JP2009133882A - Pattern forming method and pattern forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、例えば、平面型画像表示装置、配線基板、ＩＣタグなどの製造に用いるパターン形成装置、およびパターン形成方法に関する。 The present invention relates to a pattern forming apparatus and a pattern forming method used for manufacturing, for example, a flat image display device, a wiring board, and an IC tag.
従来、基材の表面に微細なパターンを形成する技術として、フォトリソグラフィー技術が中心的な役割を果たしてきている。しかし、このフォトリソグラフィー技術は、その解像度やパフォーマンスをますます高めつつある反面、巨大で高額な製造設備を必要とし、製造コストも解像度に応じて高くなりつつある。 Conventionally, a photolithography technique has played a central role as a technique for forming a fine pattern on the surface of a substrate. However, while this photolithography technology is increasing its resolution and performance, it requires huge and expensive manufacturing equipment, and the manufacturing cost is also increasing according to the resolution.
一方、半導体デバイスはもとより、画像表示装置などの製造分野においては、性能の改良とともに低価格化の要求が高まりつつあり、上記のフォトリソグラフィー技術ではこのような要求を十分に満足できなくなってきている。このような状況下で、デジタル印刷技術を用いたパターン形成技術が注目されつつある。 On the other hand, in the manufacturing field of image display devices and the like as well as semiconductor devices, there is an increasing demand for cost reduction as well as performance improvement, and the above-described photolithography technology cannot sufficiently satisfy such demand. . Under such circumstances, a pattern forming technique using a digital printing technique is attracting attention.
これに対し、例えば、インクジェット技術は、装置の簡便さや非接触パターニングといった特徴を生かしたパターニング技術として実用化され始めているが、高解像度化や高生産性には限界があると言わざるを得ない。つまり、この点において、電子写真技術、とりわけ液体トナーを用いた電子写真技術は、優れた可能性を有している。 In contrast, for example, inkjet technology has begun to be put into practical use as a patterning technology that makes use of features such as simplicity of the apparatus and non-contact patterning, but it must be said that there is a limit to high resolution and high productivity. . That is, in this respect, electrophotographic technology, particularly electrophotographic technology using liquid toner, has excellent potential.
このような電子写真技術を用いて、フラットパネルディスプレイ用の前面基板の蛍光体層やブラックマトリックス、カラーフィルターなどを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
A method of forming a phosphor layer, a black matrix, a color filter, or the like on a front substrate for a flat panel display using such an electrophotographic technique has been proposed (see, for example,
フラットパネルディスプレイの分野においては、高解像度化の要求は益々高まりつつあり、より高い位置精度で高解像度のパターンを形成することが要請されている。しかし、上述した電子写真方式では、この課題に答えることは困難である。何故ならば、書き込み光学系の解像度は高々１２００［ｄｐｉ］程度であり、解像度や位置合せにおいて不十分であるからである。また、近年の大画面化に対応できる広幅の書き込み光学系を実現できていないという課題もある。 In the field of flat panel displays, the demand for higher resolution is increasing, and there is a demand for forming high resolution patterns with higher positional accuracy. However, in the above-described electrophotographic system, it is difficult to answer this problem. This is because the resolution of the writing optical system is at most about 1200 [dpi], which is insufficient in resolution and alignment. In addition, there is a problem that a wide writing optical system that can cope with a large screen in recent years has not been realized.
これに対し、感光体の代わりに表面に予め電気抵抗の異なるパターンを形成した静電印刷プレートを用いて、このプレートに液体トナーを作用させてパターンを現像し、このパターン像をガラス板に転写することで、ディスプレイ用フロントガラスに蛍光体などのパターンを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。 On the other hand, instead of the photoconductor, an electrostatic printing plate in which a pattern with different electrical resistance is formed on the surface in advance is used to develop the pattern by applying liquid toner to this plate, and this pattern image is transferred to the glass plate. Thus, a method of forming a pattern such as a phosphor on a display windshield has been proposed (see, for example, Patent Document 3).
しかし、この方法においては、ドラム状の静電印刷プレートが軸心の周りを回転し、これに同期させて被転写媒体としてのガラス基板を搬送することによって転写を実行する構成を採用しているため、ドラム状プレートの前方のみならず後方にもガラス板の移動スペースが必要になるという課題があった。近年、ガラス基板のサイズは著しく大型化し、縦横ともに２ｍを超えるサイズの基板を取り扱わなければならない場合もあることを考えると、上記の移動スペースの問題は重要である。また、例えば３色の蛍光体パターンを順次ガラス基板に転写するようなケースにおいては、ガラス板を往復運動させる必要があり、ますます大きな移動スペースが必要とされる。 However, this method employs a configuration in which a drum-like electrostatic printing plate rotates around an axis and is transferred in synchronization with the glass substrate as a transfer medium. Therefore, the subject that the movement space of a glass plate was needed not only in front but the back of a drum-shaped plate occurred. In recent years, the size of the glass substrate has been remarkably increased, and the problem of the moving space described above is important in view of the fact that it may be necessary to handle a substrate having a size exceeding 2 m both vertically and horizontally. For example, in a case where phosphor patterns of three colors are sequentially transferred to a glass substrate, it is necessary to reciprocate the glass plate, and an increasingly larger moving space is required.
これに対し、ガラス基板の設置ステージを定置し、ドラム状の版（版胴）がステージ両側に施設した直線軌道上を回転しながら往復移動する構成をとることによって、設置スペースや移動スペースの低減を図るとともに、版胴とガラス基板の相対移動を高精度に制御するようにしたフレキソ印刷装置（例えば、特許文献４参照）が知られている。この装置では、ガラス基板を移動させないため、装置の設置スペースを小さくできる。 In contrast, the installation stage of the glass substrate is fixed, and the drum-shaped plate (plate cylinder) is configured to reciprocate while rotating on a straight track provided on both sides of the stage, thereby reducing installation space and movement space. There is known a flexographic printing apparatus (see, for example, Patent Document 4) in which the relative movement between a plate cylinder and a glass substrate is controlled with high accuracy. In this apparatus, since the glass substrate is not moved, the installation space of the apparatus can be reduced.
一般に、このようなフレキソ印刷では、ゴム凸版をドラム周囲に巻付けたフレキソ版にインクを供給し、このフレキソ版を被転写媒体に圧接することによってインクを転写するため、被転写媒体がガラス板などである場合であっても、版の押圧による破損を回避することができる。しかし、このようなフレキソ印刷では、版が弾性変形するため、基板上に転写されるパターンの解像度は４０［μｍ］程度が限界で、インク層の厚さも０．８〜２．５［μｍ］程度に限られ、その応用範囲には限界があった。また、同じ理由から、パターン形成の位置精度にも限度があり、±５［μｍ］といった位置精度の要求を満たすことは困難であった。
この発明の目的は、被転写媒体に対して帯電粒子によるパターン像を高い解像度で高精細に形成できるパターン形成装置、およびパターン形成方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a pattern forming apparatus and a pattern forming method capable of forming a pattern image with charged particles on a transfer medium with high resolution and high definition.
上記目的を達成するため、この発明のパターン形成方法は、ドラム状の像保持体の周面に帯電粒子を付着させてパターン像を形成する像形成工程と、被転写媒体の平らな表面に沿って一定方向に塗布装置を移動させつつ該表面に絶縁性液体を塗布する塗布工程と、この塗布工程と並行して、上記像保持体の周面が上記被転写媒体の表面に塗布された絶縁性液体で濡れるように、上記像保持体を上記被転写媒体の表面に沿って上記一定方向に転動させつつ、上記像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面に付着した帯電粒子による上記パターン像を上記被転写媒体の表面へ転写する転写工程と、を有する。 In order to achieve the above object, the pattern forming method of the present invention comprises an image forming step of forming a pattern image by attaching charged particles to the peripheral surface of a drum-shaped image carrier, and a flat surface of a transfer medium. A coating process in which an insulating liquid is applied to the surface while moving the coating apparatus in a certain direction, and in parallel with the coating process, the peripheral surface of the image carrier is coated on the surface of the transfer medium. An electric field is formed between the image carrier and the transfer medium while the image carrier is rolled in the fixed direction along the surface of the transfer medium so that the liquid is wet with the conductive liquid. And a transfer step of transferring the pattern image by the charged particles adhering to the surface to the surface of the transfer medium.
