塗布装置及び塗布方法
【課題】 膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供する。
【解決手段】長手方向に走行するウエブ１６を外周面で支持するバックアップローラ２０と、バックアップローラ２０と一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布ヘッド１８と、塗布ヘッド１８とバックアップローラ２０とを上面で支持する一の架台３０と、架台３０の底面に設けられたアクチュエータ３３と、ウエブ１６の張力によるバックアップローラ２０が受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、ウエブ１６をバックアップローラ２０に案内するパスローラ１４とを備える塗布装置。
【解決手段】長手方向に走行するウエブ１６を外周面で支持するバックアップローラ２０と、バックアップローラ２０と一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布ヘッド１８と、塗布ヘッド１８とバックアップローラ２０とを上面で支持する一の架台３０と、架台３０の底面に設けられたアクチュエータ３３と、ウエブ１６の張力によるバックアップローラ２０が受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、ウエブ１６をバックアップローラ２０に案内するパスローラ１４とを備える塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布装置及び塗布方法に関し、特に連続して走行するウエブ（帯状支持体）上に、塗布液を塗布して、均一な厚さの塗布膜面を形成する塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真感光材料や磁気記録媒体等の分野において、連続走行する帯状の可撓性支持体（以下、「ウエブ」という）上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程が採用されている。近年、これらの分野において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることのできる塗布技術が求められている。
【０００３】
同様に、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の各種の機能を有する光学フィルムの製造に適用される塗布工程においても、上記のような塗布技術が求められている。
【０００４】
塗布液をウエブ面に塗布する塗布装置としては、たとえば、ロールコータ型、グラビアコート型、ロールコートプラスドクター型、リバースロールコータ型、エクストルージョン型、スライドコート型等があり、用途に応じて使い分けられているのが現状である。
【０００５】
これらのいずれの塗布装置においても、塗布膜の厚さ精度が高く、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るために、塗布時の振動を除去することが重要である。
【０００６】
塗布時の振動を除去方法として特許文献１には、能動型除振装置を塗布部に適用することが開示されている。また、特許文献２には、塗布ヘッドに振動を与えることにより、ウエブと塗布ヘッドとの距離を一定に保つ塗布装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１９３８５号公報
【特許文献２】特開２００４−８９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、ウエブと塗布ヘッドとの距離を一定に保つことができるものの、塗布液のメニスカス振動は抑制できないので、塗布ムラを起す振動を打ち消すには充分とはいえず、塗布ムラが生じるおそれがあった。すなわち、能動型除振装置のように柔軟体上に設置された塗布装置の場合、床等の外部から除振装置へ伝わる振動は防止できても除振装置内から発生する振動、つまりウエブ張力変動によって生じる振動が生じると塗布装置は揺らされてしまい、ウエブと塗布ヘッドとの距離の変化はないが塗布ヘッドからウエブまでの間に連続して流れる塗布液そのものにメニスカス振動が生じてしまい塗布ムラが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、長手方向に走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、前記塗布液供給部と前記バックアップローラとを上面で支持する一の架台と、前記架台の底面に設けられた能動型除振装置と、 前記ウエブの張力による前記バックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、前記ウエブを前記バックアップローラに案内するパスローラと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
ウエブの張力によるバックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度としたことで、鉛直方向の振動と水平方向の振動をバランスよく抑制することができ、テンション変動による塗布装置の揺れを最小とすることができる。
【００１１】
本発明者は、バックアップローラが受ける力の水平方向に対する角度と、鉛直方向の振動及び水平方向の振動の関係を鋭意検討したところ、角度に依存して鉛直方向の振動と水平方向の振動の大きさが変化することを見出した。
【００１２】
角度を７０°より大きく９０°以下の範囲にした場合、水平方向の振動が抑制されるが、鉛直方向の振動が大きくなり、メニスカス変動が大きくなる。また、角度を０°以上で５０°未満とした場合、鉛直方向の振動が抑制されるが、水平方向の振動が大きくなり、クリアランス変動が大きくなる。
【００１３】
水平方向、又は鉛直方向のいずれか一方の振動を優先して抑制した場合、他方の振動が大きくなり塗布ムラの原因となる。
【００１４】
そこで、水平方向の振動と鉛直方向の振動の両方をバランスよく抑制できるよう、角度を５０°〜７０°とした。
【００１５】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置であることが好ましい。
【００１６】
センサで検知した振動成分をフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う構成の能動型除振装置であれば、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくすることができる。
【００１７】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置であることが好ましい。
【００１８】
センサで検知した振動成分をフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う構成の能動型除振装置であれば、更に、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくすることができる。
【００１９】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上であることが好ましい。
【００２０】
架台の一次固有振動数を８０Ｈｚ以上とした場合、加振があった際に塗布装置が強く振動するのが、この一次固有振動数の周波数域となる。そして、塗布時に生じる段ムラ等のピッチは、この周波数に対応する。ところが、光学フィルム（光学補償フィルム、反射防止フィルム、等）の塗布膜は、この周波数であれば段ムラを生じにくく、塗布膜へ悪影響が及びにくい。従って、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。尚、共振を回避する意味では、架台の１次固有振動数は８０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、１００Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、１２０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００２１】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記バックアップローラ前後のパスローラの一次固有振動数が２０Ｈｚ以上であることが好ましい。
