(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属ロッドの塗布範囲にその軸方向に密着させてワイヤを巻き付けた硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置において、前記金属ロッドを前記塗布範囲より外側で水平かつ回転自在に保持する支持腕と、前記金属ロッドの長さ方向に移動可能な可動台と、この可動台に固定され少くとも一つの端面を前記金属ロッドが略垂直に貫通する樹脂製ブロックと、前記可動台に搭載されたワイヤ供給リールからワイヤを前記金属ロッドの外周面に導くワイヤ案内手段と、前記金属ロッドの外周面に導かれるワイヤに一定張力を付与するテンションモータと、前記金属ロッドを前記ワイヤを巻き付ける方向へ一定速で回転するモータと、前記可動台上の樹脂ブロックを前記ワイヤの巻き始め側へ一定の力で付勢するテンションモータとを備え、前記金属ロッドの回転によるワイヤの巻き付けにより前記ブロックおよび可動台を移動させつつワイヤを巻き付けることを特徴とする硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置。
【請求項２】
前記ワイヤは、前記ブロックの端面に案内されて金属ロッドの外周面に導かれる請求項１の硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置。
【請求項３】
可動台には、供給リールから供給されるワイヤをしごきながら洗浄する洗浄槽が搭載されている請求項１の硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、フォトレジストなどの塗布液を硬基板に薄く均一に塗布する硬基板塗布装置に用いるマイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶板に用いるカラーフィルタの製造工程の中には、ガラス基板などの硬基板にフォトレジストなどの塗布液を薄く均一な厚さに塗布する工程がある。例えば透明電極を予め形成したガラス基板に、フォトレジストの機能を有する黒の塗布液を均一に塗布した後、露光して黒に対応するモザイク状あるいはストライプ状のパターンを硬化させ、余分のフォトレジストを除去することにより黒のカラーモザイク（あるいはストライプ）を形成している。そしてこれと同様な処理を赤、緑、青などの色について繰り返している。
【０００３】
このようにフォトレジストとなる塗布液を塗布する場合、この液は均一な厚さ（例えば２μｍ±５％程度）に厳密に管理して薄く塗布する必要がある。この塗布の厚さが不均一であると、光の透過率のむらが生じ、品質の低下を招くことになるからである。
【０００４】
従来はこの塗布のためにスピンコータが用いられていた。このスピンコータは回転させた硬基板の回転中心付近に塗布液を滴下し、この液を遠心力を利用して飛散させることにより塗布するものである。しかしこのスピンコータを用いる方法では硬基板の交換に手間取り作業能率が悪くなるばかりでなく、飛散して捨てられる液の量が増えることになる。
【０００５】
このためコストアップになるという問題があった。またコンタミネーション（汚れ）防止のために、飛散して周囲に付着した液を、溶剤を使ってたびたび洗浄する必要が生じる。このためその作業が面倒であるばかりでなく、装置の稼働率も低下する問題があった。
【０００５】
そこで水平に配設された上下一対のローラ間に硬基板を挟んで塗布することが考えられている。この装置は下のローラとなるマイクロロッドバーの下部を塗布液に浸漬し、このマイクロロッドバーとこの上方に位置するニップローラとの間に硬基板を挟んで送りながら、マイクロロッドバーにより硬基板の下面に塗布するものである。
【０００６】
ここに用いるマイクロロッドバーははんだ付け可能なステンレス鋼などの金属ロッドにステンレスなどの細い金属ワイヤを密に巻き付けたものであって、その外径（直径）は２．０〜２０．０ｍｍであり、特に約１２ｍｍのものが多く用いられている。
【０００７】
【従来技術の問題点】
このワイヤは密着させて均一に巻き付けることが必要であるが、このワイヤは金属ロッドに比べて極めて細く（直径５０〜５００ｍｍであり、特に約１００μｍのものが多い）、従来はこのワイヤを手作業で巻き付けていたため、このように理想的な状態に巻き付けることが非常に困難であった。
【０００８】