また、この発明のパターン形成装置は、平板状の被転写媒体を略水平な状態に保持した保持機構と、この保持機構によって保持された被転写媒体の表面に沿って一定方向に移動しつつ該表面に絶縁性液体を塗布する塗布装置と、上記保持機構によって保持された上記被転写媒体の表面に沿って上記一定方向に転動可能に設けられたドラム状の像保持体と、この像保持体の周面上に帯電粒子によるパターン像を形成する像形成装置と、上記パターン像を形成した周面が上記被転写媒体の表面に塗布された絶縁性液体で濡れるように上記像保持体を上記一定方向に転動させる転動機構と、この転動機構によって転動する上記像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面上のパターン像を上記被転写媒体の表面に転写する転写装置と、を有し、上記塗布装置は、上記転動機構によって上記像保持体を上記被転写媒体に沿って転動させているときに上記像保持体の周面と上記被転写媒体の表面との間に滞留する上記絶縁性液体が一定量を超えないように上記絶縁性液体の塗布厚を上記一定方向に沿って変化させることを特徴とする。 The pattern forming apparatus according to the present invention includes a holding mechanism that holds a flat plate-like transfer medium in a substantially horizontal state, and moves in a certain direction along the surface of the transfer medium that is held by the holding mechanism. A coating device for applying an insulating liquid to the surface; a drum-like image carrier provided so as to roll in the predetermined direction along the surface of the transfer medium held by the holding mechanism; An image forming apparatus for forming a pattern image with charged particles on the peripheral surface of the body, and the image holding body so that the peripheral surface on which the pattern image is formed is wetted by the insulating liquid applied to the surface of the transfer medium. A rolling mechanism that rolls in the fixed direction, and an electric field is formed between the image carrier and the transfer medium that rolls by the rolling mechanism, and a pattern image on the peripheral surface is transferred to the transfer medium. Transfer device to transfer to the surface of The coating apparatus is configured such that when the image holding member is rolled along the transfer medium by the rolling mechanism, the coating device is provided between a peripheral surface of the image holding member and a surface of the transfer medium. The coating thickness of the insulating liquid is changed along the fixed direction so that the insulating liquid staying in the tank does not exceed a certain amount.
上記発明によると、像保持体を被転写媒体に沿って転動させているときに、像保持体の周面と被転写媒体の表面との間を濡らす絶縁性液体が一定量を超えて滞留することのないように、被転写媒体の表面に塗布する絶縁性液体の塗布厚を一定方向に沿って予め変化させるようにしているため、像保持体と被転写媒体との間に不所望に滞留した絶縁性液体によって像保持体の周面に形成された転写前のパターン像が破壊されることを防止できる。 According to the above invention, when the image carrier is rolled along the transfer medium, the insulating liquid that wets between the peripheral surface of the image carrier and the surface of the transfer medium stays over a certain amount. In order to prevent this, the coating thickness of the insulating liquid applied to the surface of the transfer medium is changed in advance along a certain direction, so that it is not desired between the image carrier and the transfer medium. It is possible to prevent the pattern image before transfer formed on the peripheral surface of the image holding member from being destroyed by the staying insulating liquid.
この発明のパターン形成装置は、上記のような構成および作用を有しているので、被転写媒体に対して帯電粒子によるパターン像を高い解像度で高精細に形成できる。 Since the pattern forming apparatus of the present invention has the configuration and operation as described above, it is possible to form a pattern image with charged particles on the transfer medium with high resolution and high definition.
以下、図面を参照しながら、この発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１に示すように、この発明の第１の実施の形態に係るパターン形成装置１０は、図中時計回り方向（矢印Ｒ方向）に回転するドラム素管（後述する）の周面に巻かれた原版１（像保持体）、この原版１の後述する高抵抗層に電荷を与えて帯電させる帯電器２、原版１に各色（ｒ：赤、ｇ：緑、ｂ：青）の液体現像剤を供給して現像する複数の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂ（以下、総称して現像装置３と称する場合もある）、現像によって原版１に付着した液体現像剤の溶媒成分をエアブローによって気化して乾燥させる乾燥器４、原版１に付着した現像剤粒子を転写してパターンを形成する被転写媒体となるガラス板５を定位置で保持するステージ６（保持機構）、転写に先立ってガラス板５の表面に高抵抗もしくは絶縁性の溶媒を塗布する塗布装置７、転写を終えた原版１をクリーニングするクリーナ８、および原版１の電荷を除去する除電器９を有する。なお、上記帯電器２、現像装置３、および乾燥器４は、本発明の像形成装置として機能する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, a pattern forming apparatus 10 according to a first embodiment of the present invention is wound around a peripheral surface of a drum base tube (described later) that rotates in a clockwise direction (arrow R direction) in the figure. A master 1 (image carrier), a
各色の現像装置３ｒ、３ｇ、３ｂに収納される液体現像剤は、炭化水素系やシリコーン系などの絶縁性溶媒中に帯電した微粒子（帯電粒子）を分散したもので、この微粒子が電界で電気泳動することによって現像が行われる。微粒子としては、例えば平均粒径４［μｍ］程度の各色の蛍光体粒子をこれよりも平均粒径が小さい樹脂粒子が取り囲み、樹脂粒子がイオン性帯電サイトを有していて電界中でイオン解離することで電荷を帯びる構成や、樹脂粒子の内部に各色の顔料微粒子を内包する構成、もしくは樹脂粒子の表面に各色の顔料微粒子を担持する構成などが実施可能である。
The liquid developer accommodated in each
図２（ａ）に平面図を示すように、原版１は、矩形の薄板状に形成されている。この原版１は、図２（ｂ）に断面図を示すように、厚さ０．０５［ｍｍ］ないし０．４［ｍｍ］、より好ましくは厚さ０．１［ｍｍ］ないし０．２［ｍｍ］の矩形の金属フィルム１２の表面に高抵抗層１３を形成して構成されている。金属フィルム１２は可撓性を有し、アルミニウム、ステンレス、チタン、アンバーなどの素材で構成可能であるほかに、ポリイミドやＰＥＴなどの表面に金属を蒸着したものなどでも良いが、転写パターンを高い位置精度で形成するためには、熱膨張や応力による伸びなどが生じにくい素材で構成することが望ましい。また、高抵抗層１３は、例えば、ポリイミド、アクリル、ポリエステル、ウレタン、エポキシ、テフロン（登録商標）、ナイロンなどの体積抵抗率が１０１０［Ωｃｍ］以上の材料（絶縁体を含む）により形成され、その膜厚は、１０［μｍ］〜４０［μｍ］、より好ましくは２０［μｍ］±５［μｍ］に形成されている。
