JP6551952B1 - 塗布装置、及び塗布方法 - Google Patents

Abstract

【課題】塗布領域へ適切に塗布することができる塗布装置を提供する。【解決手段】塗布装置１は、塗布空間３２に塗布剤６１が注入されることでワークＷにおける塗布領域９１に塗布剤６１が付着するとともに塗布空間３２を特定負圧状態として塗布空間３２の余剰分の塗布剤６１を塗布剤タンク部６０に回収する塗布剤回収機能と、特定負圧状態で、モーター部８０によって容器本体部１０を回転させて余剰分の塗布剤６１を塗布剤タンク部６０に回収するとともに塗布領域９１に所定の膜厚の塗膜９５を形成する容器本体部回転機能と、特定負圧状態で、容器本体部１０の塗布空間３２を外部に開放して、パッキン部１３をワークＷから離脱させるパッキン離脱機能と、を具備してなる。【選択図】図５

Description

本発明は、ワークを回転させながら当該ワークに塗膜を形成する塗布装置、及びその塗布方法に関する。

従来、ワークに対して樹脂材料（流動性材料）を薄膜状に塗布する装置は種々提案されている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

具体的に、特許文献１に開示されている装置は、ワークを接着剤に浸漬して塗布するものであり、ワークを接着剤の液面から引き上げる際に回転させて、余分な接着剤を振り切って塗布ムラを抑制する機能を有している。

また、特許文献２に開示されている装置は、軸対称回転体形状の被塗布物体（ワーク）をその対称軸回りに回転させるとともに、薬液容器を昇降させて被塗布物体に薬液を塗布することで、塗膜の膜厚を均一にする機能を有している。

また、一般的に、ワーク表面に、塗布領域と非塗布領域とが形成されている場合には、例えばゴム製のパッキンで塗布領域と非塗布領域とを区画し、塗布剤が非塗布領域へ染み出さないようにして塗布する技術は既に広く知られている。

特開２００６−３１４９３３号公報 特開２００３−２７５６４５号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているような装置を採用しつつ、ワーク表面に塗布領域と非塗布領域とが形成されている場合に、パッキンとワーク表面との隙間から塗布剤が染み出して非塗布領域に塗膜が形成されてしまう不具合が生じる問題があった。

かかる問題は、塗布領域と非塗布領域とを区画するパッキンの性能に依存しており、パッキンは通常ゴム製であるが故に劣化が早く、ワークとの密着が悪化して上述のような不具合が発生する。したがって、結局、上記のような構成は、パッキンとワークとの間の高度な組み付け精度が要求されるという問題が生じると共に、定期的なメンテナンス作業が煩わしく、また交換コストが高騰するという問題を招いている。

そこで本発明は、上記課題を解決することができる塗布装置及び塗布方法を提供することを目的とする。

本発明は、板形状部を有するワークの少なくとも一方の板面部にあらかじめ部分的に定められた塗布領域に対して流動性材料からなる塗布剤を塗布する塗布装置であって、前記ワークの塗布領域を少なくとも内包する塗布空間を備えた容器本体部と、前記ワークの塗布領域と前記塗布領域に隣接する非塗布領域とを区画した状態で前記ワークを板厚方向に沿って挟持することにより前記板面部を実質的に水平とする、前記容器本体部に配置された一対のパッキン部と、前記容器本体部の塗布空間に連通する塗布剤回収部と、前記容器本体部を、前記ワーク内に定められた回転中心を軸として実質的な水平面内で回転させる容器本体部回転手段と、前記容器本体部の塗布空間よりも前記塗布剤回収部側が負圧となっており、かつ、当該容器本体部外よりも前記塗布空間が負圧となっている特定負圧状態を発生させる負圧手段と、を備えた塗布装置であって、前記塗布空間に塗布剤が注入されることで前記塗布領域に塗布剤が付着した前記ワークに対して、前記塗布空間を前記特定負圧状態として余剰分の塗布剤を前記塗布剤回収部で回収する塗布剤回収機能と、前記負圧手段により前記特定負圧状態を維持したまま、余剰分の塗布剤を前記塗布剤回収部で回収しつつ前記容器本体部回転手段によって前記容器本体部を回転させて前記塗布領域に所定の膜厚の塗膜を形成する容器本体部回転機能と、前記負圧手段により前記特定負圧状態を維持したまま、かつ前記容器本体部の回転が停止した状態で、前記容器本体部の塗布空間を外部に開放して、前記パッキン部のうち少なくともいずれかを前記ワークから離脱させるパッキン離脱機能と、を具備してなることを特徴とする塗布装置である。