【００２２】
バックアップローラ前後のパスローラの１次固有振動数を２０Ｈｚ以下とした場合、パスローラに振動入力があった際に、強く振動するのが、この１次固有振動数の周波数域となる。この時、前記パスローラの振動がウエブを伝わりバックアップローラに入力されると、架台が振動し、能動型除振装置の固有振動数と共振を起す。そこで、共振を回避する意味では、パスローラの1次固有振動数は２０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、５０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。したがって、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２３】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の底面から前記バックアップローラの中心までの高さが１５００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨが長いほど、ウエブのテンション変動に対してモーメントが発生しやすくなるため、塗布装置の振動が大きくなる。この振動を抑えるには、架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨは１５００ｍｍ以下であることが好ましく、１２５０ｍｍ以下となっていることがより好ましく、１０００ｍｍ以下となっていることが更に好ましい。膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２５】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の前記ウエブ搬送方向の幅が７５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
ウエブのテンション変動に対して塗布装置はロッキング振動（ウエブ進行方向軸と重力方向軸に垂直な軸回りの振動）を起す。この振動を抑えるためには、架台の前記ウエブ搬送方向の幅Ｌが７５０ｍｍ以上であることが好ましく、１０００ｍｍ以上となっていることがより好ましく、１５００ｍｍ以上となっていることが更に好ましい。膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明の塗布方法は、前記塗布装置を使用した塗布方法であって、前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数を１０Ｈｚ以上とすることを特徴とする。
【００２８】
能動型除振装置を使用した場合、床面の１次固有振動数が１０Ｈｚ未満であれば、殆ど除振効果が得られない。たとえば、振動周波数が１００Ｈｚの振動であれば、約１／１００に減衰させることができるが、振動周波数が１０Ｈｚ未満の振動になると、わずかに減衰させる効果しか得られない。その意味では、塗布装置が設置される床面の１次固有振動数が１０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、２０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。このような一次固有振動数の床面上に塗布装置を設置することにより、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、水平方向の振動と鉛直方向の振動をバランスよく抑制でき、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００３１】
図１は、本発明に係る塗布装置を適用する好ましい一例である光学補償シートの製造ラインを説明する説明図である。
【００３２】
光学補償シートの製造ラインは、図１に示されるように、送り出し機６６から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ１６が送り出されるよう構成されている。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送り込まれる。ラビングローラ７２は、ポリマー層にラビング処理を施すために設けられている。
【００３３】
その下流には能動型除振装置３２に設置された塗布装置１０が配置されている。ディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１６に塗布できるようになっている。この下流には、乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８が順次設けられており、ウエブ１６上に液晶層が形成できるようになっている。更に、この下流には紫外線ランプ８０が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成できるようになっている。そして、この下流に設けられた巻取り機８２により、ポリマーが形成されたウエブ１６が巻き取られるようになっている。
【００３４】
図２に示されるように、塗布装置１０は、塗布液タンクからポンプ等により送液された塗布液をウエブ１６に塗布する塗布液供給部（以下、塗布ヘッドと云う。）塗布ヘッド１８と、塗布ヘッド１８に対向して配置され設けられ、塗布時のウエブ１６を外周面で支持する円筒状のバックアップローラ２０と、バックアップローラ２０の回転軸を、軸受１９を介して回転自在に保持する支柱１５と、バックアップローラ２０に走行中のウエブ１６を導くために、塗布ヘッド１８及びバックアップローラ２０から所定間隔をあけて配置されたパスローラ１４により、構成されている。尚、バックアップローラ２０、軸受１９、及び支柱１５によりバックアップローラ部が構成される。塗布前に配置されたパスローラ１４の回転軸９４は、支柱９２に支持されている。
【００３５】
塗布装置１０の塗布ヘッド１８とバックアップローラ２０の回転軸を保持する支柱１５が、後述する能動型除振装置３２のアクチュエータ３３で支持される架台３０に固定されている。尚、図２においては、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。
【００３６】
ウエブ１６に塗布する塗布液の種類、また塗布液の膜厚を最適に調整できるようにするため、バックアップローラ２０と塗布ヘッド１８は、両者の間隔を調整できるよう移動可能に構成されている。したがって、架台３０に固定とは、ウエブ１６への塗布中においてバックアップローラ２０と塗布ヘッド１８が所定間隔を保持するよう架台３０に設置されていること意味する。
【００３７】
次に、上述の塗布装置１０及びバックアップローラ部を支持する架台３０が設置される能動型除振装置３２に関する構成について説明する。この構成において、塗布ヘッド１８及びバックアップローラ部が架台３０の上に固定される。上述したように、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。更に、バックアップローラ部も架台３０に固定されている。
【００３８】
この架台３０は、ウエブ１６の幅等によっては大型サイズのものとなり、たとえば、総重量で６．５トンにもなるものである。このような架台３０上に固定された塗布ヘッド１８及び支柱１５に対して、能動型除振装置３２のアクチュエータ３３，３３，…が配されることにより、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。
【００３９】
次いで塗布装置１０による塗布方法について説明する。ウエブ１６は、送り出し機から送り出されパスローラ１４を介してバックアップローラ２０に導かれる。導かれたウエブ１６は、バックアップローラ２０の外周面の一部を取り巻いている。ウエブ１６は、図示矢印方向へ一定速度で連続的に走行される。このときバックアップローラ２０は回転しながら、ウエブ１６の非塗膜面を支持する。
【００４０】
バックアップローラ２０の上流側には、パスローラ１４が配置されている。パスローラ１４はその回転軸９４が支柱９２に保持される。支柱９２は、アクチュエータ３３で支持されている架台３０とは異なる別の架台上に設置される。ウエブ１６の走行中、パスローラ１４は回転しながらウエブ１６の裏面を支持し、バックアップローラ２０にウエブ１６を導く。
【００４１】
