JP6426491B2 - Coating apparatus and coating method - Google Patents
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Description
本発明は、加圧供給方式であっても、塗布処理を開始するときに最初にノズルから吐出される塗液が盛り上がって塗布されることを抑制することが可能であって、塗布処理の開始時点から適切な塗膜厚で塗布対象物に塗布することができると共に、構成が簡単でかつ塗膜厚調整のための制御も容易な塗布装置及び塗布方法に関する。 According to the present invention, even in the pressure supply method, it is possible to prevent the coating liquid discharged from the nozzle from being raised first when coating processing is started, and it is possible to suppress the coating processing, and the coating processing is started. The present invention relates to a coating apparatus and a coating method which can be applied to an object to be coated with an appropriate coating thickness from a point of time and which has a simple configuration and easy control of coating thickness adjustment.
基板などの塗布対象物に対して相対移動されるノズルに、タンク内部に貯留されている塗液を、加圧による押し出しによって供給する加圧供給方式で供給するようにし、これによりノズルから塗液を吐出させて塗布対象物を塗布処理するようにした塗布装置として、特許文献1及び2が知られている。 The coating liquid stored in the inside of the tank is supplied to the nozzle moved relative to the object to be coated such as a substrate by the pressure supply method of supplying by extrusion by pressure, whereby the coating liquid from the nozzle Patent documents 1 and 2 are known as a coating device which was made to carry out the application processing of a coating subject by making it eject.
特許文献1の「スリット式塗布装置」は、設備コストが嵩まず、塗布開始と終了時の薬液の吐出量を制御し、均一な塗布膜を得るスリット式塗布装置の提供を課題とし、塗布開始と終了時に薬液の吐出量を制御するスリット式塗布装置において、前記塗布薬液供給のON/OFFを行う常時閉の単動薬液バルブを有する機構と、該薬液バルブ弁の開閉を駆動(制御)するためのエアー圧力をコントローラからの電気的信号により自在に変更可能な電空レギュレータを有する機構と、前記レギュレータに電気的信号を伝送するためのコントローラを有する機構とを具備しているスリット式塗布装置とするようにしている。特許文献1では、薬液は加圧タンクに精密レギュレータで加圧され、薬液バルブの弁直前まで供給された状態となっており、設定された電空レギュレータのエアー圧により薬液バルブの弁が開き、スリットノズルに薬液が供給される仕組みになっている。 The "slit type coating apparatus" of Patent Document 1 has an object of providing a slit type coating apparatus which obtains a uniform coating film by controlling the discharge amount of the chemical solution at the start and end of the coating without increasing the equipment cost. And a mechanism having a normally-closed single-acting chemical valve for performing ON / OFF of the application chemical solution supply, and driving (control) opening / closing of the chemical solution valve valve. Slit coater comprising a mechanism having an electro-pneumatic regulator capable of freely changing the air pressure for the control by an electrical signal from the controller, and a mechanism having a controller for transmitting the electrical signal to the regulator It is supposed to be. In Patent Document 1, the chemical solution is pressurized to the pressurized tank by the precision regulator and supplied to the position immediately before the valve of the chemical solution valve, and the valve of the chemical solution valve is opened by the air pressure of the electropneumatic regulator set. The chemical solution is supplied to the slit nozzle.
特許文献2の「基板処理装置および送液装置」は、パーティクルを発生させることなく、処理液を高精度に送液する装置を提供することを課題とし、スリットノズルに対してレジスト液(処理液)を送液する送液機構に、レジストポンプと駆動機構とを設ける。さらに、レジストポンプに、小径の第1ベローズ、大径の第2ベローズ、第1ベローズと第2ベローズとの接合部材、およびレジスト液の流路となるチューブを設ける。駆動機構が下方向に接合部材を移動させることにより、チューブの内部容積が減少し、チューブ内のレジスト液がスリットノズルに送液される。また、駆動機構が下方向に接合部材を移動させることにより、チューブの内部容積が増加し、レジストポンプにレジスト液が吸引される。特許文献2では、基板処理装置は、レジスト液を供給する供給機構として、補給装置、バッファタンク、センサを備え、バッファタンクは、レジスト液を一時的に貯留することによって、レジスト液に混入しているエアーを分離除去するために設けられていて、制御系がバッファタンクを制御することにより大気圧によってスリットノズルにレジスト液の送液を行うようになっている。 The "substrate processing apparatus and liquid transfer apparatus" of Patent Document 2 has an object to provide an apparatus for transferring the processing liquid with high accuracy without generating particles, and the resist liquid (processing liquid (processing liquid) A resist pump and a driving mechanism are provided in a liquid feeding mechanism for feeding liquid. Further, the resist pump is provided with a small diameter first bellows, a large diameter second bellows, a joint member of the first bellows and the second bellows, and a tube serving as a flow path of the resist solution. When the drive mechanism moves the bonding member downward, the internal volume of the tube is reduced, and the resist solution in the tube is sent to the slit nozzle. Further, when the drive mechanism moves the bonding member downward, the internal volume of the tube is increased, and the resist solution is sucked by the resist pump. In Patent Document 2, a substrate processing apparatus includes a replenishment device, a buffer tank, and a sensor as a supply mechanism for supplying a resist solution, and the buffer tank mixes the resist solution by temporarily storing the resist solution. The control system controls the buffer tank so that the resist solution is sent to the slit nozzle by the atmospheric pressure.
図5には、加圧供給方式の基本構成が示されている。気密構造のタンクaには、塗液bを補充するために、塗液補充用開閉弁cを有する塗液補充系dが接続されると共に、空気等の加圧用ガスをタンクaへ導入するために、ガス導入用開閉弁eを有するガス導入系fが接続されている。タンクaに導入されたガスは、タンクa内部が所定の一定圧力値に保たれるように加圧しつつ、この加圧により、タンクaから塗液bを押し出すようになっている。 FIG. 5 shows the basic configuration of the pressure supply system. A coating liquid replenishment system d having a coating liquid replenishment on / off valve c is connected to the tank a of the airtight structure to replenish the coating liquid b, and for introducing a pressurizing gas such as air to the tank a And a gas introduction system f having a gas introduction on-off valve e is connected. While the gas introduced into the tank a is pressurized so that the inside of the tank a is maintained at a predetermined constant pressure value, the pressurization pushes the coating liquid b out of the tank a.
