによって所定の張力が付与された状態で搬送され、この搬送経路の途中で口金８３が塗布液を基材Ｗへ吐出することにより、基材Ｗへの塗布液の塗布が行われる。ここで、巻き出しロール８１と巻き取りロール８２との間の搬送経路では、基材Ｗは所定の位置を維持するようにサポートロール８４や基材浮上装置８５により適宜保持される。

この基材浮上装置８５は、たとえば下記特許文献１および図６に示すように、多孔質体からなる浮上ブロック９１と、基材Ｗを浮上させる気体を供給する気体供給部９２と、浮上ブロック９１の下面に接して設けられた空間であるマニホールド部９３とを備える形態を有しており、気体供給部９２から供給されてマニホールド部９３および浮上ブロック９１の内部を経由した気体が浮上ブロック９１の上面の多数の孔から噴出し、この気体が下方から基材Ｗに吹き付けられることによって、基材Ｗが浮上する。

特開２００８−４１９８９号公報

近年では、上記の通りロールトゥロール方式で基材を搬送するにあたり、基材Ｗに負荷をかけないことを目的として、基材Ｗを低い張力で搬送する要求が高まっている。この場合、図６のような基材浮上装置８５では浮上ブロック９１の端部において基材Ｗと干渉し、基材Ｗが傷つくおそれがあった。具体的には、気体供給部９２から供給される気体はマニホールド部９３を通ることによって、このマニホールド９３内である程度流量が平準化されて浮上ブロック９１への流入するものの、気体供給部９２からマニホールド部９３への流入口９４に近い部分の方が遠い部分と比べて気体の流量が大きくなる傾向がある。ここで、図６の基材浮上装置８５では流入口９４がマニホールド部９３の中央にあり、また、これに加えてマニホールド部９３の端部ではマニホールド部９３自身の壁面の影響で気体の流れが遅くなることから、流量を太さで表すようにマニホールド部９３内に図示した矢印が示すように、マニホールド部９３の両端部における気体の流量は中央部における流量よりも少なくなるため、浮上ブロック９１から噴出する気体の噴出量も浮上ブロック９１の端部では小さくなってしまう。この端部において、気体の噴出によって基材Ｗを浮上させる力よりも基材Ｗが撓む力の方が大きくなった場合、基材Ｗと基材浮上装置８５とが干渉して基材Ｗが傷つくおそれがあった。

本発明は、上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、基材の長尺方向の両端部において基材との干渉を回避しつつ基材を浮上させることのできる基材浮上装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明の基材浮上装置は、多孔質体から形成され、表面が基材と対向する浮上ブロックと、前記浮上ブロックを載置する台座部と、前記浮上ブロックが前記台座部に載置された際に前記浮上ブロックと前記台座部との間に形成される空間であるマニホールド部と、前記マニホールド部に接続され、前記マニホールド部に気体を供給する気体供給部と、を備え、前記気体供給部から供給され、前記マニホールド部および前記浮上ブロックの内部を経由して前記浮上ブロックの表面から噴出する気体を用いて、前記浮上ブロックの上方で基材を浮上させる基材浮上装置であって、前記気体供給部は、基材の長尺方向に関して前記マニホールド部の両端部に接続されていることを特徴としている。

上記基材浮上装置によれば、気体供給部は、基材の長尺方向に関してマニホールド部の両端部に接続されていることにより、気体供給部からの気体の流入口に近いマニホールド両端部における気体の流量の方が中央部の流量よりも多くなるため、浮上ブロックの両端部における気体の噴出量を確保して基材との干渉を防ぐことができる。

また、前記マニホールド部は、基材の長尺方向に関して前記マニホールド部の中央部に近いほど鉛直方向の寸法が狭くなっていると良い。

こうすることにより、基材の長尺方向に関してマニホールド部の中央部では気体が流れにくくなることから、マニホールド部の両端部における気体の流量をさらに中央部の流量よりも大きくすることができ、浮上ブロックの両端部における気体の噴出量をさらに大きくすることができる。

また、前記マニホールド部は、隔壁により基材の長尺方向に関して複数の小マニホールド部に区画され、前記気体供給部は両端部以外の前記小マニホールド部にも接続されており、両端の前記小マニホールド部を経由して前記浮上ブロックから噴出する気体の噴出量が他の前記小マニホールド部を経由して前記浮上ブロックから噴出する気体の噴出量よりも大きくなるよう各前記小マニホールド部へ供給される気体の流量が調節されていても良い。

