(57)【要約】【課題】  溝状のスロット内を塗布液が流通して塗布ヘッドの先端から吐出される塗布工具において、軽量化と高い制振性を両立することで高い静的精度と動的精度を備え、被塗布部材が大型化しても安定した塗布作業を行なうことができる塗布工具を提供すること。【解決手段】  複数のヘッド部材１６、１８から構成された塗布ヘッド１０を有し、前記複数のヘッド部材１６、１８における互いに対向する側面同士の間に、前記塗布ヘッド１０の先端に開口する溝状のスロット１４が画成され、塗布液が前記スロット１４内を流通して前記塗布ヘッド１０の先端から吐出される塗布工具であって、前記スロット１４は超硬合金からなる先端部を備え、前記ヘッド部材１６、１８は、少なくとも一部が炭素繊維で強化された繊維強化プラスチックで形成されるとともに塗布液が接する面に耐摩処理層を備えていることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを有し、前記複数のヘッド部材における互いに対向する側面同士の間に、前記塗布ヘッドの先端に開口する溝状のスロットが画成され、塗布液が前記スロット内を流通して前記塗布ヘッドの先端から吐出される塗布工具であって、
前記スロットは超硬合金からなる先端部を備え、
前記ヘッド部材は、少なくとも一部が繊維により強化された繊維強化プラスチックで形成されていることを特徴とする塗布工具。
【請求項２】
請求項１に記載の塗布工具であって、
前記繊維は炭素繊維であることを特徴とする塗布工具。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の塗布工具であって、
前記ヘッド部材は、少なくとも塗布液が接する面に耐摩処理層を備えていることを特徴とする塗布工具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、シート状部材またはパネル状部材などの被塗布部材の表面に塗布液を塗布する塗布工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シート状部材の表面に塗布液を薄く均一に塗布して、塗膜層を形成するような塗布作業を行う塗布装置に装着される塗布工具として、塗布液を通過させるスロットを有する塗布工具が用いられている。このような塗布工具として、図７に示すような塗布ヘッド１があり、塗布ヘッド１は、図中に矢線Ａで示す走行方向に走行するシート状部材（被塗布部材）Ｓに対して、このシート状部材Ｓの幅方向に延びる長尺に形成されており、その先端部を上向きにしてシート状部材Ｓに摺接可能に、このシート状部材Ｓの下に配置されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開昭６２−２４１５７４号公報（第１図）
【０００３】
また、図８に示すように、塗布ヘッド１の先端部を下向きにし、パネル状部材Ｐの上方に位置させて塗布ヘッド１をパネル状部材Ｐに近接させ、図中の矢線Ｂで示す方向に移動させるものも使用されている。
これら塗布ヘッド１は、一対のヘッド部材２，３の側面２ａ，３ａが一定の間隙を有して配設されることでスロット４を画成しており、側面２ａ，３ａの長手方向に向けて形成された凹溝５，６がポケット７を画成している。スロット４は、塗布ヘッド１の先端面に開口しており、塗布液を供給する供給口（図示せず）がポケット７の中央に連通して設けられている。そして、スロット４の間隔を高精度に形成するために、側面２ａ，３ａは研磨加工によって仕上げ加工が施されている。また、図７、８においてはスロット４およびポケット７が塗布ヘッド１の側方に開口しているが、スロット４およびポケット７の端部は封止される構成となっている。塗布作業において供給口から供給された塗布液は、ポケット７に充満することで塗布ヘッド１の長手方向に広がり、スロット４を通過して塗布ヘッド１の先端から吐出される。吐出された塗布液は、塗布ヘッド１に対して相対的に移動するシート状部材Ｓの表面（下面）または、パネル状部材Ｐに塗布され、塗膜層が形成される。
【０００４】
被塗布部材に安定した塗布層を形成させるためには、塗布作業において塗布液を安定して形成させることが必要であり、そのために、塗布工具の静的精度を向上させるとともに、塗布工具を塗布装置に安定して装着せるために、塗布ヘッド１の軽量化による段取替え容易化と段取替え時の取付精度の向上が行なわれてきた。
具体的には、塗布工具を構成する塗布ヘッドをＡｌやＴｉ等の密度が小さい材質とすることで塗布ヘッドを軽量化し、その結果、塗布作業時の撓み低減による静的精度の向上や、取付け精度を向上して、塗布作業の安定化が図られてきた。
【０００５】