タンクaとノズルgとの間には、タンクaから押し出された塗液bをノズルgへ供給して吐出させるために、開閉弁hを有する塗液供給系iが設けられている。ノズルgと塗布対象物jとは相対移動され、これによりノズルgから吐出される塗液bで塗布対象物jが塗布処理されるようになっている。 A coating liquid supply system i having an on-off valve h is provided between the tank a and the nozzle g in order to supply and discharge the coating liquid b pushed out of the tank a to the nozzle g. The nozzle g and the object to be coated j are moved relative to each other, whereby the object to be coated j is coated with the coating liquid b discharged from the nozzle g.
塗布対象物jを塗布処理する際には、タンクaには予め、塗液補充系dから、少なくとも塗布処理一回分の塗液bが補充されて貯留されている。ガス導入用開閉弁eが開かれることでタンクa内部に導入されるガスは、その加圧作用により、タンクaから塗液供給系iへ塗液bを押し出す。 At the time of applying the coating object j, the coating solution b for at least one coating process is replenished and stored in the tank a in advance from the coating solution replenishment system d. The gas introduced into the inside of the tank a by opening the on-off valve e for gas introduction pushes the coating liquid b from the tank a to the coating liquid supply system i by its pressurizing action.
詳細には、塗液bの押し出しによるタンクa内部の塗液bの減少に応じて、ガスが継続的にタンクa内部に導入され、これによりタンクa内部が所定の一定圧力値に保たれつつ、塗液bを押し出す加圧作用が維持される。 Specifically, gas is continuously introduced into the inside of the tank a according to the decrease of the coating liquid b inside the tank a due to the extrusion of the coating liquid b, whereby the inside of the tank a is maintained at a predetermined constant pressure value. The pressing action of pushing out the coating solution b is maintained.
一定圧力値に加圧されているタンクaから押し出される塗液bは、開かれている開閉弁hを通じてノズルgへ供給され、ノズルgに供給された塗液bは、ノズルgから塗布対象物jに向けて常に一定の吐出圧で吐出され、吐出中にも圧力の変動は起きない。これにより、塗布対象物jは、一定の塗膜厚で塗布処理されるという長所がある。 The coating solution b pushed out from the tank a pressurized to a constant pressure value is supplied to the nozzle g through the open on-off valve h, and the coating solution b supplied to the nozzle g is an object to be coated from the nozzle g Discharge is always performed at a constant discharge pressure toward j, and pressure fluctuation does not occur during discharge. Thus, the object to be coated j has the advantage of being coated with a constant coating thickness.
塗布処理を開始するときには通常、タンクa内部からノズルg内部に亘り、塗液bがほぼ充満されていると共に、塗液供給系iの開閉弁hが閉じられて塗液bの流通が遮断されている。このとき、タンクaには、塗布処理の開始に応じて塗液bを供給するためにガスが導入されていて、このガスにより、タンクa内部は所定の一定圧力値に加圧されている。従って、塗液bは、タンクaから開閉弁hに向けて、既に押し出し作用を受けている。 When the coating process is started, generally, the coating solution b is substantially filled from the inside of the tank a to the inside of the nozzle g, and the on-off valve h of the coating solution supply system i is closed to block the flow of the coating solution b. ing. At this time, a gas is introduced into the tank a in order to supply the coating liquid b in response to the start of the coating process, and the inside of the tank a is pressurized to a predetermined constant pressure value by this gas. Therefore, the coating solution b is already pushed out from the tank a to the on-off valve h.
このため、開閉弁hを開くと、タンクa内部は、ほぼ所定の一定圧力値であるものの、塗液bは、閉じ状態にあった開閉弁hが一瞬で開くことにより、ノズルgに向かって一気に流れ、タンクa内部の一定の圧力状態とは無関係に、図5中のグラフに示したように、多めの吐出量でノズルgから吐出されてしまう。 For this reason, when the on-off valve h is opened, although the inside of the tank a has a substantially predetermined constant pressure value, the coating liquid b is directed toward the nozzle g by the instantaneous opening of the on-off valve h which was in the closed state. It flows at once, and as shown by the graph in FIG. 5, regardless of the constant pressure state inside the tank a, the nozzle g is discharged with a larger discharge amount.
この結果、塗布処理を開始するとき、例えば最初にノズルgから吐出される塗液bが塗布される塗布始端kでは、図中、m部分で示すように、塗液bが盛り上がってしまうという課題があった。 As a result, when the coating process is started, for example, at the coating start end k to which the coating solution b discharged from the nozzle g is first applied, the coating solution b is raised as shown by the m portion in the figure. was there.
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、加圧供給方式であっても、塗布処理を開始するときに最初にノズルから吐出される塗液が盛り上がって塗布されることを抑制することが可能であって、塗布処理の開始時点から適切な塗膜厚で塗布対象物に塗布することができると共に、構成が簡単でかつ塗膜厚調整のための制御も容易な塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and even in the pressure supply method, the coating liquid to be discharged from the nozzle at the beginning of the coating process is raised and applied when the coating process is started. The coating can be applied to the object to be coated with an appropriate coating thickness from the start of the coating treatment, and the coating is simple and easy to control for coating thickness adjustment. It aims at providing an apparatus and a coating method.