こうすることにより、基材の長尺方向に関して浮上ブロック端部における気体の噴出量を確実に中央部の噴出量より大きくすることができるため、浮上ブロック端部での基材との干渉を防ぐことができる。

本発明の基材浮上装置によれば、基材の長尺方向の両端部において基材との干渉を回避しつつ基材を浮上させることができる。

本発明の一実施形態における基材浮上装置を表す概略図である。本実施形態の基材浮上装置の正面図である。他の実施形態における基材浮上装置を表す概略図である。他の実施形態における基材浮上装置を表す概略図である。基材浮上装置を備える塗布システムを表す概略図である。従来の基材浮上装置を表す概略図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

本発明の一実施形態における基材浮上装置を図１に示す。

本実施形態における基材浮上装置１は、浮上ブロック２、気体供給部３、および台座部４を有しており、台座部４に浮上ブロック２が載置された状態において浮上ブロック２と台座部４との間に形成されるマニホールド部５に気体供給部３から気体が供給され、この気体が浮上ブロック２の内部を経由して浮上ブロック２の表面から上向きに噴出することにより、この気体によって基材Ｗを上方へ浮上させる。

なお、基材Ｗは本実施形態では長尺の帯状の形状を有しており、その両端は図示しない巻き出しロールと巻き取りロールに巻かれている。そして、巻き出しロールによる基材Ｗの巻き出しと巻き取りロールによる基材Ｗの巻き取りとが同時に行われることにより、基材Ｗが基材浮上装置１の上方で搬送される。なお、本説明では、基材浮上装置１の上方で基材Ｗが搬送される方向をＸ軸方向、水平面上でＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向の両方に直交する方向、すなわち鉛直方向をＺ軸方向と呼ぶ。

浮上ブロック２は、基材Ｗを浮上させる際に上面が基材Ｗと対向し、気体供給部３から供給された気体を上方の基材Ｗに向かって噴出するブロックであり、たとえば、セラミック、アルミニウムなどを材料とする多孔質体から形成されている。多孔質体は、その表面および内部に多数の孔を有し、これらの孔が周囲の孔とつながった形態となるように製造されたものであり、この形態によって高い通気性を有している。この多孔質体から形成される浮上ブロック２に対して気体を吹き付けた場合、この気体は浮上ブロック２の内部の孔を通って、浮上ブロック２の表面の多数の孔から外部に噴出する。

ここで、本実施形態では浮上ブロック２の側面の孔はパテなどによって塞がれており、また、浮上ブロック２の下面の外周部は後述の台座部４に接しており、実質的に孔が塞がっている。そのため、浮上ブロック２の下面であり後述のマニホールド部５を形成している部分から流入し、浮上ブロック２の内部を通った気体は、浮上ブロック２の側面や下面からは噴出せずに浮上ブロック２の上面の孔から噴出する。すなわち、基材Ｗを浮上させる方向にのみ気体が噴出するようになっている。なお、本説明では浮上ブロック２から噴出する気体を鉛直上向きの矢印で模式的に図示しているが、実際は気体が噴出する方向は鉛直上向きに限らず、斜め上向きにも気体は噴出する。

気体供給部３は、ポンプ、ブロアなどの気体供給源１１および配管１２を有し、気体供給源１１が送り出した気体が配管１２を通ってマニホールド部５へ供給される。なお、本実施形態において基材浮上装置１が基材Ｗを浮上させるのに用いる気体はたとえば乾燥空気、窒素などであり、この気体が気体供給源１１から送り出される。また、配管１２はＳＵＳなどの金属製でも良く、また、たとえば樹脂製などの可撓性を有するものであっても構わない。

台座部４は、浮上ブロック２を載置することにより浮上ブロック２を下方から支持する台座であり、この台座部４と基材Ｗの搬送システムとが物理的に連結されることにより、基材浮上装置１が搬送システムに組み込まれている。

台座部４の上面において、外周部は浮上ブロック２と当接する面であり、その外周部よりも内側は下方に落ち込んだ形状となっている。この形状を有していることにより、浮上ブロック２が台座部４に載置された際に浮上ブロック２の下面と台座部４との間に閉じた空間が形成される。これを本説明ではマニホールド部５と呼び、マニホールド部５は、その内部全体での気体の流量を平準化させる働きを有する。

また、台座部４は、気体供給部３の配管１２とも連結されており、配管１２と台座部４との連結部からマニホールド部５を形成する面に向かって台座部４には貫通穴１３が設けられており、この貫通穴１３がマニホールド部５への気体の流入口となっている。これにより、気体供給源１１から配管１２を通って送られた気体は貫通穴１３を通ってマニホールド部５の所定箇所に供給される。

