JPH078879A

JPH078879A - 流体塗布装置

Info

Publication number: JPH078879A
Application number: JP17724193A
Authority: JP
Inventors: Mitsuru Hirata; 満平田; Yoshito Baba; 義人馬場
Original assignee: Hirata Corp; Shipley Far East Ltd
Current assignee: Hirata Corp; DuPont Performance Products Japan KK
Priority date: 1993-06-23
Filing date: 1993-06-23
Publication date: 1995-01-13

Abstract

(57)【要約】【目的】膜厚の変化する塗膜を連続的に形成すること
ができる流体塗布装置を提供する。【構成】塗布ヘッド１は、一対の分割ヘッド２，３間
に１枚の薄板状のシム４を挟んで形成されており、両分
割ヘッド２，３間にはシム４によってスロット１６が形
成されている。シム４は一方側端部で薄く、他方端部で
厚くなっていおり、したがって、スロット１６も一方側
端部で間隙が小さく、他方端部で間隙が大きくなってい
る。スロット１６の間隙が変化しているため、スロット
１６によって整形された塗膜１９の厚みも幅方向に沿っ
て変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体塗布装置に関する。
具体的にいうと、本発明は、塗布対象物の表面に流体を
塗布するためのスロット型の流体塗布装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、家屋のウインドガラスや自動車
のフロントガラスなどには、見通しを妨げることなく強
い日差しを遮断するため、ガラス板の上部にのみ遮光フ
ィルターを設けたものがある。しかも、この遮光フィル
ターは、均一な色濃度でなく、上部で濃く、下方へ行く
ほど薄くなっている。

【０００３】一方、一般的な塗布装置としては、例えば
スピンコータやロールコータなどがある。このスピンコ
−タは、塗布対象物を一定の回転数で回転させながら基
層の上に塗布液を滴下し、遠心力によって塗布液を薄く
延ばし、塗布液の粘度や回転数等によって決まる膜厚の
塗膜を塗布対象物の表面に形成する装置である。また、
ロールコータは、ドクターブレード等によってローラ表
面に一定膜厚の塗布液を形成した後、その塗布液を塗布
対象物の表面に転写させる方法である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなスピンコータやロールコータ等にあっては、精度よ
く均一な厚みの塗膜を形成することができるが、逆に、
不均一な厚みの塗膜を形成することができず、特に、片
側で厚く、もう一方の片側で薄くなるように塗膜を形成
することができなかった。

【０００５】このため、例えば上記の遮光フィルターの
ように色濃度（つまり、膜厚）が次第に変化するような
塗膜を形成することができなかった。

【０００６】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであって、その目的とするところは、膜厚の変
化する塗膜を連続的に形成することができる流体塗布装
置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の流体塗布装置
は、塗布ヘッド内に流体を注入するための流体注入口
と、塗布ヘッド内に幅方向に沿って形成され、該流体注
入口から注入された流体を塗布ヘッドの幅方向に拡散さ
せるための空洞部と、該空洞部内の流体を所定の厚みに
して流出させるためのスロットとを備えた流体塗布装置
において、前記スロットの間隙がスロットの幅方向にわ
たって一定でないことを特徴としている。

【０００８】上記流体塗布装置においては、厚みが均一
でない板状体を一対の分割ヘッド間に挟み込んで塗布ヘ
ッドを構成し、当該板状体によって分割ヘッド間に生成
させた間隙によって前記スロットを形成することができ
る。

【０００９】

【作用】本発明の流体塗布装置にあっては、流体塗膜の
厚みはスロットの流体厚み方向の間隙によって決まり、
しかも、スロットの流体厚み方向の間隙がスロットの幅
方向にわたって一定でないので、スロットから流出する
流体の膜厚も幅方向にわたって変化させることができ
る。すなわち、スロットの厚み方向の間隙を幅方向にわ
たって適当に設計することにより所望の膜厚変化を有す
る流体塗膜を得ることができる。しかも、精度よく膜厚
をコントロールすることができる。