本発明にかかる塗布装置は、タンク内に貯留されている塗液を、一定圧力値の加圧により塗液供給系へ押し出して供給する塗液供給源と、該塗液供給系に接続され、供給される塗液を吐出しつつ、塗布対象物に対し相対移動されて、塗布対象物を塗布処理するノズルと、上記塗液供給系に設けられ、かつ少なくとも塗布始端で塗液が盛り上がってしまう量を塗液の圧縮弾性で吸収可能な容量の塗液が内部に充満されるシリンジポンプと、上記塗液供給系に、上記シリンジポンプと上記ノズルとの間に配置して設けられ、該シリンジポンプに上記塗液供給源から塗液を供給するときのみ閉じられるシリンジポンプ充填用開閉弁と、上記塗液供給系に、上記シリンジポンプと上記塗液供給源との間に配置して設けられた開閉弁とを備え、上記開閉弁から上記ノズルに亘る間と上記シリンジポンプ内部とに塗液が充満されている塗布開始前、上記タンクから押し出し作用を受けている塗液の流通を遮断するために該開閉弁は閉じられ;塗布処理開始時、上記シリンジポンプ充填用開閉弁が開かれ、駆動される上記シリンジポンプにより、塗液が上記ノズルに供給され吐出されて初期段階の塗布が行われ;上記シリンジポンプの駆動停止による塗液供給の停止と同時に上記開閉弁が開かれて上記タンクから上記ノズルへ塗液が一気に流れるときに、該シリンジポンプの容量及び塗液自身の圧縮弾性により、塗液の水撃的な流れを緩衝して、上記塗液供給系を介して該タンクから該ノズルへ伝播される圧力の変化を抑制するように構成したことを特徴とする。 The coating apparatus according to the present invention is connected to a coating liquid supply source for extruding and supplying the coating liquid stored in the tank to the coating liquid supply system by pressurization with a constant pressure value, and the coating liquid supply system. The coating liquid is moved relative to the object to be coated while discharging the coating liquid supplied, and is provided in the nozzle for coating the coating object and the coating liquid supply system, and the coating liquid is raised at least at the coating start end A syringe pump in which the amount of the coating liquid having a compressible and absorbable volume is filled, and the coating liquid supply system disposed between the syringe pump and the nozzle; a syringe pump for filling off valve which is closed only when supplying a coating liquid from the coating liquid supply source to the pump, to the coating liquid supply system, provided disposed between the syringe pump and the coating liquid supply source and a opening and closing valve, the opening and closing Before the start of coating, in which the coating liquid is filled up with the inside of the syringe pump, and the on-off valve is closed to shut off the flow of the coating liquid being pushed out from the tank; At the start of processing, the syringe pump filling on-off valve is opened, and the coating liquid is supplied to the nozzle and discharged by the driven syringe pump to perform coating in the initial stage; coating by stopping the driving of the syringe pump When the on-off valve is opened simultaneously with the stop of the liquid supply and the coating liquid flows from the tank to the nozzle all at once, the flow of the coating liquid is caused by the volume of the syringe pump and the compression elasticity of the coating liquid itself. It is characterized in that it is buffered to suppress a change in pressure transmitted from the tank to the nozzle through the coating liquid supply system .
本発明にかかる塗布方法は、上記塗布装置を用い、前記シリンジポンプ充填用開閉弁が閉じられている状態で、前記開閉弁が開かれて、前記塗液供給系を介して前記塗液供給源から前記シリンジポンプに塗液が供給され、前記開閉弁から前記ノズルに亘る間と前記シリンジポンプ内部とに塗液が充満されている塗布開始前、前記タンクから押し出し作用を受けている塗液の流通を遮断するために該開閉弁は閉じられ、塗布処理開始時、前記シリンジポンプ充填用開閉弁が開かれ、駆動される上記シリンジポンプにより、塗液が上記ノズルに供給され吐出されて初期段階の塗布が行われ、その後、上記シリンジポンプの駆動停止による塗液供給の停止と同時に上記開閉弁が開かれて上記タンクから上記ノズルへ塗液が一気に流れるときに、該シリンジポンプの容量及び塗液自身の圧縮弾性により、塗液の水撃的な流れを緩衝して、前記塗液供給系を介して該タンクから該ノズルへ伝播される圧力の変化を抑制することを特徴とする。 In the coating method according to the present invention, the on-off valve is opened in a state where the on-off valve for filling the syringe pump is closed using the application apparatus, and the application liquid supply source via the application liquid supply system The coating liquid is supplied to the syringe pump, and the coating liquid is filled between the on-off valve and the nozzle, and the inside of the syringe pump is filled with the coating liquid. In order to shut off the flow, the on-off valve is closed, and at the start of the coating process, the on-off valve for filling the syringe pump is opened, and the coating liquid is supplied to the nozzle and discharged by the driven syringe pump. When the coating liquid flows from the tank to the nozzle all at once, the on-off valve is opened simultaneously with the stopping of the coating liquid supply due to the driving stop of the syringe pump. The compressive elastic capacity and coating solution itself Njiponpu, and buffered water撃的flow of the coating liquid, it suppresses changes in pressure to be propagated from the tank to the nozzle through the coating liquid supply system It features.
本発明にかかる塗布装置及び塗布方法にあっては、加圧供給方式であっても、塗布処理を開始するときに最初にノズルから吐出される塗液が盛り上がって塗布されることを抑制することができ、塗布処理の開始時点から適切な塗膜厚で塗布対象物に塗布することができると共に、構成が簡単でかつ塗膜厚調整のための制御も容易化することができる。詳細には、開閉弁の開放に伴う塗液の過剰な吐出を抑える必要のある塗布処理の初期段階のみ、シリンジポンプを用いて、当該シリンジポンプが奏する塗液の飛び出しがない(タンク加圧では飛び出しがある)、すなわち塗布始端で塗液が盛り上がらないという長所を活かし、その後すぐに、タンクからの塗液の押し出しによる利点、すなわち安定した吐出量の確保(シリンジポンプではチャタリングによる吐出変動のおそれがある)という長所を活かした塗布処理に切り換えて、そして、この切り換えた瞬間の塗液の過剰な流れを、シリンジポンプの緩衝機能で防ぐことができるので、塗布処理開始時における塗液の盛り上がり防止と、その後の塗膜厚の均一化とを一連に連続して確保することができる。塗液供給系にシリンジポンプを設けるだけであり、構成がきわめて簡単であると共に、塗膜厚調整のための制御も、シリンジポンプの停止と開閉弁の開放を同時に行うだけでよく簡単であって、容易に実施することができる。
In the coating apparatus and the coating method according to the present invention, even in the pressure supply method, it is possible to suppress the coating liquid, which is first discharged from the nozzle when the coating processing is started, from being raised and coated. While being able to apply | coat to a coating target object with a suitable coating film thickness from the start time of a coating process, the structure is simple and control for coating film thickness adjustment can also be facilitated. In detail, only in the initial stage of the coating process where it is necessary to suppress the excessive discharge of the coating liquid accompanying the opening of the on-off valve, there is no jump out of the coating liquid played by the syringe pump using the syringe pump (in tank pressurization) Taking advantage of the fact that the coating liquid does not swell at the coating start end, immediately after that, the advantage of the extrusion of the coating liquid from the tank, ie, securing a stable discharge rate (in the case of a syringe pump, fear of discharge fluctuation due to chattering) Switching to the coating process that takes advantage of the advantages of (1), and excessive flow of coating liquid at this switched moment can be prevented by the buffer function of the syringe pump, so that the coating liquid swells at the start of the coating process. It is possible to continuously prevent the prevention and the subsequent uniformization of the coating thickness. The syringe pump is simply provided in the coating liquid supply system, the configuration is extremely simple, and the control for adjusting the thickness of the coating film is also simple and simple by simultaneously stopping the syringe pump and opening the on-off valve. , Can be implemented easily.