かかる構成にあっては、前記ワークにおける塗布領域に塗布剤を付着させた上で、前記塗布空間を前記特定負圧状態とすることによって、過剰な塗布剤を速やかに前記塗布剤回収部側へ排出することができる。また、前記特定負圧状態で前記容器本体部を回転させることによって、余剰分の塗布剤を前記塗布剤回収部へ回収しつつ、所定厚の塗膜を前記塗布領域に形成することができる。ここで、本発明者は、ワークにおける塗布領域に塗布剤が付着してから容器本体部を回転させる際にいたるまで継続的に前記特定負圧状態を維持することにより、塗布剤に一方向へ向かう（回収側へ向かう）方向性を付与することが可能となり、これに起因して塗膜の性状が安定化し、より一層均一な塗膜が形成されるという知見を得た。仮に、塗布剤を自重落下させることによって塗布空間から塗布剤を回収する構成であると、たとえワークを回転させながら塗膜を形成したとしても、塗布剤の回収時間が長時間化するとともに塗布空間内での塗膜の性状が不安定となって、結果的に膜厚のムラが生じやすい。なお、本発明において容器本体部の回転速度を変更することで膜厚の大小を適切に制御し、管理することができる。また、ワークを高速回転させて塗膜を形成するようにすると、例えばパッキン部が劣化してワーク表面との間で微間隙が生じたとしても、内側に向かう圧力勾配が発生するなどの理由から、塗布剤が非塗布領域へ染み出さないという利点が生まれる。

加えて、前記特定負圧状態で前記容器本体部の塗布空間を外部に開放することによって、ワークを取り出す時におけるパッキン部に付着した残液を回収側へ向かわせることができる。このため、残液の非塗布領域への飛散や、パッキン部とワークとの間における染み出しを効果的に防止することができる。仮に、特定負圧状態とすることなく塗布空間を外部に開放すると、パッキン部に付着していた残液が非塗布領域へ飛散したり、非塗布領域へ染み出したりしてしまう。

上記構成にあって、前記塗布剤が吐出する塗布剤供給用吐出部を備え、これに対して前記容器本体部には、前記塗布空間に連通する塗布剤注入部が形成されており、前記塗布空間内へ塗布剤が注入される状態では、前記塗布剤供給用吐出部と前記塗布剤注入部とが接続されて前記塗布剤供給用吐出部から前記塗布剤注入部を介して前記塗布空間へ塗布剤が注入可能となっており、前記容器本体部が回転している状態では、前記塗布剤供給用吐出部と前記塗布剤注入部とが離開している構成とすることが好ましい。

ここで、仮に、前記容器本体部が回転する際に、前記塗布剤供給用吐出部と前記容器本体部の塗布剤注入部周辺とが接続されたままであると、容器本体部の回転時の摩耗によって生じた接続部分の剥離片や微少な破片がゴミとなって塗布剤に混入してしまうおそれがある。そこで、前記容器本体部が回転する際には塗布剤供給用吐出部と塗布剤注入部とが離開して当該容器本体部のみ回転する構成とすることによって、それらの問題の発生を適切に予防することが可能となる。

また本発明は、板形状のワークの少なくとも一方の板面部にあらかじめ部分的に定められた塗布領域に対して塗布剤を塗布する塗布方法であって、塗布剤が注入される塗布空間と、一対のパッキン部とを備えた容器本体部において、前記ワークの少なくとも前記塗布領域を前記塗布空間に内包させ、かつ、前記ワークの前記塗布領域と前記塗布領域に隣接する非塗布領域とを区画するように、前記一対のパッキン部で前記ワークを板厚方向に沿って挟持して前記塗布領域が定められた板面部を実質的に水平とする第１工程と、前記第１工程の後において、前記塗布空間に塗布剤を注入することで前記ワークにおける塗布領域に塗布剤を付着させるとともに、前記塗布空間よりも、塗布剤を前記塗布空間外へ回収する側を負圧とし、かつ、当該容器本体部の外よりも前記塗布空間を負圧とする特定負圧状態として前記塗布空間の余剰分の塗布剤を前記塗空間外へ回収する第２工程と、前記第２工程の後において、前記特定負圧状態で、前記容器本体部を前記ワーク内に定められた回転中心を軸として実質的な水平面内で回転させて余剰分の塗布剤を前記塗布空間外へ回収するとともに前記塗布領域に所定の膜厚の塗膜を形成する第３工程と、第３工程の後において、前記特定負圧状態、かつ前記容器本体部の回転が停止した状態で、前記容器本体部の塗布空間を外部に開放して、前記パッキン部のうち少なくともいずれかを前記ワークから離脱させる第４工程と、を順に実行することを特徴とする塗布方法である。

