(57)【要約】【課題】  簡素な装置構成で、塗布液の安定した塗布が可能となるブレード塗布装置及びディスク塗布装置を提供し、塗布面でのスジ発生を防止する。【解決手段】  開口を有するマスク２５を平面基板Ｄ上に重ね合わせ、マスク２５上方で該マスク２５に対して相対移動するブレード５１によって塗布液をマスク２５上に塗布するブレード塗布装置であって、ブレード５１の長手方向に垂直な断面形状のうち、塗布面に対面するブレード下側の押圧面５９のブレード移動方向長さＬが、塗布時における塗布液層の膜厚の１０〜２０倍の範囲であり、押圧面５９とブレード進行方向前方の前側面５５との成す角度αが１１０°≦α≦１５０°の範囲であり、押圧面５９とブレード進行方向後方の後側面６１との成す角度βが６０°≦β＜１００°の範囲とした。【選択図】図３
2006198479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口を有するマスクを平面基板上に重ね合わせ、前記マスク上方で該マスクに対して相対移動するブレードによって塗布液を前記マスク上に塗布した後、前記マスクを除去することで、前記平面基板上に前記マスクの開口に応じた塗布液層を形成するブレード塗布装置であって、
前記ブレードの長手方向に垂直な断面形状のうち、
塗布面に対面する前記ブレード下側の押圧面のブレード移動方向長さが、塗布時における前記塗布液層の膜厚の１０〜２０倍の範囲であり、
前記押圧面と前記ブレード進行方向前方の前側面との成す角度αが１１０°≦α≦１５０°の範囲であり、
前記押圧面と前記ブレード進行方向後方の後側面との成す角度βが６０°≦β＜１００°の範囲であることを特徴とするブレード塗布装置。
【請求項２】
前記塗布液層の塗布時における膜厚が、１００μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のブレード塗布装置。
【請求項３】
前記開口部が、前記ブレードの長手方向に連続する少なくとも５０ｍｍを超える開口を有することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のブレード塗布装置。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項記載のブレード塗布装置を用いて、ディスク状記録媒体の印刷面のうち少なくとも１層を形成することを特徴とするディスク塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面基板に対してブレードにより塗布液を塗布するブレード塗布装置及びこれを用いたディスク塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液状塗料を被塗布部材の塗布面に安定的に塗布するには、従来より種々の提案がなされている。例えば下記特許文献１に開示される塗布装置では、被塗布体に摺接する側枠と、その間に渡設した二枚のブレードよりなるポケット内に収容した塗布液を走行方向下流側ブレードの下端のギャップから被塗布体上に流出させて塗布するものであって、側枠が摺接する被塗布体上面に潤滑層を形成するための潤滑層形成手段を設けている。これにより、側枠下面の滑り性を改善し、塗布面にブレードの渡設方向に連続する横縞発生の防止を図っている。
【０００３】
また、下記特許文献２に開示される基板塗布装置では、下部が塗布液槽に浸漬されたマイクロロッドバーと、このマイクロロッドバーの上方に対向配置されたニップローラとの間に基板を挟んで送ることにより、基板の下面に塗布液を塗布するものであって、マイクロロッドバーの基板進入側に基板の前縁を下方から支えて基板前縁の撓みを制限する押上げ部材を設けている。これにより、基板の前縁中央付近の塗布厚がその両側より厚くなるのを防ぎ、均一な塗布厚での塗布を図っている。また、基板の後縁中央付近が塗布液槽の出口側せきに接触するのを防ぎ、均一な塗布厚での塗布を図っている。
【０００４】
