JP2019089046A - 塗工装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる、塗工装置の制御方法を提供する。【解決手段】所定の高粘度の塗工液をノズル１０から吐出させてワーク５０に塗布するとともに、ワーク５０への塗工液の塗り終わり時にノズル１０の吐出口１０ａに付着した塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置１の制御方法であって、塗工装置１は、塗り終わり時に、ノズル１０の吐出口１０ａ近傍における塗布方向の上流側空間３０を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバー１１を備え、塗り終わり時に上流側空間３０を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間と実質的に一致するようにする。【選択図】図２

Description

本発明は、塗工装置の制御方法に関する。

ノズルから塗工液を吐出し、塗布対象であるワークの表面をコーティングする塗工装置が知られている。特許文献１には、このような塗工装置において、塗工液の吐出を止める際（塗り終わり時）に、ノズルの先端にある塗工液の吸い戻し（サックバック）を一定時間行う技術が開示されている。

特開２０００−００５６８２号公報

上述のサックバックは、塗り終わり時に塗工液が液垂れするのを防止する目的で行う。しかしながら、粘度が所定の値より高い塗工液（所定の高粘度の塗工液）では、塗り終わり時にサックバックを行っても塗工液の液切れが悪く、液垂れが発生してワークにおける意図しない箇所に塗工液が付着してしまう場合があった。これに対し、粘度が相対的に高い塗工液の場合にも塗り終わり時に塗工液を良好に液切れさせるようにするため、塗り終わり時に、サックバックを行うと共に、ノズルをワークに近づけてノズルの先端にある塗工液をワークの表面になすり付けすることも考えられる。しかしながら、塗り終わり時にこのような塗工液のなすり付け動作を行うと、成膜層における塗り終わり領域の長さが長くなり、かつ、塗り終わり領域の膜厚が減少する。これにより成膜品質が著しく低下してしまうという問題があった。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる、塗工装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置の制御方法であって、前記塗工装置は、前記塗り終わり時に、前記ノズルの吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーを備え、前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにするものである。

吸い戻し動作により、成膜層の端部にはノズルの方に引っ張る力が及ぼされる。一方、負圧動作により、成膜層の端部には塗布方向に引っ張る力が及ぼされる。塗り終わり時に、負圧動作期間を吸い戻し動作期間にラップさせ、成膜層の端部を、ノズルの方に引っ張る力と塗布方向に引っ張る力をバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。これにより、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる。

また、前記負圧動作期間中、前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにするものである。このようにすると、負圧動作期間中に、サックバック動作により成膜層の端部をノズルの方に引っ張る力と、負圧動作により成膜層の端部を塗布方向に引っ張る力と、が最適なバランスに維持されるようにすることができる。これにより、液切れをより良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少をより良好に抑制することができる。

さらに、前記負圧動作期間の長さｔと前記ノズルにおける前記塗工液の吐出量ａとの関係が、２／ａ≦ｔ≦１０／ａを満たすようにするものである。塗工液の吐出量ａを当該の範囲にすると、液切れをより良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少をより効果的に抑制することができる。

さらに、前記吸い戻し動作期間中、前記負圧動作により前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるものである。吸い戻し動作期間中、負圧動作により上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにすることで、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。

所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの突出口吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置であって、前記塗り終わり時に、前記ノズルの突出口吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーと、前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにする制御部と、をさらに備えるものである。
制御部が、塗り終わり時に、負圧動作期間を吸い戻し動作期間にラップさせ、成膜層の端部を、ノズルの方に引っ張る力と塗布方向に引っ張る力をバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層の端部における膜厚の減少を抑制することができる。

