JP4644726B2 - 塗布装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶ディスプレイ用カラーフィルタ、プラズマディスプレイ用ガラス基板、光学フィルタ、プリント基板等の製造に使用されるもので、基板上に塗布液を塗布して塗膜を形成する塗布装置に関する。

この種の塗布装置は、基板を移載装置（基板移載ロボット）により移載する基板移載式と、基板を搬送ベルトにより搬送する基板連続搬送式とがある。

基板移載式の塗布装置として、特許文献１には、移載装置（基板搬送ロボット）により基板を載置台に搬入し、載置台又は塗布器のいずれかを相対的に移動させて基板上に塗膜を形成した後、移載装置により基板を搬出する塗布装置が記載されている。

また、特許文献２には、テーブルに複数の基板を載置できるようにし、テーブルの任意の位置に載置された基板に塗膜を形成する間に、他の位置で移載装置により基板の排出及び/又は載置を行うことで、１枚の基板の処理に要する時間を短縮した塗布装置が記載されている。

しかし、これらの基板移載式の塗布装置は、基板の取り換えに時間を要し、１枚の基板の処理に要するタクト時間が長く、生産性の向上を見込めない。

基板連続搬送式の塗布装置としては、特許文献３に、塗布器の前後に搬送ベルトを設け、前工程より搬入されてきた基板に弾性体枠をセットし、該弾性体枠を前部搬送ベルトに設けた穴を介して真空吸着しながら搬送し、塗布器を通過させて基板に塗布した後、後部搬送ベルトで排出する塗布装置が記載されている。

しかし、この引用文献３の塗布装置では、塗布器の部分で基板の吸引力が無くなるため、基板と塗布器のダイとの隙間が一定しないという問題がある。

また、特許文献４には、図５に示すように、塗布器１０１の上流側に基板Ｐを移動させるための駆動コンベア１０２と、下流側に基板Ｐが互いに押し合うようにするための回転抵抗をもった駆動コンベア１０３と、これらのコンベア１０２，１０３の間に定回転抵抗をもったコンベア１０４とを設け、複数の基板Ｐを各コンベア１０２，１０３，１０４のベルトの直下に設けた吸引テーブル１０５により吸引しながら、隙間を空けることなく連続して移動させて塗布器１０１により各基板Ｐに塗料１０６を塗布する塗布装置が記載されている。

しかし、この引用文献４の塗布装置では、駆動コンベア１０２，１０３，１０４のベルト上で塗布するので、ベルトの平面度を所定の公差内（例えば１０μｍ）に保つことが難しく、やはり基板Ｐと塗布器１０１のダイとの隙間が一定しないという問題がある。また、連続移動する基板Ｐと隣接する基板Ｐの間に隙間を空けずに連続して塗布するので、基板Ｐの全周に把持用の余白を残す所謂額縁塗装（図６参照）ができないという問題がある。また、駆動コンベア１０２，１０３，１０４に速度差があるので、基板Ｐの裏面と駆動コンベア１０２，１０３，１０４のベルトとの間で滑りが生じ、基板Ｐに疵が発生する虞がある。

また、引用文献５，６のようにフィルム状の被塗布体をローラで吸引しながら塗布を行う方法もあるが、この場合は、ガラス基板等には用いることができない。
特開２０００−１９７８４４号公報 特開２００２−１０２７７１号公報 特開２０００−１５１０７４号公報 特開２００２−４５７７５号公報 特開平５−２７７４１８号公報 特開平６−０３９３３３号公報

本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、基板と塗布器の間の隙間を安定させることができる塗装装置、基板を１枚ずつ速度制御することができ、これにより額縁塗装が可能な塗装装置、及び基板の裏面に疵が発生することがない塗装装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、
塗布位置と洗浄位置に交互に位置を切り替え可能に設けられ、基板上に塗布液を塗布する１対の塗布器と、
前記塗布器と対向する位置に回転駆動可能に配置され、外周に吸引孔を有し、前記基板を吸引しつつ搬送するバッキングロールと、
前記バッキングロールの上流側と下流側に配置され、前記基板を吸引しつつ搬送する搬送ローラと、
前記上流側の搬送ローラの上流側に配置され、前記基板をバッキングロールに搬入する搬入コンベアと、
前記下流側の搬送ローラの下流側に配置され、前記バッキングロールから前記基板を搬出する搬出コンベアと、
前記上流側の搬送ローラと前記搬入コンベアの間、又は前記下流側の搬送ローラと前記搬出コンベアの間に、洗浄位置にある前記塗布ヘッドを洗浄する洗浄装置と、
からなることを特徴としている。

前記搬送ローラは前記バッキングロールより低い位置に配置することが好ましい。

前記塗布器又は前記洗浄装置は前記洗浄位置で昇降可能に設けることが好ましい。

前記手段からなる本発明によれば、塗布器の下方にバッキングロールが配置されているので、ベルトバッキングロール上を搬送される基板と塗布器との間の隙間が安定し、塗布精度が向上する。

また、バッキングロールと搬送コンベアで基板を吸引しながら、１枚ずつ一定に速度制御できる。このため、基板とバッキングロール又は搬送コンベアとの間に滑りがなく、基板の裏面に疵が発生しない。