【００１０】また、分割ヘッド間に板状体を挟み込むこ
とによってスロットを形成した流体塗布装置において
は、板状体を交換することによって簡単にスロットの開
口形状を変えることができ、流体塗膜の厚みの変化を自
由に変化させることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例による流体塗布装置
に用いられる塗布ヘッド１を示す断面図である。この塗
布ヘッド１は、２つの分割ヘッド２，３と１枚のシム４
とから構成されており、これらの内面側から見た正面図
を図２に示し、分解斜視図を図３に示す。一方の分割ヘ
ッド２の内壁面には、図２に示すように、左右にわたっ
て空洞状をした流体リザーバ５が設けられている。流体
リザーバ５は、分割ヘッド２の内壁面から内方へ向けて
水平に凹設されており、分割ヘッド２の上面から流体リ
ザーバ５の中央部に向けて塗布液注入口６が穿設されて
いる。他方の分割ヘッド３は、内壁面の上端縁から位置
決め用の突部７が突設されており、この突部７を対向す
る分割ヘッド２の上面に当設させることにより、塗布ヘ
ッド１の組立時に両分割ヘッド２，３同志を位置合わせ
できるようにしている。また、この分割ヘッド３の内壁
面は、通孔８を除いて平らに形成されている。また、両
分割ヘッド２，３の下面の内壁面側の縁には左右全幅に
わたって断面三角形状のテーパ部９を突出させてあり、
下面全体にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等
のフッ素樹脂１０をコ−ティングしてある。シム４は、
金属製の薄板であって、両側端に脚片１１を有していて
脚片１１間に切欠状凹部１２を形成されており、図３に
示すように板厚が次第に変化していて、一方側端部で厚
みが薄く、他方側端部で厚みが厚くなっている。

【００１２】図３に示すように、内壁面間にシム４を挟
み込むようにして両分割ヘッド２，３を組み合わせ、分
割ヘッド３及びシム４の通孔８，１３に挿通させたボル
ト１４を分割ヘッド２のねじ孔１５に螺合させ、ボルト
１４を強く締め付けることによって図１のような塗布ヘ
ッド１が構成されている。こうして組み立てられた塗布
ヘッド１においては、シム４の切欠状凹部１２によって
分割ヘッド２，３の内壁面間に塗布液整形用のスロット
１６が形成され、スロット１６の下端は塗布ヘッド１下
面でノズル口１７として開口し、流体リザーバ５の開口
はスロット１６の上端部に臨み、スロット１６内部と連
通している。シム４は一方側端部で厚く、他方側端部で
薄くなっているので、分割ヘッド２，３間に形成される
スロット１６もシム４と同様に一方側端部で間隙が大き
く、他方側端部で間隙が小さくなる。

【００１３】しかして、塗布液注入口６から流体リザー
バ５内に塗布液を供給すると、塗布液は流体リザーバ５
内に充満して流体リザーバ５内の全幅に広がる。さら
に、塗布液は供給圧によって流体リザーバ５からスロッ
ト１６内へ流れ出し、スロット１６の膜厚と同じ膜厚に
整えられて下端のノズル口１７から流出し、塗布対象物
１８の表面に成膜される。しかも、このときスロット１
６の間隙が幅方向にわたって変化しているので、スロッ
ト１６によって膜厚整形された塗膜１９の膜厚も幅方向
にわたってスロット１６と同様に変化し、塗布対象物１
８の表面には幅方向にわたって膜厚の変化した塗膜１９
が形成される。ここで、塗布液の流量と塗布対象物１８
の送り速度との間には一定の関係があり、塗布対象物１
８の送り速度は塗布液の流量（吐出速度）よりも大きく
なっている。このため、ノズル口１７から吐出された均
一な膜厚の塗布液は塗布対象物１８の表面へ塗布される
際に薄く引き延ばされ、スロット１６で付与された膜厚
よりもさらに薄い膜厚の塗膜１９が塗布対象物１８の表
面に形成される。

【００１４】従って、いまシム４の平面形状が図４
（ａ）に示すようにくさび形をしているとすると、スロ
ット１６の開口形状も図４（ｂ）に示すように略くさび
形となり、スロット１６から流出する塗布液も断面が略
くさび形をした帯状の塗膜１９として吐出され、ガラス
等の塗布対象物１８の表面に薄く引き延ばされた状態で
塗布される。こうして、塗布対象物１８の表面には図４
（ｃ）に示すように、一方で厚く、他方へ向けて次第に
薄くなった塗膜１９が形成される。いま、この塗布液が
遮光フィルタ用の塗料であるとすると、塗布対象物１８
であるガラス板の表面に色濃度が次第に変化する遮光フ
ィルタが形成され、例えばウインドガラスや自動車のフ
ロントガラス等に用いることができる遮光機能を備えた
ガラス板を１枚ずつ、あるいは連続的に製造することが
できる。

