(57)【要約】【課題】遮断性および耐液性に優れ、曲げや接合を容易にすることができる管およびその製造方法、塗布装置を提供する。【解決手段】流体を流通させる筒状の管本体Ｂの内側に、プラズマ成膜法により成膜され、前記流体に対する遮断性および耐性を有する膜Ｆが形成されていることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を流通させる筒状の管本体の内側に、プラズマ成膜法により成膜され、前記流体に対する遮断性および耐性を有する膜が形成されていることを特徴とする管。
【請求項２】
前記管本体が、可撓性を有する樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載の管。
【請求項３】
前記膜が、ダイヤモンド・ライク・カーボンまたはＳｉＯ２により形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の管。
【請求項４】
前記膜の膜厚は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の管。
【請求項５】
前記膜の表面に保護膜が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の管。
【請求項６】
流体を流通させる筒状の管本体の内側に、前記流体に対する遮断性および耐性を有する膜を形成する管の製造方法であって、
前記管本体の内側に棒状の第一電極を挿入すると共に、前記管本体を筒状の第二電極の内部に挿入する電極配置工程と、
前記管本体の一方の端部から前記管本体の内部に前記膜の材料ガスを供給すると共に、前記管本体の他方の端部を密閉し、前記第一電極と前記第二電極との間に高周波電圧を印加してプラズマ成膜法により前記膜を形成する成膜工程と、
を有することを特徴とする管の製造方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の管を備えた塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、管およびその製造方法、塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、インクジェット記録装置用のインク供給チューブ等に用いられる管が知られている。この管は、インクと接する内層および外装に耐インク性、低水分透過性を有する材料を使用し、その材料に接着剤を混練することにより中間層との密着強度を向上させ、中間層に低ガス透過性の材料を使用した多層同時押し出し成形によって得られるものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−２７８２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の管では管を多層化しているため、管の肉厚が大きくなり、曲げや接合が困難になるという課題がある。また、一般に上記のような用途の管に使用されるエチレンビニルアルコール共重合樹脂（Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer：ＥＶＯＨ）、四フッ化エチレン樹脂（Polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）等の材料では、例えば、管を液晶装置の配向膜等を製造する塗布装置に用い、配向膜等の材料液を流通させる場合には、ガスバリア性や耐液性が不十分であるという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、遮断性および耐液性に優れ、曲げや接合を容易にすることができる管およびその製造方法、塗布装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明の管は、流体を流通させる筒状の管本体の内側に、プラズマ成膜法により成膜され、前記流体に対する遮断性および耐性を有する膜が形成されていることを特徴とする。
【０００６】
このように構成することで、管の内側に形成された膜は、原子レベルの緻密な網目状構造を有する膜となる。したがって、従来の多層構造の管と比較して大幅にガスおよび液体に対する遮断性を向上させることができる。また、プラズマ成膜法で用いる原料ガスの種類を選択する際に、管の内側に流通する流体に対する耐性を有する材料の原料ガスを選択することで、管を流通する流体に対する耐性を向上させることができる
また、プラズマ成膜法により成膜された膜は従来の多層構造の管に用いられるものと比較して非常に薄いので、従来よりも管の肉厚を減少させて、管の曲げや接合を容易にすることができる。
【０００７】
また、本発明の管は、前記管本体が、可撓性を有する樹脂材料により形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成することで、管の曲げを容易にすることができる。
【０００９】
また、本発明の管は、前記膜が、ダイヤモンド・ライク・カーボンまたはＳｉＯ２により形成されていることを特徴とする。
【００１０】