さらに、下記特許文献３に開示されるロールコータでは、塗布処理すべき薄板を搬送する搬送台と塗布ロールとを設け、塗布ロールの下側に搬送台を移動通過させることにより液剤を薄板の表面に塗布するものであって、搬送台を基盤上面に薄板把持用の把持板を隙間を介在させて配置し、隙間の面方向中間部に薄板の中心を搬送台の移動方向に通る線分に対して線対称に弾性材を配置し、かつ把持板の周縁部を隙間規制手段により隙間を調整可能に規制している。これにより、把持板が塗布ロールを押圧して通過するとき、隙間の範囲内で傾動して接触侵入時の衝撃を緩和するように弾性材の反力（弾性力）を制御し、衝撃振動に伴う塗布ムラを生じないようにしている。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６３−２２４７６１号公報
【特許文献２】特開平９−１０６４６号公報
【特許文献３】特開平１０−１２８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示される塗布装置は、簡素な構造での構成が可能となるが、塗布具の一部が被塗布体上に支持され、下流側ブレードと被塗布体との相対的な間隔を維持して塗布を行うため、被塗布体は帯状のものに限られ、ブレードの両端側に未塗布部の生じる欠点があった。
また、特許文献２に開示される基板塗布装置は、基板をニップして下側からマイクロロッドバーで塗布を行うことから、全幅方向での塗布は可能となるものの、被塗布体が帯状や矩形状のものに限られた。そして、液膜の厚みが厚くなると、マイクロロッドバーの下流側でビードが乱れて塗布面にスジの発生する問題があった。
さらに、特許文献３に開示されるロールコータは、ディスク形状となる被塗布体の塗布を可能とし、各塗布体の全面塗布も可能となるが、塗布体のそれぞれを弾性体で支持するため、設備が大がかりとなり、これに加え、液膜厚みが厚くなれば、上記した基板塗布装置と同様に、スジの発生する問題があった。
このように、従来の技術では、装置が大がかりになることや、特に塗布厚みが厚くなると、ブレードと塗布面との隙間に押し込まれる塗布液の量が多くなり、ブレードに歪みが生じて塗布方向に略平行なスジが発生したり、ブレードが通過した直後の液界面の乱れが顕著となり、上記と同様に塗布方向に略平行なスジが発生し、良好な塗膜面の確保が困難となる欠点があった。
【０００７】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、簡素な装置構成で、塗料の安定した塗布が可能となるブレード塗布装置及びディスク塗布装置を提供し、もって、塗布面でのスジ発生の防止を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る上記目的は、下記構成により達成される。
（１）  開口を有するマスクを平面基板上に重ね合わせ、前記マスク上方で該マスクに対して相対移動するブレードによって塗布液を前記マスク上に塗布した後、前記マスクを除去することで、前記平面基板上に前記マスクの開口に応じた塗布液層を形成するブレード塗布装置であって、前記ブレードの長手方向に垂直な断面形状のうち、塗布面に対面する前記ブレード下側の押圧面のブレード移動方向長さが、塗布時における前記塗布液層の膜厚の１０〜２０倍の範囲であり、前記押圧面と前記ブレード進行方向前方の前側面との成す角度αが１１０°≦α≦１５０°の範囲であり、前記押圧面と前記ブレード進行方向後方の後側面との成す角度βが６０°≦β＜１００°の範囲であることを特徴とするブレード塗布装置。
【０００９】
このブレード塗布装置では、ブレードの押圧面のブレード移動方向長さＬが塗布液層の膜厚の１０〜２０倍の範囲とされ、押圧面と前側面との成す角度αが１１０°≦α≦１５０°の範囲とされ、かつ押圧面と後側面との成す角度βが、６０°≦β＜１００°の範囲とされることで、ブレードを高剛性の断面形状にでき、また、ブレード塗布後の塗布液層の表面性状を平坦に、かつ厚みを均一にすることができる。
【００１０】
