技术领域
[0001] 本发明涉及涂覆装置的技术领域。具体地，本发明涉及利用具有涂覆液膜张紧于其上的开口的膜形成体，将涂覆液涂布在涂覆对象表面上以减少涂覆液的使用量的技术领域。
相关背景技术
[0002] 存在将涂覆液涂布在诸如圆柱基材和板状基板的涂覆对象的表面以形成涂布膜(薄膜)的涂覆装置。作为这种涂覆装置，存在通过采用浸渍法将涂覆液涂布在涂覆对象上的装置。
[0003] 在采用浸渍法的涂覆装置中，涂覆对象整体浸入到储存在浸渍槽中的涂覆液中，并且相对于浸渍槽拉出涂覆对象以在涂覆对象的表面上形成涂布膜。
[0004] 在采用浸渍法的这种涂覆装置中，涂覆对象整体浸入到涂覆液中，使得使用了大量的涂覆液。此外，浸渍槽的高度必须等于或大于涂覆对象，导致装置变得大型化。
[0005] 因此，公开了这种涂覆装置，其包括：浸渍槽，在其底部具有用于插入涂覆对象的贯通孔，并且其内部储存有涂覆液；密封材料，用于防止涂覆液从涂覆对象和浸渍槽之间的间隙中泄漏等(例如，日本未审查专利申请公开第61-20044号和日本未审查专利申请公开第2009-18268号)。
[0006] 在这种涂覆装置中，涂覆对象被插入形成于浸渍槽上的贯通孔中，并且在密封材料与涂覆对象的外周面接触的状态下，拉出涂覆对象或者下拉浸渍槽。当移动涂覆对象或浸渍槽时，从涂覆对象的外周面的上侧至下侧顺次涂布有涂覆液，以形成涂布膜，从而成形感光体等。
具体实施方式
[0066] 以下将参照附图(参照图1至图19)描述根据本发明实施方式的涂覆装置。
[0067] 在以下所述优选实施方式中，本发明实施方式的涂覆装置应用于对作为圆筒形或圆柱形基材的涂覆对象执行涂布的涂覆装置。
[0068] 应当注意，本发明实施方式的涂覆装置的应用范围并不限于对作为圆筒形或圆柱形基材的涂覆对象执行涂布的涂覆装置。本发明实施方式的涂覆装置可以应用于对被形成为具有诸如球形或板状形的各种形状的涂覆对象进行涂布的各种涂覆装置。
[0069] 在以下描述中，作为示例，以涂覆对象被设置为其轴向在垂直方向上并且升降单元设置在涂覆对象左侧的方式来表述方向。然而，为了便于进行描述，使用下述方向，并且本发明实施方式的操作并不限于这些方向。
[0070] [涂覆装置的构造]
[0071] 如图1所示，涂覆装置1包括：液体储存槽2，其中储存有涂覆液100；膜形成体3，其在垂直方向上移动；以及升降单元4，其使膜形成体3在垂直方向上移动。
[0072] 液体储存槽2包括基底面部2a和从基底面部2a的外围部向上突出的周面部2b。
[0073] 在液体储存槽2中，储存有涂覆液100。作为涂覆液100，例如使用诸如光刻胶的感光材料、涂布材料等，并且这些材料具有小的表面张力和一定程度的粘性。
[0074] 涂覆对象200设置在液体储存槽2的上方。例如，涂覆对象200是用于形成电子摄影系统的感光鼓的圆柱或圆筒形基材。例如，涂覆对象200被保持机构(未示出)保持在其轴向处于垂直方向的这样的方向上。
[0075] 在涂覆对象200的上表面上，附接有被形成为具有向上尖细形状的液体滴落防止体5。如稍后所述，液体滴落防止体5具有当完成对涂覆对象200涂布涂覆液100时防止涂覆液100向涂覆对象200滴落的功能。
[0076] 膜形成体3由被形成为面向垂直方向具有板状环状的外环部6和从外环部6的内周缘的整个圆周突出的内环部7组成(参照图2和图3)。
[0077] 在外环部6上，形成带螺纹的固定螺丝孔6a和6a。