かかる構成とすることにより、過剰な塗布剤を速やかに排出することができ、かつ、より一層均一な塗膜を形成することができる。加えて、ワークを取り出す時におけるパッキン部に付着した残液の飛散や、パッキン部とワークとの間における染み出しを好適に防止することができる。

本発明の塗布装置は、パッキン部のメンテナンス作業が容易であって、交換コストを抑制でき、より一層均一化された塗膜を形成することができる優れた効果がある。

また、本発明の塗布方法は、パッキン部のメンテナンス作業が容易であって、交換コストを抑制でき、より一層均一化された塗膜を形成することができる優れた効果がある。

塗布装置の概要を示す説明図であり、（ａ）は通常状態を示し、（ｂ）は容器本体部を開放した状態を示している。 容器本体部の内部構造を示す説明図であり、（ａ）は容器本体部を閉じた通常状態を示し、（ｂ）は容器本体部を開放した状態を示している。 ワークが配置されている下側容器本体部の平面図である。 容器本体部の内部構造を示す説明図であり、（ａ）はワークを配置した状態を示し、（ｂ）は塗布剤を注入した状態を示している。 容器本体部の内部構造を示す説明図であり、（ａ）は塗布剤を回収中の状態を示し、（ｂ）は容器本体部の回転中を示している。 容器本体部の内部構造を示す説明図であり、容器本体部を開放した状態を示している。 （ａ）は塗布空間に塗布剤が注入される状態を示す説明図であり、（ｂ）は容器本体部が回転している状態を示す説明図である。

本発明にかかる塗布装置の実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。

塗布装置１は、図１ａに示すように、低背な円柱形状の容器本体部１０を備えている。また、容器本体部１０の下端部には、管状の塗布剤供給用吐出部５１の上端部が接続されており、塗布剤供給用吐出部５１の下端部には、塗布剤タンク部６０が接続されている。これにより、容器本体部１０内と塗布剤タンク部６０とが連通する構造が構築されている。

また、塗布装置１は、塗布剤供給用吐出部５１内を減圧化する負圧部７０を備えている。なお、負圧部７０は、公知技術を好適に採用することができ、例えばエジェクター構造を採用した吸引方式でもよいし、ポンプ構造を採用した誘引方式でもよい。

また、容器本体部１０には、当該容器本体部１０を、鉛直方向を軸とした水平面内で回転自在とするベアリング等で構成された支持手段（図示省略）が接続されていると共に、容器本体部１０を高速回転させる駆動源となるモーター部８０が接続されている。なお、上述の塗布剤供給用吐出部５１は、容器本体部１０の下側かつ容器本体部１０の回転中心軸と同軸上に配置されている。

さらに、容器本体部１０は、図１ｂに示すように、対称形状を有した蓋状の上側容器本体部１１と、椀状の下側容器本体部２１とを備えている。そして、上側容器本体部１１を、下側容器本体部２１に対して上下方向に移動可能とする開閉手段（図示省略）によって、上側容器本体部１１が下側容器本体部２１に対して離開又は装着可能となっており、これによって容器本体部１０は外部に対して開閉自在となっている。

次に、容器本体部１０の内部構造について説明する。
図２，３に示すように、下側容器本体部２１内には、上側が開口した下側空間部２２が形成されている。さらに、下側空間部２２には、下側容器本体部２１における内底部２１Ａ上に支持された環状の下側パッキン部２３が配置されている。ここで、下側パッキン部２３は、下側容器本体部２１の上端開口縁部に沿って水平保持されている。

同様に、上側容器本体部１１には、下側が開口した上側空間部１２が形成されており、上側空間部１２内に、下側パッキン部２３の形状に対応した環状の上側パッキン部１３が配置されている。

そして、下側容器本体部２１に対して相対的に上側容器本体部１１が下降して互いに装着された状態となると（図２ａ参照）、上側空間部１２と下側空間部２２とで、塗布剤が注入される塗布空間３２が形成される。

次に、塗布装置１を用いて、ワークＷに塗布剤を薄膜状に塗布する手順を説明する。なお、ワークＷは、平板形状であり、表裏の板面部の中央部に塗布領域９１があらかじめ定められている。

〔ワーク配置工程（第１工程）〕
まず、容器本体部１０の上側容器本体部１１を下側容器本体部１２から離開させて、開放された下側容器本体部１２にワークＷを差し入れて、下側パッキン部２３の上にワークＷを載置する。このとき、図３に示すように、ワークＷの塗布領域９１が下側パッキン部２３の内側に位置するように配置する。なお、ワークＷの塗布領域９１に隣接する非塗布領域９２は、塗布剤が塗布されない領域となる。

