説明

塗布装置及び塗布方法

【課題】スリットノズルにおける塗布液の漏れを防止する性能を高める。
【解決手段】吐出幅変更手段9は、スリットノズル10に形成されている幅方向に長い孔15及びスリット16に設けられ、幅方向に移動することによりスリット16からの塗布液の吐出幅Dを変更する。吐出幅変更手段9は、孔15の内壁面15aに接触するO形の弾性部材41を有し孔15を塗布液側とその幅方向外側とに区画するシール本体部18と、スリット16内で塗布液が幅方向外側へ流れ出るのを規制すると共に、弾性部材41よりも硬質であって当該弾性部材41の外周の一部に端縁部57が食い込んでいる薄板状のスペーサ17とを有している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、基板に対して塗布液を吐出するスリットノズルを備えた塗布装置及びこの塗布装置によって行われる塗布方法に関する。
【背景技術】
【0002】
太陽電池パネルには、光電変換を行うための基板が用いられており、この基板は、ガラス基板に対して所定の塗布液を塗布して塗膜を形成する工程を経て製造されている。
この塗膜を形成するために、幅方向に長い孔及びこの孔と連通している幅方向に長いスリットが形成されたスリットノズルを備えた塗布装置を用いることが可能であり、前記孔に供給した塗布液を前記スリットを通じて吐出させることにより、ガラス基板上に塗布液による塗膜が形成される。
【0003】
また、このスリットノズルに、スリットからの塗布液の吐出幅を変更する吐出幅変更手段が設けられた塗布装置が知られている。吐出幅変更手段は、孔に設けられたシール本体部と、スリットに設けられた薄板状のスペーサとを有し、シール本体部は、孔の内壁面に接触するシール面を有しており、この孔においてシール本体部よりも幅方向外側に塗布液が漏れるのを防止している。スペーサは、スリットの隙間量と同等かスリットの隙間量よりも僅かに小さい厚さに設定されており、スリット内で塗布液がそれ以上幅方向外側へ流れ出るのを規制している。このスペーサによって吐出幅が規定され、そして、シール本体部と共にスペーサを幅方向に移動させることで、吐出幅を変更することが可能となる。
【0004】
このような吐出幅変更手段として、例えば特許文献1に記載のものがあり、図6(a)の概略図に示しているように、この吐出幅変更手段は、スリットノズル内の幅方向に長い孔90に設けられたシール部材91と、スリット92内に設けられた薄板状のスペーサ93とを有している。
また、別の吐出幅変更手段として、特許文献2に記載のものがあり、図6(b)の概略図に示しているように、帯状金属箔が円筒基体94の外周に巻回された第1部分95aとスリット92に配置される薄い第2部分95bとを有する本体部95と、前記第1部分95aを介して円筒基体94に外装させたC形パッキン96とを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平4−222660号公報
【特許文献2】特開平6−114317号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記特許文献1に記載の構成は、シール部材91とスペーサ93との位置を幅方向に異ならせて隣接配置している。つまり、シール部材91の止水線とスペーサ93の止水線とが、同一断面内で連続していない。このため、シール部材91とスペーサ93との境界部99において塗布液が漏れるおそれがある。
また、前記特許文献2では、C形パッキン96に幅方向に長いスリット部97が形成されており、このスリット部97においてC形パッキン96が前記第2部分95bの基端部(裾部)を挟む構成である。このスリット部97と第2部分95bの基端部との間で液漏れを防ぐためには、両者間を確実に隙間なく密着させる必要があるが、これらC形パッキン96と本体部95とを一体としてスリットノズル内を幅方向に進退移動させると、C形パッキン96のうち、ねじれ剛性の低いスリット部97において、内周側端部98aから外周側端部98bがめくれてしまい、隙間が発生して塗布液が漏れる原因となる。
このように、従来の吐出幅変更手段では、スリットノズルにおける塗布液の漏れを防止する性能が低いという問題がある。
【0007】
そこで、本発明の目的は、スリットノズルにおける塗布液の漏れを防止する性能が高い構成を備えた塗布装置及びこの塗布装置によって行われる塗布方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、幅方向に長い孔及びこの孔と連通している幅方向に長いスリットが形成され当該孔に供給された塗布液が当該スリットを通じて吐出されるスリットノズルと、前記孔及び前記スリットに設けられ幅方向に移動することにより当該スリットからの塗布液の吐出幅を変更する吐出幅変更手段とを備え、前記吐出幅変更手段は、前記孔の内壁面に接触するO形の弾性部材を有し当該孔を塗布液側とその幅方向外側とに区画するシール本体部と、前記スリット内で塗布液が幅方向外側へ流れ出るのを規制すると共に、前記弾性部材よりも硬質であって当該弾性部材の外周の一部に端縁部が食い込んでいる薄板状のスペーサとを有していることを特徴とする。