以下に、本発明にかかる塗布装置及び塗布方法の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図1には、第1実施形態に係る塗布装置及び塗布方法の概略構成が示されている。 Hereinafter, preferred embodiments of a coating apparatus and a coating method according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of the coating apparatus and the coating method according to the first embodiment.
第1実施形態に係る塗布装置1は、塗液供給源2を備える。塗液供給源2は、塗液bを貯留する気密構造のタンク3と、タンク3に接続され、タンク3へ塗液bを補充する塗液補充系4と、タンク3に接続され、タンク3内部を所定の一定圧力値に加圧するために、タンク3内部に空気等のガスを導入するガス導入系5と、タンク3内部の圧力を示す圧力計6とから構成される。
The coating apparatus 1 according to the first embodiment includes a coating liquid supply source 2. The coating liquid supply source 2 is connected to the
塗液補充系4には、開かれることにより、塗液bをタンク3に補充し、閉じられることにより、塗液bの補充を停止する塗液補充用開閉弁7が設けられる。タンク3内部には、塗布処理開始前に予め、少なくとも塗布処理一回分の塗液bが補充されて貯留される。
The coating liquid replenishment system 4 is provided with a coating liquid replenishment on-off
ガス導入系5には、開かれることにより、加圧用のガスをタンク3に導入し、閉じられることにより、ガスの導入を停止するガス導入用開閉弁8が設けられる。タンク3内部に導入されるガスは、タンク3内部が所定の一定圧力値に保たれるように加圧し、この加圧により、タンク3内部に貯留されている塗液bを当該タンク3から押し出して、後述する塗液供給系9に供給する。
The gas introduction system 5 is provided with a gas introduction on-off
具体的には、ガスは、塗液bの押し出しによるタンク3内部の塗液bの減少に応じて、継続的にタンク3内部に導入され、これによりタンク3内部が所定の一定圧力値に保たれつつ、塗液bを押し出す加圧作用が維持されるようになっている。タンク3内部の一定圧力値は、圧力計6によって確認することができる。
Specifically, the gas is continuously introduced into the
塗液供給源2のタンク3には、塗液供給系9の一端が接続され、タンク3から加圧によって押し出された塗液bが供給され、流通される。塗液供給系9の他端には、当該塗布供給系9を通じて供給される塗液bを吐出して、基台10に載置された基板などの塗布対象物11を塗布処理するノズル12が接続される。
One end of a coating liquid supply system 9 is connected to the
ノズル12が塗液bを吐出しているときに、これらノズル12と基台10とが、図示しない移動機構により、いずれか一方が他方に対し、あるいは双方が互いに、相対移動されることによって、ノズル12から吐出される塗液bで塗布対象物11が塗布処理されるようになっている。塗布処理は通常、塗布対象物11の長さ方向一方の端である塗布始端11aから開始され、塗布対象物11の長さ方向他方の端である塗布終端(図示せず)に向かって行われる。
When the
ノズル12とタンク3との間に設けられる塗液供給系9には、開閉弁13aが設けられる。開閉弁13aは、開かれることにより、塗液bをタンク3(塗液供給源2)からノズル12に供給し、閉じられることにより、塗液bのノズル12への供給を停止する。従って、開閉弁13aは、塗布処理を開始するときに開き動作され、塗布処理中、開放状態が維持される。また、塗布処理が完了したときなど、塗布処理を行わないときに閉じ動作され、閉鎖状態が維持される。
The coating liquid supply system 9 provided between the
開閉弁13aの開閉は、手動であってもよいし、自動制御するようにしてもよい。
The opening and closing of the on-off
塗液供給系9には、バッファタンク15が設けられる。塗液供給系9は、タンク3に接続されるタンク側系路9aとノズル12に接続されるノズル側系路9bの2つの系路から構成され、これら系路9a,9bの端部がバッファタンク15内部に挿入されることにより、バッファタンク15は塗液供給系9に介在される。本実施形態では、塗液供給系9の開閉弁13aはタンク側系路9aに設けられている。
The coating liquid supply system 9 is provided with a
バッファタンク15の内部には、塗液bが充満される。バッファタンク15への塗液bの充填は、事前に、開閉弁13aを開いてタンク3から送り込んでおけばよい。
The inside of the
塗布処理を開始するときには通常、タンク3内部からノズル12内部に亘り、塗液bが充満されていると共に、開閉弁13aが閉じられて塗液bの流通が遮断されている。このとき、タンク3には、塗布処理の開始に応じて塗液bを供給するためにガスが導入されていて、このガスにより、タンク3内部は所定の一定圧力値に加圧されている。従って、塗液bは、タンク3から開閉弁13aに向けて、既に押し出し作用を受けている。
When the coating process is started, the coating liquid b is usually filled from the inside of the
開閉弁13aを開くと、タンク3内部は、ほぼ所定の一定圧力値であるものの、塗液bは、閉じ状態にあった開閉弁13aが一瞬で開くことにより、タンク3内部の一定の圧力状態とは無関係に、ノズル12に向かって一気に流れることとなり、塗液供給系9には、ノズル12に向かって伝播される圧力の変化が発生する。
When the on-off
バッファタンク15は、開閉弁13aが開かれたときに生じるこの圧力変化を抑制する。塗液bは、完全な非圧縮性流体ではなく、圧縮弾性を有するので、開閉弁13aが開かれることで、タンク側系路9aからバッファタンク15に流入した塗液bは、大きな容量のバッファタンク15により、当該バッファタンク15の内部で塗液b自身の圧縮弾性によって、一気に流れる水撃的な現象が緩衝される。これにより、開閉弁13aが開かれたときに、塗液供給系9を通じてノズル12に向かって伝播される圧力の変化が抑制される。