さらに、搬送する基板間に間隔を設けて１枚ずつ搬送し、塗工の始端と終端で速度制御しながら、基板の先端から一定距離の位置から塗工を開始し、後端から一定距離残した位置で塗工を終了することで、所謂額縁塗装が可能となる。

さらに、１対の塗布ヘッドと洗浄装置を設けることで、塗布位置にある塗布ヘッドで基板に塗布液を塗布している間に、清掃位置にある塗布ヘッドを清掃装置により清掃することができるので、タクト時間をより短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は本発明に係る塗布装置１を示す。塗布装置１は、支持フレーム２に昇降可能に設けられた１対の塗布ヘッド３ａ，３ｂを有する。支持フレーム２は縦軸４を中心に１８０度回動可能であり、１対の塗布ヘッド３ａ，３ｂを矢印ａで示す基板Ｐの搬送方向の下流側の塗布位置と上流側の洗浄位置に交互に位置を切り替え可能になっている。１対の塗布ヘッド３ａ，３ｂは、それぞれスリットダイからなり、塗布位置において一定速度で搬送される基板Ｐ上に塗布液を所望の厚さに塗布可能になっている。

下流側の塗布ヘッド３ｂの下方には、バッキングロール５とその上流側と下流側に搬送ローラ６ａ，６ｂが配置されている。

バッキングロール５は、その軸心が塗布ヘッド３ｂの長手方向と平行になるように、両端の軸が矢印ｒ方向に回転駆動可能に支持されている。バッキングロール５は、図２に示すように、直径約４００〜５００ｍｍの中空円筒形の金属製ロールで、その外表面には好ましくは０．５〜２．０ｍｍの多数の吸引孔７が規則的に形成されている。バッキングロール５の両端の軸８には貫通孔９が形成され、該貫通孔９は真空ポンプなどの吸引装置１０に接続されている。吸引装置１０を駆動すると、バッキングロール５の外周近傍の空気が吸引孔７を通して吸引されて、バッキングロール５の内部に引き込まれ、貫通孔９を経て吸引装置１０に導かれるように構成されている。

図２に示すように、基板Ｐの塗布部分を局部的に吸引するように、基板Ｐの近傍の吸引口７をカバー１１で囲ってもよい。また、バッキングロール５及び搬送ローラ６ａ，６ｂの吸引力を一定にするため、吸引装置１０への配管途中に電磁弁１０ａ．１０ｂ，１０ｃを設け、バッキングロール５及び搬送ローラ６ａ，６ｂ上部に基板Ｐが無い場合は電磁弁１０ａ．１０ｂ，１０ｃを閉じて吸引しないようにしてもよい。

バッキングロール５の上流側と下流側の搬送ローラ６ａ，６ｂは、それぞれバッキングロール５と平行に配置された直径約１００ｍｍの１本又は２本のローラ１２からなり、基板Ｐを前記バッキングロール５と同じ搬送力で矢印ａ方向に搬送可能になっている。搬送ローラ６ａ，６ｂの下方には、吸引装置１０に接続された上向きの開口するダクト１３が配設されている。これにより、搬送ローラ６ａ，６ｂの上方の空気がローラ１２間の隙間から吸引されて、バッキングロール５と同じ吸引装置１０に導かれるように構成されている。

バッキングロール５の外周の最上部の高さは、搬送ローラ６ａ，６ｂの外周の最上部の高さより、０〜５００μｍだけ高く設置されている。この高さの差は、上流側搬送ローラ６ａからバッキングロール５を通って下流側搬送ローラ６ｂに搬送される基板Ｐに損傷を与えずに基板Ｐの反りが矯正でき、かつ、基板Ｐがバッキングロール５と各ローラ１２への密着力を確保できる程度である。

図１を参照すると、上流側の塗布ヘッド３ａの下方には、洗浄装置１４が昇降可能に配置されている。洗浄装置１４は、塗布ヘッド３ａの吐出口に沿って往復移動可能で、掻き取りブレード、洗浄ブラシ、洗浄ノズル、又は洗浄ロールを備えた任意のタイプのものを採用することができる。

基板Ｐの搬送方向において洗浄装置１４より上流側には、搬入コンベア１５が配置されている。同様に、基板Ｐの搬送方向においてバッキングロール５及び搬送ローラ６ｂより下流側には、搬出コンベア１６が配置されている。搬入コンベア１５は、前の工程から基板Ｐをバッキングロール５に搬入するようになっている。搬出コンベア１６は、バッキングロール５から基板Ｐを搬出して次の工程に搬送するようになっている。

次に、前記構成からなる塗布装置１の動作を図３に従って説明する。

図３（ａ）に示すように、一方の塗布ヘッド３ｂを塗布位置（すなわち、バッキングロール５の上方）、他方の塗布ヘッド３ａを洗浄位置（すなわち、洗浄装置１４の上方）に置く。この状態で搬入コンベア１５により基板Ｐを搬入し、基板Ｐの前端を塗布ヘッド３ｂの下方に位置させる。ここで、額縁塗装を可能にするために、基板Ｐの前端は塗布ヘッド３ｂの直下よりも下流側に位置するようにする。基板Ｐの後端は、洗浄装置１４の上昇を妨げないように、洗浄装置１４の真上の地点から下流側にあるようにする。