塗布ヘッド１８は、塗布ヘッド先端が連続走行するウエブ１６と近接され非接触の状態で対向配置される。上述したように塗布ヘッド１８とウエブ１６の間隔を調整できるよう構成されている。塗布ヘッド１８は塗布液タンクからポンプにより送液される。図示しないが、ポンプとしては、塗布液の供給流量が安定化することより、定量ポンプを使用することが好ましい。定量ポンプとしては、たとえば、ギアポンプ、ローラポンプ等、各種のポンプが使用される。
【００４２】
次に、図３を参照して、ウエブからバックアップローラ２０が受ける力の角度（β）の関係を説明する。なお、図１及び図２で示したのと同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。
【００４３】
図３に示されるように、塗布装置１０では、ウエブ１６が、パスローラ１４にガイドされ、所定の角度でバックアップローラ２０に進入する。ウエブ１６は、塗布ヘッド１８で塗布液を塗布された後、進入方向と反対方向に搬送される。このとき、ウエブ１６にテンションが加えられているので、バックアップローラ２０には、ウエブ１６を介して、上流側方向の張力Ｆ１と下流側方向の張力Ｆ２が加えられる。最終的に、バックアップローラ２０には、張力Ｆ１と張力Ｆ２のベクトルの和である力Ｆが加えられる。この力Ｆと水平線とがなす角度をβとする。
【００４４】
本実施の形態では、バックアップローラ２０に加えられる力Ｆの角度βが５０°〜７０°となるよう、パスローラ１４の回転軸９４が支柱９２により保持されている。
【００４５】
ウエブの張力によるバックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度としたことで、鉛直方向の振動と水平方向の振動に対してバランスよく抑制することができ、テンション変動による塗布装置の揺れを最小とすることができる。
【００４６】
角度を７０°より大きく９０°以下の範囲にした場合、水平方向の振動が抑制されるが、鉛直方向の振動が大きくなり、メニスカス変動が大きくなる。また、角度を０°以上で５０°未満とした場合、鉛直方向の振動が抑制されるが、水平方向の振動が大きくなり、クリアランス変動が大きくなる。
【００４７】
水平方向、又は鉛直方向のいずれか一方の振動を優先して抑制した場合、他方の振動が大きくなり塗布ムラの原因となる。そこで、水平方向の振動と鉛直方向の振動の両方をバランスよく抑制できるよう、角度を５０°〜７０°とした。
【００４８】
図４に示されるように、塗布ヘッド１８内には、筒状のポケット部１８Ｂがウエブ１６の幅方向に平行に形成される。その塗布用のポケット部１８Ｂは供給ライン１８Ａに接続される。また、塗布ヘッド１８内には、塗布ヘッド先端に吐出口を有する塗布用スリット１８Ｃが形成される。塗布用スリット１８Ｃが塗布用ポケット部１８Ｂに連通される。
【００４９】
塗布用スリット１８Ｃは、ポケット部１８Ｂと塗布ヘッド先端とを繋ぐ狭隘な流路であり、ウエブ１６の幅方向に延長される。そして、供給ライン１８Ａからウエブ１６に塗布する所望の塗布量の塗布液が塗布ヘッド１８の塗布用ポケット部１８Ｂに供給され、ウエブ１６に塗布膜が形成される。
【００５０】
塗布液が塗布されたウエブ１６は、下流に設けられた乾燥ゾーン、加熱ゾーンに送り出され、ウエブ１６上に液晶層が形成される。また、図示は省略したが、ウエブ１６のテンションをコントローラするテンションローラや、ウエブ１６の搬送を制御する駆動ローラが光学補償シートの製造ラインに設けられる。
【００５１】
図５は、能動型除振装置３２のシステム構成を説明する概念図である。能動型除振装置３２のベース４０上にエアアクチュエータ４２を介して荷重受け部４４が支持されている。尚、本発明において、アクチュエータは、振動を打ち消すのであれば、空気バネに限らず、油圧式、機械式、等のアクチュエータでも良い。この荷重受け部４４上には加速度が検出可能な加速度センサ４６が固定されており、また、ベース４０と荷重受け部４４との間には、荷重受け部４４の変位が測定可能な変位センサ４８が設けられており、更に、ベース４０上にも、加速度が検出可能な加速度センサ５０が固定されている。
【００５２】
荷重受け部４４の制御は、エア源５２より供給される圧縮空気の流量をサーボバルブ５４で調整してエアアクチュエータ４２に供給することにより行う。このサーボバルブ５４には、加速度センサ４６からの信号が振動コントローラ５６を介してフィードバックされ、また、変位センサ４８からの信号が位置コントローラ５８を介してフィードバックされる。尚、既述の加速度センサ５０はフィードフォワード制御に使用される。
【００５３】
このような系に外乱Ｆが加わった場合、質量Ｍ、減衰Ｚ、ばねＫで代表される制御対象がエアアクチュエータ４２で制御され、床からの振動除去と同時に、荷重受け部４４に加えられる外乱Ｆに対しても制振効果を有するアクティブ除振系が構成される。
【００５４】
その結果、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００５５】
次に、架台３０の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上となっていることが好ましい理由について説明する。塗布時に振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくするには、架台３０の振動加速度を極力抑制することが好ましい。その際、架台３０の一次固有振動数が８０Ｈｚ未満であっても、振動加速度を小さくすることはできる。但し、架台３０の一次固有振動数を８０Ｈｚ以上とした場合、加振があった際に塗布装置１０が強く振動するのがこの一次固有振動数の周波数域となる。そして、塗布時に生じる段ムラ等のピッチは、この周波数に対応する。ところが、光学フィルム（光学補償フィルム、反射防止フィルム、等）の塗布膜は、この周波数であれば段ムラを生じにくく、塗布膜へ悪影響が及びにくい。その意味では、架台３０の一次固有振動数が１００Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、１２０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００５６】
更に、バックアップローラ２０前後のパスローラ１４、１７の一次固有振動数が２０Ｈｚ以上となっていることが好ましい（図１参照）。バックアップローラ２０前後のパスローラ１４、１７の一次固有振動数が２０Ｈｚ以上であることで、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。尚、共振を回避する意味では、パスローラの１次固有振動数は２０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、５０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００５７】
また、本発明においては、架台３０の底面からバックアップローラ２０の中心までの高さＨ（図１参照）が１５００ｍｍ以下であることが好ましい。架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨが長いほど、ウエブのテンション変動に対してモーメントが発生しやすくなるため、塗布装置の振動が大きくなる。この振動を抑えるには、架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨは１５００ｍｍ以下であることが好ましく、１２５０ｍｍ以下となっていることがより好ましく、１０００ｍｍ以下となっていることが更に好ましい。
【００５８】
そして、本発明においては、架台３０のウエブ搬送方向の幅Ｌ（図１参照）が７５０ｍｍ以上であることが好ましい。ウエブのテンション変動に対して塗布装置はロッキング振動（ウエブ進行方向軸と重力方向軸に垂直な軸回りの振動）を起す。この振動を抑えるためには、架台の前記ウエブ搬送方向の幅Ｌが７５０ｍｍ以上であることが好ましく、１０００ｍｍ以上となっていることがより好ましく、１５００ｍｍ以上となっていることが更に好ましい。
【００５９】
このようなＨ及び／又はＬの範囲とすることで、更に膜の厚さ精度が高く、かつ、表面
が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００６０】