【0009】
本発明によれば、シール本体部が有するO形の弾性部材と、この弾性部材の外周の一部に端縁部が食い込んでいるスペーサとによって、スリットの一面から孔の内壁面を経てスリットの他面まで連続する止水線が、同一断面内に形成される。この連続する止水線により、スリットノズルにおける塗布液の漏れを防止する性能を高めることが可能となる。そして、スペーサの端縁部が食い込んでいる部分は弾性部材の径方向の局所範囲に限定されるので、シール本体部の進退移動時に弾性部材がめくれることなく、液漏れ防止の性能を維持することが可能となる。
【0010】
また、前記O形の弾性部材は、前記スペーサの前記端縁部が食い込んだ状態で当該端縁部の形に沿って変形しているスポンジゴムからなるのが好ましい。
この場合、弾性部材のうちスペーサの端縁部が食い込む部分(被食い込み部)は、端縁部の形状に追従して凹んで変形しやすいため、端縁部と弾性部材(被食い込み部)とに隙間が生じにくく、スペーサと弾性部材との境界部から塗布液が漏れるのを容易に防止することができる。これにより、簡素な構成で液漏れ防止の性能を高めることが容易となる。
【0011】
また、前記シール本体部は、前記O形の弾性部材の拡径及び拡径の解除を切り替えて行う拡径部材を有しているのが好ましい。
この場合、拡径部材によってO形の弾性部材を拡径させた状態で、孔の内壁面と弾性部材との間の接触面圧を確保することができ、液漏れ防止の性能を高めることができる。そして、この弾性部材の拡径を解除した状態では、弾性部材の外周が孔の内周壁に接触する力を弱くすることができ、接触抵抗を低減させ、この弾性部材を有するシール本体部を孔に沿って進退移動させる作業が容易となる。
【0012】
また、前記拡径部材は、前記O形の弾性部材に対して幅方向に接離可能であって、当該弾性部材に接近することにより当該弾性部材の内周に挿入状態となって当該弾性部材を拡径させるテーパ外周面を有するのが好ましい。
この場合、拡径部材を弾性部材に接近させることにより、当該弾性部材をテーパ外周面によって拡径させることができ、また、拡径部材を弾性部材から離反させることで、弾性部材の弾性復元力により、拡径を解除することができる。これにより、液漏れ防止の性能を再現良く発現させることが可能となる。
【0013】
また、前記吐出幅変更手段は、前記孔内を幅方向に進退移動可能であるシャフトを有し、前記シール本体部は、前記スペーサを保持していると共に前記シャフトに対して幅方向の移動が制限されかつ当該シャフトに隙間をあけて外嵌して取り付けられている環状のピストンを有しているのが好ましい。
この場合、ピストンは、シャフトに対して幅方向の移動が制限されているので、シャフトを進退移動させることでピストンを孔に沿って進退移動させることができ、また、このピストンはスペーサを保持しているので、ピストンと共にスペーサをスリットに沿って進退移動させることができる。つまり、スペーサを幅方向に進退移動させることによって行われる吐出幅の変更操作を、前記シャフトを用いて行うことが可能となる。
そして、環状のピストンは、シャフトに隙間をあけて外嵌して取り付けられているので、このシャフトの進退移動軸をスリットの中心平面と厳密に一致させなくとも、さらにはシャフトを周方向に回転して進退移動させたとしても、ピストン及びスペーサの自立姿勢には影響を与えず、スペーサがスリットに強く接触して双方が傷付き液漏れ防止の性能が低下することを防止できる。これにより、シャフトの進退移動距離が長く吐出幅の変更量が大きなスリットノズルであっても、液漏れ防止の性能を高めることが容易に実現可能となる。
【0014】
また、前記ピストンは、前記孔に対して同心状に位置決めするための位置決め部を外周側の幅方向中心の一部に有しているのが好ましく、この場合、ピストンに保持されているスペーサを、スリットにおいて塗布液の流れる方向に関して位置決めして、スペーサの液漏れ防止の性能を容易に高めることができる。
【0015】
また、本発明は、前記塗布装置によって、塗布液による塗膜を基板に形成する塗布方法であって、前記塗膜の幅方向寸法を、前記吐出幅変更手段が有する前記シール本体部と前記スペーサとの位置調整により規定することを特徴とする。