この状態で、図３（ｂ）に示すように、塗布位置の塗布ヘッド３ｂを下降し、バッキングロール５及び搬送ローラ６ａ，６ｂを駆動するとともに、吸引装置１０を駆動して、基板Ｐを裏面から吸引しつつ、矢印ａで示す搬送方向に搬送し、塗布ヘッド３ｂから塗布液を吐出して塗工し、基板Ｐ上に塗膜を形成する。一方、洗浄装置１４を上昇し、さらに洗浄位置にある塗布ヘッド３ａの長手方向に沿って移動させ、塗布ヘッド３ａの洗浄を行う。これにより、塗布位置にある塗布ヘッド３ｂによる基板Ｐの塗工と、洗浄位置にある塗布ヘッド３ａの洗浄が同時に行え、タクト時間を短縮することができる。なお、この塗工及び洗浄の処理中は、次に処理する基板Ｐは搬入コンベア１５上で待機させておく。また、洗浄装置１４を上昇させる代わりに、塗布ヘッド３ａを下降させてもよい。

塗布ヘッド３ｂによる基板Ｐの塗工中、基板Ｐはバッキングロール５の吸引孔７と搬送ローラ６ａ，６ｂの隙間から吸引されるので、基板Ｐの裏面はバッキングロール５と搬送ローラ６ａ，６ｂに密着して搬送される。このため、基板Ｐと塗布ヘッド３ｂの間の隙間が安定し、高精度の膜圧で塗膜を形成することができる。

また、バッキングロール５と搬送ローラ６ａ，６ｂで基板Ｐを吸引しながら、１枚ずつ一定に速度制御できる。このため、基板Ｐとバッキングロール５及び搬送ロール６ａ，６ｂとの間に滑りが生じず、基板Ｐの裏に疵が発生することはない。

基板Ｐの後端が塗布ヘッド３ｂの下方に近づくと、図３（ｃ）に示すように、後端まで所定の距離を残した状態で、基板Ｐの搬送を停止し、塗布ヘッド３ｂを上昇させる。一方、洗浄位置にある塗布ヘッド３ａの洗浄を終えた洗浄装置１４は下降させる。続いて、縦軸４を中心に支持フレーム２を１８０°回動させることにより、洗浄を終えた塗布ヘッド３ａを塗布位置に、塗工を終えた塗布ヘッド３ｂを洗浄位置に切り替える。この状態で、搬出コンベア１６を駆動して塗工された基板Ｐを次の工程に向けて搬出し、搬入コンベア１５上で待機していた次の基板Ｐを搬入する。これにより、図３（ａ）に示す状態となり、以下同様の工程を繰り返す。

なお、前記実施形態では、バッキングロール５の上流側及び下流側に基板Ｐを吸引しつつ搬送する搬送ローラ６ａ，６ｂを設けたが、基板Ｐが小さくて大きな吸引力を必要としない場合には、これら搬送ローラ６ａ，６ｂを省略し、図４に示すように、バッキングロール５の上流側及び下流側の近傍まで搬送コンベア１５，１６を延長してもよい。また、図４に示すように塗布ヘッド３を単体としてもよい。

本発明に係る塗布装置の側面図。 図１の要部の拡大断面図。 １対の塗布ヘッドを用いて基板の塗布を行う工程を順に示す側面図。 本発明に係る塗布装置の変形例を示す側面図。 従来の塗布装置の側面図。 額縁塗装した基板の斜視図。

符号の説明

１…塗布装置
３ａ，３ｂ…塗布ヘッド
５…バッキングロール
６ａ，６ｂ…搬送ローラ
７…吸引孔
１４…洗浄装置
１５…搬入コンベア
１６…搬出コンベア
Ｐ…基板

Claims (3)

1. 塗布位置と洗浄位置に交互に位置を切り替え可能に設けられ、基板上に塗布液を塗布する１対の塗布器と、
   前記塗布器と対向する位置に回転駆動可能に配置され、外周に吸引孔を有し、前記基板を吸引しつつ搬送するバッキングロールと、
   前記バッキングロールの上流側と下流側に配置され、前記基板を吸引しつつ搬送する搬送ローラと、
   前記上流側の搬送ローラの上流側に配置され、前記基板をバッキングロールに搬入する搬入コンベアと、
   前記下流側の搬送ローラの下流側に配置され、前記バッキングロールから前記基板を搬出する搬出コンベアと、
   前記上流側の搬送ローラと前記搬入コンベアの間、又は前記下流側の搬送ローラと前記搬出コンベアの間に、洗浄位置にある前記塗布ヘッドを洗浄する洗浄装置と、
   からなることを特徴とする塗布装置。
2. 前記搬送ローラは前記バッキングロールより低い位置に配置することを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。
3. 前記塗布器又は前記洗浄装置は前記洗浄位置で昇降可能に設けたことを特徴とする請求項１に記載の塗布装置。

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