[0078] 内环部7被形成为环状，并且被倾斜为使得内环部7从外环部6的内周缘朝向下侧向内位移。因此，内环部7的内周缘(前端缘)定位在低于外环部6的内周缘的位置处。内环部7被形成为从定位在上侧的外围缘向定位在下侧的内周缘逐渐变薄。内环部7的内直径被设定为比涂覆对象200的大。例如，内环部7的内直径被设为比涂覆对象200的外直径大1mm至2mm。
[0079] 内环部7的内周缘被形成为开口7a。涂覆液100的膜100a张紧在开口7a上。当在膜形成体3浸入储存在液体储存槽2中的涂覆液100中之后拉出膜形成体3时，张紧有膜100a。膜100a可以张紧在开口7a上，这是因为涂覆液100具有一定范围的表面张力，即，小的表面张力。此外，由于涂覆液100具有一定粘性，所以膜100a的厚度较大使得难以破裂。
[0080] 如上所述，膜形成体3被形成为使得内环部7朝向下方变薄，由此内周缘的厚度较小。因此，膜100a可容易地形成在开口7a上。
[0081] 如图1所示，升降单元4包括：底座8，设置于在设置面300上；支柱9，从底座8向上延伸；移动体10，制成以能够通过支柱9在垂直方向上移动；驱动机构，用于移动移动体10，但没有示出；以及控制器，用于控制移动体10的移动速度、移动方向等，但没有示出。
[0082] 移动体10由通过支柱9支撑的移动部11、从移动部11的上端部向右侧突出的突出部12、从突出部12的右端部向下突出的臂部13和设置在臂部13的下端部上的附接部14组成。
[0083] 在附接部14上，形成有螺丝插入孔14a和14a。
[0084] 膜形成体3被固定至移动体10，使得外环部6被定位在移动体10的附接部14的下方，并且分别插入形成在附接部14上的螺丝插入孔14a和14a的螺丝15和15分别与形成在外环部6上的固定螺丝孔6a和6a啮合。因此，伴随于移动体10的移动，膜形成体3在垂直方向上移动。
[0085] [涂覆装置的操作]
[0086] 下面将描述涂覆装置1的操作(参照图4至图13)。
[0087] 在将涂覆液100涂布至涂覆对象200之前的初始状态下，以浸入液体储存槽2中的涂覆液100的方式来设置膜形成体3的开口7a(参照图4)。此时，膜形成体3的开口7a被设定为面向垂直方向，并且与内环部7相比，外环部6定位在上侧。
[0088] 首先，将涂覆对象200被设定为被保持机构保持在储存在液体储存槽2中的涂覆液100的上方(参照图5)。此时，涂覆对象200的中心轴与膜形成体3的开口7a的中心轴彼此一致。
[0089] 然后，通过升降单元4(在涂覆对象200的轴向上)向上移动固定至升降单元4的移动体10的膜形成体3，以定位在涂覆液100的液面的上方(参照图6)。
[0090] 当从开口7a浸入涂覆液100的状态开始向上移动膜形成体3，而将膜形成体3的开口7a移动得定位在涂覆液100的液面上方时，在开口7a上张紧有涂覆液100的膜100a(参照图7)。
[0091] 如上所述，内环部7的内周缘(前端缘)被定位得低于外环部6。因此，即使在膜形成体3由于自身重量或相对于移动体10的固定状态而相对于水平方向倾斜的情况下，外环部6的内周缘也难以浸入涂覆液100中，从而能够在膜形成体3的开口7a上牢固地张紧膜100a。
[0092] 随后，膜形成体3向上移动到高于涂覆对象200的底面(参照图8)。此时，例如，在内环部7的内周缘与涂覆对象200的外表面之间形成一定间隙，例如，1mm至2mm的间隙。
[0093] 当将膜形成体3移动得高于涂覆对象200的底面时，张紧在膜形成体3的开口7a上的膜100a的一部分从涂覆对象200的下表面粘附至外周面的下端部，从而形成涂布膜101(参照图9)。
[0094] 这里，当将膜形成体3移动得高于涂覆对象200的底面，且膜100a从涂覆对象200的下表面粘附至外周面的下端部时，膜100a可以根据涂覆对象200的下端部的形状或膜100a的强度而破裂。