本発明によれば、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制することができる。

本実施の形態にかかる塗工装置の概略構成を示す模式図である。 本実施の形態にかかる塗工装置におけるノズルの吐出口付近の領域（図１の破線Ａで囲った領域）を拡大した模式図である。 図２の矢印Ｂの方向から見た矢視図である。 ワークへの塗工液の塗り終わり時に行うサックバックで生じうる問題点について説明する模式図である。 ワークへの塗工液の塗り終わり時に行うサックバックで生じうる問題点について説明する模式図である。 本実施の形態にかかる塗工装置の制御方法における処理の流れについて示すフローチャートである。 本実施の形態にかかる塗工装置の制御方法により、成膜品質の低下を抑制しつつ良好に液切れさせることができるようになるメカニズムについて説明する模式図である。 負圧動作期間の長さとノズルにおける塗工液の吐出量との関係に評価した実験の結果を示す一覧表である。 吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の場合における、負圧動作期間の長さと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さと端部厚みとの関係を示すグラフである。 吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の場合における、負圧動作期間の長さと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さと端部厚みとの関係を示すグラフである。 塗工液の粘度を振った実験の結果を示す一覧表である。 図１１に示す実験結果のデータをプロットしたグラフである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。なお、図中に示した右手系ｘｙｚ座標は、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものである。
まず、図１を参照して本実施の形態にかかる塗工装置１の概略構成について説明する。図１は、塗工装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、塗工装置１は、塗工液貯留部２と、ディスペンサー３と、スタティックミキサー５と、ノズル１０と、ステージ２０と、を備えている。

本発明において、塗工液は、粘度が所定の値より高いもの（所定の高粘度のもの）、例えば、粘度が１００［Ｐａ・ｓ］以上の高粘度のものである。なお、本実施の形態では、塗工液として、主剤と硬化剤の２つの材料を混合するタイプのもの（二液混合型塗工液）を用いる。塗工液貯留部２は、塗工液の材料を貯留するためのタンクで、主剤を貯留する第１塗工液貯留部２ａと、硬化剤を貯留する第２塗工液貯留部２ｂから構成される。

ディスペンサー３は、塗工液貯留部２から塗工液の材料を吸引して、後述するスタティックミキサー５に所定量供給するためのものである。ディスペンサー３は、第１ディスペンサー３ａと第２ディスペンサー３ｂから構成される。第１ディスペンサー３ａは、第１塗工液貯留部２ａから塗工液の主剤を吸引してスタティックミキサー５に所定量供給する。同様に、第２ディスペンサー３ｂは、第２塗工液貯留部２ｂから塗工液の硬化剤を吸引してスタティックミキサー５に所定量供給する。

スタティックミキサー５は、ディスペンサー３により供給された塗工液の材料を攪拌混合するためのものである。スタティックミキサー５は、駆動部分がなく、内部にはねじれ部を有する複数のエレメントがらせん状に形成されている。これら複数のエレメントを配置することにより、スタティックミキサー５の内部に入った塗工液の材料は順次撹拌混合されて塗工液が生成される。生成された塗工液はノズル１０に送られる。

ノズル１０は、塗工対象であるワーク５０に対して塗工液を帯状に吐出することができる平ノズルである。ノズル１０には、塗工液を吐出させるための吐出口１０ａが形成されている。吐出口１０ａは、突出した形状としてもよい。また、ノズル１０は、塗工液の吐出量を調節するための流量調節機構を備えている。

ステージ２０は、ワーク５０を載置するためのものである。ステージ２０は、駆動機構７０を備えている。駆動機構７０は、例えば、ボールねじ７０ａとボールねじ７０ａを回転駆動させるサーボモータ７０ｂを有し、ステージ２０をＸ軸方向に往復移動させることができる。これにより、塗工液を所定の塗布速度でステージ２０上に載置されたワーク５０に対して塗布し、ワーク５０の表面に成膜層６０を形成することができる。なお、塗工装置１は、ステージ２０を固定とし、ノズル１０を移動させて塗工液の塗布を行うように構成されていてもよい。

塗工装置１は、ワーク５０への塗工液の塗り終わり時にノズル１０の吐出口１０ａに付着した塗工液の吸い戻し（サックバック）を行うことが可能に構成されている。具体的には、上述したノズル１０の流量調節機構は、塗工液の吐出量の調節だけでなく、塗り終わり時のサックバック量を調節することが可能に構成されている。なお、「塗り終わり時」とは、塗工工程における、ノズル１０からの塗布液の吐出を停止してからの期間のことを意味する。

