(57)【要約】【課題】ノズルが吐出済みのコート液と接触した後も、コート液を均一に塗布できるコーティング方法を提供する。【解決手段】本発明のコーティング方法は、ノズル先端の吐出口から対象物の表面にコート液を吐出する吐出工程Ｓ３０と、吐出されたコート液から吐出口を離間させた状態で、ノズルに超音波を印加し、ノズルの外面に付着した残留液滴を吐出口に向かって移動させる液滴移動工程Ｓ５０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル先端の吐出口から対象物の表面にコート液を吐出する吐出工程と、
吐出された前記コート液から前記吐出口を離間させた状態で、前記ノズルに超音波を印加し、前記ノズルの外面に付着した残留液滴を前記吐出口に向かって移動させる液滴移動工程と、
を備える、
コーティング方法。
【請求項２】
前記吐出工程において、吐出された前記コート液が前記外面と接触する、
請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項３】
前記液滴移動工程と並行して、または前記液滴移動工程後に行われ、前記吐出口付近に保持された前記コート液を所定量吸引して前記吐出口から離れる方向に移動させるサックバック工程をさらに備える、
請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項４】
前記外面は、撥水材料を含有して形成されている、
請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項５】
前記撥水材料は、飽和フルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基、および長鎖アルキル基の少なくとも1つを含む、
請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項６】
前記対象物が光学素子である、請求項１に記載のコーティング方法。
【請求項７】
先端部に吐出口を有するノズルと、
前記ノズルにコート液を供給するコート液供給部と、
前記ノズルに接触して設けられ、超音波を生成する超音波印加部と、
を備える、
コーティング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング方法およびコーティング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レンズ等の光学素子にコーティング膜を形成する際にスピンコート法が用いられている。スピンコート法を用いる場合、通常はディスペンス装置のノズルからコート剤が吐出される。
特許文献１には、ディスペンス用ノズル吐出口近傍の外壁を撥水処理することが記載されている。撥水処理により、ノズルの外壁に残留するコート液が少なくなる結果、ディスペンス形状が均一になり、コート液を均一に塗布することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６-７９２１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、ノズル先端が吐出されたコート液と接触すると、ノズルの外壁に撥水しきれないコート液滴がわずかに残ることがある。残留した液滴は外壁に残留し、乾燥したり濃縮されたりする。濃縮された液滴は、次回の吐出時に外壁を伝ってノズルから塗出した新たな液と共に滴下されることがある。濃縮された液滴が混入したコート液は濃度が一部異なるために均一に塗布されず、コート膜厚にムラを生じることがある。
【０００５】
上記事情を踏まえ、本発明は、ノズルが吐出済みのコート液と接触した後も、コート液を均一に塗布できるコーティング方法およびコーティング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第一の態様は、ノズル先端の吐出口から基板の表面にコート液を吐出する吐出工程と、吐出されたコート液から吐出口を離間させた状態で、ノズルに超音波を印加し、ノズルの外面に付着した残留液滴を吐出口に向かって移動させる液滴移動工程とを備えるコーティング方法である。
【０００７】
本発明の第二の態様は、先端部に吐出口を有するノズルと、ノズルにコート液を供給する供給部と、ノズルに接触して設けられ、超音波を生成する超音波印加部とを備えるコーティング装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のコーティング方法およびコーティング装置によれば、ノズルが吐出済みのコート液と接触した後も、コート液を均一に塗布できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係るコーティング装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るコーティング方法の流れを示すフローチャートである。
【図３】同コーティング方法の一過程を示す図である。
【図４】同コーティング方法の一過程を示す図である。
【図５】同コーティング方法の一過程を示す図である。