このように構成することで、膜の耐液性および遮断性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明の管は、前記膜の膜厚は、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲であることを特徴とする。
【００１２】
このように構成することで、管本体の柔軟性を損なうことなく、かつ、管の内部を流通する流体に対する遮断性および耐性を維持することができる。
【００１３】
また、本発明の管は、前記膜の表面に保護膜が形成されていることを特徴とする。
【００１４】
このように構成することで、保護膜により管の内側に流通する流体から管の内側の膜を隔離させ、膜に流体が直接接することを防止できる。
【００１５】
また、本発明の管の製造方法は、流体を流通させる筒状の管本体の内側に、前記流体に対する遮断性および耐性を有する膜を形成する管の製造方法であって、前記管本体の内側に棒状の第一電極を挿入すると共に、前記管本体を筒状の第二電極の内部に挿入する電極配置工程と、前記管本体の一方の端部から前記管本体の内部に前記膜の材料ガスを供給すると共に、前記管本体の他方の端部を密閉し、前記第一電極と前記第二電極との間に高周波電圧を印加してプラズマ成膜法により前記膜を形成する成膜工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
このように製造することで、管本体をチャンバーとして利用してプラズマ成膜法により管の内側に膜を形成することができる。これにより、管の内側に形成された膜は、原子レベルの緻密な網目状構造を有する膜となる。したがって、従来の多層構造の管と比較して大幅にガスおよび液体に対する遮断性を向上させることができる。また、プラズマ成膜法で用いる原料ガスの種類を選択する際に、管の内側に流通する流体に対する耐性を有する材料の原料ガスを選択することで、管を流通する流体に対する耐性を向上させることができる
また、プラズマ成膜法により成膜された膜は従来の多層構造の管に用いられるものと比較して非常に薄いので、従来よりも管の肉厚を減少させて、管の曲げや接合を容易にすることができる。
【００１７】
また、本発明の塗布装置は、上記の管を備えたことを特徴とする。
【００１８】
このように構成することで、塗布装置において塗布する液体を流通させる管の流体に対する遮断性および耐液性を向上させ、曲げや接合を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、チューブ成膜装置の概略構成を示す断面図である。
図１に示すように、チューブ成膜装置１００は、内部が中空のチャンバー１を備えている。チャンバー１には、内部にガスを供給するためのガス供給口２が設けられている。ガス供給口２には、チャンバー１内に所望のガスを供給するガス供給装置（図示せず）が接続されている。また、チャンバー１には、内部の気体を排気するための排気口３が設けられている。排気口３は、チャンバー１の内部の気体を排出する排気装置（不図示）に接続されている。
【００２０】
チャンバー１の壁面には開口部４が形成され、開口部４の内側には、チューブ本体Ｂをチャンバー１に固定するチューブ固定部５が固定されている。チューブ固定部５は、チューブ本体Ｂ（管本体）の周囲を気密に保持した状態でチューブ本体Ｂを固定可能に構成されている。チューブ固定部５の内側にはチューブ挿入口５Ａが開口されている。
チューブ挿入口５Ａの内側には、チューブ本体Ｂの内側に挿入可能な棒状の第一電極６が配置されている。第一電極６はチャンバー１の外部に設置された高周波電源ＨＦに接続されている。
また、チューブ成膜装置１００は、一端側がチューブ固定部５に固定されるチューブ本体Ｂの他端側を密閉するキャップ７を備えている。
【００２１】
また、チューブ成膜装置１００は、内側にチューブ本体Ｂおよびキャップ７を収容可能な筒状の第二電極８を備えている。第二電極８は、一方の端部が閉塞され、他方の端部が開口されて開口部８Ａが形成されている。第二電極８は、開口部８Ａにパッキン９を備え、パッキン９を介して開口部８Ａをチューブ固定部５に当接させることで、内部を気密状態にすることが可能となっている。また、第二電極８には、接地配線ＧＬが接続されている。
【００２２】
次に、チューブ成膜装置１００を用いたチューブＴの製造方法について説明する。
図１に示すように、まず、第一電極６をチューブ本体Ｂの一端側から他端側まで挿入し、チューブ本体Ｂの一端側をチューブ固定部５のチューブ挿入口５Ａに挿入して固定する。次いで、チューブ本体Ｂの他端側をキャップ７によって密閉する。
ここで、チューブ本体Ｂとしては、例えば、ＰＴＦＥ、ＥＶＯＨ、あるいはシリコーン等の可撓性を有する樹脂製のチューブを用いる。
次いで、キャップ７が固定されたチューブ本体Ｂの他端側を、第二電極８の開口部８Ａから内部へ挿入し、第二電極８の開口部８Ａをチューブ固定部５にパッキン９を介して当接させる。これによりチューブ本体Ｂの内側には第一電極６が挿入され、外側には第二電極８が配置された状態となる（電極配置工程）。
【００２３】