ワークＷを下側パッキン部２３の上に配置したら、図４ａに示すように、上側容器本体部１１を下降させて、下側容器本体部２１に装着する。そうすると、下側パッキン部２３と上側パッキン部１３とで、ワークＷを板厚方向に沿って挟持した状態となり、塗布領域９１と非塗布領域９２とが区画されるとともに、この状態で塗布領域９１が実質的に水平となる。かかる状態で、少なくとも塗布領域９１が塗布空間３２に内包された状態となる。なお、実質的に水平とは、塗布領域９１に均一な膜厚の塗膜を形成するために必要な程度の水平でよく、厳密性を問うものではない。

〔塗布剤注入工程（第２工程）〕
次に、図４ｂに示すように、容器本体部１０の塗布空間３２に塗布剤６１を注入する。塗布剤６１は、塗布剤タンク部６０から塗布剤供給用吐出部５１を介して塗布空間３２に注入される。なお、塗布剤６１は、ワークＷの塗布領域９１が浸漬する程度で塗布空間３２内に充填されればよい。

塗布剤６１が塗布空間３２に注入され、ワークＷの塗布領域９１に塗布剤６１が付着した後、図５ａに示すように、過剰な塗布剤６１が塗布剤供給用吐出部５１から脱液される。さらに詳述すると、負圧部７０によって塗布剤供給用吐出部５１内が減圧化され、塗布空間３２よりも塗布剤供給用吐出部５１内が負圧となっているとともに、塗布空間３２の内圧は、容器本体部１０の外部よりも負圧となって特定負圧状態となっている。したがって、塗布剤６１が塗布空間３２から塗布剤供給用吐出部５１を介して塗布剤タンク部６０に迅速に回収される。

〔塗膜形成工程（第３工程）〕
そして、上述の特定負圧状態を維持したままで、図５ｂに示すように、容器本体部１０が、モーター部８０が駆動することによって回転開始する。なお、回転軸Ｌは、鉛直方向に沿って、かつワークＷの塗布領域９１の中心を通る位置に定められている。これにより、容器本体部１０は、実質的に水平面で回転することとなる。また、余剰の塗布剤６１は負圧となっている塗布剤供給用吐出部５１を介して回収されつつ、膜厚の均一な塗膜９５がワークＷの塗布領域９１に形成される。なお、塗膜９５の膜厚は容器本体部１０の回転速度や回転時間、塗布剤６１の粘度、あるいは塗布空間３２内の空気圧等によって管理される。

〔ワーク取り出し工程（第４工程）〕
所定時間が経過して塗膜９５が所定の膜厚となったら、特定負圧状態を維持したまま容器本体部１０の回転を停止し、図６に示すように、上側容器本体部１１を下側容器本体部２１から離開させて塗布空間３２を外部に開放する。これにより、上側パッキン部１３がワークＷから離開し、ワークＷが取り出し可能となる。

かかる構成にあっては、特定負圧状態として過剰な塗布剤を回収する塗布剤回収機能を有しているため、速やかな回収が実現できる。また、特定負圧状態で容器本体部１０を回転させて塗膜９５を形成する容器本体部回転機能を有しているため、所望の厚さの塗膜を精度良く均一に形成することができる。なお、ワークＷを高速回転させて塗膜９５を形成するため、パッキン部１３，２３とワークＷの表面との密着精度が低下した場合でも、内側に向かう圧力勾配が発生するなどの理由から、塗布剤６１が非塗布領域９２へ染み出さないという利点がある。加えて、特定負圧状態で容器本体部１０の塗布空間３２を外部に開放するパッキン離脱機能を有しているため、残液の飛散や、パッキン部１３，２３とワークＷとの間における残液の染み出しを効果的に防止することができる。

なお、上側パッキン部１３及び下側パッキン部２３によって、本発明にかかる一対のパッキン部が構成される。また、塗布剤タンク部６０と塗布剤供給用吐出部５１によって、本発明にかかる塗布剤回収部が構成される。また、モーター部８０によって、本発明にかかる容器本体部回転手段が構成される。また、負圧部７０によって、本発明にかかる負圧手段が構成される。

また、塗布装置１は、以下に示す構造が採用されてもよい。
図７ａに示すように、下側容器本体部２１の下側空間部２２の下端部には、下側空間部２２に連通する塗布剤注入部２５が形成されている。そして塗布剤６１を塗布空間３２に注入する際には、塗布剤供給用吐出部５１と塗布剤注入部２５とが接続されて塗布剤供給用吐出部５１から塗布剤注入部２５へ塗布剤が注入される。