[0095] 当存在膜100a破裂的可能性时，涂覆对象200的下端部可以与膜形成体3的开口7a一起浸入涂覆液100，并且可以在该状态下开始膜形成体3的向上移动。
[0096] 如果在涂覆对象200的下端部与膜形成体3的开口7a一起浸入涂覆液100的状态下，开始膜形成体3的向上移动，则当将膜形成体3移动得高于涂覆液100的液面时，在涂覆对象200的外周面与膜形成体3的内周缘之间形成膜100a。
[0097] 因此，膜100a的面积较小，从而能够减少涂覆液100的使用量。
[0098] 随后，以受到升降单元4的控制器控制的方式，例如以0.1mm/s的低速向上移动膜形成体3(参照图10)。此时，内环部7的内周缘与涂覆对象200之间的间隙被设定为恒定。
[0099] 随着膜形成体3向上移动，膜100a的外围部随着膜形成体3的移动一起向上移动。因此，膜100a从下侧到上侧顺次粘附至涂覆对象200的外周面上，从而形成涂布膜101。
[0100] 如上所述，在涂覆装置1中，利用升降单元4使形成体3膜以低速向上移动，使得不向张紧在膜形成体3的开口7a上的膜100a施加过量的外力，从而能够防止膜100a破裂。
[0101] 此外，如上所述，内环部7随着从外环部6的内周缘靠近开口7a而变得相对于外环部6倾斜，并且内环部7的内周缘被定位在外环部6的内周缘的内侧。因此，其上形成有膜100a的内环部7的内周缘被定位得最靠近涂覆对象200，能够防止内环部7的内周缘除外的其上未形成有膜100a的部分以及外环部6与涂覆对象200接触。
[0102] 随后，向上移动膜形成体3，并且在高于附接在涂覆对象200的上表面上的液体滴落防止体5的位置处停止移动(参照图11)。
[0103] 在即将停止移动膜形成体3之前，涂布膜101被形成为处于涂布膜100a粘附至液体滴落防止体5的至少一部分的状态。此时，在膜100a破裂的情况下，在液体滴落防止体5的表面上也会发生涂覆液100的滴落(参照图12)。
[0104] 因此，可以防止涂覆液100滴落在涂覆对象200的外周面，能够确保涂布膜101相对于涂覆对象200的良好形成状态。
[0105] 这里，以上示出了液体滴落防止体5附接在涂覆对象200的上表面的示例，但可以采用液体滴落防止体5之外的其他构造来作为用于防止涂覆液100滴落在涂覆对象200的外周面上的构造。例如，代替使用液体滴落防止体5，可以将涂覆对象200的上端部形成为向上尖细状。
[0106] 如上所述，通过将膜形成体3移动到高于液体滴落防止体5的位置，在涂覆对象200的整个外周面上形成涂布膜101。
[0107] 在上述涂覆装置1中，膜形成体3的移动量被设定为在轴向(垂直方向)上近似等于涂覆对象200的长度。因此，膜形成体3的移动量未过分地大于涂覆对象200的大小，能够使涂覆装置1小型化。
[0108] 随后，对涂覆对象200执行诸如干燥的处理。
[0109] 接着，通过升降单元4将膜形成体3向下移动为，定位在开口7a浸入液体储存槽2内部的涂覆液100的状态(参照图13)。即，膜形成体3返回到初始状态。
[0110] 接着，根据需要重复涂覆装置1的上述操作。即，膜形成体3相对于涂覆对象200来回移动。
[0111] 因此，涂覆装置1重复地将涂覆液100涂布至涂覆对象200，从而能够调整形成在涂覆对象200的外周面上的涂布膜101的膜厚。
[0112] 在上述示例中，使用圆柱或圆筒形基材作为涂覆对象200。然而，涂覆对象200并不限于圆柱或圆筒形基材，而是可以使用具有各种形状(诸如球状和板状)的基材，例如硅晶片或玻璃晶片。