【００１５】このような塗布ヘッド１においては、厚み
の異なるシム４や厚み勾配の異なるシム４と交換するこ
とにより、分割ヘッド２，３を交換することなく、簡単
にスロット１６の開口形状を変化させることができ、塗
膜１９の膜厚や厚みの変化具合を変えることができる。
また、分割ヘッド２，３の内面を加工してスロット１６
の開口形状を任意の形状（例えば、波形等）に形成すれ
ば、塗膜１９の膜厚を任意に変化させることができ、例
えば膜厚の厚い部分と薄い部分とがストライプ状に交互
に並んだ塗膜１９を形成することもできる。

【００１６】上記塗布ヘッド１は、例えば図５に示すよ
うな流体塗布装置Ａの一部として用いられる。この流体
塗布装置Ａは、キャビネット部２０と装置本体２１とか
らなり、キャビネット部２０内には塗布液を溜めたタン
クやコントローラが収納されており、装置本体２１はキ
ャビネット部２０の上に設置されている。装置本体２１
は、主として、塗布対象物１８を水平に送る送り機構部
２２と、送り機構部２２によって送られる塗布対象物１
８の表面に塗布液をコーティングする塗布機構部２４
と、塗布対象物１８の板厚を塗布直前に計測する測定ヘ
ッド２３とから構成されている。

【００１７】送り機構部２２は、ガラス基板のような塗
布対象物１８をテーブル２５の上面に吸着して一定速度
で水平に搬送するものであって、ベース２６の上面には
１対の平行なガイドレール２７が設けられ、テーブル２
５の下面に設けられた４つのスライダー２８がガイドレ
ール２７によってスライド自在に支持されている。この
テーブル２５は、ベース２６に取り付けられたサーボモ
ータ等の駆動源２９によってボールねじ機構（図示せ
ず）を駆動すると、ガイドレール２７に沿って一定速度
で滑らかに走行する。また、このテーブル２５は、エア
テーブルとなっており、表面の真空吸引孔３１から塗布
対象物１８の下面を吸着して固定し、テーブル２５と共
に塗布対象物１８を定速送りする。

【００１８】塗布機構部２４は図５に示すように、塗布
対象物１８の搬送経路を跨ぐようにして送り機構部２２
の上方に設けられている。図６はこの塗布機構部２４を
側面から詳細に示す図である。この塗布機構部２４にお
いては、昇降ホルダー３２によって上下スライド自在に
保持された１対の昇降ロッド３３の上端間に塗布アーム
３４が横架されており、塗布アーム３４の前面もしくは
背面に塗布ヘッド１が取り付けられている。昇降ホルダ
ー３２はベース２６から側方へ張り出した棚部３５に固
定されており、昇降ロッド３３の真下にはエアシリンダ
３６が設置され、エアシリンダ３６の出力軸３７の上端
面が昇降ロッド３３の下端面と対向している。従って、
エアシリンダ３６の出力軸３７を上方へ突出させ、昇降
ロッド３３の下端面を押し上げると、塗布アーム３４と
共に塗布ヘッド１が上昇する。また、エアシリンダ３６
の出力軸３７を下方へ後退させると、塗布ヘッド１は自
重によって出力軸３７と共に下降する。

【００１９】また、塗布ヘッド１の両端部の下方には、
それぞれ数値制御形のリニアアクチュエータ３８が設置
されている。このリニアアクチュエータ３８は、ジョイ
ント３９を介してサーボモータ、パルスモータ等のモー
タ４０と接続されており、モータ４０によって底面の入
力軸４１を回転させると、上面のストッパーロッド４２
が上方へ突出する。しかも、このリニアアクチュエータ
３８は内部にねじ機構を有していて、入力軸４１の回転
数に比例した距離だけストッパーロッド４２が突出す
る。しかして、リニアアクチュエータ３８のストッパー
ロッド４２が突出すると、エアシリンダ３６の出力軸３
７を後退させて塗布ヘッド１を下降させたとき、塗布ヘ
ッド１の両側部下面がストッパーロッド４２の上端に当
接した瞬間、昇降ロッド３３の下端面がエアシリンダ３
６の出力軸３７から離れ、その位置で塗布ヘッド１がリ
ニアアクチュエータ３８により支持され、位置決めされ
る。塗布対象物１８の板厚を検出するための測定ヘッド
２３は、塗布アーム３４と平行に配設された測定アーム
４３に設けられている。

【００２０】上記リニアアクチュエータ３８のストッパ
ーロッド４２の突出距離は、測定ヘッド２３の出力によ
って制御される。すなわち、測定ヘッド２３が塗布対象
物１８の板厚を計測すると、塗布ヘッド１と塗布対象物
１８とのギャップが最適距離（例えば、数１０ミクロン
〜数１００ミクロン）となる位置に塗布ヘッド１を支持
及び位置決めするよう、リニアアクチュエータ３８のス
トッパーロッド４２の突出長が決められる。