As shown in the plan view of FIG. 2A, the
また、原版１の高抵抗層１３の表面１３ａには、図３に部分的に拡大して示すような矩形の凹部１４ａを多数整列配置したパターン１４が形成されている。本実施の形態では、例えば平面型画像表示装置の前面基板に形成する蛍光体スクリーンを製造する凹版として、１色分の画素に相当する凹部１４ａだけを高抵抗層１３の表面１３ａから凹ませて形成し、図３中に破線で示す他の２色分の領域１４ｂには凹部を形成しないでスペースだけを確保してある。
Further, a
図４には、１つの凹部１４ａを拡大した原版１の断面図を示してある。本実施の形態では、凹部１４ａの底には金属フィルム１２の表面１２ａが露出しており、凹部１４ａの深さは、高抵抗層１３の層厚に概ね相当する。凹部１４ａの底に露出した金属フィルム１２の表面１２ａ、および高抵抗層１３の表面１３ａを含む原版１の表面全体に、厚さ０．５［μｍ］ないし３［μｍ］程度の表面離型層をコーティングすれば、転写特性が向上しより好ましい特性が得られる。
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the original 1 in which one
図５には、上記構造のフィルム状の原版１をドラム素管３１に巻きつける様子を描いた概略断面図を示してある。ドラム素管３１の図中上部の切り込み部３１ａには、原版１の一端を固定するクランプ３２と他端を固定するクランプ３３が設けられている。原版１をドラム素管３１の周面上に巻き付ける場合、まず、原版１の一端をクランプ３２に固定し、その後、原版１を架張しつつその他端３４をクランプ３３で固定する。これにより、たるみ無く原版１をドラム素管３１周面の規定位置に巻き付けることができる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating a state where the film-shaped
図６は、このようにしてドラム素管３１に巻きつけられた原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを帯電器４によって帯電する工程を説明するための部分構成図である。帯電器４は、周知のコロナ帯電器であり、コロナワイヤー４２とシールドケース４３で基本的に構成されているが、メッシュ状のグリッド４４を設けることで帯電の均一性を向上できる。例えば、原版１の金属フィルム１２とシールドケース４３を接地し、コロナワイヤー４２に不図示の電源装置によって＋５．５［ｋＶ］の電圧を印加し、更にグリッド４４に＋５００［Ｖ］の電圧を印加して原版１を図中矢印Ｒ方向に移動させると、高抵抗層１３の表面１３ａは略＋５００［Ｖ］に均一に帯電される。
FIG. 6 is a partial configuration diagram for explaining a process of charging the
同図に示した除電器９は、帯電器４とほぼ同様の構造であるが、コロナワイヤー４６に例えば実効電圧６［ｋＶ］、周波数５０［Ｈｚ］の交流電圧を印加すべく不図示の交流電源に接続し、シールドケース４７とグリッド４８を設置すると、帯電器４による帯電に先立って原版１の高抵抗層１３の表面１３ａを略０［Ｖ］となるよう除電することが可能で、高抵抗層１３の繰り返し帯電特性を安定化させることができる。
The static eliminator 9 shown in the figure has substantially the same structure as the charger 4, but an AC voltage (not shown) is applied to the
図７には、上記のように帯電された原版１に対する現像動作を説明するための図を示してある。現像時には、現像する色の現像器３を原板１に対向させて、その現像ローラ５１とスクイズローラ５２を原版１に近接させ、原版１に上述した液体現像剤を供給する。現像ローラ５１は、搬送される原版１の高抵抗層１３の表面１３ａに対して１００〜１５０［μｍ］程度のギャップを介してその周面が対向する位置に配置され、原版１の回転方向と同じ方向（図中反時計回り方向）に１．５倍ないし４倍程度の速度で回転する。
FIG. 7 is a diagram for explaining the developing operation for the original 1 charged as described above. At the time of development, the developing
不図示の供給系によって現像ローラ５１周面に供給される液体現像剤５３は、絶縁性液体としての溶媒５４に現像剤粒子としての帯電したトナー粒子５５を分散させて構成されており、現像ローラ５１の回転に伴って原版１の周面に供給される。ここで、現像ローラ５１に図示しない電源装置によって例えば＋２５０［Ｖ］の電圧を印加すると、正に帯電しているトナー粒子５５は、接地電位の金属フィルム１２に向かって溶媒５４中を泳動し、原版１の凹部１４ａ内に集められる。このとき、高抵抗層１３の表面１３ａは、＋５００［Ｖ］程度に帯電されているので正帯電したトナー粒子５５は表面１３ａから反発されて付着しない。
The
このようにして原版１の凹部１４ａ内にトナー粒子５５が集められた後、トナー粒子５５の濃度が薄くなった液体現像剤５３が引き続いてスクイズローラ５２と原版１が対向するギャップに進入する。ここでは、ギャップ（絶縁層１３表面１３ａとスクイズローラ５２表面の間の距離）が３０［μｍ］ないし５０［μｍ］、スクイズローラの電位が＋２５０［Ｖ］で、スクイズローラ５２は原版１とは逆向きに原版１の速度の３倍から５倍程度の速度で移動するように設定されているため、現像をさらに促進しつつ、同時に原版１に付着している溶媒５６の一部を絞り取る効果を奏する。このようにして、原版１の凹部１４ａにトナーによるパターン５７が形成される。
After the
ところで、ガラス板５上に３色の蛍光体のパターンを形成する場合、図８に示すように、まず、青色蛍光体粒子を含む液体現像剤を収納する現像器３ｂが原版１の直下に移動し、ここで図示しない昇降機構によって現像器３ｂが上昇して原版１に近接させる。この状態で、原板１が矢印Ｒ方向に回転して凹部１４ａによるパターンが現像される。青色パターンの現像が終了すると、現像器３ｂが下降して原版１から離間する。
By the way, when forming a three-color phosphor pattern on the
この青色現像プロセスの間に、図示しない搬送装置によって予め搬送されてステージ６上に保持されているガラス板５のステージ６から離間した表面に沿って塗布装置７が図中の破線矢印Ｔ１方向（一定方向）に移動し、ガラス板５の表面に溶媒（絶縁性液体）が塗布される。この溶媒の役割と材料組成については後述する。また、溶媒の塗布方法についても後に詳述する。
During this blue developing process, the
しかる後に、青色のパターンを周面に担持した原版１が回転しつつ図中の破線矢印Ｔ２に沿って移動（この動作を転動と称する）し、青色のパターン像がガラス板５の表面に転写される。転写の詳細についても後述する。青パターンの転写を終えた原版１は図中左方に平行移動し、現像時の初期位置に戻る。このとき、ガラス板５を保持したステージ６が下降して初期位置に戻る原版１との接触が避けられる。
After that, the
次に、３色の現像器３ｒ、３ｇ、３ｂが図中左方に移動し、緑色の現像器３ｇが原版１の直下に位置するところで停止し、青色の現像のときと同様にして現像器３ｇの上昇、現像、下降が行われる。引き続いて上記と同様の操作で緑パターンが原版１からガラス板５の表面に転写される。このとき、緑色のパターンのガラス板５表面上の転写位置は、上述した青色のパターンから１色分ずらされることは言うまでもない。
Next, the three-
そして、上記の動作を赤色の現像についても繰り返し、ガラス板５の表面上に３色パターンを並べて転写して３色のパターン像をガラス板５の表面に形成する。このように、ガラス板５を定位置に保持して固定し、原版１をガラス板５に対して移動させることで、ガラス板５の往復移動が不要になり、大きな移動スペースの確保や装置の大型化を抑制できる。
Then, the above operation is repeated for red development, and three-color patterns are arranged and transferred on the surface of the
図９には、上述した原版１をガラス板５に沿って転動させるための転動機構の要部の構造を示してある。原版１を周面上に巻き付けたドラム素管３１の軸方向両端には、ピニオンと呼ばれる歯車７１が取り付けられている。原版１は、この歯車７１とモーター７２の駆動歯車７３のかみ合わせによって回転するとともに、ステージ６の両端に設置されている直線軌道のラック７４とピニオン（歯車７１）の噛み合わせによって図中右方向に並進する。このとき、ステージ６上に保持されたガラス板５の表面と原版１の周面との間に相対的なズレを生じることのないように、転動機構の各部の構造が設計されている。特許請求の範囲では、このように回転しながらガラス板５に沿って平行に移動する動作を転動と称している。
In FIG. 9, the structure of the principal part of the rolling mechanism for rolling the
このようなラック・アンド・ピニオン機構によれば、駆動伝達用のアイドラが無いため、バックラッシュの無い高精度の回転・並進駆動を実現でき、ガラス板５上に例えば±５［μｍ］といった位置精度の高い高精細パターンを転写することが可能となる。
According to such a rack-and-pinion mechanism, since there is no idler for drive transmission, high-accuracy rotation / translation drive without backlash can be realized, and the position on the