すなわち金属ロッドをモータで一定速度で回転させつつ、ワイヤを人手で押さえながら巻き付けるものである。しかしこの場合にはワイヤの張力が不安定で均一な張力で密に巻き付けるのが困難である。このため、このように作られたマイクロロッドバーを用いた塗布装置では、塗布面にむらが発生し易く、製品の歩溜りが下がるという問題があった。
【０００９】
【発明の目的】
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、金属ロッドにワイヤを軸方向に密着させつつ均一な張力で能率良く巻き付けることができ、ワイヤの巻きむらが生じないのでこのマイクロロッドバーを用いて塗布した場合に塗布むらが発生せず、製品の歩溜りも高めることができる硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【発明の構成】
本発明によればこの目的は、金属ロッドの塗布範囲にその軸方向に密着させてワイヤを巻き付けた硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置において、前記金属ロッドを前記塗布範囲より外側で水平かつ回転自在に保持する支持腕と、前記金属ロッドの長さ方向に移動可能な可動台と、この可動台に固定され少くとも一つの端面を前記金属ロッドが略垂直に貫通する樹脂製ブロックと、前記可動台に搭載されたワイヤ供給リールからワイヤを前記金属ロッドの外周面に導くワイヤ案内手段と、前記金属ロッドの外周面に導かれるワイヤに一定張力を付与するテンションモータと、前記金属ロッドを前記ワイヤを巻き付ける方向へ一定速で回転するモータと、前記可動台上の樹脂ブロックを前記ワイヤの巻き始め側へ一定の力で付勢するテンションモータとを備え、前記金属ロッドの回転によるワイヤの巻き付けにより前記ブロックおよび可動台を移動させつつワイヤを巻き付けることを特徴とする硬基板塗布用マイクロロッドバーのワイヤ巻付け装置により達成される。
【００１１】
ここワイヤはブロックの端面に案内させて金属ロッド外周面に導くのが望ましい。また可動台にはワイヤの洗浄槽を設け、ここでワイヤを扱（しご）いてワイヤの曲がりくせを除去しつつ洗浄したワイヤを金属ロッドに巻き付けるのが望ましい。
【００１２】
【実施例】
図１は硬基板塗布装置の全体配置図であり、この塗布装置はカラーフィルタの製造工程でフォトレジストを塗布するものである。図２はこの塗布装置の平面図、図３はその正面断面図、図４は図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は本発明の一実施例であるワイヤ巻付け装置の斜視図、図６はワイヤ巻き付け中のブロック付近の断面正面図、図７は同じく平面図、図８はマイクロロッドバーの端末処理構造を示す断面図、図９はその右側面図である。
【００１３】
図１において符号１０は矩型（長方形）のガラス基板、１２はローラコンベアであり、ガラス基板１０はその下面の左右の縁をコンベア１２のローラに載せた状態で図上左から右へ送られる。コンベア１２の途中には、小径で断面円形なマイクロロッドバー１６と、その上方に対向する大径のニップローラ１８と、マイクロロッドバー１６の上部を残してほぼ全体が入る塗布液槽２０とが設けられている。
【００１４】
ここにマイクロロッドバー１６は、直径約１２ｍｍの断面円形の金属ロッドの表面に、直径約１００μｍの細い金属ワイヤを密着するように巻き付けたものであり、金属線間の溝による毛細管現象を利用して塗布液すなわちフォトレジストを塗布するものである。ここに塗布するガラス基板の幅１０は約１００〜１０００ｍｍであり、特に約４００ｍｍが多い。このワイヤを巻き付ける装置については後記する。
【００１５】
塗布液槽２０は、図２、３および図４に示すように、基板１０の送り方向に対して水平面上で直交方向に長く浅い液溜め部２２を持つ。この液溜め部２２には給液パイプから（図示せず）新しい液が供給される一方、排液口２６から塗布液が排出される。給液パイプは液溜め部２２の一端寄りの底面付近に臨み、排液口２６は他端寄りの底に開口する。このため塗布液が液溜め部２２をその長手方向に流れて液を均質化するのに適する。なおこの塗布液の深さは図示しない液面センサにより監視され、常に一定に管理される。
【００１６】
マイクロロッドバー１６はその上部が液から露出するように水平に保持されている。すなわち液溜め部２２の両端には上方に半円弧状に開いた凹部を有する軸受部３０、３２が設けられ、この軸受部３０、３２とここに上方から被されるキャップ３４、３６との間にマイクロロッドバー１６を回転自在に保持している。またマイクロロッドバー１６の中間部分はバックアップ部材３８により下方から支持されている。
