JP6426491B2 - 塗布装置及び塗布方法 - Google Patents

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。

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。

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。

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。

特開２００２−２５４００８号公報 特開２００４−２８１６４０号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

本発明に係る塗布装置及び塗布方法の第１実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る塗布装置及び塗布方法の第２実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る塗布装置及び塗布方法の第３実施形態を示す概略構成図である。 本発明に係る塗布装置及び塗布方法の第４実施形態を示す概略構成図である。 従来の塗布装置の概略構成図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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

Claims (2)

1. 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塗布装置。
2. 請求項１に記載の塗布装置を用い、
   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塗布方法。

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