押圧面と前側面との成す角度αが１１０°≦α≦１５０°の範囲となることで、塗布液のギャップ（押圧面と塗布面との間隙）への導入がスムースとなり、かつ導入された塗布液が押圧面によって最適な圧力で塗布面に押圧される。さらに、押圧面と後側面との成す角度βが６０°≦β＜１００°の範囲であることから、ブレードの通過直後で塗膜の一部がブレードの後側面をはい上がる、所謂濡れ上がりが生じにくくなる。これにより、ブレードの後側面を濡れ上がった液が塗布後の膜上に落下して、塗布液層の表面性を悪化させることが防止できる。
【００１１】
（２）  前記塗布液層の塗布時における膜厚が、１００μｍ〜３００μｍの範囲であることを特徴とする（１）記載のブレード塗布装置。
【００１２】
このブレード塗布装置では、ブレードの断面形状を規定することで、塗布液層の厚みが１００μｍ〜３００μｍの範囲であっても、良好な表面性状の塗布が可能となる。
【００１３】
（３）  前記開口部が、前記ブレードの長手方向に連続する少なくとも５０ｍｍを超える開口を有することを特徴とする（１）又は（２）記載のブレード塗布装置。
【００１４】
このブレード塗布装置では、マスクの開口部がブレードの長手方向に沿って連続した少なくとも５０ｍｍを超える開口を有することで、例えばディスク表面全体へ一度に塗布液層を形成する場合のように、大面積の塗布が可能となる。
【００１５】
（４）  （１）〜（３）のいずれか１項記載のブレード塗布装置を用いて、ディスク状記録媒体の印刷面のうち少なくとも１層を形成することを特徴とするディスク塗布装置。
【００１６】
このディスク塗布装置では、大面積の塗布が可能な塗布装置を用いてディスク状記録媒体の印刷面のうち少なくとも１層を形成することにより、均一で高品位な塗布液層を形成することができる。これにより、例えばインクジェットプリンタを用いた印刷を行うための印刷層（インク受理層）を、必要十分なインク受理能力を持たせた厚みで形成可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るブレード塗布装置及びこれを用いたディスク塗布装置によれば、ブレードの剛性が高まることにより、塗布液を均一な圧力で安定して塗布することが可能となる。この結果、塗布面におけるスジの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係るブレード塗布装置及びこれを用いたディスク塗布装置の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明に係る塗布装置の概略を表す構成図、図２は図１に示した塗布装置の外観の概略を表した斜視図、図３は図１に示したブレードの拡大図である。
本実施の形態によるブレード塗布装置１００は、例えばディスク状記録媒体の一例として光ディスクＤを被塗布部材とする液膜の塗布に用いられる。ブレード塗布装置１００の塗布部１１には、光ディスクＤが吸着載置可能となる円形状の吸着台１３が設けられる。この吸着台１３の上面には複数の吸着孔１５が開口されて、各吸着孔１５には吸引路１７を介して真空ポンプ１９が接続される。吸着台１３は、真空ポンプ１９が作動することで吸着孔１５を介して光ディスクＤを上面に吸着保持することができる。
【００１９】
また、吸着台１３は、昇降軸２１によって下面中央が上下方向に移動自在に支持される。この昇降軸２１の上下移動は、エアシリンダ２３の駆動によりなされる。
そして、吸着台１３の上方にはマスク板（マスク）２５が設けられ、マスク板２５は光ディスクＤの塗布面を露出させる開口２７を有している。吸着台１３に載置された光ディスクＤは、エアシリンダ２３の駆動によって昇降軸２１が上昇して、上限位置に到達したときに、外周縁がマスク板２５の開口周縁２５ａによって覆われる。
【００２０】