[0113] 下面将描述在将球形基材用作涂覆对象200A的情况下，涂覆装置1的操作的示例(参照图14至图17)。
[0114] 在向涂覆对象200A涂布涂覆液100之前的状态下，膜形成体3的开口7a被设置为处于浸入涂覆液100的状态，并且涂覆对象200A被设置为其下端部浸入液体储存槽2中的涂覆液100(参照图14)。此时，涂覆对象200A在垂直方向上的中心轴与膜形成体3的开口7a的中心轴相互一致。
[0115] 然后，利用升降单元4从膜形成体3的开口7a和涂覆对象200A的下端部均浸入涂覆液100中的状态，开始(在开口7a的轴向上)向上移动附接至移动体10的膜形成体3(参照图15)。
[0116] 可选地，可以在涂覆对象200A定位在涂覆液100的上方的状态下开始向上移动膜形成体3。
[0117] 当开始向上移动膜形成体3时，在膜形成体3的开口7a处，在膜形成体3和涂覆对象200A之间张紧膜100a，并且张紧在膜形成体3的开口7a上的膜100a的一部分粘附至涂覆对象200A的未浸入液体100的下端部的外周面，从而形成涂布膜101。
[0118] 随后，以移动速度受到升降单元4的控制器控制的方式来向上移动膜形成体3(参照图16)。
[0119] 随着膜形成体3向上移动，膜100a从下侧到上侧顺次粘附至涂覆对象200A的外周面，由此形成涂布膜101。
[0120] 接着，使膜形成体3向上移动并在高于涂覆对象200A的位置上停止移动(参照图17)。
[0121] 因此，膜形成体3被移动到高于涂覆对象200A的位置，从而在涂覆对象200A的整个外周面上形成涂布膜101。
[0122] 下面将描述板状基材用作涂覆对象200B的情况下的构造等(参照图18)。
[0123] 例如，涂覆对象200B被设置为纵向被设定在垂直方向上的状态。
[0124] 为涂覆对象200B使用膜形成体3A。如下所述，以对应于涂覆对象200B的形状的方式形成膜形成体3A的外环部6A和内环部7A。
[0125] 膜形成体3A由被形成为面向垂直方向具有板状矩形环状的外环部6A和从外环部6A的整个内周缘突出的内环部7A组成。
[0126] 内环部7A被倾斜为，使得内环部7A从外环部6A的内周缘到下侧为向内位移。内环部7A的前端缘(内周缘)被形成为矩形。
[0127] 内环部7A的内周缘被形成为开口7a。开口7a被形成为稍大于涂覆对象200B的水平截面形状。即，涂覆对象200B可以插入内环部7A的开口7a。
[0128] 在将涂覆液100涂布至涂覆对象200B之前的状态下，将膜形成体3A的开口7a浸入涂覆液100中，并且将涂覆对象200B设置在涂覆对象200B可以插入开口7a的位置上。然后，开始(在开口7a的轴向上)向上移动膜形成体3，由此在涂覆对象200B插入开口7a的状态下向上移动膜形成体3A。接着，使膜形成体3A向上移动，并且在高于涂覆对象200B的上端部的位置上停止移动。
[0129] 因此，通过将膜形成体3A从涂覆对象200B的下端侧移动到上端侧，在板状的涂覆对象200B的整个外周面上形成涂布膜101。
[0130] [涂覆装置的变形例]
[0131] 下面将描述涂覆装置的变形例(参照图19)。
[0132] 在根据下述变形例的涂覆装置中，只有膜形成体的构造和其他构造的部分不同于上述涂覆装置1。因此，仅详细描述不同于涂覆装置1的部分，而其他部分将被赋予与涂覆装置1相同的参考标号并省略其描述。
[0133] [根据变形例的涂覆装置的构造]
[0134] 作为通过根据变形例的涂覆装置1A在其上形成涂布膜101的涂覆对象200C，例如，使用在轴向上具有较长长度的圆柱基材。