一方、容器本体部１０が回転する際には、図７ｂに示すように、塗布剤供給用吐出部５１が下方へ移動して、塗布剤供給用吐出部５１と塗布剤注入部２５とが離開する。これにより、容器本体部１０が回転している際に、塗布剤供給用吐出部５１と塗布剤注入部２５とが接触して発生する剥離片などのゴミ等が塗布剤６１中に混入することを防止している。

なお、塗布剤供給用吐出部５１と塗布剤注入部２５とが互いに接続又は離開する機構は、さらに外側に配置されたカバー（図示省略）内に配置されており、特定負圧状態とされたカバー内で塗布剤供給用吐出部５１と塗布剤注入部２５とが互いに接続又は離開する。かかる構成により、例えば容器本体部１０が回転中に回収される余剰の塗布剤６１は、塗布剤供給用吐出部５１を介すことなく、塗布剤注入部２５から塗布剤供給用吐出部５１に直接回収される。

上記実施例において、各部の寸法形状は適宜自由に選択可能である。

また、塗布空間３２の形状は、特定負圧状態を維持するために容器本体部１０の外部との連通がない密閉空間であれば特に限定されない。

また、ワークＷの塗布領域９１は、板面部の表裏両面である必要はなく、片面だけであってもよい。

また、パッキン部１３，２３の断面形状は四角形以外にも円形、楕円形、又はその他の多角形状等でもよく、特に限定されない。

また、パッキン部１３，２３の素材は、塗布剤（薬液）の材質によって適宜変更可能である。なお、塗布剤としては、例えば電子部品としてのワークＷの表面に塗布する樹脂材料（溶剤）が選択されうる。

１ 塗布装置
１０ 容器本体部
１１ 上側容器本体部
１２ 上側空間部
１３ 上側パッキン部
２１ 下側容器本体部
２２ 下側空間部
２３ 下側パッキン部
３２ 塗布空間
５１ 塗布剤供給用吐出部
６０ 塗布剤タンク部
６１ 塗布剤
７０ 負圧部
８０ モーター部
９１ 塗布領域
９２ 非塗布領域
９５ 塗膜
Ｗ ワーク

Claims (1)

1. 板形状部を有するワークの少なくとも一方の板面部にあらかじめ部分的に定められた塗布領域に対して流動性材料からなる塗布剤を塗布する塗布装置であって、
   前記ワークの塗布領域を少なくとも内包する塗布空間を備えた容器本体部と、
   前記ワークの塗布領域と前記塗布領域に隣接する非塗布領域とを区画した状態で前記ワークを板厚方向に沿って挟持することにより前記板面部を実質的に水平とする、前記容器本体部に配置された一対のパッキン部と、
   前記容器本体部の塗布空間に連通する塗布剤回収部と、
   前記容器本体部を、前記ワーク内に定められた回転中心を軸として実質的な水平面内で回転させる容器本体部回転手段と、
   前記容器本体部の塗布空間よりも前記塗布剤回収部側が負圧となっており、かつ、当該容器本体部外よりも前記塗布空間が負圧となっている特定負圧状態を発生させる負圧手段と、
   を備えた塗布装置であって、
   前記塗布空間に塗布剤が注入されることで前記塗布領域に塗布剤が付着した前記ワークに対して、前記塗布空間を前記特定負圧状態として余剰分の塗布剤を前記塗布剤回収部で回収する塗布剤回収機能と、
   前記負圧手段により前記特定負圧状態を維持したまま、余剰分の塗布剤を前記塗布剤回収部で回収しつつ前記容器本体部回転手段によって前記容器本体部を回転させて前記塗布領域に所定の膜厚の塗膜を形成する容器本体部回転機能と、
   前記負圧手段により前記特定負圧状態を維持したまま、かつ前記容器本体部の回転が停止した状態で、前記容器本体部の塗布空間を外部に開放して、前記パッキン部のうち少なくともいずれかを前記ワークから離脱させるパッキン離脱機能と、
   を具備してなり、
   前記塗布剤が吐出する塗布剤供給用吐出部を備え、
   これに対して前記容器本体部には、前記塗布空間に連通する塗布剤注入部が形成されており、
   前記塗布空間内へ塗布剤が注入される状態では、前記塗布剤供給用吐出部と前記塗布剤注入部とが接続されて前記塗布剤供給用吐出部から前記塗布剤注入部を介して前記塗布空間へ塗布剤が注入可能となっており、
   前記容器本体部が回転している状態では、前記塗布剤供給用吐出部と前記塗布剤注入部とが離開していることを特徴とする塗布装置。

Images