塗布装置１０を使用した塗布膜の形成について説明する。塗布液としては、たとえば、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、有機溶剤が含まれるものが使用できる。但し、これ以外の粘度のもの、有機溶剤が含まれないものも使用できる。
【００６１】
ウエブ１６としては、一般に、所定幅、所定長さで、厚さが２〜２００μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−2,6 −ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフイルム、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のα−ポリオレフィン類を塗布又はラミネートした紙、金属板等からなる可撓性帯状物又は該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が使用できる。
【００６２】
図１の光学補償シートの製造ラインにおいて、送り出し機６６よりウエブ１６を繰出しながら、塗布装置１０の塗布ヘッド１８のスリット１８Ｃ中における塗布液の平均流速を１００〜５００ｍｍ／秒となるようにポンプの流量を制御し、また、塗布直後の塗布膜２８の膜厚が所定の厚みとなるようにウエブ１６の搬送速度を制御して塗布を行なう。
【００６３】
塗布後の乾燥等において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑な塗布膜２８が得られるように乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８、紫外線ランプ８０等の設定を行なう。塗布、乾燥後のウエブ１６は巻取り機８２により巻取る。
【００６４】
上記一連の工程は、良好な無塵度及び最適な温湿度の環境下で実施されることが好ましい。したがって、クリーンルーム内で行なわれるのが好ましく、特に、塗布装置１０は、クラス１００以下の環境下に設置されるのが好ましい。
【００６５】
以上、本発明に係る塗布装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６６】
また、塗布装置１０の用途としても、光学補償フィルム等の光学フィルムのみならず各種の塗布に適用できる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の実施例について説明する。図１に示される光学補償シートの製造ラインの塗布装置１０を使用してウエブ１６に塗布膜を形成し、塗布面の状態を評価した。
【００６８】
塗布装置１０は、ＳＲＣ梁構造を有する建屋内の２階部分に設けられた塗布ステーション上に設置された。この建屋２階の塗布ステーション設置床面の一次固有振動数は１５Ｈｚであった。この床面上に、図２に示されるように、四隅にアクチュエータ３３…を組み込んだ塗布装置１０を設置した。塗布装置１０全体の一次固有振動数は１２０Ｈｚであった。
【００６９】
図４に示される塗布装置１０の、塗布用スリット１８Ｃの開口部幅（ウエブ１６走行方向における長さ）は１５０μｍであり、開口部長さは５０ｍｍである。塗布ヘッド１８の上流側リップランド長さは１ｍｍであり、下流側リップランド長さが５０μｍである。
【００７０】
ウエブ１６として厚さ１００μｍのセルロースアセテートフイルム（商品名：フジタック、富士フイルム（株）製）を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール（商品名：ポバールＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量％溶液を２５ｍｌ／ｍ２塗布し、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向用樹脂層を形成した。
【００７１】
配向膜用樹脂層を予め形成したウエブ１６を送り出し機６６から送り出し、ラビング処理装置７０により配向膜用樹脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、塗布装置１０に搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラ７２の回転速度を５．０ｍ／秒とし、ウエブ１６に対する押し付け力を９．８×１０−３Ｐａに設定した。
【００７２】
塗布液として、ディスコティツク化合物ＴＥ−（１）とＴＥ−（２）の重量比率４：１の混合物に光重合開始剤（商品名：イルガキュア９０７、日本チガイギー（株）製）を、１重量部を添加した４０重量％添加したメチルエチルケトン溶液である、液晶性化合物を含む溶液を用いた。更に、塗布後の表面状態を確認しやすくするために、塗布液に染料を添加した。
【００７３】
ウエブ１６の搬送速度を５０ｍ／分に設定し、塗布装置１０では、塗布時の湿潤膜厚が５μｍとなるように調整して塗布した。
【００７４】
乾燥ゾーン７６の設定温度を１００°Ｃとし、加熱ゾーン７８の設定温度を１３０°Ｃとした。乾燥ゾーン７６及び加熱ゾーンを通過したウエブ１６は、紫外線ランプ８０により紫外線照射された。これにより、液晶が架橋し、所望のポリマーが形成された。そして、巻取り機８２により、ポリマーが形成されたウエブ１６が巻き取られた。
【００７５】
図６は、上記実験を行なったときのバックアップローラが受ける力の角度（β）と水平方向及び鉛直方向の変位との関係を示している。βが大きくなると、ウエブによりバックアップローラは、水平方向に比べて鉛直方向に力が加えられる。そのため鉛直方向の最大変位が大きくなる。つまりメニスカス変動が大きくなる傾向を示す。
【００７６】
一方、βが小さくなると、ウエブによりバックアップローラは、鉛直方向に比べて水平方向に力が加えられる。つまりクリアランス変動が大きくなる傾向を示す。
【００７７】
膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るには、メニスカス変動とクリアランス変動の両方を小さくすることが望まれる。しかし、図６から明らかなように、メニスカス変動とクリアランス変動はトレードオフの関係にある。したがって、一方の変動を小さくしようとすると、他方の変動が大きくなってしまう。
【００７８】
そこで、βの範囲を５０°〜７０°とすることで、メニスカス変動とクリアランス変動をバランスよく抑制することができる。これにより、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る塗布装置が適用される光学補償シートの製造ラインを説明する説明図
【図２】塗布装置の設置された状態を示す斜視図
【図３】パスローラの位置とウエブの入射角を示す説明図
【図４】塗布ヘッドの一部を切り欠いた斜視図
【図５】能動型除振装置のシステム構成を説明する概念図
【図６】バックアップローラが受ける力の角度（β）と水平方向及び鉛直方向の変位との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００８０】
１０…塗布装置、１４、１７…パスローラ、１５、９２…支柱、１６…ウエブ、１７…ガイドローラ、１８…塗布ヘッド（塗布液供給部）、２０…バックアップローラ、２８…塗布膜、３０…架台、３１…塗布ヘッド架台、３２…能動型除振装置、３３，４２…アクチュエータ、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７６…乾燥ゾーン、７８…加熱ゾーン、８０…紫外線ランプ、８２…巻取り機、９４…回転軸、
【技術分野】
【０００１】
本発明は塗布装置及び塗布方法に関し、特に連続して走行するウエブ（帯状支持体）上に、塗布液を塗布して、均一な厚さの塗布膜面を形成する塗布装置及び塗布方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真感光材料や磁気記録媒体等の分野において、連続走行する帯状の可撓性支持体（以下、「ウエブ」という）上に所定の塗布液を塗布して塗布膜を形成する塗布工程が採用されている。近年、これらの分野において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることのできる塗布技術が求められている。
【０００３】
同様に、光学補償フィルム、反射防止フィルム、防眩性フィルム等の各種の機能を有する光学フィルムの製造に適用される塗布工程においても、上記のような塗布技術が求められている。
【０００４】