本発明によれば、塗布液の漏れを防止する性能が高いスリットノズルによる塗布液の塗布が可能となり、所望の幅の塗膜を基板に形成することができる。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、スリットの一面から孔の内壁面を経てスリットの他面まで連続する止水線が、同一断面内に形成されるので、この連続する止水線により、スリットノズルにおける液漏れを防止する性能を高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の塗布装置の実施の一形態を示す概略図である。
【図2】スリットノズルを正面から見た断面図である。
【図3】幅方向に見たスリットノズルの下部を拡大して示した断面図である。
【図4】スリットノズルに設置された塗布幅変更手段の正面図である。
【図5】塗布幅変更手段の分解図である。
【図6】従来の塗布装置の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の塗布装置の実施の一形態を示す概略図である。この塗布装置は、基台1と、基台1に設けられたガイド部材2と、ガイド部材2によって前後方向に移動可能であり基板Wを載置可能なステージ3と、このステージ3を前後方向に移動させる駆動部4とを備えている。そして、この塗布装置は、ステージ3上の基板Wに対して塗布液を吐出して塗布するスリットノズル10を備えている。基板Wは、矩形の枚葉部材であり、本実施形態では太陽電池パネル用のガラス基板である。
【0019】
ガイド部材2は、ステージ3を前後方向に誘導するガイドであり、駆動部4がステージ3を前後方向に移動させる。駆動部4は、例えばサーボモータ(図示せず)により回転するボールねじ機構を有しており、このボールねじ機構によって、ステージ3の前後方向の移動及びその移動位置を制御することができる。
ステージ3は、その上面に基板Wを載せることができ、また、この基板Wを例えばエア吸引力又は静電力によって保持する(固定する)ことができる。
また、基台1にはスリットノズル用支柱(図示せず)が設けられており、この支柱にスリットノズル10は固定されている。
【0020】
図2は、スリットノズル10を正面から見た断面図である。図3は、幅方向に見たスリットノズル10の下部を拡大して示した断面図である。図1〜図3において、スリットノズル10は、金属製であり、ブロック状の幅方向に長い本体ブロック14と、フロントリップ12と、リアリップ13とを有しており、リップ12,13は、前後方向に隙間をあけて配置され、本体ブロック14と一体となっている。本体ブロック14内には幅方向に長い孔(マニホールド)15が形成されており、この孔15は、リップ12,13間に形成された幅方向に長いスリット16と連通している。このスリット16の長手方向は、塗布装置の幅方向と一致しており、この幅方向に直交する方向が前後方向である。
本実施形態では(図1参照)、フロントリップ12と一体である第1本体ブロック14aと、リアリップ13と一体である第2本体ブロック14bとを組み立てることにより、孔(マニホールド)15とスリット16とが形成されている。前記本体ブロック14は、第1本体ブロック14aと第2本体ブロック14bとからなる。
【0021】
図1において、塗布装置は、更に、塗布液Lを蓄えているタンク5と、ポンプ及びバルブを有するポンプユニット6と、塗布液Lが流れるパイプ7とを備えており、ポンプユニット6が駆動することでタンク5内の塗布液Lをパイプ7を通じてスリットノズル10の前記孔15に供給することができる。そして、この孔15に供給された塗布液Lが、スリット16を通じて吐出され、基板W上に塗布される。つまり、スリット16が、塗布液Lが吐出される吐出口11となる。
以上のように、スリットノズル10には、スリット16からなる吐出口11が形成されており、塗布液Lをこの吐出口11から基板Wに対して吐出して塗布することができる。吐出口11から連続的に吐出された塗布液Lは、幅方向に長い帯状となって吐出され、これと同時に、前記駆動部4によって基板Wを保持したステージ3が後方へ移動し、これにより、基板W上に塗布液Lによる塗膜Sが形成される。なお、塗膜Sの幅方向の寸法を塗布幅Bと呼ぶ。
【0022】
また、この塗布装置は、図2に示しているように、スリットノズル10の孔15及びスリット16に設けられ、幅方向に移動することによりスリット16からの塗布液の吐出幅Dを変更する吐出幅変更手段9を備えている。図4は、スリットノズル10に設置された塗布幅変更手段9の正面図であり、図5は、塗布幅変更手段9の分解図である。吐出幅変更手段9は、スリットノズル10の幅方向両側に設けられているが、図4と図5では、図2の幅方向一方側(左側)に設けられている塗布幅変更手段9を示している。