【図６】同コーティング方法の一過程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態について、図１から図６を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るコーティング装置１の構成を示す模式図である。コーティング装置１は、ノズル１０と、ノズル１０と接続されたコート液供給部２０と、ノズル１０に接触して配置された超音波印加部３０と、対象物を置くためのステージ４０とを備えている。
【００１１】
ノズル１０は、樹脂や金属等で形成された管状の部材であり、先端に吐出口１０ａを有する。ノズルは、図示しないアーム等の支持部材に支持されている。使用者が支持部材を操作すると、ノズルをステージ４０に対して接近および離間させることにより、吐出口１０ａをステージに対して所望の位置に移動させることができる。
円筒形（略円筒形を含む。以下同じ。）のノズル１０は、撥水材料で形成されており、外周面（外面）１１に撥水材料を含有する。撥水材料としては、飽和フルオロアルキル基、アルキルシリル基、フルオロシリル基、および長鎖アルキル基の少なくとも1つを含む材料を用いることができる。
【００１２】
コート液供給部２０は、コート液が貯留されるタンク２１と、タンク２１とノズル１０とを接続するチューブ２２とを備えている。使用するコート液は、公知の各種コート液から、対象物の種類や用途等を考慮して適宜選択することができる。タンク２１には、図示しない駆動機構が取り付けられている。駆動機構を駆動することで、タンク２１からチューブ２２を経由してノズル１０にコート液を供給したり、ノズルからコート液を回収したりすることができる。
【００１３】
超音波印加部３０としては、圧電素子等を用いることができる。超音波印加部３０は、ノズル１０の外周面のうち、コーティング方法実行時にコート液と接触する可能性がほとんどない、後端１０ｂ寄りの位置に取り付けられている。超音波印加部３０からは、振動させるための配線３１が延びており、振動のオンオフを切り替えるためのスイッチ３２に接続されている。
ステージ４０上には、対象物が置かれる。ステージ４０は、対象物を固定するための機構を有してもよい。
【００１４】
上記のように構成された本実施形態のコーティング装置１を用いて、本実施形態のコーティング方法を行う際の流れについて説明する。
図２は、コーティング装置１を用いた本実施形態のコーティング方法の一例を示すフローチャートである。まずステップＳ１０において、使用者は、コーティングを施す対象物をステージ４０上に置いて固定する。この例において、対象物は光学素子である。光学素子に形成されるコーティングは、高い精度で均一な膜厚を有することが求められる。
続くステップＳ２０において、使用者は、アームおよびステージ４０の少なくとも一方を操作して、ノズル１０の吐出口１０ａを対象物の真上かつ所定距離以下の位置に移動させる。その結果、吐出口１０ａは対象物に接近する。
【００１５】
続くステップＳ３０において、使用者はコート液供給部２０を操作することにより、図３に示すように、吐出口１０ａから所定量のコート液１０１を対象物１００上に供給する。吐出口１０ａが対象物１００に十分接近しているため、吐出口１０ａから吐出されたコート液１０１は、対象物１００上で跳ねたりすることなく静かに広がる。その一方で、コート液１０１の供給量や吐出口１０ａと対象物１００との距離によっては、図３に示すように、コート液の１０１の一部がノズル１０の外周面１１に接触することがある。
【００１６】
続くステップＳ４０において、使用者はアームおよびステージ４０の少なくとも一方を操作してノズル１０を対象物１００から相対的に退避させることにより、ノズル１０を対象物１００上に供給されたコート液１０１から離間させる。
ステップＳ４０後、対象物１００上のコート液１０１は、概ね均一な厚さで対象物１００上に配置される。このコート液１０１を加熱させたり硬化させたりすると、対象物１００上に均一な厚さのコーティングを形成することができる。
【００１７】
ステップＳ４０においてノズルを退避させる際に、外周面１１と接触していたコート液１０１の一部がノズル１０とともに対象物から退避し、図４に示すように、液滴１０１ａとして外周面１１上に残留することがある。液滴（残留液滴）１０１ａは体積が小さいため、ノズル１０内に存在するコート液１０１よりも早く乾燥し、濃縮される。濃縮された液滴１０１ａが次回の吐出工程で対象物１００上に供給されるコート液１０１に混入すると、対象物上のコート液１０１に濃度ムラが生じる。その結果、形成されるコーティングの厚さが不均一になる可能性がある。
本実施形態のコーティング方法では、このような事態を防ぐために、退避したノズルにおいて後述する工程を実行する。
【００１８】
続くステップＳ５０の液滴移動工程において、使用者はスイッチ３２を操作して、超音波印加部３０に超音波を発生させる。発生した超音波は超音波印加部３０が接触しているノズル１０に伝わり、ノズル１０が超音波振動を生じる。ノズル１０においては、外周面１１が振動するため、外周面１１上に付着した液滴１０１ａは、超音波による振動と自身に作用する重力とにより、図５に示すように外周面１１上を移動して吐出口１０ａに接近する。
ノズル１０を振動させる超音波の周波数は適宜設定できる。
【００１９】
退避したノズル１０の吐出口１０ａからは、若干量のコート液だまり１０１ｂが突出している。コート液だまり１０１ｂは、表面張力により半球状を保持しつつ、ノズル１０から落下せずに吐出口１０ａ付近にとどまっている。吐出口１０ａに接近した液滴１０１ａは、やがてノズル先端のコート液だまり１０１ｂと合流する。すべての液滴１０１ａがコート液だまり１０１ｂと合流したら、使用者はスイッチ３２を操作して超音波印加部３０を停止する。