一方、ガラス板５（図９では図示していない）は、図８に示すように、ステージ６の平らな接触面６ａに対してその裏面５ｂ（原版１から離間した側の面）の略全面を面接させるようにステージ６上に配置される。その上、ガラス板５には、ステージ６を貫通して接触面６ａまで延びた吸気口７６に、接続パイプ７５から主パイプ７７を経由して不図示の真空ポンプを接続することによって、吸気口７６の接触面６ａに開口した図示しない吸着孔を介して負圧が作用され、ステージ６の接触面６ａ上に吸着される。この吸着機構によって、ガラス板５は、高い平面度を持った接触面６ａにその裏面５ｂの略全面を押圧させて密着され、平面性が高い状態でステージ６上に保持される。このように平らな接触面６ａにガラス板５を押し付けることにより、ガラス板５の歪み等をも矯正でき、原版１との間の相対位置を高精度に維持できる。
On the other hand, as shown in FIG. 8, the glass plate 5 (not shown in FIG. 9) is substantially the
図１０は、原版１からガラス板５にトナー粒子５５を転写する際の様子を説明する要部断面図である。ガラス板５の表面５ａには、例えば導電性高分子などで構成される導電層８１が塗布されており、この導電層８１の表面８１ａと原版１の高抵抗層１３の表面１３ａとは、ギャップｄ２を介して非接触状態に設置される。ｄ２は例えば１０［μｍ］ないし４０［μｍ］の範囲の値に設定される。高抵抗層１３の厚さが例えば２０［μｍ］の場合は、金属フィルム１２と導電層８１表面８１ａとの間の距離は、３０［μｍ］ないし６０［μｍ］となる。或いは、ガラス板表面５ａに塗布した導電層８１と原版１の高抵抗層表面１３ａを接触させるようにしても良い。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part for explaining a state when the
この状態で、電源装置８２（転写装置）を介して導電層８１に例えばー５００［Ｖ］の電圧を印加すると、接地電位の金属フィルム１２との間に５００［Ｖ］の電位差が形成され、その電界によってトナー粒子５５が溶媒５４中を電気泳動して導電層８１の表面８１ａに転写される。このように、トナー粒子５５は非接触状態でも転写が可能なので、オフセット印刷やフレキソ印刷の場合のように、ブランケットやフレキソ版といった弾性体を介在させる必要がなく、常に位置精度の高い転写を実現することが可能となる。導電層８１は、トナー粒子５５の転写後、ガラス板５を図示しないベーク炉へ投入して焼成することで消失させる。
In this state, when a voltage of, for example, −500 [V] is applied to the
なお、上記のように、電界を用いてトナー粒子をガラス板５に転写する場合、転写ギャップに溶媒が存在してガラス板５側の導電層８１と原版１との間を濡らすことが必須条件となるため、転写に先立ってガラス板５の表面５ａを溶媒でプリウェットしておくことが有効である。プリウェット溶媒としては絶縁性もしくは高抵抗であれば良いが、液体現像剤に用いられている溶媒と同一の溶媒、もしくはこれに帯電制御剤などが添加されたものであればなお好適である。プリウェット溶媒は、図８を用いて説明したように、塗布装置７によって適切なタイミングで適当な塗布量でガラス板５の表面５ａ上に塗布される。
As described above, in the case where toner particles are transferred to the
以下、上述した塗布装置７によるプリウェット溶媒の塗布方法について、図１１乃至図１３を参照して詳細に説明する。
図１１に示すように、塗布装置７として、例えばスプレーコーター等の溶媒の塗布量をコントロールできる装置が用いられる。この塗布装置７には、溶媒の塗布量を制御するためのコントローラ９１が接続されている。また、塗布装置７の内部若しくは外部には、プリウェット溶媒を収容した図示しないタンクが設けられている。プリウェット溶媒は、絶縁性もしくは高抵抗であれば良いが、液体現像剤に用いられている溶媒と同一の溶媒、もしくはこれに帯電制御剤などが添加されたものであればなお好適である。
Hereinafter, a method for applying the pre-wet solvent by the above-described
As shown in FIG. 11, as the
コントローラ９１には、塗布装置７の矢印Ｔ１方向に沿った位置に関する信号Ｓ１（以下、単に位置信号Ｓ１と称する）が入力される。そして、コントローラ９１は、この位置信号Ｓ１に応じて溶媒の塗布量を指示するための信号Ｓ２（以下、単に塗布量信号Ｓ２と称する）を出力する。さらに、塗布装置７は、この塗布量信号Ｓ２に応じた量の溶媒を吐出する。つまり、本実施の形態の塗布装置７は、ガラス板５に対する相対位置に応じて溶媒の塗布量をコントロールするようになっている。
The
塗布装置７は、図８で説明したように、原版１がガラス板５に沿って矢印Ｔ２方向に転動する直前のタイミングで矢印Ｔ１方向に移動し、原版１のパターン像をガラス板５に転写する転写動作に並行して溶媒をガラス板表面５ａに塗布する。言い換えると、本実施の形態では、ガラス板表面５ａに溶媒を塗布した直後に原版１が通過するようになっており、溶媒の塗布動作と転写動作が略同時に行われるようになっている。
As described with reference to FIG. 8, the
塗布装置７による溶媒の塗布量は、図１１に示すように、塗布し初めの領域Ｒ１（第１領域）では比較的多く、塗布の終わりの領域Ｒ２（第２領域）では比較的少なく制御される。例えば、ガラス板表面５ａの矢印Ｔ１方向に沿った全長のうち、矢印Ｔ１方向上流側の現像位置に近い側の端から切替位置Ｒ０までの領域Ｒ１においては、塗布直後の溶媒の厚さが第１の厚さｔ１となるように溶媒の塗布量がコントロールされ、切替位置Ｒ０から矢印Ｔ１方向下流側の端までの領域Ｒ２においては、塗布直後の溶媒の厚さが第２の厚さｔ２となるように溶媒の塗布量がコントロールされる。
As shown in FIG. 11, the amount of solvent applied by the
具体的には、コントローラ９１において予め２種類の溶媒塗布量の制御値を保持しておき、その制御値を切り替える切替位置Ｒ０、すなわち塗布装置７のガラス板５に対する相対的な切替位置Ｒ０を設定しておく。そして、図示しないリニアエンコーダ等により入力される塗布装置７の位置信号Ｓ１が上記の切替位置Ｒ０になったときに、コントローラ９１は、溶媒塗布量の制御値を切り替えて溶媒の塗布厚をｔ１からｔ２へ変更する。
Specifically, the
溶媒塗布量の切替タイミングは、上述した切替位置Ｒ０に塗布装置７を検出する図示しないセンサー等を設けその出力をコントローラ９１に送信することでも実現できるし、溶媒塗布の開始タイミングからの経過時間を監視して切替タイミングを特定することもできる。
The switching timing of the solvent application amount can be realized by providing a sensor or the like (not shown) that detects the
以上のように、原版１の移動方向Ｔ２、すなわち塗布装置７の移動方向Ｔ１に沿って溶媒の塗布量を変更することで、原版１とガラス板５との間のニップに溶媒が不所望に滞留することを防止でき良好な転写が可能となる。
As described above, by changing the coating amount of the solvent along the moving direction T2 of the
図１２及び図１３は原版１からガラス板５へパターン像を転写する際における転写部分の拡大図である。図１２はガラス板５へ塗布する溶媒の量が十分多い場合を示し、図１３はガラス板５へ塗布する溶媒の量が少ない場合を示している。図１２に示すようにガラス板５への溶媒の塗布量が比較的多い場合には、原版１とガラス板５との間を確実に溶媒で埋め尽くすことが可能となる。しかし、原版１とガラス板５の間の転写部分（原版１とガラス板５との間が溶媒で埋め尽くされた領域を指す。以下、転写ニップと呼ぶことにする）を通過した後においては、ガラス板５上の溶媒の厚さｔ３は通過前と比較して薄くなる（ｔ４）。すなわち、転写ニップの前後においてガラス板表面５ａ上の溶媒の厚さが異なることになる。すると、その前後の溶媒量の差に相当する分の溶媒が転写ニップ通過前の原版１とガラス板５との間に滞留していくことになる。
12 and 13 are enlarged views of a transfer portion when a pattern image is transferred from the original 1 to the
本発明者らの実験によれば、上述したように転写ニップに滞留する溶媒の量が多いほど、原版１上に形成されたパターン像が、転写時において乱れ、若しくは破壊される現象が頻発することが分かっている。この現象が起こる要因として次のようなことが考えられる。即ち、転写ニップの入り口部分における溶媒量が増加すると、それに応じて転写ニップも拡大することとなる。転写ニップが拡大すると原版１上のパターン像が溶媒に晒されている時間が長くなる。一方、原版１上のパターン像は、トナー粒子同士が互いの凝集力により引き合ってまとまっているのであるが、溶媒に晒されるとトナー粒子間に溶媒が侵入することで凝集力が低下する。従って、パターン像が溶媒に晒されている時間が長くなるほど、トナー粒子間の凝集力低下が進みパターンが崩れやすくなるものと考えられる。なお、この現象は、ガラス板５の長さが長くなるほど顕著になる。
According to the experiments by the present inventors, as described above, as the amount of the solvent staying in the transfer nip increases, the phenomenon that the pattern image formed on the
