(57)【要約】【課題】振動板部全体の温度を均一に保つことができ、基板上の塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる超音波振動加熱乾燥装置を提供する。【解決手段】基板を超音波振動浮上させる振動板部と、振動板部を加熱するヒータ部と、ヒータ部に形成された支持貫通孔を通じて、振動板部とヒータ部とが対向するように振動板部を支持する支持部材と、を備え、支持部材は、支持貫通孔に挿通された部分の少なくとも支持貫通孔の内周面と対向する部分が支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われている構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を超音波振動浮上させる振動板部と、
前記振動板部を加熱するヒータ部と、
前記ヒータ部に形成された支持貫通孔を通じて、前記振動板部と前記ヒータ部とが対向するように前記振動板部を支持する支持部材と、
を備え、
前記支持部材は、前記支持貫通孔に挿通された部分の少なくとも前記支持貫通孔の内周面と対向する部分が前記支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われていることを特徴とする超音波振動加熱乾燥装置。
【請求項２】
前記ヒータ部の支持貫通孔は、その内周面が前記支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われていることを特徴とする請求項１に記載の超音波振動加熱乾燥装置。
【請求項３】
前記支持部材には、前記振動板部と対向する部分にエアを噴出するエアパッドが設けられており、前記振動板部を非接触で支持することを特徴とする請求項１又は２に記載の超音波振動加熱乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波振動する振動板上に基板を浮上させた状態で加熱することにより、基板上に形成された塗布膜を非接触状態で加熱乾燥させる超音波振動加熱乾燥装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、塗布装置により基板上にレジスト液が均一に塗布されることによって塗布膜が形成され、その後、乾燥装置により塗布膜が乾燥されることにより生産される。
【０００３】
最近では、塗布膜の乾燥には、乾燥時における基板の裏面（塗布面と反対側）の損傷を回避するため、基板の裏面に接触することなく塗布膜を乾燥させることができる超音波加熱乾燥装置が用いられる（例えば下記特許文献１参照）。この超音波加熱乾燥装置は、例えば図４に示すように、基板Ｗを超音波浮上させる振動板部１００と、この振動板部１００の裏面全体と対向する平板形状のヒータ部１０１とを備えており、ヒータ部１０１を加熱することにより振動板部１００上に浮上する基板Ｗの塗布膜を乾燥させることができる。
【０００４】
振動板部１００とヒータ部１０１とは、僅かな隙間を有するように設けられており、ヒータ部１０１からの熱が振動板部１００全体に均一に伝わるようになっている。この隙間は、振動板部１００がヒータ部１０１側に設けられた支持部材１０２に支持されることにより形成されている。すなわち、ヒータ部１０１には、複数の支持貫通孔１０３が設けられており、この支持貫通孔１０３に支持部材１０２が挿通されている。そして、支持部材１０２は、この支持貫通孔１０３を通じて振動板部１００の裏面を支持することにより、振動板部１００がヒータ部１０１に対して所定の隙間を有するように支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２０５０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記超音波振動加熱乾燥装置では、振動板部１００が部分的に周囲よりも低温になり、振動板部１００全体の温度を均一に保つことが困難であるという問題があった。すなわち、振動板部１００は支持部材１０２に支持されており、ヒータ部１０１には、この支持部材１０２を設けるために支持貫通孔１０３が形成されているため、この支持貫通孔１０３部分には熱源がない。そのため、振動板部１００の支持貫通孔１０３と対向する部分は周囲と比べて温度が低くなる。その結果、振動板部１００全体として温度を均一に保つことが困難で温度ムラが生じるという問題があった。そして、この温度ムラが生じることにより、振動板部１００上を浮上する基板Ｗに対して均一に加熱することが困難になり、基板Ｗ上の塗布膜に乾燥ムラが生じる場合もあった。