次に、排気口３からチャンバー内の気体を排出すると共に、ガス供給装置からガス供給口２を介してチャンバー１の内部へ原料ガスを供給する。原料ガスとしては、例えば、炭化水素系ガスまたはヘキサメチルジシロキサン（Hexamethyldisiloxane：ＨＭＤＳＯ）等を用いる。チャンバー１の内部に供給された原料ガスは、チャンバー１の内部に開口されたチューブ本体Ｂの一端側からチューブ本体Ｂの内部へ導入される。
【００２４】
次に、図２に示すように、第一電極６と第二電極８との間に高周波電源ＨＦによって高周波電圧を印加してプラズマＰを生成させる。
これにより、プラズマＰ中で加速された電子によって原料ガスの分子が分解され、例えば、約１００〜１５０℃程度の低温で、図３に示すように、チューブ本体Ｂの内側にダイヤモンド・ライク・カーボン（Diamond like Carbon：ＤＬＣ）またはＳｉＯ２等の膜Ｆが形成されたチューブＴを製造することができる（成膜工程）。このとき、膜Ｆの膜厚が、例えば、２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲となるように各パラメータを調整する。
【００２５】
以上説明したように、この実施の形態のチューブＴの製造方法によれば、図３に示すように、可撓性を有する樹脂製のチューブ本体Ｂの内側にＤＬＣまたはＳｉＯ２の膜Ｆがプラズマ成膜法によって形成され、膜Ｆの膜厚が２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲のチューブＴを製造することができる。
【００２６】
また、チューブ本体Ｂ自体をチャンバー１の一部として利用してプラズマ成膜法によりチューブ本体Ｂの内側に膜Ｆを形成することができる。これにより、チューブ本体Ｂの内側に形成された膜Ｆは、原子レベルの緻密な網目状構造を有する膜Ｆとなる。したがって、従来の多層構造のチューブと比較して大幅にガスおよび液体に対する遮断性を向上させることができる。
【００２７】
また、プラズマ成膜法で用いる原料ガスの種類を選択する際に、チューブＴの内側に流通する流体に対する耐性を有する材料の原料ガスを選択することで、チューブ本体Ｂの内側にその材料からなる膜Ｆを形成し、チューブＴに流通する流体に対する耐性を向上させることができる。
【００２８】
また、上述のように、プラズマ成膜法により成膜された膜Ｆは、従来の多層構造のチューブの一層と比較して非常に薄いので、従来よりもチューブＴの肉厚を減少させて、チューブＴの曲げや接合を容易にすることができる。
また、膜Ｆをプラズマ成膜法で形成することで第一電極６、第二電極８の配置によりチューブＴの内側のような曲面であっても短時間に均一に成膜することができる。
【００２９】
また、チューブ本体Ｂが、可撓性を有する樹脂材料により形成されているのでチューブＴの曲げを容易にすることができる。
また、チューブ本体Ｂの内側の膜Ｆが、ＤＬＣまたはＳｉＯ２により形成されているので膜Ｆの耐液性を向上させることができる。
また、膜Ｆの膜厚を２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲とすることで、チューブＴの柔軟性を損なうことなく、かつ、チューブＴの内部を流通する流体に対する遮断性および耐性を維持することができる。
また、チューブ本体Ｂをチャンバー１の一部として利用し、チューブ本体Ｂの内部にプラズマＰを生成することで、例えば、チャンバー１の内面等のチューブ本体Ｂの内側以外の部分に成膜されることが防止される。したがって、原料ガスを有効に利用することができ、チャンバーのメンテナンス頻度を低下させ、チューブＴの製造コストを低下させることができる。
【００３０】
また、上述の成膜工程において、チャンバー１およびチューブ本体Ｂの内部を排気装置により真空状態にしてもよい。これにより、より高品質な膜Ｆを形成することができる。この場合には、第二電極８の内部の気体を、例えば、排気装置等により排出し、第二電極８の内部を真空状態にすることが好ましい。これにより、柔軟性を有するチューブ本体Ｂであっても、内部を真空状態にしたときに、チューブ本体Ｂの変形を防止することができる。
【００３１】
次に、上述のチューブを備えた塗布装置の一例として、液滴吐出装置について説明する。
図４は、液滴吐出装置１０の概略構成を示す斜視図である。図４に示すように、液滴吐出装置１０は、ベース３１と、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３と、液滴吐出ヘッド３４と、インク供給部３５と、制御装置４０とを備えて構成されている。ベース３１の上には、基板移動手段３２と、ヘッド移動手段３３とが設置されている。
また、液滴吐出装置１０は、クリーニングユニット５３と、キャッピングユニット５５とを備えている。
【００３２】
基板移動手段３２はベース３１上に設けられ、Ｙ軸方向に沿って配置されたガイドレール３６を有している。この基板移動手段３２は、例えばリニアモータ（図示せず）により、スライダ３７をガイドレール３６に沿って移動させるよう構成されている。
スライダ３７上にはステージ３９が固定されており、このステージ３９は、基板Ｐを位置決めして保持するためのものである。即ち、このステージ３９は、公知の吸着保持手段（図示せず）を有し、この吸着保持手段を作動させることにより、基板Ｐをステージ３９の上に吸着保持するように構成されている。基板Ｐは、例えばステージ３９の位置決めピン（図示せず）により、ステージ３９上の所定位置に正確に位置決めされ、保持されるようになっている。
