JP3546257B2 - 塗工装置及びその方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、基材に塗工液を塗工する塗工装置及びその方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
最近、液晶表示装置等が広く普及するようになり、この液晶表示装置のガラス板や、そのガラス基板に貼られる保護板に塗工液を塗工する必要が出てきた。
【0003】
このようなガラス基板等の基材に塗工液を塗工する方法として、毛細管現象を利用した塗工装置が提案されている(特開平8−224528号、特開平6−343908号)。
【0004】
この塗工装置は、塗工液によって満たされた液層の内部に毛管状隙間を備えたノズルを沈めておき、塗工する際にはこのノズルを上昇させて基材の下面近傍に位置させ、毛管状隙間から塗工液を接液して、基材の下面に塗工液を塗工するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記構成の塗工装置は、毛管状隙間から毛細管現象を利用して塗工液を塗工するため、基材の走行速度を遅くしないと、塗工厚の精度に悪影響を及ぼすこととなる。すなわち、基材の走行速度を早くすると、塗工液の塗工厚さが薄くなるという問題点があった。
【0006】
そこで本発明は上記問題点に鑑み、基材の走行速度を上げても所定の塗工厚に塗工液を塗工することができる塗工装置及びその方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、塗工液を入れた液溜め槽と、前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクと、を有した塗工装置の塗工方法であって、次の工程によって前後方向に走行する基材に塗工液を塗工する。
【0008】
前記ノズルが前記液溜め槽の塗工液に沈んだ状態から、前記ノズルを前記液溜め槽から突出させて、前記ノズルの前記毛管状隙間から流出する塗工液を前記基材の下面に接液する工程。
【0009】
前記基材の下面に接液した状態で前記液溜め槽を塗工高さの位置まで下降する工程。
【0010】
前記基材の走行速度を基本速度で最初は走行させておき、前記タンクの液高さを次第に上げていくことにより、前記液溜め槽の液高さが前記タンクの液高さと同じ高さのまま上がり、それにともない前記走行速度を前記基本速度から次第に上げて、前記基材の下面に塗工液を塗工する工程。
【0011】
請求項2の発明は、塗工液を入れた液溜め槽と、前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、を有し、前後方向に走行する基材の下面に塗工液を塗工するときは、前記液溜め槽から前記ノズルを突出させ前記基材の下面に前記ノズルの毛管状隙間から塗工液を塗布する塗工装置において、塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクを設け、前記タンク中の塗工液の液高さを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを前記タンクの液高さと同じ高さで上下動させることを特徴とする塗工装置である。
【0012】
請求項3の発明は、前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的に上下動するように設け、前記タンクを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを上下動させることを特徴とする請求項2記載の塗工装置である。
【0013】
請求項4の発明は、前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的にモータによって上下動するように設けたことを特徴とする請求項3記載の塗工装置である。
【0014】
請求項5の発明は、前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的に手動によって上下動するように設けたことを特徴とする請求項3記載の塗工装置である。
【0015】
請求項6の発明は、前記基材は、長尺状の基材であり、前記基材を前後方向に搬送するバックアップロールを前記ノズルの上方に配したことを特徴とする請求項2から5記載の塗工装置である。
【0016】
