JP2009214019A - ロールコータ - Google Patents

Abstract

【課題】一対のローラ間に構成した貯留部の圧力変動を極力少なくすることができるロールコータを提供する。
【解決手段】回転する液だめローラ１１と引上げローラ１２と間に塗布液の貯留部２１を構成し、引上げローラ１２により、貯留部の塗布液を引き上げるようにして供給するロールコータ１において、液だめローラ１１と引上げローラ１２との間に、貯留した塗布液に浮くように設置した浮き板３を、備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、基板等の塗布対象物に対して塗布液を均一に塗布するロール間供給方式のロールコータに関するものである。

従来、この種のロールコータとして、ドクターロールと、ドクターロールと接するように配置され、ドクターロールとの間に塗布液の貯留部を形成するコーティングロールと、貯留部の上方から塗布液を供給する供給ノズルと、で構成されたものが知られている（特許文献１参照）。このロールコータでは、供給ノズルから供給した塗布液を、貯留部から両ロールにより引き込むように挟み込んで、コーティングロールに均一に付着させた後、コーティングロールから基板に均一に塗布するようにしている。
特開平２−２４１５７５号公報

しかしながら、このような従来のロールコータでは、塗布液の供給に際し、ドクターロールおよびコーティングロールが回転すると、貯留部に波立ちが生ずる。また、供給ノズルから貯留部に塗布液を補充する場合にも、波立ちが生ずる。このため、貯留部に圧力変動が生じ塗布液の供給が不安定になって、基板に対し塗布液を均一に塗布できないという問題があった。また、波立ちにより、液面のセンシングが不安定となり液位が一定せず、この点でも、貯留部に圧力変動が生じ塗布液の供給が不安定になる問題があった。

本発明は、一対のローラ間に構成した貯留部の圧力変動を極力少なくすることができるロールコータを提供することをその課題としている。

本発明のロールコータは、回転する一対のローラ間に塗布液の貯留部を構成し、一対のローラのうちの一方のローラにより、貯留部の塗布液を引き上げるようにして供給するロールコータにおいて、一対のローラ間に、貯留した塗布液に浮くように設置した浮き板を、備えたことを特徴とする。

この構成によれば、貯留部に浮き板を設けることにより、一対のローラの回転による波立ちが両ローラと浮き板との間に生ずるだけで、液面全体に伝播することがなく、全体として塗布液表面の波立ちを抑えることができる。このため、貯留部における、液位に基づく圧力変動を抑えることができる。したがって、供給側の一方のローラに対し、塗布液を均一に付着させて供給することができ、塗布対象物に塗布液を均一に塗布することができる。同様に、塗布液の貯留部への補充にあっても、塗布液表面の波立ちを抑えることができる。さらに、貯留部の上方から異物の混入を有効に防ぐことができると共に、塗布液が空気にさらされる表面積および時間を減少させることができるため、経時的な塗布液の劣化（増粘）を防止することができる。

この場合、貯留部に塗布液を補充する塗布液補充手段と、貯留部における塗布液の液位を検出する液位検出手段と、液位検出手段の検出結果に基づいて、塗布液補充手段を制御する制御手段と、を更に備えたことが、好ましい。

この構成によれば、塗布液の液位を一定に保持することができ、この点でも貯留部の圧力変動を抑えることができる。また、塗布液表面の波立ちを抑えることができるため、液位検出手段による液位の検出を安定に行うことができる。

この場合、浮き板には、塗布液補充手段の吐出口が臨む補充開口が形成されていることが、好ましい。

この構成によれば、浮き板の補充開口から塗布液が補充されることになるため、塗布液補充時における塗布液表面の波立ちを極力抑えることができる。

この場合、液位検出手段は、浮き板を検出することで、浮き板を介して液位を検出することが、好ましい。

この構成によれば、波立ちの影響を受けることなく、液位を検出することができ、液位の検出を精度良く且つ安定に行うことができる。

この場合、一対のローラは同じ方向に回転し、一方のローラは、塗布液を上側から供給することが、好ましい。

また、一対のローラは異なる方向に回転し、一方のローラは、塗布液を下側から供給することが、好ましい。

これらの構成によれば、供給側の一方のローラに対し、塗布液を均一に付着させて供給することができ、塗布対象物に塗布液を均一に塗布することができる。

この場合、塗布液補充手段は、ローラの軸方向に列設した複数の吐出口を有していることが、好ましい。

この構成によれば、ローラの軸方向において、塗布液の供給ムラがなくなるため、貯留量が少なくても、供給側の一方のローラに塗布液を均一に付着させて供給することができる。

この場合、一方のローラに転接し、一方のローラから供給された塗布液を均一に引き伸ばして供給するスキージローラと、スキージローラに転接し、スキージローラから供給された塗布液を塗布対象物に塗布する転写ローラと、を更に備えたことが、好ましい。