The
第1実施形態に係る塗布装置1の作用について説明する。塗布処理を開始する前の準備段階では、タンク3内部に塗液補充系4から塗液bが補充されて貯留され、その後、タンク3内部にガス導入系5から加圧用のガスが導入されて、当該タンク3内部が所定の一定圧力値に加圧される。
The operation of the coating apparatus 1 according to the first embodiment will be described. At the preparation stage before starting the coating process, the coating solution b is replenished and stored in the
このとき、塗液供給系9の開閉弁13aは閉じられていて、塗液bの流通が遮断されており、塗液bは、タンク3から開閉弁13aに向けて押し出し作用を受けている。このとき、開閉弁13aからノズル12に亘る間には、塗液bが充満されていると共に、バッファタンク15内部にも塗液bが充満されている。
At this time, the on-off
基台10に載置された塗布対象物11に対し、その塗布始端11aから塗布処理を開始する際には、塗液供給系9の開閉弁13aが開かれる。開閉弁13aが開かれると、タンク3内部はほぼ所定の一定圧力値であるものの、塗液bは、閉じられていた開閉弁13aが一瞬で開くことにより、ノズル12に向かって一気に流れようとする。
When the application process is started from the application start
開閉弁13a位置から流通する塗液bは、開閉弁13aよりもノズル12側に位置するバッファタンク15に流れ込む。バッファタンク15は、上述したようにその大きな容量と、塗液b自身の圧縮弾性によって、塗液bの水撃的な流れを緩衝することができ、塗液供給系9をノズル12に向かって伝播する圧力の変化を抑制することができる。そのため、バッファタンク15に溜められる塗液bの容量は、少なくとも、塗布始端11aで塗液bが盛り上がってしまう量を圧縮弾性で吸収できるだけの容量が必要となる。
The coating solution b circulated from the on-off
バッファタンク15により、開閉弁13aが開かれることに伴う圧力変化が抑えられ、タンク側系路9aからバッファタンク15内に流入した塗液流量に相当する塗液bが、バッファタンク15からノズル側系路9bを介してノズル12に供給される。従って、ノズル12から吐出される塗液bの吐出量は、図1中のグラフに示したように、開閉弁13aの開放によっても、急激に立ち上がることなく、塗布処理を開始するときから、ほぼタンク3内部に加えられている所定の一定圧力値に対応する吐出量で吐出されることになる。
The
これにより、開閉弁13aを開いて塗布処理を開始するときに、最初にノズル12から吐出される塗液bが盛り上がって塗布されることを抑制することができる。従って、塗布処理開始から、その後の継続的な塗布処理にわたって、ほぼ一定量で塗液bをノズル12から吐出させることができて、適切な塗膜厚で塗布対象物11を塗布処理することができる。
Thereby, when the on-off
第1実施形態に係る塗布装置1は、塗液供給系9にバッファタンク15を設けるだけであり、構成がきわめて簡単であると共に、塗膜厚調整に対する特段の制御も必要がなくて、容易に実施することができる。
The coating apparatus 1 according to the first embodiment is simply provided with the
図2には、第2実施形態に係る塗布装置及び塗布方法の概略構成が示されている。第2実施形態の塗布装置16では、バッファタンク17は、容量可変型で構成される。バッファタンク17には、その容量を変化させるために、バッファタンク17内部への押し込み量が調整可能なシャフト18が設けられる。バッファタンク17内へのシャフト18の押し込み量を増やせば、バッファタンク17としての容量が小さくされ、反対に押し込み量を減らせば、容量が大きくされる。
The schematic structure of the coating device and the coating method which concern on 2nd Embodiment is shown by FIG. In the
容量可変のバッファタンク17を設けることにより、第1実施形態とは異なり、開閉弁13aを開いたときの塗液bの流れの応答性を調整する、すなわち塗布処理を開始するときにノズル12から最初に吐出される塗液bの吐出量を増やしたり減らしたりして、容易に塗布始端11aでの塗液bの盛り上がりが無くなるように調整を行うことができる。このような第2実施形態であっても、上記第1実施形態と同様の作用効果を奏する。
Unlike the first embodiment, by providing the variable-
図3には、第3実施形態に係る塗布装置及び塗布方法の概略構成が示されている。第3実施形態の塗布装置19では基本的に、バッファタンク15,17に代えて、それ自身で塗液bを吐出する機能を有するシリンジポンプ20が用いられる。シリンジポンプ20は、タンク側系路9aに設けられた開閉弁13aと、ノズル側系路9bに設けられたシリンジポンプ充填用開閉弁13bとの間に、これら両系路9a,9bの端部と接続して、塗液供給系9に設けられる。
FIG. 3 shows a schematic configuration of a coating apparatus and a coating method according to the third embodiment. Basically, in the
これにより、シリンジポンプ20は、開閉弁13aとシリンジポンプ充填用開閉弁13bとの間に配置される。シリンジポンプ20は、ピストンロッド20aをモータ20bで駆動することにより、ピストン20cとシリンダ20dの間に充満状態で溜められた塗液bを、当該シリンジポンプ20外方、本実施形態では塗液供給系9へ押し出すようになっている。シリンジポンプ20はよく知られているように、高精度で塗液b等の液体や気体の押し出し量を調整できる機能を有し、吐出開始時に、塗布始端11aで塗液bが盛り上がるような事態が生じないという長所がある。
Thereby, the