一方、図１３に示すように、溶媒の塗布量が少ない場合、転写ニップ前後におけるガラス板表面５ａ上における溶媒の厚さの差（ｔ５−ｔ４）が少ないため、図１２で説明したように転写ニップの入り口付近で溶媒が滞留する現象は生じ難くなる。このように、ガラス板表面５ａに塗布する溶媒の厚さｔ５を、転写ニップ通過後における厚さｔ４と同程度となるように設定すれば、転写ニップの前後における溶媒の収支が釣り合い理論的には上述した溶媒の滞留量をゼロとすることができる。従って、ガラス板表面５ａ上に塗布する溶媒の厚さを比較的薄くすることで、図１２のように塗布厚を厚くした場合と比較して、転写時におけるパターン像の乱れや破壊を抑制できる。 On the other hand, as shown in FIG. 13, when the coating amount of the solvent is small, the difference in the thickness of the solvent on the glass plate surface 5a before and after the transfer nip (t5−t4) is small. The phenomenon that the solvent stays near the entrance of the nip is less likely to occur. Thus, if the thickness t5 of the solvent applied to the glass plate surface 5a is set to be approximately the same as the thickness t4 after passing through the transfer nip, the balance of the solvent before and after the transfer nip is theoretically balanced. Can make the above-mentioned solvent retention amount zero. Therefore, by making the thickness of the solvent applied on the glass plate surface 5a relatively thin, it is possible to suppress the disturbance and destruction of the pattern image at the time of transfer as compared with the case where the coating thickness is increased as shown in FIG. .
反面、原版１に付着したトナー粒子５５を電界転写によってガラス板表面５ａに転写するためには、転写ニップが溶媒で埋め尽くされていることが必要条件となる。このため、ガラス板表面５ａに塗布する溶媒の厚さを薄くし過ぎると、トナー粒子５５の良好な転写ができなくなる。原版１とガラス板５との間には、原版１及びガラス板５の平面精度、原版１とガラス板５が接触する際に生じる撓み等によって、局所的に又はある一定周期を持って不均一なギャップが形成される。従って、図１３で説明したように、ガラス板表面５ａに塗布する溶媒の厚さが比較的薄い場合には、不均一なギャップをすべて埋め尽くすことができずギャップ中に溶媒が存在しない部分が発生し、この部分においてパターン像の転写ができなくなる不具合を生じる可能性がある。
以上のように、ガラス板表面５ａ上の溶媒の厚さとトナー粒子５５の転写性との間にはトレードオフの関係が存在する。
On the other hand, in order to transfer the
As described above, there is a trade-off relationship between the thickness of the solvent on the glass plate surface 5a and the transferability of the
そこで、本実施の形態では、転写初期（領域Ｒ１）においてガラス板５上に十分な膜厚の溶媒を塗布し、転写ニップにおいて図１２で説明した状態と同様の状態を作り、転写の初期段階では転写ニップを確実に溶媒で埋め尽くすようにし、且つ、転写開始から一定距離をおいた切替位置Ｒ０より下流側の領域Ｒ２においては図１３で説明した状態と同様の状態を作るように、溶媒の塗布量を途中で変化させるようコントロールした。これにより、転写ニップ入り口付近で滞留する溶媒の量を必要最小限に制御でき、パターン像の破壊を抑制することができた。
Therefore, in the present embodiment, a solvent having a sufficient film thickness is applied onto the
なお、領域Ｒ２において予めガラス板表面５ａに塗布する溶媒の厚さｔ２が薄くなっていることから上述したギャップ変動に起因した問題も懸念されるが、切替位置Ｒ０より上流側の領域Ｒ１において十分な量の溶媒を塗布しているため、切替位置Ｒ０を通過する際に転写ニップに僅かに滞留している溶媒を消費して、溶媒の不足分を補うことができる。つまり、転写初期において転写ニップが確実に溶媒によって埋め尽くされているため、その状態は領域Ｒ２においても維持される。 In addition, since the thickness t2 of the solvent applied to the glass plate surface 5a in advance in the region R2 is thin, there is a concern about the problem caused by the gap variation described above, but it is sufficient in the region R1 upstream from the switching position R0. Since a sufficient amount of solvent is applied, the solvent remaining slightly in the transfer nip when passing through the switching position R0 can be consumed to make up for the shortage of solvent. That is, since the transfer nip is surely filled with the solvent at the initial stage of transfer, the state is maintained also in the region R2.
このように転写初期においては転写ニップを確実に溶媒で満たし、その後は必要最低限の量の溶媒をガラス板表面５ａ上へ補給することで、ガラス板５の全面に亘って良好なパターン像の転写が可能となる。
Thus, in the initial stage of transfer, the transfer nip is surely filled with the solvent, and then a necessary minimum amount of solvent is replenished onto the glass plate surface 5a so that a good pattern image can be formed over the entire surface of the
なお、領域Ｒ１における溶媒の厚さｔ１は、２０［μｍ］以上２００［μｍ］以下の範囲が好適であり、５０［μｍ］以上１００［μｍ］以下の範囲がより望ましい。つまり、領域Ｒ１における溶媒の塗布厚ｔ１が２０［μｍ］を下回ると、転写ニップを確実に溶媒で埋めることが困難となり、塗布厚ｔ１が２００［μｍ］を超えると、転写ニップに滞留する溶媒の影響によってトナー粒子５５の転写時にパターン像が乱れ若しくは破壊される現象が生じ易くなってしまう。
The solvent thickness t1 in the region R1 is preferably in the range of 20 [μm] to 200 [μm], and more preferably in the range of 50 [μm] to 100 [μm]. That is, when the coating thickness t1 of the solvent in the region R1 is less than 20 [μm], it is difficult to reliably fill the transfer nip with the solvent, and when the coating thickness t1 exceeds 200 [μm], the solvent stays in the transfer nip. As a result, a phenomenon that the pattern image is disturbed or destroyed during the transfer of the
一方、領域Ｒ２における溶媒の塗布厚ｔ２は、１［μｍ］以上１０［μｍ］以下の範囲が好適であり、２［μｍ］以上５［μｍ］以下の範囲がより望ましい。つまり、領域Ｒ２における溶媒の塗布厚ｔ２が１［μｍ］を下回ると、転写ニップを溶媒で埋め尽くす状態を維持するのが困難となり、塗布厚ｔ２が１０［μｍ］を超えると、転写ニップに滞留する溶媒の量が徐々に増えてしまい、上述した不具合を生じてしまう。 On the other hand, the solvent coating thickness t2 in the region R2 is preferably in the range of 1 [μm] to 10 [μm], and more preferably in the range of 2 [μm] to 5 [μm]. That is, if the coating thickness t2 of the solvent in the region R2 is less than 1 [μm], it is difficult to maintain the state where the transfer nip is completely filled with the solvent, and if the coating thickness t2 exceeds 10 [μm], The amount of the solvent that stays gradually increases, causing the above-mentioned problems.