次に、ノズル１０の吐出口１０ａ近傍の詳細な構成について説明する。
図２は、ノズル１０の吐出口１０ａ付近の領域（図１の破線Ａで囲った領域）を拡大した模式図である。なお、図２において、ノズル１０および後述する減圧チャンバー１１については、構造を分かりやすくするため断面で示している。図３は、図２の矢印Ｂの方向から見た矢視図である。図２および図３に示すように、ノズル１０には減圧チャンバー１１が設けられている。

減圧チャンバー１１は、塗り終わり時に、ノズル１０の吐出口１０ａ近傍における塗布方向の上流側空間３０を大気圧に対して負圧にするためのものである。上流側空間３０は、ノズル１０の吐出口１０ａ、成膜層６０の端部、ワーク５０の表面および減圧チャンバー１１によって囲まれている。上流側空間３０は、減圧チャンバー１１の内部空間１１ａと連通している。

減圧チャンバー１１には、流量調節弁１４を有する配管１６を介して減圧手段としての真空ポンプ１３が接続されている。上流側空間３０および減圧チャンバー１１の内部空間１１ａは、完全な気密空間ではないものの、真空ポンプ１３を作動させることで大気圧に対して負圧（絶対圧力が数ｋＰａ程度）にすることができる。減圧チャンバー１１の内部空間１１ａには圧力計１５が設けられている。後述するように、制御部１２が、圧力計１５の計測値に基づいて流量調節弁１４の開度を調節するようにしてもよい。

次に、所定の高粘度の塗工液の塗り終わり時にサックバックを行った際に生じうる問題点について説明する。
図４、図５は、ワーク５０への塗工液の塗り終わり時に行うサックバックで生じうる問題点について説明する模式図である。なお、図４、図５には、既存の塗工装置における図２に対応する部分、すなわち、ノズル１０の吐出口１０ａ近傍を示している。

図４の上段に示すように、塗り終わり時にサックバックのみ行うと、高粘度の塗工液は液切れが悪いため、ノズル１０の吐出口１０ａに付着した塗工液だけでなく成膜層６０端部もノズル１０の方（矢印Ｃで示す向き）に引っ張られる。このため、図４の下段に示すように、成膜層６０の端部はギザギザした不安定な形状になり、成膜層６０の端部がワーク５０における意図しない箇所（例えば側面部分）に液垂れしてしまうおそれもある。

これに対し、図５の上段に示すように、成膜層６０の端部が不安定な形状にならないよう、塗り終わり時に、サックバックを行うと共にノズル１０をワーク５０に近づけてノズル１０の吐出口１０ａにある塗工液をワーク５０の表面になすり付けする手法がある。すなわち、ノズル１０の吐出口１０ａにより、成膜層６０の端部を矢印Ｃで示す向きと反対方向（矢印Ｄで示す向き）に押し付けてワーク５０の表面になすり付ける。しかしながら、このようななすり付けを行うと、図５の下段に示すように、塗り終わり領域の長さＬが長くなり、かつ、塗り終わり領域の長さＬにおいて膜厚が狙いの膜厚に対して著しく減少するので、これにより成膜品質が著しく低下するという問題があった。

例えば、ワーク５０が、ＥＶ用電池パックの冷却器である場合、冷却器の成膜層において、塗り終わり領域の長さの長さが長く、かつ、膜厚が薄いと、塗り終わり領域は電池パックのスタックに密着させることができないので、冷却器の放熱効率が低下する。このような放熱効率の低い冷却器において十分な放熱性能を得ようとすると、放熱性能の悪い塗り終わり領域を見越して冷却器の長さを余計に長くする必要がある。これにより、冷却器が長尺化し、電池パックが大型化してしまうという問題があった。