ここで、本実施形態では、貫通穴１３の開口は、基材Ｗの長尺方向（Ｘ軸方向）に関してマニホールド部５の両端部に設けられており、気体供給部３から送り出された気体は、マニホールド部５の両端部に供給される。

なお、本実施形態では、先述の通り台座部４に載置された浮上ブロック２の側面の孔をパテなどにより塞ぐことにより、気体が浮上ブロック２の上面からのみ噴出するようにされているが、このような形態とは別に、台座部４に浮上ブロック２を上方から入れ込むような形態として、台座部４が浮上ブロック２の側面を塞ぐようにしても良い。

次に、基材浮上装置１の正面図を図２に示す。

本発明にかかる基材浮上装置１では、先述の通り、マニホールド部５への気体の流入口（貫通穴１３）が基材Ｗの長尺方向（Ｘ軸方向）に関してマニホールド部５の両端部に設けられている。

本来、マニホールド部５はその内部全体において浮上ブロック２へ流入する気体の流量を平準化する働きを有するが、実際には完全に平準化するのは困難であり、マニホールド部５への流入口に近い部分で気体の流量は大きく、そこから離れるにつれて流量は少しずつ小さくなる。そのため、本発明では、流量を太さで表すように図２のマニホールド部５内に図示した矢印が示すように、貫通穴１３に最も近いマニホールド部５の両端部において太い矢印で示している通り気体の流量は最も大きくなり、両端部から離れるほど（中央部に近くなるほど）、細い矢印で示している通り流量は小さくなる。

これにより、浮上ブロック２の上面における気体の噴出量に関しても、基材Ｗの長尺方向（Ｘ軸方向）に関して両端部における噴出量を中央部における噴出量よりも大きくなり、このような気体の噴出量の分布を有した浮上ブロック２の上方において、基材Ｗは図１に示したように略水平の形態を有したり、もしくは図２のように両端部が高くなるように反った形態を有しながら浮上する。

ここで、本実施形態のように基材Ｗが長尺な形状を有する場合、特に基材Ｗが可撓性を有するときにその長尺方向（Ｘ軸方向）において両端が垂れ下がるように撓み変形する挙動を示す可能性があるため、仮に第２の浮上領域２２における基材Ｗを浮上させる力が小さ過ぎる場合には、基材Ｗが自重により垂れ下がる力に基材Ｗを浮上させる力が負けて、浮上ブロック２の端部が基材Ｗと干渉するおそれがある。これに対し、本発明では浮上ブロック２の両端部において中央部以上の気体の噴出量を確保できるため、基材Ｗとの干渉を回避することができる。

また、本実施形態では図２に示すように、マニホールド部５の底面の形状は基材Ｗの長尺方向（Ｘ軸方向）に関して中心部に近くなるほど高くなっている。これにより、マニホールド部５は、中央部に近いほど鉛直方向の寸法が狭くなっている。このような形状を有することにより、マニホールド部５の中央部では気体が流れにくくなることから、マニホールド部５の両端部における気体の流量をさらに中央部の流量よりも大きくすることができ、浮上ブロック２の両端部における気体の噴出量をさらに大きくすることができる。

図３は他の実施形態における基材浮上装置１である。本実施形態では、図２に示すようにマニホールド部５の底面の形状が基材Ｗの長尺方向（Ｘ軸方向）に関して中心部に近くなるほど高くなっていることによって、マニホールド部５は中央部に近いほど鉛直方向の寸法が狭くなっているのに対し、この実施形態では、浮上ブロック２の下面の形状が中心部に近くなるほど低くなっていることによって、マニホールド部５は中央部に近いほど鉛直方向の寸法が狭くなっている。

このような形状であっても、本実施形態と同様に浮上ブロック２の両端部における気体の噴出量をさらに大きくする効果を得ることができる。さらに、この実施形態では、図３に示すように浮上ブロック２の厚さが中央部に近いほど大きくなっているため、浮上ブロック２を通る気体が浮上ブロック２によって受ける圧力損失は中央部に近いほど大きい。このことからも、浮上ブロック２の両端部における気体の噴出量が中央部における噴出量に対して大きくなる効果が得られる。

以上に説明した基材浮上装置により、基材の長尺方向の両端部において基材との干渉を回避しつつ基材を浮上させることが可能である。

なお、以上の説明ではロールトゥロール方式で搬送される帯状の基材Ｗを浮上させる実施形態を示しているが、これに限らず、たとえばガラス基板のような矩形状の基材を浮上させるために本発明にかかる基材浮上装置１が用いられても良い。