なお、ガラス板５上における溶媒塗布量の切替位置Ｒ０については、溶媒の塗布を開始する位置から概ね２０［ｍｍ］〜２００［ｍｍ］程度下流側に離れた位置に設定することが望ましい。これより短い場合には、転写ニップを確実に溶媒で埋め尽くすことが困難となり、これより長い場合には転写ニップ入り口における溶媒溜りの影響を無視できなくなるからである。
It should be noted that the solvent application amount switching position R0 on the
例えば、溶媒の塗布方向に沿った長さが１５００［ｍｍ］のガラス板５の場合、塗布開始側の２０［ｍｍ］乃至２００［ｍｍ］の領域Ｒ１においては溶媒を厚めに塗布し、それ以降の１４８０［ｍｍ］乃至１３００［ｍｍ］の領域は溶媒を薄めに塗布することとなる。なお、上述した溶媒の塗布厚さは、溶媒をガラス板表面５ａに塗布した直後の厚さを示しており、溶媒塗布直後に原版１が通過することを前提としたものである。言い換えると、塗布した溶媒の厚さを維持しているうちに原版１が通過して転写動作が開始されることを前提としている。
For example, in the case of the
以上のように、本実施の形態の塗布方法を採用すると、原版１とガラス板５との間の転写ニップにおいて常に十分な量の溶媒を介在させることができ、且つ転写ニップに必要以上の量の溶媒が不所望に滞留することを防止でき、転写時におけるパターン像の乱れや破壊を防止できる。つまり、本実施の形態の溶媒の塗布方法を採用することで、原版１に形成したパターン像を高い解像度で高精細にガラス板表面５ａ上に転写できる。
As described above, when the coating method of the present embodiment is adopted, a sufficient amount of solvent can always be interposed in the transfer nip between the
なお、上述したように溶媒の塗布厚を切り替える切替位置Ｒ０は、溶媒の種類、トナー粒子５５の凝集状態、溶媒塗布後に転写が始まるまでの時間、プロセス速度などの種々の要因によって最適位置が決まるが、いずれにしても、ガラス板５の全面に溶媒を塗布する塗布工程中において転写ニップに多くの溶媒が滞留することのない位置に設定すれば良い。
As described above, the switching position R0 for switching the coating thickness of the solvent is determined by various factors such as the type of solvent, the aggregation state of the
また、切替位置Ｒ０を挟んだ２つの領域Ｒ１、Ｒ２に塗布する溶媒は、図１１で説明したように必ずしも繋げる必要はなく離れていても良い。また、各領域Ｒ１、Ｒ２においても、塗布する溶媒が連続している必要はなく、転写ニップに常に必要最小限の溶媒が滞留する状態であれば問題ない。例えば、領域Ｒ１に対して十分な量の溶媒を塗布した上で、領域Ｒ２については、転写ニップに滞留する溶媒の量を何らかの方法によってモニターして、滞留する溶媒が無くなりそうになった時点で塗布量を増やすような制御をしても良い。 Moreover, the solvent applied to the two regions R1 and R2 across the switching position R0 does not necessarily have to be connected as described with reference to FIG. Also, in each of the regions R1 and R2, it is not necessary that the solvent to be applied is continuous, and there is no problem as long as the minimum necessary solvent always stays in the transfer nip. For example, after a sufficient amount of solvent is applied to the region R1, the amount of solvent staying in the transfer nip is monitored by some method for the region R2, and when the staying solvent is almost gone. Control may be performed to increase the coating amount.
次に、この発明の第２の実施の形態に係るパターン形成装置１００について、図１４および図１５を参照して説明する。
図１４に示すように、このパターン形成装置１００は、塗布装置７の代りに塗布装置１０１を有する以外、上述したパターン形成装置１０と同様の構成を有する。このため、以下の説明では、上述したパターン形成装置１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
Next, a
As shown in FIG. 14, the
塗布装置１０１は、第１の塗布装置１０２と第２の塗布装置１０３を有する。第１の塗布装置１０２としては、例えば、ダイコーターのような比較的膜厚の厚い溶媒塗布が可能なコーティング装置を採用できる。第２の塗布装置１０３としては、例えば、スプレーコーターのような比較的膜厚の薄い溶媒塗布が可能なコーティング装置を採用できる。言い換えると、本実施の形態では、第１の塗布装置１０２でガラス板表面５ａに溶媒を“塗布”し、第２の塗布装置１０３でガラス板表面５ａに溶媒を“噴き付ける”ようにしている。第１の塗布装置１０２と第２の塗布装置１０３は、図１４に示すようにユニット化されて一体となって矢印Ｔ１方向（図中右方向）に移動する。
The
この塗布装置１０１を用いてガラス板表面５ａに溶媒を塗布する場合、図１５に示すように、まず、溶媒の塗布を開始する時点において、第１の塗布装置１０２のみを動作させ、ガラス板表面５ａの領域Ｒ１に溶媒の厚さがｔ１となるように溶媒を塗布する。その後、領域Ｒ２との境界位置Ｒ０において、第１の塗布装置１０２の動作を停止すると共に、第２の塗布装置１０３の動作を開始する。第２の塗布装置１０３のみが動作する状態においてはガラス板表面５ａ上に厚さｔ２の溶媒層が形成されることになる。
When applying a solvent to the glass plate surface 5a using this
このように、ガラス板表面５ａに形成される、膜厚の厚い溶媒層と、膜厚の薄い溶媒層を異なる２つの装置によって形成することで、それぞれの手段あるいは装置における溶媒塗布のための条件を常に一定に設定することができる。つまり、上述した第１の実施の形態のように、各塗布装置１０２、１０３において、溶媒の塗布量を途中で変更する必要がなく、溶媒の塗布量を一定に制御すれば良いため制御を簡単にできる。これにより、溶媒の塗布量を安定させることができ、常に同じ状態で溶媒を塗布できる。
In this way, by forming the thick solvent layer and the thin solvent layer formed on the glass plate surface 5a by two different devices, the conditions for solvent application in each means or device are as follows. Can always be set constant. That is, as in the first embodiment described above, in each of the
なお、ガラス板表面５ａ上に溶媒が形成されない領域ができないように、領域Ｒ１と領域Ｒ２の境界Ｒ０付近においては第１の塗布装置１０２と第２の塗布装置１０３は同時に動作していることが望ましい。しかしながら、上述したように、２つの領域Ｒ１、Ｒ２間で溶媒は必ずしも連続している必要はないため、２つの装置の動作切替タイミングは適当に制御すれば良い。
It should be noted that the
つまり、領域Ｒ１における溶媒の膜厚ｔ１によっては、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間に溶媒が存在しない領域がある場合であっても、転写時において累積されていた転写ニップ入り口付近における溶媒によって溶媒が存在しない領域を埋めることができるので、両領域の境界付近において第１の塗布装置１０２と第２の塗布装置１０３が同時に動作することは、必須条件ではない。
In other words, depending on the film thickness t1 of the solvent in the region R1, even if there is a region where no solvent exists between the region R1 and the region R2, the solvent depending on the solvent near the entrance of the transfer nip accumulated at the time of transfer. Therefore, it is not an essential condition that the
第１の塗布装置１０２としては、ダイコーターの他に、カーテンコーター、ナイフコーター、ファウンテンコーター等も利用できる。第２の塗布装置１０３としては、スプレーコーターの他に、多段式正回転ロールコーター、リバースロールコーター、グラビアコーター、浸漬コーティング等も利用することができる。なお、本実施の形態における溶媒厚さｔ１、ｔ２の範囲、領域Ｒ１と領域Ｒ２との境界位置Ｒ０については、上述した第１の実施形態と同様であり、第１の塗布装置１０２と第２の塗布装置１０３を切り替えるタイミングの決定方法についても第１の実施形態と同様である。
As the
以上のように、本実施の形態においても、ガラス板表面５ａに対する溶媒の塗布量を途中で変化させることで上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができ、解像度の高い高精細なパターン像をガラス板５に転写できる。