【００１７】
このバックアップ部材３８は、摺動性に優れた硬質の合成樹脂で作られ、その上面に長手方向に沿って形成された半円形の溝がマイクロロッドバー１６に下方から当接してマイクロロッドバー１６のたわみを防止するものである。なおこのバックアップ部材３８の高さは、この下方に配列された多数の調整ねじ４０により塗布液槽２０の下面から微調整可能となっている。
【００１８】
マイクロロッドバー１６の一端（図１における奥側の端）は塗布液槽２０より後方へ突出し、この突出端は着脱自在な継手４２によって電動モータ４４に接続されている。この電動モータ４４はガラス基板１０の送り速度がコンベア１２と等速になるようにその回転が管理されている。前記ニップローラ１８の表面は導電性ゴムで作られ、マイクロロッドバー１６との間にガラス基板１０を挟んだ状態でガラス基板１０に所定の挟圧力を付与するように保持されている。
【００１９】
この塗布装置は次のように動作する。ガラス基板１０はパターン４６の面を下にしてローラコンベア１２に載せられ、図１で左側から右側へ送られる。そしてこのガラス基板１０は、マイクロロッドバー１６とニップローラ１８との間に進入する。マイクロロッドバー１６の表面にはその回転により液溜め部２２の塗布液が付着しているから、このマイクロロッドバー１６の回転に伴いガラス基板１０の下面にこの塗布液が塗布されて行く。
【００２０】
次にマイクロロッドバー１６の製造方法を説明する。マイクロロッドバー１６は図８、９に示すように形成される。すなわち金属ロッド５０と、この金属ロッド５０の塗布範囲Ｌ（約１００〜１０００ｍｍ、通常は約４００ｍｍ）に密に巻き付けられたワイヤ５２とを持つ。金属ロッド５０の端面５４、５４には、塗布範囲Ｌの両端と各端面５４、５４に開く切り欠き５６、５６が形成されている。
【００２１】
この金属ロッド５０は後記するワイヤ巻付け装置の支持腕１１０、１１４に載せられ、その一端すなわち塗布範囲Ｌのワイヤ巻き始め側（図５で右側）にワイヤ５２の端末が固着される。このワイヤ端末の固着は、端末を切り欠き５６に係入させ、ここを粘着テープで仮止めすることにより行われる。なおワイヤの巻き付け終了時にこの巻き終りも同様に粘着テープで仮止めした後、両端にはんだ５８を盛り付けることによる確実に固着される。
【００２２】
なお金属ロッド５０の塗布範囲Ｌの両端付近には、ワイヤ５２をこれらの切り欠き５６、５６に導く溝６０、６０が形成されている。このためワイヤ５２は端面５４に十分近い位置まで巻き付けられるので、はんだ５８は端面５４から短かい範囲Ｎに盛り付ければ足りる。
【００２３】
なおワイヤ５２は実際には金属ロッド５０（直径約１２ｍｍ）に比べて著しく細い（直径約１００μｍ）から、ワイヤ５２を切り欠き５６に導く溝６０は数回〜数１０回巻き付ける長さに設けることができるが、この溝６０はできるだけ短かくすればはんだ５８を盛り付ける範囲Ｎを十分に短かくできて好ましい。特にワイヤ５２は切り欠き５６の中で十分に確実にはんだ付けしておき、塗布範囲Ｌの表面に表れるはんだの面積を十分に小さくすれば一層好ましい。
【００２４】
次にワイヤ巻付け装置を図５、６、７に基づいて説明する。図５において１００は横長の固定基台、１０２、１０２はこの基台１００に横向きに固定された一対の平行なガイドレールである。これらガイドレール１０２、１０２には、支持腕台１０４と可動台１０６とが左右方向にスライド可能に取付けられている。
【００２５】
支持腕台１０４には軸受１０８を有する支持腕１１０が立設されている。この軸受１０８には金属ロッド５０の一端が回転自在に支持される。支持腕台１０４は、クランプねじ１１２により任意の位置に固定可能である。
【００２６】
１１４は基台１００に固定された支持腕であり、前記支持腕１１０と対となって金属ロッド５０を水平かつ回転自在に支持する。なお支持腕台１０４は金属ロッド５０の長さに対応してその固定位置がクランプねじ１１２を緩めることによって変更可能である。また金属ロッド５０の右端は支持腕１１４の軸受（図示せず）を貫通して突出している。この突出端は継手１１６を介してモータ１１８に接続されている。このモータ１１８は減速機１２０と一体化され、基台１００に固定されている。
【００２７】
可動台１０６はマイクロロッドバー１６の下方にあって、両支持腕１１０、１１４の間でスライド可能である。この可動台１０６の上面には樹脂ブロック１２２が固定されている。このブロック１２２は、機械的強度が大きく、摩擦抵抗が小さく、耐摩耗性が優れた樹脂で作られ、例えばアセタール樹脂（ホモポリマー、商品名「デルリン」）などが適する。このブロック１２２は直方体であり、金属ロッド５０が通りかつ金属ロッド５０の外周面にほぼ密着する貫通孔１２４が形成されている。