吐出幅変更手段9は、孔15に設けられているシール本体部18と、スリット16に設けられているスペーサ17とを有している。なお、図1に示しているポンプユニット6から供給される塗布液Lは、幅方向両側にあるシール本体部18の間に供給される。また、図3は、図4のV矢視の断面図である。
【0023】
さらに、図4において、吐出幅変更手段9は、孔15内を幅方向に進退移動可能であるシャフト40を有しており、このシャフト40にシール本体部18が取り付けられている。また、シール本体部18とスペーサ17とは一体となっているため、シャフト40を幅方向に進退移動させることで、スペーサ17及びシール本体部18を幅方向に変位させることができる。シャフト40は、直線的な部材であり、その端部には、径方向外側へ拡大しているフランジ部40aを有しており、途中部にねじ40bが形成されている。
【0024】
スペーサ17は、スリット16に設けられる薄板部材であり(図3参照)、スリット16の幅(前後方向の寸法)より僅かに薄い。スペーサ17は、後述する弾性部材41,42よりも硬質の部材からなり、本実施形態では金属製であり、例えばステンレス製とすることができる。スペーサ17は、スリット16内において塗布液がそれ以上幅方向外側へ流れ出るのを規制することができる。特に本実施形態では、スリット16とスペーサ17の両側面との2つの隙間(両側の隙間)の合計は1μm〜10μmに設定されており、低粘度の塗布液であってもスペーサ17は当該スペーサ17よりも幅方向外側へ漏れるのを防ぐことができる。
このため、スペーサ17によって、塗布液が吐出される幅となる吐出口11の幅方向寸法(吐出幅D)が規定され、また、このスペーサ17を幅方向に移動させることで、吐出口11の幅方向寸法(吐出幅D)を変更することができる。つまり、吐出口11の幅方向寸法は、塗布液Lを吐出可能とする幅寸法を意味し、この吐出幅Dを変更することにより塗布液による塗布幅Bを変更することができる。このスペーサ17(塗布幅変更手段9)により、スリットノズル10を交換することなく、塗布幅Bを様々な値に変更することができる。なお、スリット16内におけるスペーサ17の幅方向寸法は、液漏れ防止性能や進退移動時の抵抗、ならびに取り扱い易さなどを考慮して適宜定めることができる。本実施形態では、スペーサ17の幅方向寸法を50mmに設定している。また、本実施形態では、スペーサ17は1枚の薄板部材により構成されているが、複数枚の薄板部材を重ねて使用することも可能である。
【0025】
シール本体部18は、孔15の内壁面15aに接触するO形(環状)の第1の弾性部材41を有しており、本実施形態では、更に、孔15の内壁面15aに接触するO形の第2の弾性部材42、環状(円筒形)であるピストン43、環状である第1の拡径部材44、環状である第1のリング部材45、環状である第2の拡径部材46、環状である第2のリング部材47、及び、円筒状のスリーブ部材48を有している。
【0026】
スリーブ部材48には、シャフト40のねじ40bに螺合する雌ねじ48aが形成されており、このスリーブ部材48を一方向に回してシャフト40に螺合(図4では右側へ螺進)させることで、このスリーブ部材48とシャフト40のフランジ部40aとの間で、弾性部材41,42及びピストン43等を幅方向に締め付けて圧縮力を作用させることができ(これを、以下、締め付け動作という)、これら弾性部材41,42及びピストン43等は、シャフト40に対して幅方向の移動が規制された状態となる(この状態を締め付け状態という)。この状態でシャフト40を幅方向に移動させることにより、ピストン43及びこのピストン43に保持されているスペーサ17を幅方向に移動させることができる。
【0027】
これに対して、スリーブ部材48を他方向に回すと前記締め付けを解除することができ(この状態を非締め付け状態という)、弾性部材41,42及びピストン43等は、幅方向の移動が所定の範囲で許容される状態となる。つまり、幅方向の移動が所定の範囲内に制限された状態となる。また、この非締め付け状態では、拡径部材44,46は、O形の弾性部材41,42に対して、幅方向に離反した状態となることができ、また、前記締め付け動作によれば、拡径部材44,46は、O形の弾性部材41,42に対して、幅方向に接近した状態となる。つまり、拡径部材44,46は、弾性部材41,42に対して幅方向に接離可能である。
【0028】