また、以上の説明では基材の長尺方向に関してマニホールド部の両端部のみに接続されている例を示したが、それには限られず、両端部に加えてそれら以外の部分と接続されても構わない。

図４に示す実施例は、マニホールド部の両端部とそれら以外の部分とで気体供給部が接続されたものである。

この実施例では、マニホールド部は隔壁２１により３つの小マニホールド部（小マニホールド部５ａ、小マニホールド部５ｂ、小マニホールド部５ｃ）に区画されており、マニホールド部の両端部にあたる小マニホールド部５ａ、小マニホールド部５ｂ以外の小マニホールド部（小マニホールド部５ｃ）にも貫通穴が設けられ、そこにも配管１２を通じて気体が供給される。

ここで、各貫通穴１３に向かって分岐した配管１２のそれぞれにはバルブ１４が設けられており、これらバルブ１４によって、各小マニホールド部へ流入する気体の流量が調節されている。具体的には、マニホールド部の両端部にあたる小マニホールド部５ａ、小マニホールド部５ｂを経由して浮上ブロック２から噴出する気体の噴出量が他の小マニホールド部５ｃを経由して浮上ブロック２から噴出する気体の噴出量よりも大きくなるように気体の流量が調節されている。

このように、基材の長尺方向に関してマニホールド部を複数の小マニホールド部に区画し、両端の小マニホールド部を経由して浮上ブロックから噴出する気体の噴出量が他の小マニホールド部を経由して前記浮上ブロックから噴出する気体の噴出量よりも大きくなるように気体の流量を調節しながら各小マニホールド部へ気体を供給することにより、先述の実施形態と同様に基材の長尺方向に関して浮上ブロック端部における気体の噴出量を中央部の噴出量より大きくすることができ、浮上ブロック端部での基材との干渉を防ぐことができる。

なお、図４に示す実施形態では、隔壁２１はマニホールド部の底面と浮上ブロック２の両方に接続されているが、そうではなく多少隙間を有していても構わない。また、図４に示す実施形態では、図示しない１つの気体供給源から各小マニホールド部へ配管を分岐して気体を供給し、バルブ１４で流量の調節を行っているが、そうではなく、たとえば両端の小マニホールド部用とそれ以外の小マニホールド部用のように、複数の気体供給源を準備し、これらの気体供給源の出力に差を持たせることにより浮上ブロック端部における気体の噴出量を中央部の噴出量より大きくするようにしても良い。

１基材浮上装置
２浮上ブロック
３気体供給部
４台座部
５マニホールド部
５ａ小マニホールド部
５ｂ小マニホールド部
５ｃ小マニホールド部
１１気体供給源
１２配管
１３貫通穴
１４バルブ
２１隔壁
８０塗布システム
８１巻き出しロール
８２巻き取りロール
８３口金
８４サポートロール
８５基材浮上装置
９１浮上ブロック
９２気体供給部
９３マニホールド部
９４流入口
Ｗ基材

Claims

多孔質体から形成され、表面が基材と対向する浮上ブロックと、
前記浮上ブロックを載置する台座部と、
前記浮上ブロックが前記台座部に載置された際に前記浮上ブロックと前記台座部との間に形成される空間であるマニホールド部と、
前記マニホールド部に接続され、前記マニホールド部に気体を供給する気体供給部と、
を備え、
前記気体供給部から供給され、前記マニホールド部および前記浮上ブロックの内部を経由して前記浮上ブロックの表面から噴出する気体を用いて、前記浮上ブロックの上方で基材を浮上させる基材浮上装置であって、
前記気体供給部は、基材の長尺方向に関して前記マニホールド部の両端部に接続されていることを特徴とする、基材浮上装置。
前記マニホールド部は、基材の長尺方向に関して前記マニホールド部の中央部に近いほど鉛直方向の寸法が狭くなっていることを特徴とする、請求項１に記載の基材浮上装置。
前記マニホールド部は、隔壁により基材の長尺方向に関して複数の小マニホールド部に区画され、前記気体供給部は両端部以外の前記小マニホールド部にも接続されており、両端の前記小マニホールド部を経由して前記浮上ブロックから噴出する気体の噴出量が他の前記小マニホールド部を経由して前記浮上ブロックから噴出する気体の噴出量よりも大きくなるよう各前記小マニホールド部へ供給される気体の流量が調節されていることを特徴とする、請求項１に記載の基材浮上装置。