[0135] 如图19所示，膜形成体3B包括：形成为环状的基底面部20，该基底面部的轴向在垂直方向上；液体储存部21，从基底面部20的内围部之外的部分向上突出；以及输送部22，从基底面部20的内围部向下突出。
[0136] 在基底面部20中，内周缘被形成为圆形，并且内直径大于涂覆对象200C的外直径。基底面部20包括其中的流路20a。
[0137] 在液体储存部21中，向上开口的凹部被形成为液体储存空间21a。液体储存空间21a与基底面部20的流路20a连通。
[0138] 输送部22其中包括液体输送路径22a。液体输送路径22a被倾斜为靠下方向向内位移。液体输送路径22a的上端与流路20a连通，并且下端与形成在输送部22内的空间连通。输送部22的下缘被形成为其上张紧有涂覆液100的膜100a的开口22b。因此，液体输送路径22a被倾斜为向下偏移得更靠近开口22b。
[0139] 液体储存空间21a、流路20a和液体输送路径22a在膜形成体3B的内部顺次相互连通。液体储存空间21a比流路20a和液体输送路径22a具有大的体积。流路20a和液体输送路径22a被形成为窄空间。
[0140] 涂覆液100通过稍后描述的液体供给机构被供给液体储存部21的液体储存空间21a，并且所提供的涂覆液100可以经由流路20a流动至液体输送路径22a，并且从液体输送路径22a输送以形成膜100a。
[0141] 如上所述，输送部22的液体输送路径22a被倾斜为向下位移得更靠近开口22b，使得利用重力容易使涂覆液100朝向开口22b流动，从而能够容易地将涂覆液100输送至开口22a上张紧的膜100a。
[0142] 此外，与上述液体储存空间21a相比，输送部22的液体输送路径22a被形成为窄空间。因此，容易使涂覆液100利用毛细管现象从输送部22流向开口22b，从而能够稳定地输送至在开口22b上张紧的膜100a。此外，用于将涂覆液100输送至开口22b的诸如泵的构造不是必须要设置的，从而能够简化构造。
[0143] 对于涂覆装置1A，设置有用于将涂覆液100供给液体储存部21的液体供给机构23。液体供给机构23包括：储存容器24，用于储存涂覆液100；输送管25，用作涂覆液100从储存容器24到液体储存部21所经由的流路；以及泵26，用于将涂覆液100从储存容器
24输送至液体储存部21。
[0144] [根据变形例的涂覆装置的操作]
[0145] 在上述涂覆装置1A中，膜形成体3B以膜100a张紧在开口22b上的状态而固定至预定位置，并且在涂覆对象200C的中心轴与开口22b的中心轴相互一致的状态下涂覆对象200C插入膜形成体3B的开口22b中且向下移动。此时，涂覆液100从液体供给机构23提供给液体储存部21，并且储存在液体储存部21中的涂覆液100通过输送部22被顺次提供给开口22b。
[0146] 因此，防止膜形成体3B的开口22b上张紧的膜100a由于液体不连续性而破裂，因此，涂覆液100可以能够连续地涂布至涂覆对象200C，从而能够在在轴向上延展得长的涂覆对象200C上形成涂布膜101。
[0147] 在上述示例中，利用毛细管现象或重力将涂覆液100从输送部22输送至开口22b。然而，不限制于利用毛细管现象或重力使涂覆液100从输送部22输送至开口22b。例如，储存在液体储存部21中的涂覆液100可以利用通过使用泵等生成的压力而输送至开口22b。
[0148] 此外，在上述示例中，液体供给机构23包括储存容器24、输送管25和泵26。然而，液体供给机构并不限于包括储存容器24、输送管25和泵26的示例。液体供给机构具有将涂覆液100提供给液体储存部21的功能就足以。例如，可以通过重力而不设置泵26来输送涂覆液100。