【００３３】
ヘッド移動手段３３は、ベース３１の後部側に立てられた一対の架台３３ａ、３３ａと、これら架台３３ａ、３３ａ上に設けられた走行路３３ｂを備え、この走行路３３ｂをＸ軸方向、即ち前記の基板移動手段３２のＹ軸方向と直交する方向に沿って配置したものである。走行路３３ｂは、架台３３ａ、３３ａ間に渡された保持板３３ｃと、この保持板３３ｃ上に設けられた一対のガイドレール３３ｄ、３３ｄとを備え、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向に液滴吐出ヘッド３４を搭載するキャリッジ４２を移動可能に保持している。キャリッジ４２は、リニアモータ（図示せず）等の作動によってガイドレール３３ｄ、３３ｄ上を走行し、これにより液滴吐出ヘッド３４をＸ軸方向に移動させるように構成されている。
【００３４】
ここで、このキャリッジ４２は、ガイドレール３３ｄ、３３ｄの長さ方向、即ちＸ軸方向に、例えば、１μｍ単位で移動可能になっている。キャリッジ４２のこのような移動はコンピュータ等からなる制御装置４０によって制御可能に構成されている。
制御装置４０は、液滴吐出ヘッド３４の位置情報、即ち液滴吐出ヘッド３４のガイドレール３３ｄ、３３ｄ上での位置（Ｘ座標）とそのときの各ノズルの位置（Ｘ座標）とを検知して記憶するものである。
【００３５】
液滴吐出ヘッド３４は、キャリッジ４２に取付部４３を介して回動可能に取り付けられたものである。取付部４３にはモータ４４が設けられており、液滴吐出ヘッド３４はその支持軸（図示せず）がモータ４４に連結している。このような構成のもとに、液滴吐出ヘッド３４はその周方向に回動可能となっている。また、モータ４４も制御装置４０に接続されており、これによって液滴吐出ヘッド３４はその周方向への回動が、制御装置４０に制御されるようになっている。
【００３６】
インク供給部３５は、インクＬが充填されたインク供給容器４５と、このインク供給容器４５から液滴吐出ヘッド３４にインクＬを送るためのインク供給チューブ４６とを備えたものである。
【００３７】
クリーニングユニット５３は、液滴吐出ヘッド３４のノズル等のクリーニングを基板Ｐの製造工程中や待機時に定期的にあるいは随時に行うことができる。
なお、インクＬを基板Ｐに吐出する際には、クリーニングユニット５３は液滴吐出ヘッド３４に干渉しない位置に保持される。
【００３８】
キャッピングユニット５５は、キャップ部４７と、液体吸引チューブ４８と、液体吸引チューブ４８に接続される吸引ポンプ５１とを有している。キャッピングユニット５５は、液滴吐出ヘッド３４のノズル開口面が乾燥しないようにするために、基板Ｐに対するインクＬの吐出工程中や待機時に、ノズル開口面にキャップ部４７を被着させるものである。
【００３９】
キャップ部４７は、例えば、液滴吐出装置１０内に設けられたガイド（図示せず）などに沿って上下方向に移動することで、液滴吐出ヘッド３４のノズル開口面に当接し、これに被着されるよう構成されたものである。キャップ部４７は、シリコーン、フッ素樹脂等からなり、液体吸引チューブ４８を介して、インクＬを吸引する吸引ポンプ５１に接続されている。
【００４０】
この実施の形態の液滴吐出装置１０では、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８として、上述の樹脂製のチューブ本体Ｂの内側にＤＬＣまたはＳｉＯ２の膜Ｆが形成されたチューブＴが用いられている。
【００４１】
ここで、液滴吐出装置１０によって、例えば、液晶装置の配向膜等の材料インクをインクＬとして塗布する場合、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（N-methylpyrrolidone：ＮＭＰ）、ブチルセロソルブ、γブチルラクトン等の溶剤インク、アルカリ性インク等を含むインクＬを用いる場合がある。また、フッ化水素（Hydrogen Fluoride：ＨＦ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、アセトン等を含むインクＬを用いる場合がある。
【００４２】
このようなインクＬに対しては、例えば、ＰＴＦＥ／ＥＶＯＨ／ＰＴＦＥの多層構造の従来のチューブでは、ガスバリア性や耐液性が不十分であった。
しかし、本実施形態では上述のチューブＴを用いているので、従来の多層構造のチューブと比較して大幅にガスおよびインクＬに対する遮断性を向上させることができる。また、プラズマ成膜法で用いる原料ガスの種類を選択する際に、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の内側に流通するインクＬに対する耐性を有する材料の原料ガスを選択することで、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８を流通するインクＬに対する耐液性（耐薬品性）を向上させることができる。
【００４３】