【０００７】
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、振動板部全体の温度を均一に保つことができ、基板上の塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる超音波振動加熱乾燥装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の超音波振動加熱乾燥装置は、基板を超音波振動浮上させる振動板部と、前記振動板部を加熱するヒータ部と、前記ヒータ部に形成された支持貫通孔を通じて、前記振動板部と前記ヒータ部とが対向するように前記振動板部を支持する支持部材と、を備え、前記支持部材は、前記支持貫通孔に挿通された部分の少なくとも前記支持貫通孔の内周面と対向する部分が前記支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われていることを特徴としている。
【０００９】
上記超音波振動加熱乾燥装置によれば、支持部材は、支持貫通孔に挿通された部分の少なくとも支持貫通孔の内周面と対向する部分に、その支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われているため、振動板部の支持貫通孔と対向する部分は、温度の低下を抑えることができる。すなわち、高放射率部材は、熱放射性に優れ、熱吸収率が高いため、ヒータ部で発生する熱に対する吸熱量及び放射熱量が共に支持部材自体と比べて大きくなり、振動板部の支持貫通孔と対向する部分が高放射率部材からの輻射熱により効果的に加熱される。その結果、従来のように、支持部材のみで熱吸収及び熱放射を行う場合に比べて、より高い輻射熱で伝熱させることができるため、振動板部の支持貫通孔と対向する部分がその周囲よりも低温になるのを抑えることができる。したがって、振動板部全体の温度をほぼ均一に保つことができるため、基板上に形成される塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。
【００１０】
また、前記ヒータ部の支持貫通孔は、その内周面が前記支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われている構成にしてもよい。
【００１１】
この構成によれば、支持貫通孔内における吸熱量及び放射熱量が共に増大するため、振動板部の支持貫通孔と対向する部分に対して、より高い輻射熱で伝熱させることができる。
【００１２】
また、前記支持部材には、前記振動板部と対向する部分にエアを噴出するエアパッドが設けられており、前記振動板部を非接触で支持する構成にしてもよい。
【００１３】
この構成によれば、エアパッドから噴出されるエアにより振動板部を非接触で支持することができるため、振動板部の振動状態に影響を与えることなく振動板部を支持することができる。そして、エアパッドから噴出されるエアが振動板部の裏面（基板浮上面の裏側の面）に吹き付けられることにより支持貫通孔に対向する振動板部の低温化が促進されるが、支持部材は、支持貫通孔に挿通された部分の少なくとも支持貫通孔の内周面と対向する部分が、支持部材の放射率よりも高い高放射率部材で覆われているため、振動板部の支持貫通孔に対向する部分の温度の低下を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の超音波振動加熱乾燥装置によれば、振動板部全体の温度を均一に保つことができ、基板上の塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態における超音波振動加熱乾燥装置の側面図である。
【図２】上記の超音波振動加熱乾燥装置の要部拡大図である。
【図３】上記の要部拡大図において、高放射率部材で覆われた構成を示す図である。
【図４】従来の超音波振動加熱乾燥装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態における超音波振動加熱乾燥装置の側面図であり、図２は、その要部拡大図である。超音波振動加熱乾燥装置は、基台１と、この基台１に取り付けられた振動板ユニット２とを有しており、振動板ユニット２上で基板Ｗを浮上させつつ、基板Ｗ上に形成された塗布膜を加熱し乾燥させるものである。
【００１８】