ピストン43は、スペーサ17を固定しており、ピストン43とスペーサ17とは一体として移動する。また、ピストン43は、上記のとおり、シャフト40に対して幅方向の移動が規制又は制限された状態となるが、シャフト40に隙間をあけて外嵌して取り付けられているので、各状態であっても、ピストン43は周方向に回転することが可能となる。つまり、ピストン43の内径は、当該ピストン43が外嵌しているシャフト40の軸部における外径よりも、大きく設定されている。また、ピストン43の幅方向の寸法は、スペーサ17の幅方向の寸法よりも小さく、スペーサ17はピストン43よりも幅方向両側に突出している。そして、ピストン43よりも幅方向両側に突出した部分において、スペーサ17は、スリット16から孔15の中心側に向かって僅かに突出している。このため、後にも説明するが、スペーサ17の端縁部57は、ピストン43の幅方向両側に設けられる第1の弾性部材41及び第2の弾性部材42の外周に、接触することができる。
【0029】
図5において、第1の弾性部材41は、環状のスポンジゴムからなり、第1の拡径部材44と第1のリング部材45との間に介在している。また、第2の弾性部材42は、環状のスポンジゴムからなり、第2の拡径部材46と第2のリング部材47との間に介在している。第1の弾性部材41と第2の弾性部材42とは同じものであり、それぞれは非締め付け状態で、その外径が孔15(内壁面15a)の内径よりも僅かに小さい(又はほぼ同じである)。そして、前記締め付け動作によれば、拡径部材44(46)は弾性部材41(42)をリング部材45(47)との間で幅方向に圧縮することで弾性部材41(42)を拡径させることができる。
【0030】
第1の拡径部材44は、第1の弾性部材41側に、テーパ外周面44aを有しており、非締め付け状態で、テーパ外周面44aの小径側端部の外径は弾性部材41の内径よりも小さく、大径側端部の外径は、弾性部材41の内径よりも大きく設定されている。このため、スリーブ部材48による前記締め付け動作によって、このテーパ外周面44aを弾性部材41に接近させ、前記締め付け状態とすると、テーパ外周面44aが弾性部材41の内周に挿入状態となって当該弾性部材41を弾性変形させ、拡径させることができる。
【0031】
第1のリング部材45の第1の拡径部材44側には、テーパ内周面45aが形成されており、テーパ内周面45aは、前記テーパ外周面44aを挿入させ、このテーパ外周面44aとの間で前記弾性部材41を挟むことができる。第1の拡径部材44及び第1のリング部材45は、弾性部材41よりも硬質の部材からなり、例えば金属製である。
これら第1の拡径部材44及び第1のリング部材45によれば、前記締め付け状態では、弾性部材41を弾性的に拡径させることができ、拡径した弾性部材41の外径は、孔15が無いと仮定した場合、当該孔15(内壁面15a)の内径よりも大きくなることができる。このため、孔15に存在している弾性部材41の外周面は、内壁面15aに潰れ代を有して密着した状態となり、塗布液の漏れを防止することができる。
【0032】
第2の拡径部材46、第2の弾性部材42及び第2のリング部材47の構成及び機能は、第1の拡径部材44、第1の弾性部材41及び第1のリング部材45と同じであるので、ここでは詳細は省略するが、第2の弾性部材42は、第1の弾性部材41による密封機能(塗布液Lの漏れ防止)と、シール本体部18の姿勢保持機能(ピストン43と孔15の内壁面15aの接触防止)を補助するために設けられている。
【0033】
以上のように、前記締め付け状態では、弾性部材41,42を拡径させ塗布液の漏れを防止することができ、シール本体部18は、孔15を塗布液側(塗布液が充填されている側)とその幅方向外側(大気側)とに区画することができる。そして、前記非締め付け状態に切り替えると、弾性部材41,42の拡径を解除することができる。つまり、拡径部材44,46(及びリング部材45,47)は、O形である弾性部材41,42の拡径及び拡径の解除を切り替えて行うことができる。
【0034】
そして、薄板状であるスペーサ17は金属製であるのに対して、弾性部材41,42はスポンジゴムである。このように、スペーサ17は弾性部材41,42よりも硬質であるので、前記締め付け状態では、図3に示しているように、スペーサ17の端縁部57は、孔15内で拡径しようとする弾性部材41(42)の外周の一部58に食い込んだ状態となる(入り込んだ状態となる)。そして、この食い込んだ状態は、弾性部材41(42)の幅方向全長にわたって生じている。
【0035】
なお、弾性部材41,42は、自由状態では、凹みの無い連続した環状の面からなる外周面を有しているスポンジゴムであるが、この弾性部材41,42にスペーサ17の端縁部57が食い込んだ状態では、その食い込んでいる部分(前記一部58)において、当該端縁部57の形に沿って断面矩形の凹形に変形している。このような変形は、弾性部材41,42がスポンジゴムであり断面変化に追従しやすいため生じることができる。スポンジゴムの硬度は、日本ゴム協会標準規格(SRIS0101)で規定されているアスカーC硬度で20〜50の範囲であることが好ましい。硬度が小さすぎると拡径させた際の塗布液の漏れ防止が困難となり、大きすぎると前記断面変化の追従が困難となりやすい。