シリンジポンプ20への塗液bの充填は、事前に、開閉弁13aを開きかつシリンジポンプ充填用開閉弁13bを閉じて、タンク3から送り込んでおけばよい。シリンジポンプ充填用開閉弁13bは、塗液bの送り込み時以外は、開いた状態が保持される。シリンジポンプ20に溜めておく塗液bの量は、上記第1及び第2実施形態のバッファタンク15の場合と同様に、少なくとも、塗布始端11aで塗液bが盛り上がってしまう量を圧縮弾性で吸収できるだけの量が必要となる。
The filling of the coating solution b into the
大きな容量のシリンジポンプ20により、当該シリンジポンプ20の内部で塗液b自身の圧縮弾性によって、一気に流れる水撃的な現象が緩衝される。これにより、シリンジポンプ充填用開閉弁13bが開かれている状態で、開閉弁13aが開かれたときに、塗液供給系9を通じてノズル12に向かって伝播される圧力の変化が抑制される。
A large volume of
シリンジポンプ20による塗液bの押し出しは、開閉弁13aが閉じられた状態で行われる。他方、開閉弁13aは、ピストン20cとシリンダ20dの間に塗液bが充満するように溜められている状態で、開き動作される。
The extrusion of the coating solution b by the
具体的には、シリンジポンプ20は、塗布処理を開始するとき開閉弁13aが閉じられた(シリンジポンプ充填用開閉弁13bは開かれている)状態で、塗液bをノズル12に供給する。他方、開閉弁13aは、塗布処理を開始するときに開かれる第1及び第2実施形態とは異なり、シリンジポンプ20による塗液bの供給停止後に、それに応じて開かれるようになっている。
Specifically, when the coating process is started, the
第3実施形態の塗布装置による塗布方法について説明する。塗布処理を開始する前の準備段階は、第1及び第2実施形態と同様である。塗液供給系9の開閉弁13aは閉じられていて、塗液bの流通が遮断されており、塗液bは、タンク3から開閉弁13aに向けて押し出し作用を受けている。このとき、開閉弁13aからノズル12に亘る間には、塗液bが充満されていると共に、シリンジポンプ20内部にも塗液bが充満されている。
The coating method by the coating device of 3rd Embodiment is demonstrated. The preparation steps before starting the coating process are the same as in the first and second embodiments. The on-off
塗布処理を開始するときには、開閉弁13aが閉じられた(シリンジポンプ充填用開閉弁13bは開かれている)状態で、モータ20bで駆動されるシリンジポンプ20により塗液bがノズル12に供給され、ノズル12から塗液bが吐出されて、初期段階の塗布が行われる。その後すぐに、塗布処理を継続するために、モータ20bの停止によりシリンジポンプ20による塗液bのノズル12への供給が停止されると、それに応じて当該供給停止と同時に、塗液供給系9の開閉弁13aが開かれる。
When the coating process is started, the coating solution b is supplied to the
開閉弁13aが開かれると、タンク3内部はほぼ所定の一定圧力値であるものの、塗液bは、閉じられていた開閉弁13aが一瞬で開くことにより、ノズル12に向かって一気に流れようとするが、上記第1及び第2実施形態と同様に、シリンジポンプ20は、上述したようにその大きな容量と、塗液b自身の圧縮弾性によって、塗液bの水撃的な流れを緩衝することができ、タンク3から塗液供給系9を介してノズル12に向かって伝播する圧力の変化を抑制することができる。
When the on-off
これにより、ノズル12から吐出される塗液bの吐出量は、図3中のグラフに示したように、開閉弁13aの開放によっても、急激に立ち上がることなく、シリンジポンプ20による初期段階の塗布に続けて、タンク3内部に加えられている所定の一定圧力値に対応する吐出量で吐出されることになる。
Thereby, as shown in the graph in FIG. 3, the discharge amount of the coating liquid b discharged from the
このように高精度の吐出量制御が可能なシリンジポンプ20とそれに続く開閉弁13aの開放により、塗布処理を開始するときに、最初にノズル12から吐出される塗液bが盛り上がって塗布されることを抑制することができる。従って、塗布処理開始から、その後の継続的な塗布処理にわたって、ほぼ一定量で塗液bをノズル12から吐出させることができて、適切な塗膜厚で塗布対象物11を塗布処理することができる。
Thus, when the coating process is started, the coating liquid b first discharged from the
また、シリンジポンプ20は、モータ20bによる駆動の際にピストン20cとシリンダ20dとの摩擦によって微小なチャタリングが発生するため、シリンジポンプ20のみによる塗布処理では、塗膜厚が微小に波打つおそれがある。
In addition, since fine chattering occurs due to the friction between the
シリンジポンプ20は、可変容量型のバッファタンク17であると言え、開閉弁13aを開いたときの塗液bの流れの応答性を調整する、すなわち塗布処理を開始するときにノズル12から最初に吐出される塗液bの吐出量を増やしたり減らしたりして調整することができる。
The
この第3実施形態では、開閉弁13aの開放に伴う塗液bの過剰な吐出を抑える必要のある塗布処理の初期段階のみ、シリンジポンプ20を用いて、当該シリンジポンプ20が奏する塗液bの飛び出しがない(タンク加圧では飛び出しがある)、すなわち塗布始端11aで塗液bが盛り上がらないという長所を活かし、その後すぐに、タンク3からの塗液bの押し出しによる利点、すなわち安定した吐出量の確保(シリンジポンプ20ではチャタリングによる吐出変動のおそれがある)という長所を活かした塗布処理に切り換えて、そして、この切り換えた瞬間の塗液bの過剰な流れを、シリンジポンプ20のバッファタンクとしての緩衝機能で防ぐことができるので、塗布処理開始時における塗液bの盛り上がり防止と、その後の塗膜厚の均一化とを一連に連続して確保することができる。
In the third embodiment, the
このような第3実施形態であっても、上記第1及び第2実施形態と同様の作用効果を奏する。 Even in such a third embodiment, the same function and effect as those of the first and second embodiments can be obtained.