請求項7の発明は、前記基材は、板状の基材であり、前記板状の基材を、下面に吸着して前後方向に搬送するサクションテーブルを前記ノズルの上方に配したことを特徴とする請求項2から5記載の塗工装置である。
【0017】
請求項8の発明は、塗工液を入れた液溜め槽と、前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、を有し、バックアップロールによって前後方向に走行する基材の下面に塗工液を塗工するときは、前記液溜め槽から前記ノズルを突出させ前記基材の下面に前記ノズルの毛管状隙間から塗工液を塗布する塗工装置であって、前記塗工装置の基部から一対の腕部材を立設し、この一対の腕部材の間に前記バックアップロールを回転自在に架設し、前記液溜め槽を支持する支持部材に、この支持部材を上下動させる液溜め槽駆動手段を前記基部に設け、前記液溜め槽に対し前記ノズルを上下動させるノズル駆動手段を前記支持部材に設け、前記塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクを設け、前記タンク中の塗工液の液高さを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを前記タンクの液高さと同じ高さで上下動させることを特徴とする塗工装置である。
【0018】
請求項9の発明は、前記一対の腕部材と前記支持部材との間に、移動コッタを介在させたことを特徴とする請求項8記載の塗工装置である。
【0019】
【作 用】
本発明の塗工装置の塗工方法について説明する。
【0020】
第1の工程としては、ノズルが液溜め槽の塗工液に沈んだ状態から、ノズルを液溜め槽から突出させ、ノズルの毛管状隙間から流出する塗工液を前後方向に走行する基材の下面に接液する。
【0021】
第2の工程としては、基材の下面に接液した状態で液溜め槽を塗工高さの位置まで下降させる。
【0022】
第3の工程としては、基材を基本速度で最初は走行させておき、塗工液を溜めたタンクの塗工液の液高さを次第に上げていくことにより、液溜め槽の塗工液の液高さが前記タンクの液高さと同じ高さのまま上がる。そして、それと共に走行速度を基本速度から次第に上げて、基材の下面に塗工液を塗工する。
【0023】
以上のように、液溜め槽の液高さを上げることにより、走行速度を基本速度よりも上昇させて塗工させることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
<第1の実施例>
以下、本発明の第1の実施例である塗工装置10について図1〜図6に基づいて説明する。
【0025】
(塗工装置10の構造)
塗工装置10は、長尺状の基材Wに塗工液を塗工するものである。例えば、液晶表示装置の液晶セルに用いられる反射防止板や保護板を形成するために、ポリエチレンテレフタレート(PET)等の合成樹脂フィルムに塗工液を塗工するものであり、その塗工厚さは0.05μmから5μmである。
【0026】
塗工装置10は、図2及び図3に示すように、基台12の後部から後壁13が立設し、この後壁13から左右一対の腕部材14,14が突出している。そして、この一対の腕部材14,14の間にバックアップロール16が架設されている。このバックアップロール16は、左側の腕部材14に設けられたモータ18によって所定の速度で回転する。
【0027】
バックアップロール16の下方には、左右方向に沿って支持部材20が配され、この支持部材20は、その左右両側部に設けられた左右一対のエアシリンダ22,22によって支持されている。なお、このエアシリンダ22,22は、基台12に固定されている。一方、支持部材20がエアシリンダ22,22によってスムーズに上下方向に移動できるようにするために、後面13にリニアレール40が垂直方向に設けられ、また、支持部材20の後面にリニアレール40を移動する移動部41が設けられている。そして、この左右一対のエアシリンダ22,22を上下動させることによって支持部材20が水平の姿勢を維持したまま上下動する。
【0028】
支持部材20には、左右方向に伸びる液溜め槽24が支持されている。液溜め槽24は、内部に塗工液を溜めるもので、図5に示すように、側面形状は台形となっている。そして、液溜め槽24の上端部中央部(斜面の頂上部)には、左右方向に伸びるスリット84が形成されている。
【0029】
液溜め槽24の内部にはノズル82が内蔵されている。このノズル82は、左右方向に伸びる毛管状隙間88を介して前後一対の前ノズル部材90と後ノズル部材92とより構成されている。これら前ノズル部材90と後ノズル部材92は前後対称であり、上方ほどくちばしのように尖った断面形状となっており、その間に毛管状隙間88が設けられている。この毛管状隙間88の上端部は左右方向に沿って開口し、下面も左右方向に沿って開口している。