また、塗布部１１には、光ディスクＤの中央部上方に、マスクキャップ着脱手段２９が具備される。マスクキャップ着脱手段２９は、キャップ吸着ノズル３１と、真空ポンプ３３と、昇降手段３５とからなる。マスクキャップ着脱手段２９は、真空ポンプ３３の駆動によってキャップ吸着ノズル３１の下端に、マスクキャップ３７を吸着保持する。この状態で昇降手段３５が駆動されることで、キャップ吸着ノズル３１が下降して、光ディスクＤの中央部の穴にマスクキャップ３７が挿着されるようになっている。なお、マスクキャップ（センターキャップ）は、これに限らず、他の機械的手段で脱着してもよい。例えば、マスクキャップ３７の下方から突き上げてマスク板２５から浮き上がらせ、マスクキャップ３７を、その側方からすくい取る等の方法がある。
【００２１】
開口部２７より外側のマスク板２５の上方には塗布液供給手段４１が設けられている。塗布液供給手段４１は、塗布液供給ノズル４３と、塗布液供給装置４５と、ノズル昇降装置４７とからなる。塗布液供給手段４１は、塗布液供給装置４５から供給される塗布液４９を、塗布液供給ノズル４３からマスク板２５上に滴下供給する。この際、塗布液供給ノズル４３は、塗布液４９を滴下供給するときだけノズル昇降装置４７によってマスク板２５の近傍高さに移動し、通常は塗布工程に支障とならない位置まで上昇して待機状態とされる。
【００２２】
塗布液供給手段４１によってマスク板２５上に供給された塗布液４９のさらに外側には、ブレード５１が待機状態で配置される。ブレード５１は、移動手段５３によってマスク板２５上を所定の隙間を保ちながら水平駆動され、前側面５５で塗布液４９を押しながら、図２に示すように、マスク板２５の開口２７によって露出された光ディスクＤの塗布面５７に塗布液４９を塗布するように移動する。
【００２３】
ブレード５１は、図１の紙面垂直方向に長尺に形成されたステンレス材等の金属材料からなり、図３に示すように、ブレード５１長手方向に垂直方向の断面形状が、略台形形状に形成されている。また、図３に示すように、ブレード５１の下面とマスク板２５との間には隙間（ギャップ）Ｇが形成され、塗布液４９はブレード５１の前側面５５により流れが案内されるに伴い押圧されることで、このギャップＧに押し込まれる。そして、塗布面５７に対面するブレード５１の下面（押圧面５９）を距離Ｌにわたって通過することで塗布液４９がマスク板２５の開口内に充填される。その結果、塗布面５７に塗布液４９が平坦に塗布されるようになる。
【００２４】
上記した真空ポンプ１９、エアシリンダ２３、真空ポンプ３３、昇降手段３５、塗布液供給装置４５、ノズル昇降装置４７、移動手段５３は、それぞれが制御部６３によって動作が制御される。
【００２５】
また、マスク板２５の開口部２７は、ブレード５１の長手方向に沿って連続する少なくとも５０ｍｍを超える開口を有することで、詳細を後述する本発明に係るブレード塗布による均一塗布性の効果が顕著となる。本実施の形態においては、開口部２７が直径１２０ｍｍ程度の円形状に形成される。
【００２６】
ここで、塗布液４９は、粘度が１５０ｃＰ〜８００ｃＰのものが好適に使用でき、特に粘度が２００ｃＰ〜６００ｃＰの範囲であることが望ましい。
【００２７】
ここで、本発明に係るブレード塗布装置１００のブレード５１は、以下に示す３つの条件を共に満足したものである。
＜条件Ａ＞
押圧面５９のブレード移動方向長さＬが、塗布時における塗布液層の膜厚の１０〜５０倍、望ましくは１０〜２０倍の範囲に設定されている。上記範囲内に設定されることで、ブレード５１の剛性が高められる。これにより、ブレード５１と塗布面５７とのギャップＧに押し込まれる塗布液４９の量が増大しても、大きな面積の押圧面５９で塗布液４９が塗布面５７へ押圧されて、塗布液４９の安定した塗布が可能となる。
【００２８】
＜条件Ｂ＞
押圧面５９と前側面５５との成す角度αは、１１０°≦α≦１５０°の範囲に設定されている。これにより、塗布液４９のギャップＧへの導入がスムースとなり、かつ導入された塗布液４９が押圧面５９によって最適な押圧力によって塗布面５７に押圧される。
【００２９】
＜条件Ｃ＞
押圧面５９と後側面６１との成す角度βは、６０°≦β＜１００°の範囲に設定されている。これにより、ブレード５１の通過直後で塗膜の一部がブレード後側面６１をはい上がる所謂濡れ上がりが生じにくくなる。これにより、歪みの生じないブレード５１によって塗布圧力が均一となり、塗布液４９の安定した塗布が可能となる。