[0149] 此外，在上述示例中，在轴向上延展得较长的圆柱基材用作涂覆对象200C。然而，涂覆对象并不限于长圆柱基材，而是具有各种形状(诸如长板状)的基材都可以用作涂覆对象200C。
[0150] [概述]
[0151] 如上所述，在涂覆装置1和1A中，具有开口7a和22b的膜形成体3、3A和3B相对于涂覆对象200、200A、200B和200C移动，并且涂覆对象200、200A、200B和200C被插入到在其上张紧有涂覆液100的膜100a的开口7a和22b，以在涂覆对象200、200A、200B和200C的表面上涂布涂覆液100。
[0152] 因此，借助于张紧在开口7a和22b上的涂覆液100的膜100a，在涂覆对象200、200A、200B和200C的表面上形成涂布膜101，使得涂覆液100的使用量较少。因此，可以减少涂覆液100的使用量。
[0153] 此外，在涂覆装置1和1A中，借助于张紧在膜形成体3、3A和3B的开口7a和22b上的膜100a，在涂覆对象200、200A、200B和200C的表面上形成涂布膜101，使得涂覆液100不从膜形成体3、3A和3B中泄漏。因此，不需要涂覆装置1和1A设置用于防止泄漏的机构，从而能够简化涂覆装置1和1A的构造。
[0154] [本发明的技术]
[0155] 本发明的技术具有以下构造。
[0156] (1)一种涂覆装置包括：液体储存槽，其中储存有将涂布至涂覆对象的涂覆液；以及具有环状的膜形成体，并且包括通过将膜形成体浸入储存在液体储存槽中的涂覆液而使得在其上张紧膜的开口。在涂覆装置中，膜形成体相对于涂覆对象移动，并且涂覆对象被插入其上张紧有膜的开口中，以在涂覆对象的表面上涂布涂覆液。
[0157] (2)在根据(1)所述的涂覆装置中，膜形成体包括被形成为环状的外环部和被形成为环状、包括开口且从外环部的内周缘突出的内环部，并且内环部的前端缘被定位在外环部的内周缘的下侧。
[0158] (3)在根据(2)所述的涂覆装置中，内环部随着从外环部的内周缘靠近开口而相对于外环部倾斜，并且内环部的内周缘被定位在外环部的内周缘的内侧。
[0159] (4)在根据(1)至(3)中任一项所述的涂覆装置中，在涂覆对象的下端部以及膜形成体的至少开口浸入储存在液体储存槽中的涂覆液的状态下，开始移动膜形成体。
[0160] (5)在根据(1)至(4)中任一项所述的涂覆装置中，被形成为具有在膜形成体移动方向上尖细形状的液体滴落防止体附接在涂覆对象的定位在膜形成体移动方向上的端部上。
[0161] (6)在根据(1)至(6)中任一项所述的涂覆装置中，膜形成体相对于涂覆对象来回移动。
[0162] (7)在根据(1)所述的涂覆装置中，还包括液体供给机构，被配置为向液体储存部提供涂覆液，并且在涂覆装置中，膜形成体包括用于储存涂覆液的液体储存部和用于将储存在液体储存部中的涂覆液输送至开口的输送部。
[0163] (8)在根据(7)所述的涂覆装置中，输送部被倾斜为随着靠近开口而向下位移。
[0164] (9)在根据(7)或(8)所述的涂覆装置中，储存在液体储存部中的涂覆液利用毛细管现象从输送部输送至开口。
[0165] 应该注意，上述实施方式中示出的各个元件的特定形状和构造仅仅是本发明的实施方式的示例，并且本发明的技术范围并不应解释为受示例的限制。
[0166] 本公开包含于2011年3月30日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-075292的相关主题，其全部内容结合于此作为参考。