しかしながら、塗布作業において被塗布部材に安定した塗布層を形成させるためには、塗布ヘッドに高い静的精度を持たせることに加え、塗布作業における振動等の外的影響を抑制することによる動的精度の向上が必要であり、特に、近年の被塗布部材の大型化にともなう塗布ヘッドの大型化にしたがい、温度変化の影響や塗布ヘッドの重量増大による撓み等に起因する静的精度の低下や、塗布作業時の振動による動的精度の低下が、塗布層の品質に大きく影響するようになり、静的精度と動的精度を従前以上に向上する必要性がでてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、軽量化と高い制振性を両立することで高い静的精度と動的精度を備え、被塗布部材が大型化しても安定した塗布作業を行なうことができる塗布工具を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１記載の発明は、複数のヘッド部材から構成された塗布ヘッドを有し、前記複数のヘッド部材における互いに対向する側面同士の間に、前記塗布ヘッドの先端に開口する溝状のスロットが画成され、塗布液が前記スロット内を流通して前記塗布ヘッドの先端から吐出される塗布工具であって、前記スロットは超硬合金からなる先端部を備え、前記ヘッド部材は、少なくとも一部が繊維により強化された繊維強化プラスチックで形成されていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係る塗布工具によれば、塗布ヘッドを構成するヘッド部材の一部が繊維により強化された繊維強化プラスチック（以下、ＦＲＰという）によって形成されているので、機械的強度が高く軽量であるため静的精度を高くすることができ、撓み等の変形が生じにくい。また、熱膨張率が小さく温度変化に対する寸法変化が抑制される。
また、少なくとも塗布液が流通する範囲に超硬合金からなるスロットの先端部が長手方向に延在しているため、先端部が塗布ヘッドの長手方向に延在していることで超硬合金が有する高い剛性とＦＲＰの軽量性によって、塗布ヘッドの撓みが充分に抑制されるので、段取替え等の取扱い作業が容易となり、被塗布部材がシート状の場合、被塗布部材と接触する先端部の硬度が高く、形状変化が抑制される。
【０００９】
また、ＦＲＰは制振性が良好であるため、塗布作業で生じる振動が短時間で制振され安定した塗布膜を形成することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の塗布工具であって、前記繊維は炭素繊維であることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る塗布工具は、ヘッド部材の一部が炭素繊維で強化された炭素繊維強化プラスチック（以下、ＣＦＲＰという）で形成されているので、炭素繊維以外の繊維で強化されたＦＲＰに比較して機械的強度とクリープ性が良好であり、長期間の使用による塗布ヘッドが経時的な変形が抑制される。
また、ＣＦＲＰは、線膨張係数が、−１．０から１．０μｍ／ｍ・Ｋと小さく、また、炭素繊維を直交配置させることによって熱膨張率を略ゼロμｍ／ｍ・Ｋとすることができ、温度変化や塗布ヘッドに局所的な温度バラツキが生じた場合であっても寸法的な変形がほとんど生じることがないため、高い静的精度を維持することができる。
また、制振性が極めて良好であるため、塗布作業時の塗布ヘッドの走査や急制動で振動が生じても短時間にて抑えられ良好な動的精度が維持される。
その結果、塗布開始直後から塗布終了位置に亙って安定した塗布層を形成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の塗布工具であって、前記ヘッド部材は、少なくとも塗布液が接する面に耐摩処理層を備えていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る塗布工具は、塗布液が接する面に耐摩処理層を備えているので、塗布液中の含有物が塗布液が接する面に突き刺さるのが抑制され、洗浄作業や塗布ヘッドの精度が維持し易く、生産性と工具寿命が向上する。
【発明の効果】
【００１４】
この発明に係る塗布工具によれば、大型化にともなう撓みや温度変化による影響と、塗布作業時の振動が抑制されることで、塗布工具の静的精度と動的精度が向上し、被塗布部材の大型化に対応した安定した塗布作業を行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、この発明の実施の形態について説明する。
図１は、塗布工具に使用される第１の実施形態の塗布ヘッド１０を長手方向から見た図で、図２は図１の左側面図、図３は図２のＣ−Ｃ断面図であり、図４は、第１の実施形態を示す斜視図である。
【００１６】