塗布液をウエブ面に塗布する塗布装置としては、たとえば、ロールコータ型、グラビアコート型、ロールコートプラスドクター型、リバースロールコータ型、エクストルージョン型、スライドコート型等があり、用途に応じて使い分けられているのが現状である。
【０００５】
これらのいずれの塗布装置においても、塗布膜の厚さ精度が高く、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るために、塗布時の振動を除去することが重要である。
【０００６】
塗布時の振動を除去方法として特許文献１には、能動型除振装置を塗布部に適用することが開示されている。また、特許文献２には、塗布ヘッドに振動を与えることにより、ウエブと塗布ヘッドとの距離を一定に保つ塗布装置が開示されている。
【特許文献１】特開２００５−３１９３８５号公報
【特許文献２】特開２００４−８９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１及び特許文献２では、ウエブと塗布ヘッドとの距離を一定に保つことができるものの、塗布液のメニスカス振動は抑制できないので、塗布ムラを起す振動を打ち消すには充分とはいえず、塗布ムラが生じるおそれがあった。すなわち、能動型除振装置のように柔軟体上に設置された塗布装置の場合、床等の外部から除振装置へ伝わる振動は防止できても除振装置内から発生する振動、つまりウエブ張力変動によって生じる振動が生じると塗布装置は揺らされてしまい、ウエブと塗布ヘッドとの距離の変化はないが塗布ヘッドからウエブまでの間に連続して流れる塗布液そのものにメニスカス振動が生じてしまい塗布ムラが生じてしまう。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明の塗布装置は、長手方向に走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、前記塗布液供給部と前記バックアップローラとを上面で支持する一の架台と、前記架台の底面に設けられた能動型除振装置と、 前記ウエブの張力による前記バックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、前記ウエブを前記バックアップローラに案内するパスローラと、を備えることを特徴とする。
【００１０】
ウエブの張力によるバックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度としたことで、鉛直方向の振動と水平方向の振動をバランスよく抑制することができ、テンション変動による塗布装置の揺れを最小とすることができる。
【００１１】
本発明者は、バックアップローラが受ける力の水平方向に対する角度と、鉛直方向の振動及び水平方向の振動の関係を鋭意検討したところ、角度に依存して鉛直方向の振動と水平方向の振動の大きさが変化することを見出した。
【００１２】
角度を７０°より大きく９０°以下の範囲にした場合、水平方向の振動が抑制されるが、鉛直方向の振動が大きくなり、メニスカス変動が大きくなる。また、角度を０°以上で５０°未満とした場合、鉛直方向の振動が抑制されるが、水平方向の振動が大きくなり、クリアランス変動が大きくなる。
【００１３】
水平方向、又は鉛直方向のいずれか一方の振動を優先して抑制した場合、他方の振動が大きくなり塗布ムラの原因となる。
【００１４】
そこで、水平方向の振動と鉛直方向の振動の両方をバランスよく抑制できるよう、角度を５０°〜７０°とした。
【００１５】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置であることが好ましい。
【００１６】
センサで検知した振動成分をフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う構成の能動型除振装置であれば、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくすることができる。
【００１７】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置であることが好ましい。
【００１８】
センサで検知した振動成分をフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う構成の能動型除振装置であれば、更に、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくすることができる。
【００１９】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上であることが好ましい。
【００２０】
架台の一次固有振動数を８０Ｈｚ以上とした場合、加振があった際に塗布装置が強く振動するのが、この一次固有振動数の周波数域となる。そして、塗布時に生じる段ムラ等のピッチは、この周波数に対応する。ところが、光学フィルム（光学補償フィルム、反射防止フィルム、等）の塗布膜は、この周波数であれば段ムラを生じにくく、塗布膜へ悪影響が及びにくい。従って、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。尚、共振を回避する意味では、架台の１次固有振動数は８０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、１００Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、１２０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００２１】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記バックアップローラ前後のパスローラの一次固有振動数が２０Ｈｚ以上であることが好ましい。
【００２２】
バックアップローラ前後のパスローラの１次固有振動数を２０Ｈｚ以下とした場合、パスローラに振動入力があった際に、強く振動するのが、この１次固有振動数の周波数域となる。この時、前記パスローラの振動がウエブを伝わりバックアップローラに入力されると、架台が振動し、能動型除振装置の固有振動数と共振を起す。そこで、共振を回避する意味では、パスローラの1次固有振動数は２０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、５０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。したがって、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２３】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の底面から前記バックアップローラの中心までの高さが１５００ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨが長いほど、ウエブのテンション変動に対してモーメントが発生しやすくなるため、塗布装置の振動が大きくなる。この振動を抑えるには、架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨは１５００ｍｍ以下であることが好ましく、１２５０ｍｍ以下となっていることがより好ましく、１０００ｍｍ以下となっていることが更に好ましい。膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２５】
本発明の塗布装置は、前記発明において、前記架台の前記ウエブ搬送方向の幅が７５０ｍｍ以上であることが好ましい。
【００２６】
ウエブのテンション変動に対して塗布装置はロッキング振動（ウエブ進行方向軸と重力方向軸に垂直な軸回りの振動）を起す。この振動を抑えるためには、架台の前記ウエブ搬送方向の幅Ｌが７５０ｍｍ以上であることが好ましく、１０００ｍｍ以上となっていることがより好ましく、１５００ｍｍ以上となっていることが更に好ましい。膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００２７】
前記目的を達成するために、本発明の塗布方法は、前記塗布装置を使用した塗布方法であって、前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数を１０Ｈｚ以上とすることを特徴とする。
【００２８】