【００２０】
液滴１０１ａがコート液だまり１０１ｂと合流したら、使用者は、続くステップＳ６０において、コート液供給部２０を操作して、サックバックを行う（サックバック工程）。サックバックとは、コート液１０１を吸引することにより、図６に示すように、コート液だまり１０１ｂを構成するコート液の一部をコート液供給部２０に向かって移動させることである。
コート液だまり１０１ｂに液滴１０１ａが合流すると、コート液だまり１０１ｂの総量が増加する。その結果、合流する液滴１０１ａの量によっては、コート液だまり１０１ｂが自重を支えられなくなり、吐出口１０ａから落下する可能性がある。サックバックを行うことで、増加した分の一部または全部を吸引することにより、意図しないコート液だまりの落下を防止することができる。
【００２１】
ステップＳ６０後、既に対象物１００においてコーティングが形成されていたら、本実施形態のコーティング方法は終了する。対象物１００のコーティング形成が済んでいない場合は、上述した要領でコーティング形成後、本実施形態のコーティング方法は終了する。すなわち、対象物１００のコーティング形成は、上述したステップＳ４０後の所望のタイミングで行われてよい。コーティング形成は、液滴移動工程Ｓ５０やサックバック工程Ｓ６０と並行して行われてもよい。コーティング形成においては、対象物１００が回転されることにより、公知のスピンコートが行われてもよい。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態のコーティング方法によれば、液滴移動工程Ｓ５０を備えることにより、ノズル１０の外周面１１上に残留した液滴を移動させて、濃縮される前に吐出口１０ａ付近のコート液だまり１０１ｂに合流させることができる。したがって、ノズルの外周面にコート液が接触する程度に吐出口を対象物に十分に接近させて静かにコート液を供給しても、濃縮された液滴が混入することによりその後のコーティングに濃度ムラが生じることを好適に防止することができる。
また、液滴移動工程Ｓ５０が超音波印加部３０による超音波振動により行われるため、風を液滴に吹き付ける等の他の方法に比べて移動中に液滴が濃縮されにくい。
【００２３】
また、サックバック工程Ｓ６０を備えるため、液滴１０１ａがコート液だまり１０１ｂに合流することによる落下等好適に防止し、コーティング中またはコーティング済みの対象物の汚染等を抑制することができる。
【００２４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
【００２５】
本実施形態のコーティング方法において、サックバック工程を実行するタイミングは、様々に変更されてよい。例えば、液滴移動工程とサックバック工程とが少なくとも一部同時に行われてもよい。また、サックバック工程が液滴移動工程の前に行われてもよい。
【００２６】
上述の実施形態では、液滴移動工程やサックバック工程が使用者の操作に基づいて行われる例を説明したが、これらの工程が自動で行われるようにコーティング装置が構成されてもよい。例えば、コート液供給部および超音波印加部を制御する制御部をさらに備え、ノズルが退避したことを検知して自動で液滴移動工程を実行する工程や、吐出口付近にコート液だまりの量を検出するセンサを設け、液滴の合流によりコート液だまりの量が所定値以上になった際にサックバック工程を実行する等の例が挙げられる。制御部としては、ロジック回路やプログラムで動作する演算装置等を挙げることができる。
【００２７】
本発明のコーティング方法における対象物は、上述した光学素子には限られず、コーティングを施す対象物であれば広く適用可能である。ただし、光学素子は、非常に高いレベルでコーティングの均一性が要求されるため、本発明のコーティング方法が特に有効である。
【００２８】
上述の実施形態では、ノズル全体が撥水材料で形成されている例を説明したが、これに代えて、金属や撥水材料でない樹脂等でノズルを形成し、ノズルの外周面上に、撥水材料を含有する撥水層を形成してもよい。
【００２９】
上述の実施形態では、ノズルの長手方向が垂直に配置され、吐出口が下方に向けられた例を説明したが、ノズルの長手方向が水平に配置されてもよい。この場合、液滴移動工程において重力を利用しにくくなるため、印加する超音波として進行波を用いると、好適に液滴を移動させることができる。
【００３０】
超音波印加部は、ノズルに接触して配置されていればよいため、外周面以外の面、例えば後端の端面と接触して配置されてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１  コーティング装置
１０  ノズル
１０ａ  吐出口
１１  外周面（外面）
２０  コート液供給部
３０  超音波印加部
１００  対象物
１０１  コート液
１０１ａ  液滴
Ｓ３０  吐出工程
Ｓ５０  液滴移動工程
Ｓ６０  サックバック工程
【図１】
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【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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