次に、上述した問題に対処するために塗り終わり時において行う、本実施形態にかかる塗工装置１の制御方法について以下に説明する。なお、以下の説明では図３についても適宜参照する。

図６は、本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法における処理の流れについて示すフローチャートである。図６に示すように、まず、ワーク５０の所定の範囲に対して塗工液を塗り終えたところで、ノズル１０からの塗布液の吐出を停止する（ステップＳ１）。続いて、塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作（サックバック動作）と共に、減圧チャンバー１１により、ノズル１０の吐出口１０ａ近傍における塗布方向の上流側空間３０を大気圧に対して負圧にする動作（負圧動作）を行う（ステップＳ２）。続いて、所定の負圧動作期間の長さｔが経過したか否かを判断する（ステップＳ３）。ステップＳ３において、所定の負圧動作期間の長さｔが経過した場合（ＹＥＳの場合）、負圧動作およびサックバック動作を停止する（ステップＳ４）。

図７は、本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法により、成膜品質の低下を抑制しつつ良好に液切れさせることができるようになるメカニズムについて説明する模式図である。なお、図７は、図２に対応する。上述したよう、本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法では、塗り終わり時に、なすり付けは行わず、サックバック動作と共に負圧動作を行う。また、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致するようにする。

図７に示すように、サックバック動作により、成膜層６０の端部にはノズル１０の方に引っ張る力Ｆｚが及ぼされる。一方、負圧動作により、成膜層６０の端部には塗布方向に引っ張る力Ｆｘが及ぼされる。塗り終わり時に、負圧動作期間とサックバック動作期間とを実質的に一致させ、力Ｆｚと力Ｆｘをバランスさせることにより、液切れを良くし、かつ、成膜層６０の端部における膜厚の減少を抑制することができる。

以上より、本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法によれば、所定の高粘度の塗工液の塗布する場合にも、塗り終わり時に成膜品質の低下を抑制しつつ良好に液切れさせることができる。

本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法において、負圧動作期間中、上流側空間３０（図７参照）が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにしてもよい。具体的には、制御部１２が、負圧動作期間中に、減圧チャンバー１１の内部空間１１ａに設けられた圧力計１５より圧力の計測値をリアルタイムに取得して、当該圧力の計測値が所定の値に維持されるように流量調節弁１４の開度を調節する。ここで、所定の負圧とは、絶対圧力が数ｋＰａ程度である。このようにすることで、負圧動作期間中に、図７に示す、サックバック動作により成膜層６０の端部をノズル１０の方に引っ張る力Ｆｚと、負圧動作により成膜層６０の端部を塗布方向に引っ張る力Ｆｘと、が最適なバランスに維持されるようにすることができる。これにより、液切れをより良くし、かつ、成膜層６０の端部における膜厚の減少をより良好に抑制することができる。なお、流量調節弁１４の開度を調節は、圧力計１５の値を確認しながら手動で行ってもよい。

次に、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係に評価した実験について以下に説明する。なお、以下の説明では図３についても適宜参照する。
まず、実験条件について説明する。本実験に用いた塗工装置の構成は図１から図３に示した塗工装置１の構成と基本的に同じである。圧力計１５にはマノメータを用いた。また、本実験では、冷却器のダミーテストピースとしてアルミニウム板を使用した。

実験に用いた塗工液は、シリコン系の放熱性樹脂で、粘度がずり速度（せん断速度）２．５１［１／ｓ］において２０５［Ｐａ・ｓ］である。なお、粘度は室温（３０℃）における値である。塗布条件は、塗布幅を６０［ｍｍ］、塗布速度を０．７５［ｍ／ｍｉｎ］とした。ここで、塗布速度（成膜速度）は、ステージ２０の移動速度に等しい。また、ノズル１０における塗工液の吐出量ａは、５．７［ｃｃ］と１１．４［ｃｃ］の２パターンについて評価した。ここで、吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］を膜厚の目標値に換算すると３．８ｍｍになり、吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］を膜厚の目標値に換算すると７．６ｍｍになる。