【００２８】
なおこの貫通孔１２４が開口するブロック１２２の一対の端面１２２ａ、１２２ｂは、この貫通孔１２４に対して垂直である。このブロック１２２は、可動台１０６にボルトで固定された台座１２６の上面に、長ボルト１２８、１２８により固定される。
【００２９】
１３０はワイヤ供給リールであり、可動台１０６の奥側の上面に立設したリール支持台１３２に保持されている。このリール支持台１３２の一方の面にはテンションモータ（トルクモータ）１３４が取付けられ、このモータ１３４の軸がこのリール支持台１３２を貫通してリール１３０を保持している。テンションモータ１３４は、出力軸に一定のトルクを出力するものである。
【００３０】
１３６と１３８は可動台１０６に立設したローラ支持板であり、ローラ支持板１３６はブロック１２２の手前側に、またローラ支持板１３８はブロック１２２の奥側にそれぞれ位置する。
【００３１】
これらのローラ支持板１３６、１３８には、ワイヤ５２の案内手段となる多数のローラ１４０、１４２が取付けられている。すなわちリール１３０から供給されるワイヤ５２は、ローラ支持板１３６に設けた４個のローラ１４０を介して、ローラ支持板１３８に設けた上下一対のローラ１４２に導かれる。なおローラ支持板１３６には前後に長い洗浄槽１４４が取付けられている。この洗浄槽１４４にはアセトンなどの洗浄液が入れられ、ワイヤ５２はここで洗浄されかつ扱（しご）かれる。
【００３２】
この浄槽槽１４４には、前記ワイヤ案内手段の一部を構成する２つのローラ１４０ａ、１４０ｂが前後に分離して配設されている。両ローラ１４０ａ、１４０ｂ間には垂直な４本の扱きロッド１４６と、水平な４本の扱きロッド１４８とが洗浄液に浸漬するように取付けられている。ワイヤ５２はローラ１４０ａから洗浄液の中に導かれ、これら扱きロッド１４６、１４８によって左右の面および上下の面が扱かれかつ洗浄される。
【００３３】
なお扱きロッド１４６、１４８はワイヤ５２を左右および上下にジグザグに折曲させながら扱く。このためリール１３０に巻かれて折曲くせがついたワイヤ５２のくせを取り除くことができる。
【００３４】
ワイヤ５２はローラ支持板１３８のローラ１４２によって、ブロック１２２の右側の端面１２２ａに沿いつつ金属ロッド５０の外周面に導かれる。従ってワイヤ５２の先端を前記のように金属ロッド５０の塗布範囲Ｌの右端に固着した後、金属ロッド５０を図に矢印で示す方向（モータ１１８側から見て反時計方向）に回転させれば、ワイヤ５２は金属ロッド５０に巻き付けられる。
【００３５】
１５０は基台１００に固定されたテンションモータ（トルクモータ）であり、このモータ１５０の軸に取付けたリール１５２にはテンションワイヤ１５４が巻付けられている。このテンションワイヤ１５４の先端は可動台１０６に固定されている。従って可動台１０６はそのスライド方向のどの位置にあっても常に一定の力で右側へ付勢される。すなわち可動台１０６は金属ロッド５０のワイヤ巻き始め側へ一定の力で引っ張られる。
【００３６】
次にこのワイヤ巻付け装置の動作を説明する。まずモータ１１８、１３４、１５０を不作動にした状態で、金属ロッド５０をブロック１２２に通して支持腕１１０、１１４に支持し、継手１１６に接続する。そしてそしてワイヤ５２をリール１３０から引出し、ローラ１４０、１４２や扱きロッド１４６、１４８を介して金属ロッド５０の右端に手動で巻き付け、粘着テープなどを巻付けて固定する。この時の金属ロッド５０の切り欠き５６にワイヤ５２の先端を入れておく。
【００３７】
このようにワイヤ５２の先端を金属ロッド５０に仮止めした後、テンションモータ１３４、１５０の電源を投入する。するとワイヤ５２は一定の張力でリール１３０に引かれる一方、可動台１０６およびブロック１２２はワイヤ５２の巻き始め側に一定の力で押される。
【００３８】
この状態でモータ１１８を起動し金属ロッド５０を図の矢印方向に一定速度で回転させば、ワイヤ５２は図７に示すように直前に巻き付けたワイヤ５２ａとブロック１２２の端面１２２ａとの間に入り込み、ブロック１２２を左方向へ押して移動させながら巻き付けられる。この結果ワイヤ５２は一定張力でかつ一定速度で均一に巻き付けられる。
【００３９】