As described above, also in the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment described above can be obtained by changing the amount of the solvent applied to the glass plate surface 5a in the middle, and the resolution is high. A fine pattern image can be transferred to the
次に、この発明の第３の実施形態に係るパターン形成装置について、図１６を参照して説明する。このパターン形成装置は、上述した第２の塗布装置１０３の代わりに除去装置１０５を有する以外、上述した第２の実施の形態のパターン形成装置１００と同様の構成を有する。このため、ここでは、上述した第２の実施の形態のパターン形成装置１００と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
Next, a pattern forming apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This pattern forming apparatus has the same configuration as the
図１６に示すように、除去装置１０５は、溶媒除去ローラ７１０６、およびこの溶媒除去ローラ１０６によってガラス板表面５ａから除去された溶媒をかき取るためのブレード１０７を有する。溶媒除去ローラ１０６、およびブレード１０７は、それぞれ独立して図示しない移動機構によって移動可能とされ、図中破線で示すガラス板５から上方に離間した退避位置と図中実線で示すガラス板５に近接した動作位置との間で移動される。溶媒除去ローラ１０６は図中矢印ｓ方向に回転する。また、ブレード１０７は、実線で示す動作位置へ配置された状態で、溶媒除去ローラ１０６の周面に一定圧力で押圧接触するように位置決めされる。
As shown in FIG. 16, the removing
上述した構成を動作させてガラス板表面５ａに溶媒を塗布する場合、まず、溶媒の塗布を開始する時点において、第１の塗布装置１０２のみを動作させ、ガラス板５の領域Ｒ１に厚さがｔ１となるように溶媒を塗布する。この間、除去装置１０５は、図中破線で示した退避位置へ退避させておく。その後、領域Ｒ２との境界位置Ｒ０において、第１の塗布装置１０２が継続して動作している状態で、除去装置１０５が図中実線で示す動作位置に配置されてガラス板５に接近され、第１の塗布装置１０２によってガラス板表面５ａに塗布された溶媒を部分的に除去する。即ち、除去装置１０５が動作位置に配置された後、溶媒除去ローラ１０６が図中矢印ｓ方向に回転しつつ矢印Ｔ１方向に移動し、既にガラス板表面５ａ上に塗布されている溶媒５４に接触して、溶媒５４の一部を回収しながら厚さｔ２の薄層の溶媒層を形成していく。
When the above-described configuration is operated to apply the solvent to the glass plate surface 5a, first, at the time of starting the application of the solvent, only the
溶媒除去ローラ１０６により回収された溶媒５４は、溶媒除去ローラ１０６の周面に接触して配置されたブレード１０７によって掻き取られ、図示しない溶媒回収容器へと回収される。
The solvent 54 collected by the
以上のように、本実施の形態によると、１つの塗布装置１０２を用いて均一な厚さの溶媒層をガラス板表面５ａ上に形成するため、上述した第１の実施の形態のように溶媒の塗布量を途中で変更する必要がなく、溶媒の塗布量を安定させることができる。また、本実施の形態によると、上述した第２の実施の形態のパターン形成装置１００と比較して、溶媒の管理を一箇所（塗布装置１０２のみ）にでき、溶媒を管理する上での負担を軽減することができる。
As described above, according to the present embodiment, a solvent layer having a uniform thickness is formed on the glass plate surface 5a by using one
次に、この発明の第４の実施の形態に係るパターン形成装置１１０について、図１７および図１８を参照して説明する。なお、図１７に示すように、このパターン形成装置１１０は、塗布装置７の代りに塗布装置１１１を有する以外、上述した第１の実施の形態のパターン形成装置１０と同様の構成を有する。よって、ここでは、第１の実施の形態のパターン形成装置１０と同様に機能する構成要素に同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
Next, a
図１８に拡大して示すように、塗布装置１１１は、ガラス板表面５ａから上方に一定距離離間した位置で原版１（ここでは図示せず）の転動方向（図中矢印Ｔ２方向）に沿って並設された複数の塗布ユニット１１２、１１３を有する。各塗布ユニット１１２、１１３は、それぞれ独立して図示しない移動機構によってガラス板表面５ａに沿って移動可能となっており、原版１の転動方向Ｔ２と略直交する方向、すなわち図１８で紙面と略垂直な方向に移動する。
As shown in an enlarged view in FIG. 18, the
なお、各塗布ユニット１１２、１１３は、その移動方向一端において、原版１の移動を妨げない退避位置まで移動されるようになっている。また、各塗布ユニット１１２、１１３は、それぞれ、溶媒の塗布量を独立してコントロール可能となっており、図示矢印のように溶媒を拡散させてガラス板表面５ａに塗布するようになっている。
Each of the
上述した塗布装置１１１を動作させてガラス板表面５ａに溶媒を塗布する場合、原版１が通過する直前の領域に溶媒を塗布する塗布ユニット１１２、１１３が個別に動作される。ガラス板表面５ａの領域Ｒ１に対向して配置された３つの塗布ユニット１１２は、比較的厚い膜厚ｔ１で溶媒を塗布できるようにその溶媒塗布量が比較的多目に設定されており、領域Ｒ２に対向して配置された塗布ユニット１１３は、比較的薄い膜厚ｔ２で溶媒を塗布できるようにその溶媒塗布量が比較的少な目に設定されている。塗布ユニット１１２、１１３として、例えば、スプレーコーター等の溶媒塗布量が制御できる装置を用いることが好適である。
When the above-described
すなわち、溶媒の塗布工程が開始すると、全ての塗布ユニット１１２、１１３がそれぞれ独立して動作されるとともに、それぞれ予め設定された制御値に従って所定量の溶媒をガラス板表面５ａ上に吐出させる。この結果、ガラス板表面５ａのうち、塗布ユニット１１２が対向した領域Ｒ１においては厚さｔ１の比較的厚い溶媒層が形成され、塗布ユニット１１３が対向した領域Ｒ２においては厚さｔ２の比較的薄い溶媒層が形成されることとなる。
That is, when the solvent application process starts, all the
以上のように、本実施の形態によると、複数の塗布ユニット１１２、１１３を用いてそれぞれの領域Ｒ１、Ｒ２に応じた溶媒塗布量を設定することで、溶媒塗布量を動作の途中で変化させる必要がなくなり、常に安定した溶媒塗布の動作を実現することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, the solvent application amount is changed during the operation by setting the solvent application amount corresponding to the respective regions R1 and R2 using the plurality of
図１９には、上述した第４の実施の形態の塗布装置１１１の変形例を示してある。
この塗布装置１１５は、上述した塗布装置１１１と同様に、紙面と略垂直な方向に互いに独立して移動可能な複数の塗布ユニット１１６、１１７を有し、特に、塗布ユニット１１７の間隔に変化を持たせてある。
In FIG. 19, the modification of the
The
つまり、ガラス板表面５ａ上の領域Ｒ１に対向して配置された塗布ユニット１１６を互いに近接させた状態で密度を高くして配置し、領域Ｒ２に対向して配置された塗布ユニット１１７を互いに離間させた状態で設置密度を低くして配置している。各塗布ユニット１１６、１１７は、溶媒を拡散して吐出する。そして、配置密度の低い塗布ユニット１１７からの溶媒の吐出量は、ガラス板表面５ａ上において塗布ムラを生じることのない程度の量に設定されている。
In other words, the
すなわち、塗布ユニットの設置密度の低い領域Ｒ２においては、各々の塗布ユニット１１７から吐出される溶媒がほとんどオーバーラップすることなく、且つガラス板表面５ａの領域Ｒ２の全面を覆うように、膜厚ｔ２の溶媒層が形成される。一方、設置密度の高い領域Ｒ１においても、塗布ユニット１１６から吐出する溶媒の吐出量を塗布ユニット１１７と同程度に設定する。そうすると、領域Ｒ１においては各々の塗布ユニット１１６から吐出される溶媒がガラス板表面５ａ上でオーバーラップすることとなり、図示のように、厚い層厚ｔ１の溶媒層が形成されることとなる。
That is, in the region R2 where the installation density of the coating units is low, the film thickness t2 is such that the solvent discharged from each
このように塗布装置１１５を構成する複数の塗布ユニット１１６、１１７の設置密度を場所によって変化させることにより、個々の塗布ユニット１１６、１１７から吐出させる溶媒の吐出量を一定にしつつ、ガラス板表面５ａ上の溶媒層の厚さをその位置によって変化させることができる。つまり、この変形例によると、全ての塗布ユニット１１６、１１７の溶媒の吐出量を一定に設定できるため、より安定的な溶媒塗布動作を実現することが可能となる。
Thus, by changing the installation density of the plurality of
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above-described embodiments. For example, you may delete some components from all the components shown by embodiment mentioned above. Furthermore, you may combine the component covering different embodiment suitably.