能動型除振装置を使用した場合、床面の１次固有振動数が１０Ｈｚ未満であれば、殆ど除振効果が得られない。たとえば、振動周波数が１００Ｈｚの振動であれば、約１／１００に減衰させることができるが、振動周波数が１０Ｈｚ未満の振動になると、わずかに減衰させる効果しか得られない。その意味では、塗布装置が設置される床面の１次固有振動数が１０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、２０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。このような一次固有振動数の床面上に塗布装置を設置することにより、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、水平方向の振動と鉛直方向の振動をバランスよく抑制でき、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下添付図面に従って本発明の好ましい実施の形態について説明する。本発明は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本発明の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本発明の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。
【００３１】
図１は、本発明に係る塗布装置を適用する好ましい一例である光学補償シートの製造ラインを説明する説明図である。
【００３２】
光学補償シートの製造ラインは、図１に示されるように、送り出し機６６から予め配向膜形成用のポリマー層が形成された透明支持体であるウエブ１６が送り出されるよう構成されている。ウエブ１６はガイドローラ６８によってガイドされてラビング処理装置７０に送り込まれる。ラビングローラ７２は、ポリマー層にラビング処理を施すために設けられている。
【００３３】
その下流には能動型除振装置３２に設置された塗布装置１０が配置されている。ディスコネマティック液晶を含む塗布液がウエブ１６に塗布できるようになっている。この下流には、乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８が順次設けられており、ウエブ１６上に液晶層が形成できるようになっている。更に、この下流には紫外線ランプ８０が設けられており、紫外線照射により、液晶を架橋させ、所望のポリマーを形成できるようになっている。そして、この下流に設けられた巻取り機８２により、ポリマーが形成されたウエブ１６が巻き取られるようになっている。
【００３４】
図２に示されるように、塗布装置１０は、塗布液タンクからポンプ等により送液された塗布液をウエブ１６に塗布する塗布液供給部（以下、塗布ヘッドと云う。）塗布ヘッド１８と、塗布ヘッド１８に対向して配置され設けられ、塗布時のウエブ１６を外周面で支持する円筒状のバックアップローラ２０と、バックアップローラ２０の回転軸を、軸受１９を介して回転自在に保持する支柱１５と、バックアップローラ２０に走行中のウエブ１６を導くために、塗布ヘッド１８及びバックアップローラ２０から所定間隔をあけて配置されたパスローラ１４により、構成されている。尚、バックアップローラ２０、軸受１９、及び支柱１５によりバックアップローラ部が構成される。塗布前に配置されたパスローラ１４の回転軸９４は、支柱９２に支持されている。
【００３５】
塗布装置１０の塗布ヘッド１８とバックアップローラ２０の回転軸を保持する支柱１５が、後述する能動型除振装置３２のアクチュエータ３３で支持される架台３０に固定されている。尚、図２においては、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。
【００３６】
ウエブ１６に塗布する塗布液の種類、また塗布液の膜厚を最適に調整できるようにするため、バックアップローラ２０と塗布ヘッド１８は、両者の間隔を調整できるよう移動可能に構成されている。したがって、架台３０に固定とは、ウエブ１６への塗布中においてバックアップローラ２０と塗布ヘッド１８が所定間隔を保持するよう架台３０に設置されていること意味する。
【００３７】
次に、上述の塗布装置１０及びバックアップローラ部を支持する架台３０が設置される能動型除振装置３２に関する構成について説明する。この構成において、塗布ヘッド１８及びバックアップローラ部が架台３０の上に固定される。上述したように、塗布ヘッド１８は塗布ヘッド架台３１を介して架台３０に固定されている。更に、バックアップローラ部も架台３０に固定されている。
【００３８】
この架台３０は、ウエブ１６の幅等によっては大型サイズのものとなり、たとえば、総重量で６．５トンにもなるものである。このような架台３０上に固定された塗布ヘッド１８及び支柱１５に対して、能動型除振装置３２のアクチュエータ３３，３３，…が配されることにより、各種の振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくい。
【００３９】
次いで塗布装置１０による塗布方法について説明する。ウエブ１６は、送り出し機から送り出されパスローラ１４を介してバックアップローラ２０に導かれる。導かれたウエブ１６は、バックアップローラ２０の外周面の一部を取り巻いている。ウエブ１６は、図示矢印方向へ一定速度で連続的に走行される。このときバックアップローラ２０は回転しながら、ウエブ１６の非塗膜面を支持する。
【００４０】
バックアップローラ２０の上流側には、パスローラ１４が配置されている。パスローラ１４はその回転軸９４が支柱９２に保持される。支柱９２は、アクチュエータ３３で支持されている架台３０とは異なる別の架台上に設置される。ウエブ１６の走行中、パスローラ１４は回転しながらウエブ１６の裏面を支持し、バックアップローラ２０にウエブ１６を導く。
【００４１】
塗布ヘッド１８は、塗布ヘッド先端が連続走行するウエブ１６と近接され非接触の状態で対向配置される。上述したように塗布ヘッド１８とウエブ１６の間隔を調整できるよう構成されている。塗布ヘッド１８は塗布液タンクからポンプにより送液される。図示しないが、ポンプとしては、塗布液の供給流量が安定化することより、定量ポンプを使用することが好ましい。定量ポンプとしては、たとえば、ギアポンプ、ローラポンプ等、各種のポンプが使用される。
【００４２】
次に、図３を参照して、ウエブからバックアップローラ２０が受ける力の角度（β）の関係を説明する。なお、図１及び図２で示したのと同様の構成には同一符号を付して説明を省略する場合がある。
【００４３】
図３に示されるように、塗布装置１０では、ウエブ１６が、パスローラ１４にガイドされ、所定の角度でバックアップローラ２０に進入する。ウエブ１６は、塗布ヘッド１８で塗布液を塗布された後、進入方向と反対方向に搬送される。このとき、ウエブ１６にテンションが加えられているので、バックアップローラ２０には、ウエブ１６を介して、上流側方向の張力Ｆ１と下流側方向の張力Ｆ２が加えられる。最終的に、バックアップローラ２０には、張力Ｆ１と張力Ｆ２のベクトルの和である力Ｆが加えられる。この力Ｆと水平線とがなす角度をβとする。
【００４４】
本実施の形態では、バックアップローラ２０に加えられる力Ｆの角度βが５０°〜７０°となるよう、パスローラ１４の回転軸９４が支柱９２により保持されている。
【００４５】
ウエブの張力によるバックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度としたことで、鉛直方向の振動と水平方向の振動に対してバランスよく抑制することができ、テンション変動による塗布装置の揺れを最小とすることができる。
【００４６】
角度を７０°より大きく９０°以下の範囲にした場合、水平方向の振動が抑制されるが、鉛直方向の振動が大きくなり、メニスカス変動が大きくなる。また、角度を０°以上で５０°未満とした場合、鉛直方向の振動が抑制されるが、水平方向の振動が大きくなり、クリアランス変動が大きくなる。
【００４７】
水平方向、又は鉛直方向のいずれか一方の振動を優先して抑制した場合、他方の振動が大きくなり塗布ムラの原因となる。そこで、水平方向の振動と鉛直方向の振動の両方をバランスよく抑制できるよう、角度を５０°〜７０°とした。
【００４８】
図４に示されるように、塗布ヘッド１８内には、筒状のポケット部１８Ｂがウエブ１６の幅方向に平行に形成される。その塗布用のポケット部１８Ｂは供給ライン１８Ａに接続される。また、塗布ヘッド１８内には、塗布ヘッド先端に吐出口を有する塗布用スリット１８Ｃが形成される。塗布用スリット１８Ｃが塗布用ポケット部１８Ｂに連通される。