サックバック量ｂは、大きさが吐出量ａの半分になるように設定した（ｂ＝−ａ／２）に設定した。すなわち、吐出量ａが５．７［ｃｃ］のときサックバック量は−２．８５［ｃｃ］、吐出量ａが１１．４［ｃｃ］であればサックバック量は−５．７［ｃｃ］である。

上述した塗工装置１の制御方法のとおり、本実験においても、塗り終わり時に上流側空間３０を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間と実質的に一致するようにした。負圧動作期間において、圧力計１５の値が１０ｋＰａになるように流量調節弁１４を調節した。なお、流量調節弁１４の調節は、制御部１２によってではなく、マノメータの値を見ながら手動で行った。

図８は、負圧動作期間の長さとノズルにおける塗工液の吐出量との関係に評価した実験の結果を示す一覧表である。図８において、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係が、２／ａ≦ｔ≦１０／ａの範囲内にあるものを実施例、２／ａ≦ｔ≦１０／ａの範囲を逸脱しているものを比較例とした。比較例１〜５および実施例１〜３は、吐出量ａが５．７［ｃｃ］で、比較例６〜９および実施例４〜６は、吐出量ａが１１．４［ｃｃ］である。なお、比較例１、２、６，７は、図４および図５を参照して説明した問題点を有する、既存の塗工装置の制御方法に対応している。すなわち、比較例１、６は、サックバックのみでなすり付けを行わない図４の場合に対応し、比較例２、７は、サックバックとなすり付けを行う図５の場合に対応する。

ここで、「塗り終わり領域の長さ」は、成膜層６０における、ノズル１０からの塗工液の吐出を停止した位置から終端までの長さを意味する。また、「端部厚み」は、成膜層６０における塗り終わり領域の膜厚を意味する。なお、端部厚みは、例えば、塗り終わり領域において測定した複数箇所の膜厚の平均により算出してもよい。

合否判定は、「塗り終わり領域の長さ」が１ｍｍ以下で、かつ、「端部厚み」が膜厚の目標値の±１０％の範囲内あれば合格（一覧表では○印）、それ以外であれば不合格（一覧表では×印）とした。なお、上述したように、吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の場合、膜厚の目標値は３．８ｍｍなので、膜厚の目標値の±１０％の範囲は３．４ｍｍ以上４．２ｍｍ以下となる。同様に、吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の場合、膜厚の目標値は７．６ｍｍなので、膜厚の目標値の±１０％の範囲は６．８ｍｍ以上８．４ｍｍ以下となる。

図８に示すように、合否判定は、実施例（実施例１〜６）では合格、比較例（比較例１〜９）では不合格となった。つまり、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係が、２／ａ≦ｔ≦１０／ａの範囲内にある場合、「塗り終わり領域の長さ」が１ｍｍ以下で、かつ、「端部厚み」が膜厚の目標値の±１０％の範囲内になった。ただし、吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の場合では、既存の塗工装置の制御方法に対応する比較例１、２よりも、比較例３〜５の方が塗り終わり領域の長さを短くできることが分かった。また、吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の場合でも、既存の塗工装置の制御方法に対応する比較例６、７よりも、比較例８、９の方が塗り終わり領域の長さを大幅に短くできることが分かった。すなわち、サックバック動作と共に負圧動作を行い、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致するようにすることで、サックバック動作のみの場合に対して成膜品質の低下を抑制するできることが確認できた。

図９は、吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の場合における、負圧動作期間の長さｔと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さｔと端部厚みとの関係を示すグラフである。ここで、図９の上段における、横軸は負圧動作期間の長さｔ、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図９の下段における、横軸は負圧動作期間の長さｔ、縦軸は端部厚みである。なお、本グラフは、図８に示す吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の実験結果である比較例３〜５および実施例１〜３のデータをプロットしたものである。