また、スペーサ17の端縁部57が食い込む寸法、すなわち図3に示すスペーサ17の端縁部57からスリット16の入り口(孔15との境界部)までの距離Hは、スポンジゴムの硬度、すなわち前記断面変化の追従性や耐久性、ならびにスペーサ17の後述する位置決め精度(距離Hの寸法公差)などを考慮して定められることが好ましく、本実施形態では0.2mm〜1mmの範囲内に設定されている。
また、スポンジゴムの幅方向の厚さは、2mm〜5mmの範囲内に設定されているのが好ましい。厚さが薄すぎると前記密閉機能を充分に発現させることが困難となり、厚すぎると前記締め付け状態において孔15の内壁面15aとの接触抵抗が大きくシャフト40を幅方向に移動させるのに必要な力が過大となる。さらにまた、弾性部材41,42の径方向の肉厚は、前記距離Hに対して十分に大きな値でありかつ孔15の内径が大きくなりすぎない範囲に設定され、5mm〜10mmの範囲であることが好ましい。
なお、本実施形態では、液漏れを防ぐために、弾性部材41,42は、独立気泡による多孔質のスポンジゴムであるが、スポンジゴム単体において液の浸透が無い程度に細かい気泡であれば、独立気泡でなくてもよい。スポンジゴムの材質は、耐溶剤性の点からシリコンゴム、EPDMゴム、フッ素ゴムが好適である。
【0036】
以上、本実施形態に係る塗布装置によれば、弾性部材41(42)と、この弾性部材41(42)の外周の一部58に端縁部57が食い込んでいるスペーサ17とによって、図3に示しているように、スリット16の一面61から、孔15の内壁面15aの全周(スリット16部分を除く)を経て、スリット16の他面62まで連続する止水線(図4では二点鎖線で示す線)が、同一断面内に形成される。なお、スリット16においては、スペーサ17によって、前記止水線から塗布液側の領域においても、塗布液の浸入を防ぐことができ、スペーサ17の側端縁59によって吐出幅Dが規定される。
この連続する止水線により、スリットノズル10における塗布液の漏れを防止することができ、さらに、本実施形態では、弾性部材41(42)はスポンジゴムからなるため、弾性部材41(42)のうちスペーサ17の端縁部57が食い込む部分(前記一部58)は、端縁部57の形状に追従して凹んで変形しやすい。このため、端縁部57と弾性部材(前記一部58)とに隙間が生じにくく、弾性部材41(42)とスペーサ17との境界部から、塗布液Lが漏れるのを防止することができる。また、本実施形態によれば、このように液漏れを防止する機能を簡単な構成により実現することができる。
なお、本実施形態では、弾性部材41(42)はスポンジゴムからなるが、スポンジゴムと同等の機能が得られる軟質ゴムで代用することも可能である。
【0037】
そして、前記実施形態に係る吐出幅変更手段9(スペーサ17及びシール本体部18)を、シャフト40を用いてスリットノズル10に装着する方法について説明する。なお、図1に示しているように、スリットノズル10において、孔15及びスリット16は、少なくとも吐出幅変更手段9が幅方向に進退移動する範囲において、幅方向に同じ断面形状を有して直線的に形成されており、スリットノズル10の幅方向端面において、同じ断面形状で開口している。
【0038】
まず、図5に示しているように、シャフト40に、拡径部材44,46、弾性部材41,42、リング部材45,47、スペーサ17が固定されているピストン43、及び、スリーブ部材48を外嵌させ、スリーブ部材48をシャフト40に一部について螺合させ、非締め付け状態とする。この状態で、スペーサ17及び弾性部材41等を、スリットノズル10の幅方向端面から、孔15及びスリット16に挿入する。
【0039】
この挿入開始の際、スペーサ17と一体であるピストン43は、シャフト40に対して充分な隙間をあけて外嵌して取り付けられているので、ピストン43はシャフト40に拘束されていない。このため、シャフト40を、ひねり、揺れ動かすような挙動を伴いながら挿入したとしても、この挙動は、ピストン43及びスペーサ17の姿勢には影響を与えず、スペーサ17がスリット16に強く接触して傷が付くのを防止することができる。なお、前記隙間は、前記シャフト40の挙動を許容する程度の隙間量に設定されており、これを実現すべくピストン43の内径が設定されている。
【0040】
さらに、ピストン43及びスペーサ17が、孔15及びスリット16に完全に挿入された状態においても、同様に、前記シャフト40の挙動は、ピストン43及びスペーサ17の姿勢には影響を与えない。また、この挿入は、前記非締め付け状態であることから、弾性部材41(42)は拡径しておらず、その外周が孔15の内壁面15aに強く接触することはない。このため、接触抵抗を低減させ、シール本体部18を孔15に沿って移動させる作業が容易となる。なお、上述した吐出幅変更手段9の挿入作業をより一層スムーズに行うために、スリットノズル10には、その幅方向端面における孔15とスリット16との開口面積を拡大するような挿入案内面(例えば面取り)を設けても良い。