【００４９】
塗布用スリット１８Ｃは、ポケット部１８Ｂと塗布ヘッド先端とを繋ぐ狭隘な流路であり、ウエブ１６の幅方向に延長される。そして、供給ライン１８Ａからウエブ１６に塗布する所望の塗布量の塗布液が塗布ヘッド１８の塗布用ポケット部１８Ｂに供給され、ウエブ１６に塗布膜が形成される。
【００５０】
塗布液が塗布されたウエブ１６は、下流に設けられた乾燥ゾーン、加熱ゾーンに送り出され、ウエブ１６上に液晶層が形成される。また、図示は省略したが、ウエブ１６のテンションをコントローラするテンションローラや、ウエブ１６の搬送を制御する駆動ローラが光学補償シートの製造ラインに設けられる。
【００５１】
図５は、能動型除振装置３２のシステム構成を説明する概念図である。能動型除振装置３２のベース４０上にエアアクチュエータ４２を介して荷重受け部４４が支持されている。尚、本発明において、アクチュエータは、振動を打ち消すのであれば、空気バネに限らず、油圧式、機械式、等のアクチュエータでも良い。この荷重受け部４４上には加速度が検出可能な加速度センサ４６が固定されており、また、ベース４０と荷重受け部４４との間には、荷重受け部４４の変位が測定可能な変位センサ４８が設けられており、更に、ベース４０上にも、加速度が検出可能な加速度センサ５０が固定されている。
【００５２】
荷重受け部４４の制御は、エア源５２より供給される圧縮空気の流量をサーボバルブ５４で調整してエアアクチュエータ４２に供給することにより行う。このサーボバルブ５４には、加速度センサ４６からの信号が振動コントローラ５６を介してフィードバックされ、また、変位センサ４８からの信号が位置コントローラ５８を介してフィードバックされる。尚、既述の加速度センサ５０はフィードフォワード制御に使用される。
【００５３】
このような系に外乱Ｆが加わった場合、質量Ｍ、減衰Ｚ、ばねＫで代表される制御対象がエアアクチュエータ４２で制御され、床からの振動除去と同時に、荷重受け部４４に加えられる外乱Ｆに対しても制振効果を有するアクティブ除振系が構成される。
【００５４】
その結果、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００５５】
次に、架台３０の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上となっていることが好ましい理由について説明する。塗布時に振動が抑制され、塗布膜へ悪影響が及びにくくするには、架台３０の振動加速度を極力抑制することが好ましい。その際、架台３０の一次固有振動数が８０Ｈｚ未満であっても、振動加速度を小さくすることはできる。但し、架台３０の一次固有振動数を８０Ｈｚ以上とした場合、加振があった際に塗布装置１０が強く振動するのがこの一次固有振動数の周波数域となる。そして、塗布時に生じる段ムラ等のピッチは、この周波数に対応する。ところが、光学フィルム（光学補償フィルム、反射防止フィルム、等）の塗布膜は、この周波数であれば段ムラを生じにくく、塗布膜へ悪影響が及びにくい。その意味では、架台３０の一次固有振動数が１００Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、１２０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００５６】
更に、バックアップローラ２０前後のパスローラ１４、１７の一次固有振動数が２０Ｈｚ以上となっていることが好ましい（図１参照）。バックアップローラ２０前後のパスローラ１４、１７の一次固有振動数が２０Ｈｚ以上であることで、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。尚、共振を回避する意味では、パスローラの１次固有振動数は２０Ｈｚ以上となっていることが好ましく、３０Ｈｚ以上となっていることがより好ましく、５０Ｈｚ以上となっていることが更に好ましい。
【００５７】
また、本発明においては、架台３０の底面からバックアップローラ２０の中心までの高さＨ（図１参照）が１５００ｍｍ以下であることが好ましい。架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨが長いほど、ウエブのテンション変動に対してモーメントが発生しやすくなるため、塗布装置の振動が大きくなる。この振動を抑えるには、架台の底面からバックアップローラの中心までの高さＨは１５００ｍｍ以下であることが好ましく、１２５０ｍｍ以下となっていることがより好ましく、１０００ｍｍ以下となっていることが更に好ましい。
【００５８】
そして、本発明においては、架台３０のウエブ搬送方向の幅Ｌ（図１参照）が７５０ｍｍ以上であることが好ましい。ウエブのテンション変動に対して塗布装置はロッキング振動（ウエブ進行方向軸と重力方向軸に垂直な軸回りの振動）を起す。この振動を抑えるためには、架台の前記ウエブ搬送方向の幅Ｌが７５０ｍｍ以上であることが好ましく、１０００ｍｍ以上となっていることがより好ましく、１５００ｍｍ以上となっていることが更に好ましい。
【００５９】
このようなＨ及び／又はＬの範囲とすることで、更に膜の厚さ精度が高く、かつ、表面
が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【００６０】
塗布装置１０を使用した塗布膜の形成について説明する。塗布液としては、たとえば、粘度が１０ｍＰａ・ｓ以下であり、有機溶剤が含まれるものが使用できる。但し、これ以外の粘度のもの、有機溶剤が含まれないものも使用できる。
【００６１】
ウエブ１６としては、一般に、所定幅、所定長さで、厚さが２〜２００μｍ程度のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン−2,6 −ナフタレート、セルロースダイアセテート、セルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド等のプラスチックフイルム、紙、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンブテン共重合体等の炭素数が２〜１０のα−ポリオレフィン類を塗布又はラミネートした紙、金属板等からなる可撓性帯状物又は該帯状物を基材としてその表面に加工層を形成した帯状物が使用できる。
【００６２】
図１の光学補償シートの製造ラインにおいて、送り出し機６６よりウエブ１６を繰出しながら、塗布装置１０の塗布ヘッド１８のスリット１８Ｃ中における塗布液の平均流速を１００〜５００ｍｍ／秒となるようにポンプの流量を制御し、また、塗布直後の塗布膜２８の膜厚が所定の厚みとなるようにウエブ１６の搬送速度を制御して塗布を行なう。
【００６３】
塗布後の乾燥等において、塗布膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑な塗布膜２８が得られるように乾燥ゾーン７６、加熱ゾーン７８、紫外線ランプ８０等の設定を行なう。塗布、乾燥後のウエブ１６は巻取り機８２により巻取る。
【００６４】
上記一連の工程は、良好な無塵度及び最適な温湿度の環境下で実施されることが好ましい。したがって、クリーンルーム内で行なわれるのが好ましく、特に、塗布装置１０は、クラス１００以下の環境下に設置されるのが好ましい。
【００６５】
以上、本発明に係る塗布装置の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の態様が採り得る。
【００６６】
また、塗布装置１０の用途としても、光学補償フィルム等の光学フィルムのみならず各種の塗布に適用できる。
【実施例】
【００６７】
以下、本発明に係る塗布装置及び塗布方法の実施例について説明する。図１に示される光学補償シートの製造ラインの塗布装置１０を使用してウエブ１６に塗布膜を形成し、塗布面の状態を評価した。
【００６８】
塗布装置１０は、ＳＲＣ梁構造を有する建屋内の２階部分に設けられた塗布ステーション上に設置された。この建屋２階の塗布ステーション設置床面の一次固有振動数は１５Ｈｚであった。この床面上に、図２に示されるように、四隅にアクチュエータ３３…を組み込んだ塗布装置１０を設置した。塗布装置１０全体の一次固有振動数は１２０Ｈｚであった。
【００６９】