基台１は、振動板ユニット２を支持するものであり、棒状のフレームで構成されている。すなわち、金属製のフレームで矩形状に形成された枠体で底面部分１１が形成されており、この枠体から垂直方向に延びる複数本の支持フレーム１２が取り付けられている。そして、この垂直方向に延びる複数の支持フレーム１２それぞれの先端部分で振動板ユニット２が固定されており、略平板形状の振動板ユニット２が所定の高さ位置になるように支持されるようになっている。すなわち、振動板ユニット２の振動板部２０が水平になるように支持されている。
【００１９】
振動板ユニット２は、超音波振動することにより基板Ｗを振動浮上させつつ、加熱により基板Ｗ上に形成された塗布膜を乾燥させるものである。この振動板ユニット２は、基板Ｗを浮上させる振動板部２０と、この振動板部２０を加熱するヒータ部３と、このヒータ部３を載置する載置板２１と、振動板部２０を支持する支持部材４とを有している。すなわち、前記支持フレーム１２により支持される平板状の載置板２１上にヒータ部３、振動板部２０がこの順に設けられている。
【００２０】
振動板部２０は、金属製の薄い平板であり、その表面で基板Ｗを浮上させるものである。具体的には、振動板部２０は、アルミ製（アルミ合金製）の矩形状に形成された一枚の平板状部材で形成されており、基板Ｗを浮上させる基板浮上面２０ａが平滑になるように、平板状部材の基板浮上面２０ａ全体が同一高さに支持されている。そして、振動板部２０のほぼ中央部分には、基板浮上面２０ａの裏面に振動子５が取り付けられており、この振動子５を作動させることにより振動板部２０を振動させることができるようになっている。すなわち、振動子５により所定の超音波振動が入力されることにより、振動板部２０が所定の振動数（超音波）で振動し、振動板部２０上に載置された基板Ｗと基板浮上面２０ａとの間に空気層が形成され、振動板部２０上で基板Ｗが浮上するようになっている。
【００２１】
ヒータ部３は、振動板部２０を加熱することにより振動板部２０上に浮上する基板Ｗに形成された塗布膜を乾燥させるものである。ヒータ部３は、振動板部２０とほぼ同じ形状の矩形状に形成されており、振動板部２０の基板浮上面２０ａの裏側の面（振動板部２０の裏面という）側の載置板２１上に配置されている。このヒータ部３は、短冊形状の複数個のプレートヒータが平面状に並べて配置されて形成されており、振動板部２０の裏面全体と対向するように配置されている。そして、ヒータ部３は、振動板部２０の裏面と対向する姿勢で、その裏面から所定寸法離れた位置に配置されている。このヒータ部３によって、振動板部２０上の基板Ｗは、振動板部２０の裏面側から加熱されることにより、基板Ｗ上に形成された塗布膜が加熱されて乾燥されるようになっている。そして、振動板部２０とヒータ部３とが所定寸法離れていることにより、ヒータ部３による振動板部２０への加熱は直接加熱でなく輻射加熱となり、直接加熱と比較して振動板部２０全体の温度を均一にすることができるようになっている。
【００２２】
ここで、プレートヒータは、ヒータ部３の熱源であり、本実施形態では、カートリッジヒータ、シーズヒータが矩形のアルミフレームに挿入されて形成されている。なお、ヒータ部３の熱源としては、本実施形態のプレートヒータ以外にもマイカヒータを用いてもよい。
【００２３】
また、ヒータ部３には、支持貫通孔３１が形成されている。この支持貫通孔３１は、後述の支持部材４を挿通するための孔であり、ヒータ部３を厚さ方向に貫通して形成されている。具体的には、支持貫通孔３１は、断面がほぼ円形に形成されプレートヒータの厚さ方向に延びるように形成されている。そして、径寸法は、プレートヒータの熱を損なうのを抑えるため、支持部材４がようやく挿通可能な寸法に形成されている。また、この支持貫通孔３１は、振動板部２０の裏面に向かって開口する姿勢で、ヒータ部３の複数箇所に配置されている。具体的には、ヒータ部３の振動板部２０の裏面と対向する面に偏在することなく配置されている。すなわち、振動板部２０が撓むのを抑え、かつ、基板浮上面２０ａ全体が一定の高さを保つことができる位置に配置成されている。これにより、振動板部２０が支持貫通孔３１を挿通する支持部材４により支持された場合に、振動板部２０が全体に亘ってヒータ部３から所定寸法離れた姿勢を精度よく維持することができるようになっている。
【００２４】
支持部材４は、振動板部２０を支持するものである。具体的には、支持部材４は、支持貫通孔３１内に配置されており、この支持貫通孔３１を通じて振動板部２０が支持されている。本実施形態では、支持部材４は、エアパッド４ａであり、エアパッド４ａから噴出するエアにより振動板部２０が支持されている。ここで、図２は、図１における破線で囲んだ部分を拡大した図である。図２に示すように、このエアパッド４ａは、エアを噴出するエアパッド本体部４１と取付部４２とを有しており、支持貫通孔３１内に収容されている。