例えば、本発明は、あらかじめ凹部１４ａによるパターンが形成されている原版１を用いるパターン形成装置のみに限定されるものではなく、周知の電子写真法によって、感光体表面に静電潜像を形成し、これを液体現像剤で現像して転写する装置にも適用できる。
For example, the present invention is not limited only to the pattern forming apparatus using the
また、上述した実施の形態では、現像剤粒子を正に帯電させてパターン形成装置を動作させる場合について説明したが、これに限らず、全ての構成を逆極性に帯電させて動作させても良い。 In the above-described embodiment, the case where the pattern forming apparatus is operated with the developer particles positively charged has been described. However, the present invention is not limited to this, and all the components may be operated with the opposite polarity charged. .
また、上述した実施の形態では、平面型画像表示装置の前面基板に蛍光体層やカラーフィルターを形成する装置に本発明を適用した場合についてのみ説明したが、本発明は、他の技術分野における製造装置として広く利用できる。 In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied only to an apparatus for forming a phosphor layer or a color filter on a front substrate of a flat-type image display apparatus has been described. However, the present invention is applied to other technical fields. Can be widely used as manufacturing equipment.
例えば、液体現像剤の組成を変更すれば回路基板やＩＣタグなどにおける導電パターンを形成する装置に本発明を適用することも可能である。この場合には、液体現像剤を、例えば、平均粒径０．３［μｍ］の樹脂粒子と、その表面に付着している平均粒径０．０２［μｍ］の金属微粒子（例えば銅、パラジウム、銀など）と、金属石鹸のような電荷制御剤から構成すれば、上述した実施の形態と同様の手法により、例えばシリコンウェハー上に現像剤による配線パターンを形成することもできる。一般に、このような現像剤のみで十分な導電性を有する回路パターンを形成することは容易ではないので、パターン形成後に上記の金属微粒子を核としてメッキを施すことが望ましい。このようにして、導電性回路や、コンデンサー、抵抗などのパターニングを行うことも可能である。 For example, if the composition of the liquid developer is changed, the present invention can be applied to an apparatus for forming a conductive pattern on a circuit board or an IC tag. In this case, the liquid developer is, for example, resin particles having an average particle size of 0.3 [μm] and metal fine particles having an average particle size of 0.02 [μm] attached to the surface (for example, copper, palladium, etc.). , Silver, etc.) and a charge control agent such as a metal soap, a wiring pattern made of a developer can be formed on a silicon wafer, for example, by the same method as in the above-described embodiment. In general, it is not easy to form a circuit pattern having sufficient conductivity only with such a developer. Therefore, it is desirable to perform plating using the metal fine particles as a nucleus after pattern formation. In this manner, patterning of a conductive circuit, a capacitor, a resistor, and the like can be performed.
１…原版、３ｒ、３ｇ、３ｂ…現像装置、４…乾燥器、５…ガラス板、６…ステージ、７、１０１、１０５、１１１、１１５…塗布装置、１０…パターン形成装置、１２…金属フィルム、１３…高抵抗層、１４ａ…凹部、９１…コントローラ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
被転写媒体の平らな表面に沿って一定方向に塗布装置を移動させつつ該表面に絶縁性液体を塗布する塗布工程と、
この塗布工程と並行して、上記像保持体の周面が上記被転写媒体の表面に塗布された絶縁性液体で濡れるように、上記像保持体を上記被転写媒体の表面に沿って上記一定方向に転動させつつ、上記像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面に付着した帯電粒子による上記パターン像を上記被転写媒体の表面へ転写する転写工程と、
を有することを特徴とするパターン形成方法。 An image forming step of forming a pattern image by attaching charged particles to the peripheral surface of the drum-shaped image carrier;
An application step of applying an insulating liquid to the surface while moving the application device in a certain direction along the flat surface of the transfer medium;
In parallel with the coating step, the image carrier is fixed along the surface of the transfer medium so that the peripheral surface of the image carrier is wetted by the insulating liquid applied to the surface of the transfer medium. A transfer step of transferring the pattern image by the charged particles attached to the peripheral surface to the surface of the transfer medium while forming an electric field between the image carrier and the transfer medium while rolling in the direction; ,
The pattern formation method characterized by having.
この保持機構によって保持された被転写媒体の表面に沿って一定方向に移動しつつ該表面に絶縁性液体を塗布する塗布装置と、
上記保持機構によって保持された上記被転写媒体の表面に沿って上記一定方向に転動可能に設けられたドラム状の像保持体と、
この像保持体の周面上に帯電粒子によるパターン像を形成する像形成装置と、
上記パターン像を形成した周面が上記被転写媒体の表面に塗布された絶縁性液体で濡れるように上記像保持体を上記一定方向に転動させる転動機構と、
この転動機構によって転動する上記像保持体と上記被転写媒体との間に電界を形成して上記周面上のパターン像を上記被転写媒体の表面に転写する転写装置と、を有し、
上記塗布装置は、上記転動機構によって上記像保持体を上記被転写媒体に沿って転動させているときに上記像保持体の周面と上記被転写媒体の表面との間に滞留する上記絶縁性液体が一定量を超えないように上記絶縁性液体の塗布厚を上記一定方向に沿って変化させることを特徴とするパターン形成装置。 A holding mechanism that holds the flat transfer medium in a substantially horizontal state;
A coating device that applies an insulating liquid to the surface while moving in a certain direction along the surface of the transfer medium held by the holding mechanism;
A drum-shaped image holding member provided so as to be able to roll in the predetermined direction along the surface of the transfer medium held by the holding mechanism;
An image forming apparatus for forming a pattern image with charged particles on the peripheral surface of the image carrier;
A rolling mechanism that rolls the image carrier in the predetermined direction so that a peripheral surface on which the pattern image is formed is wetted by an insulating liquid applied to a surface of the transfer medium;
A transfer device that forms an electric field between the image carrier that is rolled by the rolling mechanism and the transfer medium, and transfers the pattern image on the peripheral surface to the surface of the transfer medium. ,
The coating apparatus retains between the peripheral surface of the image carrier and the surface of the transfer medium when the image carrier is rolled along the transfer medium by the rolling mechanism. A pattern forming apparatus, wherein the coating thickness of the insulating liquid is changed along the predetermined direction so that the insulating liquid does not exceed a certain amount.
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