以上より、スペーサ17と一体であるピストン43のスムーズな挿入作業が可能となり、特に、薄いスペーサ17が曲がったり、傷が付いたりするのを防止することができる。
【0041】
そして、スペーサ17及びシール本体部18が所望の位置に到達すると、スリーブ部材48をさらにシャフト40に螺合させ前記締め付け状態とする。この状態では、拡径部材44(46)とリング部材45,47との間で弾性部材41(42)を幅方向に圧縮し、前記テーパ外周面44a(46a)との協働により、弾性部材41(42)を拡径させる。これにより、孔15の内壁面15aと弾性部材41(42)との間の接触面圧を十分に確保することができ、塗布液の漏れを防止することができる。
この状態で、塗布作業が実行される。すなわち、前記実施形態にかかる塗布装置(図1参照)によって、塗布液による塗膜Sを基板Wに形成する塗布方法では、塗膜Sの幅方向寸法は、吐出幅変更手段9が有するシール本体部18とスペーサ17との位置調整により、規定される。また、本実施形態では、シール本体部18とスペーサ17とは一体となっており、このシール本体部18がシャフト40に取り付けられているため、当該シャフト40を幅方向に進退移動させることで、スペーサ17及びシール本体部18を幅方向に変位させる(位置調整する)ことができる。
【0042】
また、本実施形態では、ピストン43は、弾性部材41(42)よりも硬質の部材、例えば金属製(ステンレス製)とすることができ、その外径は、孔15(内壁面15a)の内径よりも十分に小さい。そこで、このピストン43の外周側に、位置決め用の部材49が取り付けられている。この部材49は、スリット16側を除くほぼ全周にわたってピストン43に巻かれた状態として設けられており、その外径はピストン43の最大外径よりも大きく、孔15の内壁面15aとの間に所定の僅かな隙間を形成するために、孔15の内径よりも僅かに小さくなるようにして取り付けられている。この僅かな隙間により、ピストン43の幅方向の移動とスペーサ17がスリット16内で自立して存在することが保証される。そして、この僅かな隙間の範囲内で、ピストン43は孔15と同心状に位置合わせがされ、このピストン43に固定されているスペーサ17は、スリット16において塗布液の流れる方向に関して位置決めされる。つまり、ピストン43は、シャフト40に十分に隙間をあけて取り付けられており、スペーサ17を保持しているピストン43は径方向について位置が不安定となるが、この部材49により、その位置を所定の範囲内で安定させる(位置決めする)ことができる。しかも、この部材49は、全周にわたって設けられておらず、また、ピストン43の幅方向中心の一部にのみ設けられているので、上記のようなピストン43及びスペーサ17のスムーズな挿入作業を阻害することがない。また、この部材49と孔15の内壁面15aとの僅かな隙間の大きさは、孔15の形状のバラツキを考慮しながら、上述した距離Hに対して十分に小さくなるように設定されており、具体的には0.05mm〜0.5mmの範囲で設定されているのが好ましい。そして、この位置決め用の部材49は、内壁面15aを保護する(傷防止)ために、例えば樹脂製(フッ素樹脂製)とすることができ、市販されているウエアリングを適用することができる。ピストン43が本実施形態のような金属製ではなく、例えば孔15の内壁面15aを傷つける恐れのない樹脂製とした場合には、位置決め用の部材49を取り付ける構成ではなく、ピストン43の外周を加工して位置決め部を設ける構成とすることも可能である。
【0043】
また、シャフト40を幅方向に移動させることにより、シール本体部18及びスペーサ17を幅方向に移動させて吐出幅Dを変更する場合、スリーブ部材48を緩めて前記非締め付け状態としてもよいが、締め付け状態のままでもよい。この締め付け状態において、ピストン43及びスペーサ17の姿勢や所在位置は、スペーサ17のスリット16内での自立状態と上記位置決め用の部材49によって定められ、スリット16に対するシャフト40の軸線の位置や傾きには影響されない。言い換えると、シャフト40の軸線の位置や傾きは、ピストン43及びスペーサ17の姿勢や位置により定まる。それゆえに、進退移動軸をスリット16の中心平面と厳密に合わせるような位置決めをしてシャフト40を精密に進退移動操作しなくとも、スペーサ17の姿勢には影響を与えず、スペーサ17がスリット16に強く接触して、薄いスペーサ17が曲がったり、傷が付いたりするのを防止することができる。