【００２５】
エアパッド本体部４１は、円筒形状を有しており、エアを噴出する噴出部４１ａとこの噴出部４１ａを覆うケース部材４１ｂとを有している。そして、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂにはエア供給管４３が接続されており、エア供給管４３からエアが供給されると噴出部４１ａからエアが噴出されるようになっている。
【００２６】
また、エアパッド４ａは、取付部４２が載置板２１に連結されることによって固定されている。具体的には、載置板２１には、支持貫通孔３１の位置に対応する位置に取付穴が形成されており、この取付穴に取付部４２がネジで締結されることによって固定されている。すなわち、エアパッド４ａは、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂの外周面４１ｂ１と支持貫通孔３１の内周面３１ａとが対向し、エアパッド本体部４１の噴出部４１ａが振動板部２０の裏面に対向する姿勢で固定されている。したがって、エア供給管４３からエアが供給されると噴出部４１ａからエアが噴出し、噴出されたエアによって振動板部２０が所定高さに支持されるようになっている。すなわち、この支持部材４にエアパッド４ａを使用することにより振動板部２０が非接触で支持することができるため、振動板部２０の超音波振動を妨げることなく支持することができる。
【００２７】
また、支持部材４は、支持貫通孔３１に挿通された部分が、支持部材４の放射率よりも高い放射率を有する高放射率部材６で覆われている。ここで、図３は、図２において、高放射率部材６で覆われる部分を示す図であり、図３における破線部分が高放射率部材６で覆われている。すなわち、本実施形態では、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂ及び取付部４２が高放射率部材６で覆われている。この高放射率部材６は、吸熱量及び放射熱量が高い材質であり、具体的には、黒体塗料、黒体スプレー、ゴム、セラミック等が挙げられる。すなわち、支持部材４を形成する材料の放射率よりも大きければよく、好ましくは、反射率が０．９以上である。本実施形態では、高放射率部材６として黒体スプレーが用いられ、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂの外周面４１ｂ１及び底面が覆われている。これにより、振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分は、温度の低下を抑えることができる。
【００２８】
すなわち、振動板部２０の支持貫通孔３１に対向する部分は、支持貫通孔３１が厚さ方向に貫通して開口しているため熱源がない。そのため、振動板部２０の当該部分は、周囲と比べて温度が低くなる。振動板部２０には、支持貫通孔３１が複数個、偏りなく存在しているため、振動板部２０全体として温度を均一に保つことが困難で温度ムラが生じる要因となるが、支持貫通孔３１内の支持部材４（本実施形態ではエアパッド本体部４１のケース部材４１ｂ及び取付部４２）が、高放射率部材６で覆われていることにより、高放射率部材６の放熱による輻射熱で振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分を加熱することができる。したがって、支持部材４のみで熱吸収及び熱放射を行う場合に比べて、より高い輻射熱で伝熱させることができるため、振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分がその周囲よりも低温になるのを抑えることができる。本実施形態では、ケース部材４１ｂがステンレス鋼で形成されており、その放射率は０．３であるが、高放射部材としての黒体スプレーは、反射率が０．９５であるため、支持部材４のみの場合に比べて約３倍程度の熱量が放射される。
【００２９】