この構成によれば、スキージローラおよび転写ローラによって、さらに塗布液が均一になるため、塗布対象物に対し塗布液をさらに均一に塗布することができる。

以下に添付した図面を参照して、本発明にかかるロールコータについて説明する。このロールコータは、フレキシブル回路基板（塗布対象物）の製造に際し、基板表面に形成された銅箔面に対して、複数のローラを用いてロール間供給方式でフォトレジスト（塗布液）を供給して均一に塗布するものである。

図１に示すように、ロールコータ１は、塗布液の貯留部２１を構成する液だめローラ１１および引上げローラ１２と、引上げローラ１２に転接したスキージローラ１３と、スキージローラ１３に転接した転写ローラ１４と、貯留部２１の塗布液表面に浮かべた浮き板３と、貯留部２１の液位を検知する液位センサ（液位検出手段）５と、液位センサ５の検知結果に基づいて、貯留部２１に塗布液を補充する補充機構（塗布液補充手段）６と、これらを統括的に制御する制御装置（制御手段）７と、を備えている。

液だめローラ１１、引上げローラ１２、スキージローラ１３および転写ローラ１４は、いずれもモータ４駆動の駆動ローラで構成されており、貯留部２１の塗布液は、引上げローラ１２により引き上げられ、続くスキージローラ１３により均一に引き伸ばされ、転写ローラ１４を介して、バックアップローラ１５の周面を走行する塗布対象物Ｆに転写（塗布）される。一方、塗布対象物Ｆは、供給ローラから供給され、転写ローラ１４により塗布液を塗布された後、乾燥炉を通過して巻取りローラに巻き取られる（いずれも図示省略）。

各ローラ１１,１２,１３,１４は、円柱形状に形成されており、各ローラ１１,１２,１３,１４のローラ面はそれぞれ耐薬品性を示すブチル系のゴムで被覆されている。また、各ローラ１１,１２,１３,１４は、それぞれモータ４に接続されており、制御装置７によって同一方向に回転するよう制御されている（図１細線矢印参照）。具体的には、引上げローラ１２は、塗布液を貯留部２１から上側に汲み上げるように回転し、これに倣って他のローラ１１,１３,１４も、同方向に回転する。なお、請求項に言う一対のローラは、液だめローラ１１と引上げローラ１２とで構成されている。

液だめローラ１１は、引上げローラ１２と貯留部２１を構成するように近接して設置されている。液だめローラ１１は、引上げローラ１２に比して速く回転することで、貯留部２１の塗布液を攪拌すると共に液だめローラ１１に付着した塗布液が液だれしないようになっている。

引上げローラ１２は、液だめローラ１１と並ぶように、液だめローラ１１に対して水平に設けられている。また、引上げローラ１２の両端には、液だめローラ１１との間に渡すように一対の堰止め板２２が配設されており、上記した液だめローラ１１、引上げローラ１２および一対の堰止め板２２により、塗布液を貯留する貯留部２１が構成されている。なお、液だめローラ１１および引上げローラ１２を、他のローラ１３,１４に比して軸方向に長いもので構成すれば、堰止め板２２を省略することも可能である。

スキージローラ１３は、引上げローラ１２に対して斜め上方に配設されており、引き上げられた塗布液を斜め上方に導くと共に、塗布液を均一に延展する。同様に、転写ローラ１４は、スキージローラ１３に対して斜め上方に配設されており、スキージローラ１３から供給（転移）された塗布液を斜め上方に導くと共に、塗布液をさらに均一に延展する。そして、均一に延展された塗布液は、バックアップローラ１５との間に挟みこんだ塗布対象物Ｆに連続して塗布される。また、転写ローラ１４には、転写ローラ１４を、スキージローラ１３とバックアップローラ１５との間の転写位置と、転写位置から退避する退避位置との間で移動させるローラ移動機構（図示省略）が併設されており、ローラ移動機構は、塗布動作を行うときにのみ転写ローラ１４を転写位置に移動させる（図１太線矢印参照）。

浮き板３は、耐薬品性の樹脂発泡素材等で構成され、貯留部２１に貯留された塗布液表面を覆うように平面視長方形に形成されている。浮き板３の長辺は、一対の堰止め板２２間の寸法に対応し、短辺は、浮き板３の浮き位置における液だめローラ１１および引上げローラ１２間の寸法に対応している。そして、浮き板３の短辺方向の両端は、液だめローラ１１の周面および引上げローラ１２の周面と、それぞれ相補的形状に形成されている。一方、浮き板３の中心線上には、補充機構６が臨むスリット状の補充開口３１が貫通形成されており、この補充開口３１から塗布液の補充が行われる。なお、浮き板３は、中空、中実を問わず浮力の小さいものが好ましい。

補充機構６は、塗布液を貯留する塗布液タンク４１と、塗布液タンク４１に連なり、塗布液を補充開口３１から貯留部２１に補充する補充ヘッド４２とから成り、補充ヘッド４２には、複数の吐出口４２ａが設けられている。各吐出口４２ａは、微量の塗布液を供給できるようになっており、複数の吐出口４２ａは、両ローラ１１,１２の軸方向に等間隔に配設されている（図示省略）。