以上で説明した塗布幅変更手段9の構成により、本発明のスリットノズル10は、吐出幅の変更量が大きなスリットノズルであっても、液漏れ防止の性能を高めることが可能である。さらに、粘度が10mPa・s以下と低粘度の塗布液を安定に塗布するために、スリット16の前後方向の寸法が、例えば0.1mm程度と非常に小さく設定されたスリットノズルであっても、薄く折れ曲がりやすいスペーサ17を損傷させることなくスリット16に挿入し、進退移動をさせることができるので、液漏れ防止の性能を高めることが可能である。
【0044】
なお、シャフト40を幅方向に移動させる手段としては、作業員が手作業により行ってもよいが、アクチュエータ(図示せず)を用いて自動化させてもよい。
また、本発明の塗布装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。本実施形態の駆動部4は、基台1に固定状態にあるスリットノズル10に対して、基板Wを保持したステージ3を前方へ移動させる形態として説明したが、これとは反対に、固定状態にあるステージ3に対してスリットノズル10を移動させる構成であってもよい。つまり、駆動部4は、スリットノズル10と基板Wとを相対的に前後方向に移動させればよい。
【符号の説明】
【0045】
9:吐出幅変更手段、 10:スリットノズル、 15:孔、 15a:内壁面、 16:スリット、 17:スペーサ、 18:シール本体部、 40:シャフト、 41:第1の弾性部材、 42:第2の弾性部材、 43:ピストン、 44:第1の拡径部材、 44a:テーパ外周面、 46:第2の拡径部材、 46a:テーパ外周面、 57:端縁部、 58:外周の一部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
幅方向に長い孔及びこの孔と連通している幅方向に長いスリットが形成され当該孔に供給された塗布液が当該スリットを通じて吐出されるスリットノズルと、
前記孔及び前記スリットに設けられ幅方向に移動することにより当該スリットからの塗布液の吐出幅を変更する吐出幅変更手段と、を備え、
前記吐出幅変更手段は、
前記孔の内壁面に接触するO形の弾性部材を有し当該孔を塗布液側とその幅方向外側とに区画するシール本体部と、
前記スリット内で塗布液が幅方向外側へ流れ出るのを規制すると共に、前記弾性部材よりも硬質であって当該弾性部材の外周の一部に端縁部が食い込んでいる薄板状のスペーサと、を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項2】
前記O形の弾性部材は、前記スペーサの前記端縁部が食い込んだ状態で当該端縁部の形に沿って変形しているスポンジゴムからなる請求項1に記載の塗布装置。
【請求項3】
前記シール本体部は、前記O形の弾性部材の拡径及び拡径の解除を切り替えて行う拡径部材を有している請求項1又は2に記載の塗布装置。
【請求項4】
前記拡径部材は、前記O形の弾性部材に対して幅方向に接離可能であって、当該弾性部材に接近することにより当該弾性部材の内周に挿入状態となって当該弾性部材を拡径させるテーパ外周面を有する請求項3に記載の塗布装置。
【請求項5】
前記吐出幅変更手段は、前記孔内を幅方向に進退移動可能であるシャフトを有し、
前記シール本体部は、前記スペーサを保持していると共に前記シャフトに対して幅方向の移動が制限されかつ当該シャフトに隙間をあけて外嵌して取り付けられている環状のピストンを有している請求項1から4のいずれか一項に記載の塗布装置。
【請求項6】
前記ピストンは、前記孔に対して同心状に位置決めするための位置決め部を外周側の幅方向中心の一部に有している請求項5に記載の塗布装置。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載の塗布装置によって、塗布液による塗膜を基板に形成する塗布方法であって、
前記塗膜の幅方向寸法を、前記吐出幅変更手段が有する前記シール本体部と前記スペーサとの位置調整により規定することを特徴とする塗布方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−196598(P2012−196598A)
【公開日】平成24年10月18日(2012.10.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−60699(P2011−60699)
【出願日】平成23年3月18日(2011.3.18)
【出願人】(000003159)東レ株式会社 (7,677)
【出願人】(000219314)東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Fターム(参考)】