また、本実施形態では、支持貫通孔３１の内周面３１ａも、高放射部材（黒体スプレー）で覆われている。すなわち、支持貫通孔３１内部に存在する支持貫通孔３１の内周面３１ａ、及び、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂが高放射率部材６で覆われている。これにより、輻射熱で振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分を加熱するための熱量は、ケース部材４１ｂのみ高放射率部材６で覆われている場合に比べてさらに大きくなる。すなわち、ヒータ部３から発生する熱が支持貫通孔３１の内周面３１ａを覆う高放射率部材６で吸収される（直接伝熱）。本実施形態では、ヒータ部３のプレートヒータがアルミフレームに収容されており、このアルミフレームの放射率は０．１２であるため、高放射率部材６での吸収量は、約８倍である。すなわち、支持貫通孔３１の内周面３１ａからの放射熱量が約８倍となり、この内周面３１ａからの放射熱（輻射熱）も約８倍になる。この内周面３１ａからの輻射熱により、支持部材４への輻射熱を大幅に向上させることができる。すなわち、支持部材４、及び、内周面３１ａに高放射率部材６を設けたことにより、支持部材４（エアパッド本体部４１）の温度を上昇させてエアパッドから噴出されるエアの熱量を上昇させることができる。さらに、それぞれの高放射率部材６の輻射熱、及び、空気を介した対流伝熱など、振動板部２０に伝達される総熱量を上昇させることができる。
【００３０】
したがって、この内周面３１ａを覆う高放射率部材６、及び、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂを覆う高放射率部材６による輻射熱により、支持貫通孔３１に対応する振動板部２０が加熱されるため、その周囲よりも低温になるのを抑え、振動板部２０全体の温度をほぼ均一に保つことができる。
【００３１】
なお、上記実施形態では、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂ及び取付部４２が高放射率部材６で覆われている例について説明したが、支持貫通孔３１の内周面３１ａと対向する部分、すなわち、ケース部材４１ｂの外周面及び取付部４２の外周面のみ高放射率部材６で覆うものであっても本発明の効果は期待できる。
【００３２】
このように、上記実施形態における超音波振動加熱乾燥装置によれば、支持部材４は、支持貫通孔３１に挿通された部分の少なくとも支持貫通孔３１の内周面３１ａと対向する部分に、その支持部材４の放射率よりも高い高放射率部材６で覆われているため、振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分は、温度の低下を抑えることができる。そして、振動板部２０全体の温度をほぼ均一に保つことができるため、基板Ｗ上に形成される塗布膜に乾燥ムラが形成されるのを抑えることができる。
【００３３】
また、上記実施形態では、エアパッド本体部４１のケース部材４１ｂ及び取付部４２が高放射率部材６で覆われている例について説明したが、、支持貫通孔３１内に存在する支持部材４すべてに高放射率部材６で覆う構成であってもよい。高放射率部材６で覆う領域が増大することにより輻射熱の熱量が多くなるため、振動板部２０の支持貫通孔３１と対向する部分が低温化するのを抑えることができる
また、上記実施形態では、支持部材４にエアパッド４ａを使用し、振動板部２０を非接触で支持する形態について説明したが、振動板部２０を直接支持する支持部材４であってもよい。すなわち、ヒータ部３を貫通する支持貫通孔３１を通じて支持する形態によらず、支持部材４を高放射率部材６で覆うことにより、ヒータ部３に支持貫通孔３１を形成したことによる振動板部２０の低温化を抑えることができる。ただし、エアパッド４ａを用いて非接触で支持することにより直接支持する形態に比べて振動板部２０の振動を阻害することがない。そして、エアパッド４ａを使用することにより、エアパッド４ａから噴出されるエアが振動板部２０を低温化させる問題を顕著にするが、支持部材４、支持貫通孔３１の内周面３１ａを覆う高放射率部材６からの輻射熱により振動板部２０の支持貫通孔３１に対向する部分の温度低下を抑えることができる。
【００３４】
また、上記実施形態では、ヒータ部３に形成された支持貫通孔３１に挿通される支持部材４すべてについて高放射率部材６で覆う形態について説明したが、振動板部２０上の基板Ｗが載置される領域、又は、振動板部２０上の基板Ｗが搬送される領域に対応するヒータ部３に形成された支持貫通孔３１に挿通される支持部材４に対してのみ、高放射率部材６で覆う構成であってもよい。
【符号の説明】
【００３５】
２  振動板ユニット
３  ヒータ部
４  支持部材
４ａ  エアパッド
６  高放射率部材
２０  振動板部
３１  支持貫通孔
３１ａ  （支持貫通孔の）内周面
４１  エアパッド本体部
【図１】
2015187524.tif 000003
【図２】
2015187524.tif 000004
【図３】
2015187524.tif 000005
【図４】
2015187524.tif 000006