ワイヤ５２の終端は、前記始端の処理と同様に行われる。すなわちモータ１１８、１３４、１５０を停止させ、ワイヤ５２を手操作によって切り欠き５６に係入させて粘着テープにより仮止めする。そしてこのワイヤの巻き始め端および終端付近にはんだ５８を盛り付け、ワイヤ５２を固着すればよい。
【００４０】
この処理の後ワイヤ５２を金属ロッド５０から切り離し、ワイヤ５２の巻き付けの始点と終点付近に盛り付けたはんだ５８を切削する。図８の５８Ａはこの切削加工後の状態を示す。このはんだ５８の切削は、ワイヤ５２の密着巻付け部分と同径になるようにするのは勿論である。
【００４１】
マイクロロッドバー１６の塗布範囲Ｌの両縁は、図８、９に示すようにはんだ５８の盛り付け範囲Ｎが十分に短かいから、その外径の変化が少なく外周面の”だれ”が少ない。このためこのマイクロロッドバー１６を用いた時には、ガラス基板１０の塗布面（下面）の塗布むらが少なくなる。
【００４２】
一方このマイクロロッドバー１６は、はんだの使用量が著しく少ないので、塗布面に表れるはんだの面積も著しく小さいので、超音波洗浄した場合にもはんだの剥落のおそれが少なくなり、剥落はんだによる塗布面の汚れや品質低下を防止できる。
【００４３】
以上の実施例でははんだ５８は塗布範囲Ｌの表面に盛り付けられているが、塗布範囲Ｌに表れる量をできるだけ少なくし、切り欠き５６の中でできるだけしっかりと固着するのが好ましい。またワイヤ５２の端末の固定には、はんだ５８に代えて接着剤等を用いてもよいのは勿論である。特に切り欠き１０６の中や切り欠きより端末側で固定する場合にはスポット溶接なども使用でできる。
【００４４】
前記の実施例ではブロック１２２の端面１２２ａは金属ロッド５０に垂直な平面であるが、この端面１２２ａはワイヤ５２を案内し易くするためにワイヤ案内用の溝を設けてもよい。例えば図７に仮想線で示す溝１２２ｃを設けることができる。この場合ワイヤ５２はこの溝１２２ｃに密着するように傾け、図７に５２ｂに示す方向から供給するようにしてもよい。
【００４５】
【発明の効果】
請求項１の発明は以上のように、金属ロッドと平行にスライド可能な樹脂製ブロックに金属ロッドを通し、このブロックのワイヤを巻き始め側の端面からワイヤを金属ロッド外周面に導き、金属ロッドを一定速で回転させる一方、ワイヤに一定の張力を付与しまたブロックにはワイヤ巻き始め側へ押す一定の力を付与しつつ、ワイヤの巻付けを行うものである。
【００４６】
このため一定の張力かつ一定速度でワイヤを密にかつむらなく能率良く巻付けることができる。従ってこのマイクロロッドバーを用いて塗布した場合には、塗布むらが発生せず、製品の歩溜りが高くなる。ここにワイヤをブロックの端面で案内しながら金属ロッド外周面に導けば、ワイヤの蛇行がブロック端面で規制され、一層安定な巻き付けが可能になる（請求項２）。
【００４７】
なおワイヤの洗浄槽を設け、この洗浄槽にワイヤのくせ、すなわちリールに長期間巻かれることによりついた曲がりくせを除去するため扱きロッドを設けておけば、ワイヤの巻き付けは一層均一化できて好ましい（請求項３）。
【図面の簡単な説明】
【図１】硬基板塗布装置の全体配置図
【図２】この塗布装置の断面図
【図３】塗布装置の正面断面図
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線断面図
【図５】本発明の一実施例であるワイヤ巻付け装置の斜視図
【図６】ワイヤ巻き付け中のブロック付近の断面正面図
【図７】同じく平面図
【図８】マイクロロッドバーの端末処理構造を示す断面図
【図９】その一部を断面した右側面図
【符号の説明】
１０  硬基板としてのガラス基板
１２  ローラコンベア
１４  ギーサー
１６  マイクロロッドバー
１８  ニップローラ
２２  塗布液層
５０  金属ロッド
５２  金属ワイヤ
５８  はんだ
１００  基台
１０２  ガイドレール
１０６  可動台
１１０、１１４  支持腕
１１８  モータ
１２２  樹脂製ブロック
１２２ａ  端面
１２４  貫通孔
１３０  ワイヤ供給リール
１３４  テンションモータ
１４０、１４２  ワイヤ案内手段としてのローラ
１４４  洗浄槽
１４６、１４８  ワイヤ扱き用の扱きロッド
１５０  テンションモータ
Ｌ  塗布範囲
Ｎ  はんだ盛り付け範囲
【図１】
0003553209.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003553209.tif 000009
【図９】
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