【0030】
ノズル82の左端部及び右端部には前記した左右一対のノズル支持シャフト78,80が固定されている。そして、左右一対のノズル支持シャフト78,80は液溜め槽24の底面に開口した左右一対の孔94,96を摺動するものである。この孔94,96から塗工液が漏れ出さないようにするために、ノズル82の底面から液溜め槽24の底面にかけて蛇腹状の閉塞部材98,100が設けられている。これにより、支持シャフト78,80が上下動しても蛇腹状の閉塞部材98,100が上下方向に延び縮みして、孔94,96から塗工液が漏れ出さないようになっている(図5及び図6参照)。
【0031】
支持シャフト78,80は支持部材20に支持されたエアシリンダ26,28によって上下動自在となっており、このエアシリンダ26,28を上下動させることによってノズル82が液溜め槽24に対し水平状態を維持しつつ上下動する。
【0032】
支持部材20の左右両側部の上面と、一対の腕部材14,14の下面との間には移動コッタ30,32が設けられている。
【0033】
すなわち、図3に示すように、支持部材20の左側面の上面は、前面にいくほど下方に傾斜した傾斜面34を有し、左側の腕部材14の下面は水平となっている。この傾斜面34と水平面36との間に、楔形の移動コッタ30が、前後方向に移動自在に配されている。この移動コッタ32をモータ38によって前方又は後方に移動させることによって、腕部材14に対する支持部材20の上下方向の位置が移動するようになっている。
【0034】
(塗工液の供給システム)
次に、図4に基づいて、液溜め槽24に塗工液を塗工する供給システムについて説明する。
【0035】
右側の支持部材20には、タンク支持部42が設けられ、このタンク支持部42には、上下方向にネジ棒44が設けられている。そして、このネジ棒44に螺合するラック46が設けられ、このラック46にタンク48が取り付けられている。ネジ棒44は、タンク支持部42の上部に設けられたモータ50によって回動し、ネジ棒44が回動することによってラック46が上下動して、タンク48も上下動する。
【0036】
タンク48は、塗工液を溜めるものであるが、その内部にはさらにオーバーフロータンク52が設けられている。すなわち、このオーバーフロータンク52に塗工液を溜め、これからあふれ出たものはタンク48の底面に落ちるものである。そして、オーバーフロータンク52の底面と液溜め槽24の右側面とには、供給パイプ54が接続されている。
【0037】
タンク48の底面には、オーバーフロータンク52からオーバーフローした塗工液を逃がすための逃がしパイプ56が設けられ、循環タンク62に繋がっている。
【0038】
一方、液溜め槽24の底面からは、この液溜め槽24に溜まった塗工液を排出するための排出パイプ58が接続され、バルブ60を介して循環タンク62に繋がっている。
【0039】
また、この循環タンク62からタンク48に向かってポンプ64を介して戻りパイプ66が設けられている。
【0040】
塗工液の流れについて説明する。
【0041】
循環タンク62に溜められた塗工液がポンプ64によって汲み上げられ戻りパイプ66を経てタンク48内部のオーバーフロータンク52に供給される。このオーバーフロータンク52に供給された塗工液は供給パイプ54を経て液溜め槽24内部に到り、液溜め槽24に溜まる。
【0042】
また、オーバーフロータンク52からオーバーフローした塗工液は逃がしパイプ56を経て循環タンク62に戻る。
【0043】
そして、液溜め槽24から塗工液を排出する場合には、バルブ60を開けて排出パイプ58から循環タンク62に塗工液を戻してやる。
【0044】
(塗工工程)
上記構成の塗工装置10の塗工工程について順番に説明していく。
【0045】
(1)第1工程
エアシリンダ22,22によって支持部材20を上昇させ、液溜め槽24をバックアップロール16の下方近傍まで上昇させる。
【0046】
(2)第2工程
バックアップロール60の下面に基材Wを渡し、モータ18によってバックアップロール16を基本速度V0で回転させる。この状態で、液溜め槽24には、基本液高さまで塗工液を供給し、この中にノズル82が沈んでいる(図5参照)。
【0047】
(3)第3工程