この塗布ヘッド１０は、一対のヘッド部材１６，１８の対向する側面（以下、スロット面という）１７、１９が一定の間隙を有して配設されることでスロット１４を画成し、スロット１４は、塗布ヘッド１０の先端で開口している。ヘッド部材１６、１８のスロット１４が開口する部分には、超硬合金からなる先端部１７ａ、１９ａが突出して設けられるとともに、先端部１７ａ、１９ａの端面に形成された先端面１７ｅ、１９ｅで塗布液を塗布するようになっている。
【００１７】
ヘッド部材１６、１８は、図３に示すように凹溝１１より基端側に位置する内側面である合わせ面１６ｓ、１８ｓが互いに密着するように、結合ボルト１２によって結合され、ヘッド部材１６のスロット面１７に長手方向に形成された半円形状の凹溝１１がポケット１５を形成するようになっている。
また、ポケット１５には、塗布液を供給する供給口（図示せず）が連通して設けられており、図１においてはスロット１４およびポケット１５が塗布ヘッド１０の側方に開口しているが、スロット１４およびポケット１５の端部は封止される構成となっている。
【００１８】
ヘッド部材１６，１８は、ステンレス鋼で形成された第１の構造体１６ａ、１８ａと、炭素繊維強化プラスチックで形成された第２の構造体１６ｂ、１８ｂとを備えており、第２の構造体１６ｂ、１８ｂは、第１の構造体１６ａ、１８ａの背面（スロット面１７、１９が形成されている面の反対側の面）に形成された凹部に接着又はネジ等の図示しない固定手段によって固定されている。
この実施形態におけるＣＦＲＰは、カーボンファイバーの長繊維を切らずに並べたいわゆるＵＤ材の炭素繊維で強化されたエポキシ樹脂で構成されており、密度１．５３〜１．７３ｇ／ｃｍ３、線膨張係数−１．０〜１．０μｍ／ｍ・Ｋとされている。
【００１９】
上述の塗布ヘッド１０を備えた塗布工具の使用方法について説明する。
塗布ヘッド１０を備えた塗布工具は、塗布装置に装着されて塗布作業に用いられる。
塗布作業において、塗布装置から塗布液が供給され、塗布液はポケット１５に充満することで塗布ヘッド１０の長手方向に広がり、スロット１４を通過して塗布ヘッド１０の先端、つまりスロット１４の開口端から吐出され、この塗布ヘッド１０のスロット先端面１７ｅ、１９ｅに対して相対的に移動するシート状部材Ｓ（図７参照）または、パネル状部材Ｐ（図８参照）に塗布される。
【００２０】
この実施形態の塗布ヘッド１０は、ヘッド部材１６、１８の背面側がＣＦＲＰからなる第２の構造体１６ｂ、１８ｂとされているので、軽量で機械的強度が高いため、塗布ヘッド１０に重量に起因した撓み等の変形が生じにくく、また、熱膨張率が小さいので温度変化による寸法変化や局所的な温度バラツキが生じても寸法精度の低下が抑制される。
【００２１】
また、ＣＦＲＰは、機械的強度に加えてクリープ性が良好であるため、塗布ヘッドの経時的な変形が抑制される。
以上のように、高い静的精度を確保することができ、軽量化により段取替え等の取扱い作業が容易となる。
また、先端部１７ａ、１９ａが超硬合金で形成されているので、先端部１７ｅ、１９ｅが塗布液の含有物によって損傷するのを抑制することができる。
また、ＣＦＲＰは、制振性が良好であるため、塗布作業時の走査や急制動によって生じた振動が短時間にて抑えられて良好な動的精度が維持され、適切な塗布作業を行なうことができる。
【００２２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る塗布ヘッド１０を示す図である。この第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符合を用いてその説明を省略する。
第２の実施形態は、ヘッド部材１６、１８が、例えばステンレス鋼により形成された第１の構造体１６ａ、１８ａと、第３の構造体１６ｃ、１８ｃと、ＣＦＲＰにより形成された第２の構造体１６ｂ、１８ｂとを備えており、図５のように、第２の構造体１６ｂ、１８ｂが第１の構造体１６ａ、１８ａ及び第３の構造体１６ｃ、１８ｃに挟まれるように、配置、固定されている。
第２の実施形態の塗布ヘッド１０によれば、構造が簡単で、充分な軽量化と機械的強度（剛性）を備えることができる。
また、塗布ヘッド１０が軽量化されることで、塗布ヘッド１０を装着する塗布装置の剛性を低く設計することができ、塗布ヘッド１０を駆動させるための駆動手段としても小型のモータを使用することができる。つまり、塗布ヘッド１０を大型化しても塗布装置の大型化を抑制することができ、コストダウンを図ることができる。
【００２３】
図６は、本発明の第３の実施形態に係る塗布ヘッド１０を示す図である。この第３の実施形態において、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符合を用いてその説明を省略する。