図９に示すように、負圧動作期間の長さｔが、２／ａ≦ｔ≦１０／ａの範囲内では、塗り終わり領域の長さおよび端部厚みのいずれもほぼ一定の値になっている。負圧動作期間の長さｔが２／ａよりも短い場合、塗り終わり領域の長さは目標の１ｍｍ以下を達成できず（１ｍｍより長い）、端部厚みも目標値＋１０％よりも厚くなる。また、負圧動作期間の長さｔが１０／ａよりも長い場合、塗り終わり領域の長さは目標の１ｍｍ以下を達成できず、端部厚みは目標値＋１０％より薄くなる。これは、負圧動作期間の長さｔを長くしすぎると、サックバック動作により成膜層６０の端部をノズル１０の方に引っ張る力Ｆｚに対して、負圧動作により成膜層６０の端部を塗布方向に引っ張る力Ｆｘ（図７参照）が過大になるためと考えられる。

図１０は、吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の場合における、負圧動作期間の長さｔと塗り終わり領域の長さとの関係、および、負圧動作期間の長さｔと端部厚みとの関係を示すグラフである。ここで、図１０の上段における、横軸は負圧動作期間の長さｔ、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図１０の下段における、横軸は負圧動作期間の長さｔ、縦軸は端部厚みである。なお、本グラフは、図８に示す吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の実験結果である比較例８〜９および実施例４〜６のデータをプロットしたものである。

図１０に示すように、負圧動作期間の長さｔが、２／ａ≦ｔ≦１０／ａの範囲内では、図９に示す吐出量ａ＝５．７［ｃｃ］の場合と同様に、塗り終わり領域の長さおよび端部厚みのいずれもほぼ一定の値になっている。また、図１０に示す吐出量ａ＝１１．４［ｃｃ］の場合では、図９のグラフについて考察したその他の傾向についても同様であった。

以上より、上述した実験の結果が示すように、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係が、
２／ａ≦ｔ≦１０／ａ
を満たすようにすることで、成膜層６０の端部における、塗り終わり領域の長さを短くし、かつ、塗り終わり領域の膜厚の減少を良好に抑制することができる。

次に、塗工液の粘度を振った実験について以下に説明する。なお、以下の説明では図３についても適宜参照する。
本実験に用いた塗工装置の構成は、上述した、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係に評価した実験と同じである。また、本実験でも、冷却器のダミーテストピースとしてアルミニウム板を使用した。塗布条件も基本的に上述の実験と同じで、塗布幅が６０［ｍｍ］、塗布速度が０．７５［ｍ／ｍｉｎ］である。ノズル１０における塗工液の吐出量ａは５．７［ｃｃ］とし、サックバック量ｂは、大きさが吐出量ａの半分、すなわち−２．８５［ｃｃ］とした。

本実験に用いた塗工液は、粘度が２．５１［１／ｓ］において２．４［Ｐａ・ｓ］、３４［Ｐａ・ｓ］、１０３［Ｐａ・ｓ］、２０５［Ｐａ・ｓ］の４パターンである。なお、粘度は室温（３０℃）における値である。

本実験では、粘度が上記４パターンの塗工液の各々について、塗り終わり時において、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合と、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合と、をそれぞれ評価した。なお、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合の塗工装置の制御方法は、上述した、負圧動作期間の長さｔとノズル１０における塗工液の吐出量ａとの関係に評価した実験と同じである。すなわち、塗り終わり時に負圧動作期間が吸い戻し動作期間と実質的に一致するようにし、負圧動作期間において圧力計１５の値が１０ｋＰａになるように流量調節弁１４を調節した。

図１１は、塗工液の粘度を振った実験の結果を示す一覧表である。また、図１２は、図１１に示す実験結果のデータをプロットしたグラフであるである。ここで、図１２の上段における、横軸は粘度、縦軸は塗り終わり領域の長さである。また、図１２の下段における、横軸は粘度、縦軸は端部厚みである。