図４に示される塗布装置１０の、塗布用スリット１８Ｃの開口部幅（ウエブ１６走行方向における長さ）は１５０μｍであり、開口部長さは５０ｍｍである。塗布ヘッド１８の上流側リップランド長さは１ｍｍであり、下流側リップランド長さが５０μｍである。
【００７０】
ウエブ１６として厚さ１００μｍのセルロースアセテートフイルム（商品名：フジタック、富士フイルム（株）製）を用い、塗布液を塗布する前に長鎖アルキル変性ポリビニルアルコール（商品名：ポバールＭＰ−２０３、クラレ（株）製）の２重量％溶液を２５ｍｌ／ｍ２塗布し、６０°Ｃで１分間乾燥させて配向用樹脂層を形成した。
【００７１】
配向膜用樹脂層を予め形成したウエブ１６を送り出し機６６から送り出し、ラビング処理装置７０により配向膜用樹脂層の表面にラビング処理を施して配向膜を形成し、塗布装置１０に搬送して塗布を実施した。なお、ラビング処理におけるラビングローラ７２の回転速度を５．０ｍ／秒とし、ウエブ１６に対する押し付け力を９．８×１０−３Ｐａに設定した。
【００７２】
塗布液として、ディスコティツク化合物ＴＥ−（１）とＴＥ−（２）の重量比率４：１の混合物に光重合開始剤（商品名：イルガキュア９０７、日本チガイギー（株）製）を、１重量部を添加した４０重量％添加したメチルエチルケトン溶液である、液晶性化合物を含む溶液を用いた。更に、塗布後の表面状態を確認しやすくするために、塗布液に染料を添加した。
【００７３】
ウエブ１６の搬送速度を５０ｍ／分に設定し、塗布装置１０では、塗布時の湿潤膜厚が５μｍとなるように調整して塗布した。
【００７４】
乾燥ゾーン７６の設定温度を１００°Ｃとし、加熱ゾーン７８の設定温度を１３０°Ｃとした。乾燥ゾーン７６及び加熱ゾーンを通過したウエブ１６は、紫外線ランプ８０により紫外線照射された。これにより、液晶が架橋し、所望のポリマーが形成された。そして、巻取り機８２により、ポリマーが形成されたウエブ１６が巻き取られた。
【００７５】
図６は、上記実験を行なったときのバックアップローラが受ける力の角度（β）と水平方向及び鉛直方向の変位との関係を示している。βが大きくなると、ウエブによりバックアップローラは、水平方向に比べて鉛直方向に力が加えられる。そのため鉛直方向の最大変位が大きくなる。つまりメニスカス変動が大きくなる傾向を示す。
【００７６】
一方、βが小さくなると、ウエブによりバックアップローラは、鉛直方向に比べて水平方向に力が加えられる。つまりクリアランス変動が大きくなる傾向を示す。
【００７７】
膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得るには、メニスカス変動とクリアランス変動の両方を小さくすることが望まれる。しかし、図６から明らかなように、メニスカス変動とクリアランス変動はトレードオフの関係にある。したがって、一方の変動を小さくしようとすると、他方の変動が大きくなってしまう。
【００７８】
そこで、βの範囲を５０°〜７０°とすることで、メニスカス変動とクリアランス変動をバランスよく抑制することができる。これにより、膜の厚さ精度が高く、かつ、表面が平滑で塗布ムラのない塗布膜を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明に係る塗布装置が適用される光学補償シートの製造ラインを説明する説明図
【図２】塗布装置の設置された状態を示す斜視図
【図３】パスローラの位置とウエブの入射角を示す説明図
【図４】塗布ヘッドの一部を切り欠いた斜視図
【図５】能動型除振装置のシステム構成を説明する概念図
【図６】バックアップローラが受ける力の角度（β）と水平方向及び鉛直方向の変位との関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００８０】
１０…塗布装置、１４、１７…パスローラ、１５、９２…支柱、１６…ウエブ、１７…ガイドローラ、１８…塗布ヘッド（塗布液供給部）、２０…バックアップローラ、２８…塗布膜、３０…架台、３１…塗布ヘッド架台、３２…能動型除振装置、３３，４２…アクチュエータ、６６…送り出し機、６８…ガイドローラ、７６…乾燥ゾーン、７８…加熱ゾーン、８０…紫外線ランプ、８２…巻取り機、９４…回転軸、
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向に走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、
前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、
前記塗布液供給部と前記バックアップローラとを上面で支持する一の架台と、
前記架台の底面に設けられた能動型除振装置と、
前記ウエブの張力による前記バックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、前記ウエブを前記バックアップローラに案内するパスローラと、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記バックアップローラ前後のパスローラの一次固有振動数が２０Ｈｚ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記架台の底面から前記バックアップローラの中心までの高さが１５００ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記架台の前記ウエブ搬送方向の幅が７５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗布装置を使用した塗布方法であって、
前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数を１０Ｈｚ以上とすることを特徴とする塗布方法。
【請求項１】
長手方向に走行するウエブを外周面で支持するバックアップローラと、
前記バックアップローラと一定間隔を離れて対向配置され、塗布液をウエブに供給する塗布液供給部と、
前記塗布液供給部と前記バックアップローラとを上面で支持する一の架台と、
前記架台の底面に設けられた能動型除振装置と、
前記ウエブの張力による前記バックアップローラが受ける力の方向を、水平に対して５０°〜７０°の角度となるよう、前記ウエブを前記バックアップローラに案内するパスローラと、
を備えることを特徴とする塗布装置。
【請求項２】
前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項３】
前記能動型除振装置が、センサで検知した振動成分に基づきフィードバック制御及びフィードフォワード制御してアクチュエータを作動させ、能動的に除振を行う装置である請求項１に記載の塗布装置。
【請求項４】
前記架台の一次固有振動数が８０Ｈｚ以上である請求項１〜３のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項５】
前記バックアップローラ前後のパスローラの一次固有振動数が２０Ｈｚ以上である請求項１〜４のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項６】
前記架台の底面から前記バックアップローラの中心までの高さが１５００ｍｍ以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項７】
前記架台の前記ウエブ搬送方向の幅が７５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の塗布装置。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか１項に記載の塗布装置を使用した塗布方法であって、
前記塗布装置が設置される床面の一次固有振動数を１０Ｈｚ以上とすることを特徴とする塗布方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１０−４６６４７（Ｐ２０１０−４６６４７Ａ）
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１５８２３（Ｐ２００８−２１５８２３）
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２５日（２００８．８．２５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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