第３の実施形態において、ヘッド部材１６は、ステンレス鋼により形成された第１の構造体１６ａと、ＣＦＲＰにより形成された第２の構造体１６ｂとを備えており、第１の構造体１６ａはスロット面１７と凹溝１１とを備えるとともに、接着又はネジ等の図示しない固定手段により第２の構造体１６ｂに形成された凹部に装着、固定されている。また、ヘッド部材１８は、先端部１９ａ以外の主要部がＣＦＲＰにより形成されている。
ヘッド部材１６は、第２の構造体１６ｂのヘッド部材１８側に位置する合わせ面１６ｓに、例えば硬質クロムメッキ（耐摩処理層）２０を備えており、ヘッド部材１８は、塗布液が接する面（ヘッド部材１８のヘッド部材１６側に位置する面で、合わせ面１８ｓ及び先端部１９ａで構成される面を除く面）１８ｆ、及び合わせ面１８ｓに、例えば硬質クロムメッキ２０を備えている。
【００２４】
この実施形態においては、凹溝１１が第1の構造体１６ａに形成されているため、加工が容易であるとともに、合わせ面１６ｓ及び１８ｓ、さらに塗布液が接する面１８ｆに硬質クロムメッキ２０が備えられていることにより、これらの面を鏡面加工することができ、塗布液の流下をスムースにし、よって耐摩耗性を向上できる。
【００２５】
なお、上記実施の形態においては、ヘッド部材１６、１８を構成するＣＦＲＰが、ＵＤ材の炭素繊維で強化されたエポキシ樹脂を用いる場合について説明したが、炭素繊維については、クロス材又はＵＤ材とクロス材の複合体によって構成してもよく、また、ＦＲＰ又はＣＦＲＰを構成するプラスチックとしては、エポキシ樹脂に限られず、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００２６】
また、ヘッド部材１６、１８の全部又は一部を構成する構造体としては、炭素繊維以外の繊維で構成されたＦＲＰを用いてもよく、その場合の繊維の形態、及び熱硬化性樹脂についてはＣＦＲＰの場合同様、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で自由に選択することができる。
【００２７】
また、上記実施の形態においては、塗布液が接する面１８ｆ及び合わせ面１６ｓ、１８ｓに硬質クロムメッキ２０を設ける場合について説明したが、塗布液が接する面１８ｆのみに硬質クロムメッキ層２０を設けてもよい。
また、耐摩処理層２０の材質は硬質クロムメッキ以外の材質を使用することができ、又処理方法については、メッキのみならず溶射等の他の手段を用いることができる。
【００２８】
上記実施の形態では、ヘッド部材が２つの場合について説明したが、３つ以上のヘッド部材を用いて２つ以上のスロットを有した塗布ヘッドを構成してもよい。
また、被塗布部材はシート状部材Ｓに限られずに、たとえば電子基板などのパネル状部材に塗布液を塗布する塗布工具に本発明を用いてもよく、また、固定された状態のシート状部材やパネル状部材に対して塗布工具が移動する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態における塗布工具を構成する塗布ヘッドの側面図である。
【図２】図１に示す塗布ヘッドの左側面図である。
【図３】図２に示した塗布ヘッドのＣ−Ｃ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における塗布工具を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における塗布工具を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における塗布工具を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【図７】従来の塗布工具を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【図８】従来の塗布工具を構成する塗布ヘッドの斜視図である。
【符号の説明】
【００３０】
１０  塗布ヘッド
１１  凹溝
１４  スロット
１５  ポケット
１６、１８  ヘッド部材
１８ｆ  塗布液が接する面
１７、１９  スロット面
１７ａ、１９ａ  先端部
２０  硬質クロムメッキ（耐摩処理層）
【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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【図７】
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【図８】
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