【００３０】
本実施の形態によるブレード塗布装置１００においては、塗布時における塗布液層の膜厚が、少なくとも１００μｍ以上で塗布される。このような１００μｍ以上の厚みの塗布である場合、薄膜の塗布の場合と比較して、塗布液層の表面性状は塗布面５７の表面に倣う傾向が低くなり、ブレード５１の形状が大きな影響を及ぼすことになる。つまり、塗布面５７の凹凸に影響されにくく、ブレード５１による塗布液の圧力、ブレード５１形状による塗布液の濡れ上がり性等が、塗布液層の表面性状を決定する主要因となる。なお、厚膜の塗布のため、塗布直後ではスジが現れても、時間の経過と共にスジが消滅するレベリング現象によって、高い周波数成分のスジはある程度解消されるが、低い周波数成分のうねり等が残ることになる。そこで、ブレード５１の形状を上記の条件を満たすように形成すれば、スジやうねりのない良好な表面性状の塗布液層を安定して形成することができる。
【００３１】
本ブレード塗布装置１００は、ディスク状の記録媒体の記録層の少なくとも１層を形成するディスク塗布装置として使用する場合、例えばインクジェットプリンタを用いた印刷を行うための印刷層（インク受理層）を形成することができる。このディスク塗布装置によれば、印刷層への印刷の際、良好な色再現性が確保できるように、必要十分な厚みの印刷層を形成することができる。実際には、塗布液層が塗布時１５０μｍ程度の厚みであると、乾燥後の目減り時において３０μｍ程度の塗膜が形成され、この３０μｍ程度のインク受理層が良好な色再現性を可能にする。
【００３２】
次に、このブレード塗布装置１００を用いた塗布液の塗布方法を説明する。
図４は本発明に係る塗布方法の手順を（ａ）〜（ｃ）で表した説明図、図５は本発明に係る塗布方法の手順を（ｄ）〜（ｇ）で表した説明図、図６は塗布の完了した被塗布部材の平面図である。
このブレード塗布方法では、上述の条件Ａ，Ｂ，Ｃのように、ブレード５１の長手方向委に垂直な断面において所定のブレード移動方向長さの押圧面５９を有するとともに、押圧面５９と前側面５５との成す角度が鈍角で、かつ押圧面５９と後側面６１との成す角度が６０゜以上１００゜未満のブレード５１を用いることによって、マスク板２５の開口部２７から露出された光ディスクＤの塗布面５７に供給された塗布液４９を塗布する。
【００３３】
まず、制御部６３の指令により、図４（ａ）に示すように、昇降軸２１の下降位置において、吸着台１３上に光ディスクＤが吸着され、図４（ｂ）に示すように、エアシリンダ２３の駆動によって吸着台１３が上昇して光ディスクＤがマスク板２５の開口部２７に当接する。次いで、図４（ｃ）に示すように、マスクキャップ着脱手段２９の駆動により、マスクキャップ３７が光ディスクＤの中央穴に挿着される。
【００３４】
そして、図５（ｄ）に示すように、塗布液供給手段４１によりマスク板２５上に滴下された塗布液４９を、ブレード５１が移動手段５３によって図中右方から左方に移動する。すると、図５（ｅ）に示すように、ブレード５１が光ディスクＤの塗布面５７を塗布液４９と共に通過して、光ディスクＤの塗布面５７に所定厚の塗布液層が形成される。
【００３５】
次いで、図５（ｆ）に示すように、マスクキャップ着脱手段２９が駆動され、マスクキャップ３７が光ディスクＤから脱着される。これにより、光ディスクＤの中央部には塗布液４９の塗布されない円形段部６９が形成されることとなる。次いで、エアシリンダ２３の駆動によって、図５（ｇ）に示すように、吸着台１３が下降することによりマスク板２５の開口部２７から光ディスクＤが下方へと離反される。これにより、塗布面５７に塗布された塗布液４９は、マスク板２５上の塗布液４９と剪断により分離される。この結果、光ディスクＤの外周縁にはマスク板２５に覆われていたことで、塗布液４９の塗布されていない図６に示す非塗布部７１が形成されることとなる。
【００３６】
このようにして塗布液４９の塗布が完了した光ディスクＤは、図示は省略するが、吸着台１３から取り外され、次工程の塗布液４９の乾燥工程へと移送される。