エアシリンダ26,28によって上昇させてノズル82を液溜め槽24の塗工液から突出させる。また、ノズル82及び液溜め槽24をエアシリンダ22,22によって上昇させて、毛管状隙間88から流出している塗工液を基材Wの下面に接液する。この接液する場合に高さの位置調整を行うために、モータ38によって移動コッタ30,32を移動させて、ノズル82を上下動させる。
【0048】
(4)第4工程
モータ38によって移動コッタ30,32を移動させ、ノズル82とともに液溜め槽24を塗工高さまで接液状態のまま下げる。すなわち、第3工程で一旦接液状態までノズル82を上昇させ、その状態からノズル82をやや下げるものである。
【0049】
(5)第5工程
タンク48をモータ50によって上昇させ、オーバーフロータンク52の液高さを上昇させる。すると、供給パイプ54を通じてつながっている液溜め槽24の塗工液の液高さもそれとともに上昇する。
【0050】
この場合に、液溜め槽24の液高さが上昇すると、基材Wに塗工されている塗工液の塗工圧力が上昇し、基材Wの走行速度を基本速度V0から上昇させても所定の塗工厚さに塗工することができる。
【0051】
そのため、タンク48をモータ50で上昇させるとともに、バックアップロール16の走行速度を基本速度V0から徐々に上昇させていく。
【0052】
タンク48を所定の高さHまで上昇させたときに、バックアップロール16の走行速度の上昇も停止させる。以下、このときの走行速度を塗工速度V1という。
【0053】
この所定高さHとしては、予め実験によって決めておく。例えば、タンク48を上昇させ、バックアップロール16の走行速度を上昇させて、塗工厚が所定の厚さよりも薄くなった時点がその限界点であると考えられるので、この限界点手前までタンク48を上昇させる。なお、この場合に、他の制御方法として基本速度V0からV1まで増速する割合に応じてタンク48をモータ50によって上昇させる方法もできる。
【0054】
そして、基本速度V0より早い塗工速度V1で基材Wを塗工する(図6参照)。
【0055】
(実施例の効果)
上記の塗工方法を用いることにより、従来基材Wを基本速度で走行させたものを、その基本速度よりも早い速度で走行させ、かつ、所定の塗工厚で塗工できるので、作業効率を向上させることができる。例えば、基本速度V0としては、通常、0.1m/分〜20m/分であり、上記方法で走行速度を上げていくと、塗工速度は約2倍の走行速度まで上げることができる。すなわち、5m/分で基本速度V0を設定した場合には、塗工速度V1は10m/分となる。
【0056】
(変更例)
上記実施例では、塗工厚さを測定する方法としては基材Wに塗工された塗工液の塗工厚さを直接測定する方法を用いる。
【0057】
しかしこれ以外の方法としては、循環タンク62からポンプ64によって供給される塗工液の量から、逃がしパイプ56によって循環タンク62に逃がされる塗工液の量を差し引いた量を塗工量として塗工厚さを求めることができる。なお、この場合には逃がしパイプ56の途中に、流量計を設ける必要がある。
【0058】
<第2の実施例>
第1の実施例では長尺状の基材Wに塗工液を塗工したが、本実施例では図7に示すように、ガラス板、金属板、乾板、あるいはそれらの複合板よりなる基材Wの下面に塗工液を塗工する場合である。
【0059】
図7に示すように、サクションテーブル200を、バックアップロール16の代わりに設け、サクションテーブル200の下面に板状の基材Wを吸着し、サクションテーブル200を前後方向に移動させ、その下面に吸着された基材Wの下面に、第1の実施例と同様にノズル82から塗工液を塗工する。
【0060】
この場合においても、液溜め槽24の液高さをタンク48を次第に上昇させることによってその液高さを上昇させ、それに伴ってサクションテーブル200の移動速度を上昇させることによって、作業効率を向上させることができる。
【0061】
<変更例>
上記各実施例では、タンク48をモータ50によって移動させたが、これに代えてネジ棒44にマイクロメータを取り付け、このマイクロメータを手動で回動させることによってネジ棒44を回転させ、タンク48を上下動させて、液溜め槽24の液高さを調整してもよい。
【0062】
【発明の効果】
以上により本発明であると、タンクの高さを上昇させて、液溜め槽の液高さを上昇させ、それとともに基材の走行速度を上昇させることによって、塗工液の塗工工程の作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す塗工装置の縦断面図である。
【図2】同じく正面図である。
【図3】同じく左側面図である。
【図4】塗工液の供給システムを示す説明図である。