【００２１】しかして、テーブル２５の上面に吸着され
た塗布対象物１８が送り機構部２２によって測定ヘッド
２３の下方へ送られてくると、測定ヘッド２３によって
塗布対象物１８の板厚がそれぞれ計測される。板厚が計
測されると、塗布ヘッド１の下降位置が決められ、塗布
ヘッド１を当該位置に停止させるための各ストッパーロ
ッド４２の突出長が演算され、ストッパーロッド４２が
演算量だけ突出する。ついで、エアシリンダ３６の出力
軸３７が後退して塗布ヘッド１が下降すると、下降した
塗布ヘッド１の下面がストッパーロッド４２に当接す
る。このときエアシリンダ３６の出力軸３７は昇降ロッ
ド３３から離間する。塗布対象物１８の塗布開始点がノ
ズル口１７に達すると、塗布ヘッド１から塗布液が供給
され、塗布対象物１８の表面にコーティングされる。こ
うして、塗布終了すると、再び塗布ヘッド１が上昇する
と共にストッパーロッド４２が引っ込み、テーブル２５
上の塗布対象物１８は着脱ピンによってテーブル２５か
ら剥離される。

【００２２】なお、上記実施例では、水平に搬送されて
いる塗布対象物の上面に塗布液を塗布する構造としてい
るが、塗布対象物の下面側や側面側に塗布ヘッドを配置
し、塗布対象物の下面や側面に塗布液を塗布するように
してもよい。また、塗布対象物の両面にそれぞれ塗布ヘ
ッドを配置し、塗布対象物の例えば上面及び下面に同時
に塗布液を塗布するようにしても差し支えない。また塗
布対象物の種類も特に限定されるものでなく、特に表面
が平滑なものに限らず、銅パターン配線を形成されたプ
リント配線基板などの塗布対象物であっても本発明の流
体塗布装置を用いることができる。塗布する流体の種類
も液体に限るものでなく、スラリー、粉体、液体エマル
ジョンなど流動性を有するものであれば差し支えない。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、スロットから流出する
流体の膜厚を幅方向にわたって変化させることができる
ので、スロットの厚み方向の間隙を幅方向にわたって適
当に設計することにより所望の膜厚変化を有する流体塗
膜を得ることができる。しかも、流体塗膜の膜厚も精度
よくコントロールすることができる。

【００２４】したがって、例えば、ウインドガラスや自
動車のフロントガラス等にフィルタ用塗料を塗布して片
側で膜厚が厚く、しだいに膜厚が薄くなってゆくような
遮光フィルタを製作する工程においても、連続的に、か
つ、精度よく遮光フィルタを形成することができる。

【００２５】また、分割ヘッド間に板状体を挟み込むこ
とによってスロットを形成した流体塗布装置において
は、板状体を交換することによって簡単にスロットの形
状を変えることができ、流体塗膜の厚みや変化具合を自
由に調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における流体塗布装置に用い
られる塗布ヘッドを示す断面図である。

【図２】同上の塗布ヘッドの各構成部品を示す正面図で
ある。

【図３】同上の塗布ヘッドの分解斜視図である。

【図４】（ａ）はシムの平面形状を示す図、（ｂ）はス
ロットの開口形状を示す図、（ｃ）は塗布対象物の表面
に塗布された塗膜を示す図である。

【図５】同上の塗布ヘッドを備えた流体塗布装置を示す
外観斜視図である。

【図６】同上の流体塗布装置における塗布機構部及び測
定ヘッドを示す側面図である。

【符号の説明】

１塗布ヘッド２分割ヘッド３分割ヘッド４シム５流体リザーバ（空洞部）６塗布液注入口（流体注入口）１６スロット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】塗布ヘッド内に流体を注入するための流
体注入口と、塗布ヘッド内に幅方向に沿って形成され、
該流体注入口から注入された流体を塗布ヘッドの幅方向
に拡散させるための空洞部と、該空洞部内の流体を所定
の厚みにして流出させるためのスロットとを備えた流体
塗布装置において、前記スロットの間隙がスロットの幅方向にわたって一定
でないことを特徴とする流体塗布装置。
【請求項２】厚みが均一でない板状体を一対の分割ヘ
ッド間に挟み込んで塗布ヘッドを構成し、当該板状体に
よって分割ヘッド間に生成させた間隙により前記スロッ
トを形成したことを特徴とする請求項１に記載の流体塗
布装置。