【００３７】
以上説明したブレード塗布装置においては、ブレード５１の断面形状を上記の３つの条件Ａ，Ｂ，Ｃを共に満足することにより、ブレード５１の剛性が高められ、塗布液４９を均一な塗布圧力で塗布することが可能となる。この結果、塗布液４９の安定した塗布が可能となり、塗布面５７でのスジ発生を防止することができる。
なお、マスク板２５の開口形状を適宜変更することによって、塗布部の形状は自由に設定できる。
【００３８】
なお、上記のブレード塗布装置１００においては、ブレード５１をステンレス材により形成したが、本発明はこれに限らず、例えば樹脂材料や硬質ゴムであってもよい。また、本実施形態では、光ディスクの印刷面の塗布に本ブレード塗布装置を用いているが、対象物はこれに限らず、厚膜を形成するものであれば、種々の対象物に塗布することができる。
【実施例１】
【００３９】
次に、上記の実施形態と同様の構成のブレード塗布装置によって光ディスクに塗布液４９を塗布した実施例、及び比較例を説明する。
塗布液には、光ディスクに受理層を形成するための表１に示す素材からなるものを用いた。この塗布液を１００〜２００μｍの範囲で光ディスクの表面に塗布した。なお、塗布液の液粘度は、２５℃の環境下でＢ型粘度計（ビスメトロン）により測定した結果、５００ｃＰであった。
【００４０】
【表１】
2006198479.tif 000003
【００４１】
塗布液を塗布するための塗布装置は、押圧面のブレード移動方向長さＬを、塗布液層の膜厚の２０倍、即ち、膜厚１００μｍとして２ｍｍとした。また、押圧面と前側面との成す角度αは、９０°〜１５０°の範囲のものを用い、押圧面と後側面との成す角度βは、６０°〜１２０°の範囲のものを用い、それぞれを評価した。その結果を表２、表３に示す。
【００４２】
【表２】
2006198479.tif 000004
【００４３】
【表３】
2006198479.tif 000005
【００４４】
表２から、押圧面と前側面との成す角度αは、実施例１〜６に示すように１１０°≦α≦１５０°の範囲で良好な塗布が行え、比較例１〜３に示すようにα≦１００°でスジの発生することが知見できた。また、表３から、押圧面と後側面との成す角度βは、実施例７，８，９．１０に示すように６０°≦β＜１００°の範囲で良好な塗布が行え、比較例４〜１１に示すように、１００°≦βでスジの発生することが知見できた。なお、β＝１００゜では、軽微なスジが発生する程度であった。
また、ブレードの押圧面のブレード移動方向長さＬは、塗布する膜厚の１０倍未満では十分な圧力均一化効果が得られず、また、２０倍を超える長さとしても、それによる効果は上がらず、かえってブレードが大型化する不利が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る塗布装置の概略を表す構成図である。
【図２】図１に示した塗布装置の外観の概略を表した斜視図である。
【図３】図１に示したブレードの拡大図である。
【図４】本発明に係る塗布方法の手順を（ａ）〜（ｃ）で表した説明図である。
【図５】本発明に係る塗布方法の手順を（ｄ）〜（ｇ）で表した説明図である。
【図６】塗布の完了した被塗布部材の平面図である。
【符号の説明】
【００４６】
２５  マスク板（マスク）
２７  開口部
４９  塗布液
５１  ブレード
５５  前側面
５７  塗布面
５９  押圧面
６１  後側面
１００  ブレード塗布装置
Ｄ    光ディスク（平面基板）
Ｌ    ブレード移動方向長さ
α    押圧面と前側面との成す角度
β    押圧面と後側面との成す角度
【図１】
2006198479.tif 000006
【図２】
2006198479.tif 000007
【図３】
2006198479.tif 000008
【図４】
2006198479.tif 000009
【図５】
2006198479.tif 000010
【図６】
2006198479.tif 000011