第3実施形態に係る塗布装置19は、塗液供給系9にシリンジポンプ20を設けるだけであり、構成がきわめて簡単であると共に、塗膜厚調整のための制御も、シリンジポンプ20の停止と開閉弁13aの開放を同時に行うだけでよく簡単であって、容易に実施することができる。
The
図4には、第4実施形態に係る塗布装置及び塗布方法の概略構成が示されている。第4実施形態の塗布装置21は基本的に、第1実施形態の構成に付加して、シリンジポンプ20を有する追加の塗液供給系22を、塗液供給系9と並列配置で、タンク3とノズル12の間に設けて構成される。
FIG. 4 shows a schematic configuration of a coating apparatus and a coating method according to the fourth embodiment. The
シリンジポンプ20は、上述とほぼ同様に、追加の塗液供給系22のタンク側系路22aとノズル側系路22bとの間に、これら両系路22a,22bの端部と接続して、追加の塗液供給系22に設けられる。第3実施形態と同様に、両系路22a,22bには、シリンジポンプ20を挟んだ配置で、開閉弁13bと、追加した開閉弁13cが設けられている。これにより、シリンジポンプ20は、タンク3とノズル12との間に配置される。シリンジポンプ20は、ピストン20cとシリンダ20dの間に充満状態で溜められた塗液bを、追加の塗液供給系22へ押し出すようになっている。開閉弁13b及び13cはそれぞれ、第3実施形態の開閉弁13b及び13aと同様に動作される。すなわち、開閉弁13bは、塗液bをシリンジポンプ20へ送り込むときのみ、閉じられる。
The
シリンジポンプ20は、第4実施形態では追加の塗液供給系22に設けられ、開閉弁13aを有する塗液供給系9には設けられないので、開閉弁13aが開かれたときに生じる圧力の変化を抑制する機能を備える必要はなく、従って、第3実施形態の場合とは異なり、小容量で形成される。圧力変化の抑制作用は、第1及び第2実施形態と同様に、バッファタンク15(可変容量型のバッファタンク17であってもよい)によって達成される。
The
シリンジポンプ20は、塗布処理を開始するときは、タンク3への逆流防止のため、開閉弁13cを閉じ、かつ塗液供給系9の開閉弁13aが閉じられた状態で、追加の塗液供給系22を介して塗液bをノズル12に供給する。他方、開閉弁13aは、塗布処理を開始するときに開かれる第1及び第2実施形態とは異なり、シリンジポンプ20による塗液bの供給停止に応じて開かれ、これによりタンク3から塗液供給系9を介してノズル12に塗液bが供給されるようになっている。
When the coating process is started, the additional coating liquid supply is performed with the on / off
第4実施形態の塗布装置21による塗布方法について説明する。塗布処理を開始する前の準備段階は、第1〜第3実施形態と同様である。塗液供給系9の開閉弁13aは閉じられていて、塗液bの流通が遮断されており、塗液bは、タンク3から開閉弁13aに向けて押し出し作用を受けている。
The coating method by the
このとき、塗液供給系9では、開閉弁13aからノズル12に亘る間に塗液bが充満されていると共に、追加の塗液供給系22でも、タンク3からノズル12に亘って塗液bが充満され、かつシリンジポンプ20内部にも塗液bが充満されている。タンク3への逆流防止のため、開閉弁13cは閉じている。
At this time, in the coating liquid supply system 9, the coating liquid b is filled between the on-off
塗布処理を開始するときには、開閉弁13aが閉じられた状態で、モータ20bで駆動されるシリンジポンプ20により塗液bが追加の塗液供給系22を介してノズル12に供給され、ノズル12から塗液bが吐出されて、初期段階の塗布が行われる。その後すぐに、塗布処理を継続するために、モータ20bの停止によりシリンジポンプ20による塗液bのノズル12への供給が停止されると、それに応じて当該供給停止と同時に、塗液供給系9の開閉弁13aが開かれる。
When the coating process is started, the coating liquid b is supplied to the
開閉弁13aが開かれると、タンク3から塗液供給系9を介してノズル12に塗液bが供給される。塗液供給系9を塗液bが流通する際、上記第1及び第2実施形態と同様に、バッファタンク15は、上述したようにその大きな容量と、塗液b自身の圧縮弾性によって、塗液bの水撃的な流れを緩衝することができ、タンク3から塗液供給系9を介してノズル12に向かって伝播する圧力の変化を抑制することができる。
When the on-off
これにより、ノズル12から吐出される塗液bの吐出量は、図4中のグラフに示したように、開閉弁13aの開放によっても、急激に立ち上がることなく、シリンジポンプ20による初期段階の塗布に続けて、タンク3内部に加えられている所定の一定圧力値に対応する吐出量で吐出されることになる。
Thereby, as shown in the graph in FIG. 4, the discharge amount of the coating liquid b discharged from the
このように高精度の吐出量制御が可能なシリンジポンプ20と、それに続く開閉弁13aの開放に対するバッファタンク15の圧力緩衝作用とにより、塗布処理を開始するときに、最初にノズル12から吐出される塗液bが盛り上がって塗布されることを抑制することができる。従って、塗布処理開始から、その後の継続的な塗布処理にわたって、ほぼ一定量で塗液bをノズル12から吐出させることができて、適切な塗膜厚で塗布対象物11を塗布処理することができる。
As described above, when the coating process is started by the
第4実施形態にあっても、勿論、開閉弁13aの開放に伴う塗液bの過剰な吐出を抑える必要のある塗布処理の初期段階のみ、シリンジポンプ20を用い、その後すぐに、タンク3からの塗液bの押し出しによる、安定した吐出量の塗布処理に切り換え、その切り換え直後の塗液bの過剰な吐出をバッファタンク15で緩衝するので、塗布処理開始時における塗液bの盛り上がり防止と、その後の塗膜厚の均一化とを確保することができる。このような第4実施形態であっても、上記第1〜第3実施形態と同様の作用効果を奏する。
Even in the fourth embodiment, of course, only at the initial stage of the coating process where it is necessary to suppress the excessive discharge of the coating solution b accompanying the opening of the on-off
第4実施形態に係る塗布装置21は、第1実施形態の構成に、シリンジポンプ20を備える追加の塗液供給系22を設けるだけであり、シリンジポンプ20を小容量化できるなど、構成がきわめて簡単であると共に、第3実施形態と同様に、シリンジポンプ20の停止と開閉弁13aの開放を同時に行うという簡単な制御で、容易に実施することができる。
The
バッファタンク15は、第2実施形態で説明した可変容量型としても良いことはもちろんであり、これにより塗膜厚の調整をさらに自在に行うことができる。
It goes without saying that the
1,16,19,21 塗布装置
2 塗液供給源
3 タンク
4 塗液補充系
5 ガス導入系
6 圧力計
7 塗液補充用開閉弁
8 ガス導入用開閉弁
9 塗液供給系
9a タンク側系路
9b ノズル側系路
10 基台
11 塗布対象物
11a 塗布始端
12 ノズル
13a,13b,13c 開閉弁
15 バッファタンク
17 可変容量型バッファタンク
18 シャフト
20 シリンジポンプ
20a ピストンロッド
20b モータ
20c ピストン
20d シリンダ
22 追加の塗液供給系
22a タンク側系路
22b ノズル側系路
a タンク
b 塗液
c 塗液補充用開閉弁
d 塗液補充系
e ガス導入用開閉弁
f ガス導入系
g ノズル
h 開閉弁
i 塗液供給系
j 塗布対象物
k 塗布始端
m 塗液の盛り上がり
1,16,19,21 Coating apparatus 2 Coating
Claims (2)
該塗液供給系に接続され、供給される塗液を吐出しつつ、塗布対象物に対し相対移動されて、塗布対象物を塗布処理するノズルと、
上記塗液供給系に設けられ、かつ少なくとも塗布始端で塗液が盛り上がってしまう量を塗液の圧縮弾性で吸収可能な容量の塗液が内部に充満されるシリンジポンプと、
上記塗液供給系に、上記シリンジポンプと上記ノズルとの間に配置して設けられ、該シリンジポンプに上記塗液供給源から塗液を供給するときのみ閉じられるシリンジポンプ充填用開閉弁と、
上記塗液供給系に、上記シリンジポンプと上記塗液供給源との間に配置して設けられた開閉弁とを備え、