液位センサ５は、いわゆる超音波式の変位センサであり、超音波の発信から受信までの時間を測定することにより距離（塗布液の液位）を計測している。実際には、液位センサ５から塗布液表面に浮遊している浮き板３までの距離を測定し、その測定結果に基づいて、液位センサ５から塗布液表面までの距離を検出している。これにより、波立ちの影響を受けることなく、液位の検出を精度良く行うことができる。なお、液位センサ５をフォトインタラプタで構成してもよい。この場合には、浮き板３上に突片を立設し、これにフォトインタラプタを臨ませるようにする。

制御装置７は、塗布液を塗布対象物Ｆに塗布するように各ローラ１１,１２,１３,１４の回転速度を制御し、回転速度を変えることで、塗布液の膜厚および塗布速度を調整する。また、貯留部２１における塗布液の液位が基準液位を下回ったことを液位センサ５が検出すると、補充ヘッド４２を駆動して塗布液を補充し、上回ったことを検出すると補充を停止して、液位を一位に保つ。

次に、図２を参照して、第２実施形態に係るロールコータ１について説明する。ここでは、重複記載を避けるべく、異なる部分のみを記載する。第２実施形態のロールコータ１は、引上げローラ１２が他のローラ１１,１３,１４の回転方向と逆方向に回転していることのみが、第１実施形態のロールコータ１と異なる。すなわち、液だめローラ１１と引上げローラ１２とは逆方向に且つ異なる回転速度で回転し、塗布液は、下側からスキージローラ１３に供給される。この際、塗布液は、異なる方向に回転している引上げローラ１２およびスキージローラ１３によって挟まれるため、さらに均一な状態で塗布対象物Ｆに対して塗布することができる。

以上の構成によれば、貯留部２１に貯留された塗布液は、浮き板３により両ローラ１１,１２の回転および塗布液の補充時において表面が波立たないようになっている。また、補充機構６により貯留部２１の液位が一定に保たれている。このため、貯留部２１の水頭圧が一定に保たれ、圧力変動が抑えられている。したがって、塗布液は、引上げローラ１２によって均一に引き上げられ、スキージローラ１３および転写ローラ１４を介して、塗布対象物Ｆに均一に塗布される。

なお、本実施形態では、補充機構６は、複数の吐出口４２ａを有していたが、液だめローラ１１および引上げローラ１２の幅方向に均一に塗布液を供給することができれば、これに限定されるものではなく、例えば、両ローラ１１,１２の軸方向に対してスリット状に形成されていてもよい（図示省略）。

なお、本実施形態では、４個のローラを用いて塗布液を塗布対象物Ｆに塗布している。しかし、ローラの数は、塗布液を塗布対象物Ｆに対して均一に塗布することができれば、これに限定されるものではなく、塗布条件の設定次第でスキージローラ１３を省略しても良く、逆にローラの数を増やしてもよい。

第１実施形態に係るロールコータの断面概略図である。 第２実施形態に係るロールコータの断面概略図である。

符号の説明

１…ロールコータ ３…浮き板 ５…液位センサ ６…補充機構 ７…制御装置 １１…液だめローラ １２…引上げローラ １３…スキージローラ １４…転写ローラ ２１…貯留部 ３１…補充開口 ４２ａ…吐出口

Claims (8)

1. 回転する一対のローラ間に塗布液の貯留部を構成し、前記一対のローラのうちの一方のローラにより、前記貯留部の塗布液を引き上げるようにして供給するロールコータにおいて、
   前記一対のローラ間に、貯留した塗布液に浮くように設置した浮き板を、備えたことを特徴とするロールコータ。
2. 前記貯留部に塗布液を補充する塗布液補充手段と、
   前記貯留部における塗布液の液位を検出する液位検出手段と、
   前記液位検出手段の検出結果に基づいて、前記塗布液補充手段を制御する制御手段と、を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のロールコータ。
3. 前記浮き板には、前記塗布液補充手段の吐出口が臨む補充開口が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のロールコータ。
4. 前記液位検出手段は、前記浮き板を検出することで、前記浮き板を介して前記液位を検出することを特徴とする請求項２または３に記載のロールコータ。
5. 前記一対のローラは同じ方向に回転し、前記一方のローラは、塗布液を上側から供給することを特徴とする請求項１ないし４に記載のロールコータ。
6. 前記一対のローラは異なる方向に回転し、前記一方のローラは、塗布液を下側から供給することを特徴とする請求項１ないし４に記載のロールコータ。
7. 前記塗布液補充手段は、前記ローラの軸方向に列設した複数の吐出口を有していることを特徴とする請求項２ないし６のいずれかに記載のロールコータ。
8. 前記一方のローラに転接し、前記一方のローラから供給された塗布液を均一に引き伸ばして供給するスキージローラと、
   前記スキージローラに転接し、前記スキージローラから供給された塗布液を塗布対象物に塗布する転写ローラと、を更に備えたことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載のロールコータ。

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