【図5】液溜め槽の縦断面図であり、ノズルが塗工液の中に沈んでいる状態を示すものである。
【図6】液溜め槽の縦断面図であり、ノズルが液溜め槽から突出した状態を示すものである。
【図7】第2の実施例の塗工装置の要部縦断面図である。
【符号の説明】
W 基材
10 塗工装置
16 バックアップロール
20 支持部材
22 エアシリンダ
24 液溜め槽
26 エアシリンダ
28 エアシリンダ
48 タンク
52 オーバーフロータンク
82 ノズル
Claims (9)
- 塗工液を入れた液溜め槽と、
前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、
塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクと、
を有した塗工装置の塗工方法であって、次の工程によって前後方向に走行する基材に塗工液を塗工する。
前記ノズルが前記液溜め槽の塗工液に沈んだ状態から、前記ノズルを前記液溜め槽から突出させて、前記ノズルの前記毛管状隙間から流出する塗工液を前記基材の下面に接液する工程。
前記基材の下面に接液した状態で前記液溜め槽を塗工高さの位置まで下降する工程。
前記基材の走行速度を基本速度で最初は走行させておき、前記タンクの液高さを次第に上げていくことにより、前記液溜め槽の液高さが前記タンクの液高さと同じ高さのまま上がり、それにともない前記走行速度を前記基本速度から次第に上げて、前記基材の下面に塗工液を塗工する工程。 - 塗工液を入れた液溜め槽と、
前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、
を有し、
前後方向に走行する基材の下面に塗工液を塗工するときは、前記液溜め槽から前記ノズルを突出させ前記基材の下面に前記ノズルの毛管状隙間から塗工液を塗布する塗工装置において、
塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクを設け、
前記タンク中の塗工液の液高さを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを前記タンクの液高さと同じ高さで上下動させる
ことを特徴とする塗工装置。 - 前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的に上下動するように設け、
前記タンクを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを上下動させる
ことを特徴とする請求項2記載の塗工装置。 - 前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的にモータによって上下動するように設けた
ことを特徴とする請求項3記載の塗工装置。 - 前記タンクは、前記液溜め槽に対し相対的に手動によって上下動するように設けた
ことを特徴とする請求項3記載の塗工装置。 - 前記基材は、長尺状の基材であり、
前記基材を前後方向に搬送するバックアップロールを前記ノズルの上方に配した
ことを特徴とする請求項2から5記載の塗工装置。 - 前記基材は、板状の基材であり、
前記板状の基材を、下面に吸着して前後方向に搬送するサクションテーブルを前記ノズルの上方に配した
ことを特徴とする請求項2から5記載の塗工装置。 - 塗工液を入れた液溜め槽と、
前記液溜め槽に入れた塗工液の中に沈み、また、毛管状隙間を備えた左右方向に延びるノズルと、
を有し、
バックアップロールによって前後方向に走行する基材の下面に塗工液を塗工するときは、前記液溜め槽から前記ノズルを突出させ前記基材の下面に前記ノズルの毛管状隙間から塗工液を塗布する塗工装置であって、
前記塗工装置の基部から一対の腕部材を立設し、この一対の腕部材の間に前記バックアップロールを回転自在に架設し、
前記液溜め槽を支持する支持部材に、この支持部材を上下動させる液溜め槽駆動手段を前記基部に設け、
前記液溜め槽に対し前記ノズルを上下動させるノズル駆動手段を前記支持部材に設け、
前記塗工液を溜めると共に、前記液溜め槽へ塗工液を供給するタンクを設け、
前記タンク中の塗工液の液高さを上下動させて、前記液溜め槽の液高さを前記タンクの液高さと同じ高さで上下動させる
ことを特徴とする塗工装置。 - 前記一対の腕部材と前記支持部材との間に、移動コッタを介在させた
ことを特徴とする請求項8記載の塗工装置。
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