上記開閉弁から上記ノズルに亘る間と上記シリンジポンプ内部とに塗液が充満されている塗布開始前、上記タンクから押し出し作用を受けている塗液の流通を遮断するために該開閉弁は閉じられ;塗布処理開始時、上記シリンジポンプ充填用開閉弁が開かれ、駆動される上記シリンジポンプにより、塗液が上記ノズルに供給され吐出されて初期段階の塗布が行われ;上記シリンジポンプの駆動停止による塗液供給の停止と同時に上記開閉弁が開かれて上記タンクから上記ノズルへ塗液が一気に流れるときに、該シリンジポンプの容量及び塗液自身の圧縮弾性により、塗液の水撃的な流れを緩衝して、上記塗液供給系を介して該タンクから該ノズルへ伝播される圧力の変化を抑制するように構成したことを特徴とする塗布装置。 A coating liquid supply source that extrudes and supplies the coating liquid stored in the tank to the coating liquid supply system by pressurization with a constant pressure value ;
A nozzle that is connected to the coating liquid supply system and discharges the supplied coating liquid while being moved relative to the coating object to apply the coating object;
A syringe pump provided in the coating liquid supply system and filled with the coating liquid having a volume capable of being absorbed by the compression elasticity of the coating liquid at least at an amount at which the coating liquid rises at the coating start end ;
A syringe pump filling on / off valve disposed in the coating solution supply system between the syringe pump and the nozzle and closed only when the coating solution is supplied from the coating solution supply source to the syringe pump;
The coating liquid supply system includes an open / close valve disposed between the syringe pump and the coating liquid supply source ,
The opening and closing valve is closed in order to block the flow of the coating liquid which is being pushed out from the tank before the start of application where the coating liquid is filled in the interval from the on-off valve to the nozzle and inside the syringe pump. At the start of the coating process, the on-off valve for filling the syringe pump is opened and the coating liquid is supplied to the nozzle and discharged by the syringe pump which is driven to perform coating in the initial stage; driving the syringe pump When the coating valve flows from the tank to the nozzle all at once simultaneously with the stop of the coating liquid supply due to the stop, the volume of the syringe pump and the compression elasticity of the coating liquid itself make the coating liquid water hammer The coating apparatus is characterized in that the flow is buffered to suppress a change in pressure transmitted from the tank to the nozzle through the coating liquid supply system .
前記シリンジポンプ充填用開閉弁が閉じられている状態で、前記開閉弁が開かれて、前記塗液供給系を介して前記塗液供給源から前記シリンジポンプに塗液が供給され、
前記開閉弁から前記ノズルに亘る間と前記シリンジポンプ内部とに塗液が充満されている塗布開始前、前記タンクから押し出し作用を受けている塗液の流通を遮断するために該開閉弁は閉じられ、
塗布処理開始時、前記シリンジポンプ充填用開閉弁が開かれ、駆動される上記シリンジポンプにより、塗液が上記ノズルに供給され吐出されて初期段階の塗布が行われ、
その後、上記シリンジポンプの駆動停止による塗液供給の停止と同時に上記開閉弁が開かれて上記タンクから上記ノズルへ塗液が一気に流れるときに、該シリンジポンプの容量及び塗液自身の圧縮弾性により、塗液の水撃的な流れを緩衝して、前記塗液供給系を介して該タンクから該ノズルへ伝播される圧力の変化を抑制することを特徴とする塗布方法。 Using the coating device according to claim 1,
In a state where the syringe pump filling on-off valve is closed, the on-off valve is opened, and the coating liquid is supplied from the coating liquid supply source to the syringe pump through the coating liquid supply system,
The opening and closing valve is closed to shut off the flow of the coating liquid which is being pushed out from the tank before the start of the application in which the coating liquid is filled between the on-off valve and the nozzle and the inside of the syringe pump. And
At the start of the coating process, the on-off valve for filling the syringe pump is opened, and the coating liquid is supplied to the nozzle and discharged by the driven syringe pump to perform coating in the initial stage.
Thereafter, when the coating liquid flows from the tank to the nozzle all at once when the coating liquid supply is stopped by stopping the driving of the syringe pump and the coating liquid flows from the tank to the nozzle all at once, by the compression elasticity of the coating liquid itself A coating method characterized by buffering a water-like flow of a coating liquid and suppressing a change in pressure transmitted from the tank to the nozzle via the coating liquid supply system .
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