また、上述のように、プラズマ成膜法により成膜された膜Ｆは従来の多層構造のチューブの一層と比較して非常に薄いので、従来よりもインク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の肉厚を減少させて、曲げや接合を容易にすることができる。これにより、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の取り回しを容易にし、液滴吐出装置１０の製造を容易にすることができる。
【００４４】
また、チューブ本体Ｂが可撓性を有する樹脂材料により形成されているので、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の曲げを容易にすることができる。また、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の内側の膜Ｆが、ＤＬＣまたはＳｉＯ２により形成されているので膜Ｆの耐液性を向上させることができる。また、膜Ｆの膜厚を２０ｎｍ以上２０００ｎｍ以下の範囲とすることで、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の柔軟性を損なうことなく、かつ、チューブＴの内部を流通するインクＬに対する遮断性および耐液性を維持することができる。
【００４５】
また、特にＤＬＣの膜Ｆは耐摩性も高く、継ぎ手とのジョイントでも膜Ｆが破壊されることがないため、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８の端部の接続部におけるガスおよびインクＬに対する遮断性を向上させることができる。
また、透明な樹脂性のチューブ本体Ｂの内側にＤＬＣまたはＳｉＯ２の膜を形成することで、インク供給チューブ４６および液体吸引チューブ４８を透明にすることができる。これにより、内部を流通するインクＬの流通状況を目視により確認することができる。
【００４６】
尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、例えば、チューブの内側の膜の表面に、樹脂等により保護膜を形成してもよい。これにより、チューブの内側に流通する流体に膜が直接接して損傷を受けることが防止される。
【実施例１】
【００４７】
次に、上述の実施の形態において説明したチューブについて、従来のＰＴＦＥ／ＥＶＯＨ／ＰＴＦＥの多層構造のチューブと比較しながら、さらに詳しく説明する。
【００４８】
（ガスバリア性）
上述の製造方法により、シリコーンのチューブの内側にＤＬＣの膜を形成したところ、内径は５ｍｍであり、肉厚は１ｍｍであった。このチューブの酸素透過性を測定したところ、０．０５（ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ）であった。
また、上述の製造方法により、シリコーンのチューブの内側にＳｉＯ２の膜を形成したところ、内径は５ｍｍであり、肉厚は１ｍｍであった。このチューブの酸素透過性を測定したところ、０．１（ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ）であった。
【００４９】
（耐薬品性）
また、上述の製造方法により、シリコーン樹脂のチューブの内側にＤＬＣの膜を形成したチューブのフッ化水素（Hydrogen Fluoride：ＨＦ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）およびアセトンを含む液体に対する耐薬品性をそれぞれ観測したところ、いずれの液体に対しても良好な耐薬品性を示した。
【００５０】
[比較例１]
（ガスバリア性）
従来のＰＴＦＥ／ＥＶＯＨ／ＰＴＦＥの多層構造のチューブの内径および肉厚を測定したところ、内径は５ｍｍであり、肉厚は３ｍｍであった。このチューブの酸素透過性を測定したところ、１〜２（ｃｃ／ｍ２／ｄａｙ／ａｔｍ）であった。
【００５１】
以上の結果から、内側に上述の製造方法を用いてＤＬＣまたはＳｉＯ２の膜が形成された樹脂製のチューブは、良好な耐薬品性を示すだけでなく、従来の多層構造のチューブと比較して、肉厚が薄く、極めて高いガスバリア性を備えていることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係るチューブ成膜装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るチューブの製造方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るチューブの製造方法を説明する説明図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る液滴塗布装置の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５３】
６  第一電極、８  第二電極、１０  液滴吐出装置（塗布装置）、４６  インク供給チューブ（管）、４８  液体吸引チューブ（管）、Ｂ  チューブ本体（管本体）、Ｆ  膜、Ｔ  チューブ（管）
【図１】
2009113352.tif 000003
【図２】
2009113352.tif 000004
【図３】
2009113352.tif 000005
【図４】
2009113352.tif 000006