図１１および図１２に示すように、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に低い、２．４［Ｐａ・ｓ］および３４［Ｐａ・ｓ］において、塗り終わり領域長さが狙いとする１ｍｍ以下になった。しかしながら、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に高い、１０３［Ｐａ・ｓ］および２０５［Ｐａ・ｓ］において、塗り終わり領域長さが狙いとする１ｍｍ以下を大幅に逸脱してしまった。また、サックバック動作と共になすり付け動作を実施する場合では、いずれの粘度の塗工液においても、端部厚みは、狙いとする３．４２ｍｍに対し−３９〜５６％程度となり、著しく薄くなってしまう。

これに対し、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、塗工液の粘度が相対的に高い、１０３［Ｐａ・ｓ］および２０５［Ｐａ・ｓ］において、塗り終わり領域長さが狙いとする１ｍｍ以下になった。しかしながら、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、低粘度塗工液の粘度が相対的に低い、２．４［Ｐａ・ｓ］および３４［Ｐａ・ｓ］において、塗り終わり領域長さが狙いとする１ｍｍ以下を逸脱して２ｍｍ程度になった。ただし、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合では、端部厚みは、狙いとする３．４２ｍｍに対し−７〜＋１７％程度で、いずれも±２０％の範囲内になった。

以上より、塗り終わり時に、サックバック動作と共に負圧動作を実施する場合には、塗工液の粘度が相対的に高い、１０３［Ｐａ・ｓ］および２０５［Ｐａ・ｓ］において、塗り終わり領域長さを狙いとする１ｍｍ以下にすることを確認できた。すなわち、粘度が１００［Ｐａ・ｓ］以上の高粘度の塗工液に対し、本実施の形態にかかる塗工装置１の制御方法は有効であるといえる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。上記実施の形態において、負圧動作期間がサックバック動作期間と実質的に一致する、としたが、サックバック動作期間に対して負圧動作期間が多少前後していても問題ない。すなわち、負圧動作期間が吸い戻し動作期間とラップしていればよい。

１ 塗工装置
２ 塗工液貯留部
２ａ 第１塗工液貯留部
２ｂ 第２塗工液貯留部
３ ディスペンサー
３ａ 第１ディスペンサー
３ｂ 第２ディスペンサー
５ スタティックミキサー
１０ ノズル
１０ａ 吐出口
１１ 減圧チャンバー
１１ａ 内部空間
１２ 制御部
１３ 真空ポンプ
１４ 流量調節弁
１５ 圧力計
１６ 配管
２０ ステージ
３０ 上流側空間
５０ ワーク
６０ 成膜層
７０ 駆動機構
７０ｂ サーボモータ

Claims (5)

1. 所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置の制御方法であって、
   前記塗工装置は、前記塗り終わり時に、前記ノズルの吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーを備え、
   前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにする、塗工装置の制御方法。
2. 前記負圧動作期間中、前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持されるようにする、請求項１に記載の塗工装置の制御方法。
3. 前記負圧動作期間の長さｔと前記ノズルにおける前記塗工液の吐出量ａとの関係が、
   ２／ａ≦ｔ≦１０／ａ
   を満たすようにする、請求項１または２に記載の塗工装置の制御方法。
4. 前記吸い戻し動作期間中、前記負圧動作により前記上流側空間が大気圧に対して所定の負圧に維持される請求項１〜３のいずれか一項に記載の塗工装置の制御方法。
5. 所定の高粘度の塗工液をノズルから吐出させてワークに塗布するとともに、前記ワークへの前記塗工液の塗り終わり時に前記ノズルの突出口吐出口に付着した前記塗工液の吸い戻しを行うことが可能な塗工装置であって、
   前記塗り終わり時に、前記ノズルの突出口吐出口近傍における塗布方向の上流側空間を大気圧に対して負圧にするための減圧チャンバーと、
   前記塗り終わり時に前記上流側空間を大気圧に対して負圧にする負圧動作期間が、前記塗工液の吸い戻しを行う吸い戻し動作期間とラップするようにする制御部と、をさらに備える、塗工装置。

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