专利名称：显影装置、显影方法及显影液循环方法
技术领域：
本发明涉及显影装置、显影方法及显影液循环方法，特别涉及在制造彩色滤光片的过程中形成着色像素时的显影。
背景技术：
用于液晶显示器等中的彩色滤光片是由细小的红、绿、蓝等图案构成的光学元件。其制造过程包括在玻璃等的透明基板上涂敷感光性的抗蚀剂、显影等工序，对各种颜色反复进行同样的过程。下面说明制造彩色滤光片过程中以往的显影工序。
显影工序以溶解、剥离除去曝光后未硬化的抗蚀剂为目的，即使在光刻蚀工序中也是控制图案的形状的重要的工序。作为显影工序中被管理的项目有显影时间、显影液的温度等，虽然因显影槽的结构或方式而不同，但都以使用的显影液的显影能力为基准。
一般的显影装置不管是成批式还是单张式，都由显影槽和显影液池构成，伴随着显影液的单纯的循环。为了维持显影液的显影能力，有管理处理的张数，在处理了规定的张数后将显影液池内的显影液一起排掉的方法，或者以一定间隔连续地进行补充新的显影液和排掉显影液池内的显影液的方法。
在一起排掉显影液池内的显影液的方法中，不得不停止运转。因此，该方法是近似于维护的方法。并且，依管理的处理张数不同，初期的显影液的显影能力与排放时的显影液的显影能力差别很大。因此，在连续运转中有必要调整细微的显影参数，不太适合作为工厂里的流程管理。
在以一定间隔连续地进行补充新的显影液和排掉显影液池内的显影液的方法中，如果减少排放量则显影能力极度低下，显影液池内的显影液的污染度变得非常高。显影液池内的显影液的污染度、网眼堵塞提供给显影的显影液的污染度是使装置、以及制品产生不良的主要原因。反之，如果增加排放量，则虽然能将显影液池内的显影液的污染度抑制在较低的水平，但新的显影液的补充量巨大，运转成本增加，不合算。
无论哪种方法都难以避免刚维护后显影液的显影能力的变动。并且，新显影液的供给量与显影液池内的显影液的污染度是相反的参数。即，难以在维持低运转成本的同时维持显影液池内的显影液的污染度也低的状态。因此，目前的现状是在优先抑制制品品质产生不良，增加新显影液的供给量和排放量的状态下工作。
近年来，光刻蚀生产线不断大型化。这一背景关系到特别是适应市场需求的显示器的大型化。生产线的大型化使实际使用量增加，装置的可维护性恶化。而且，制品的大型化带来作业性变差，使流程管理困难。包括显影工序的湿法显影工艺受这些生产线的大型化和制品的大型化问题的影响很大。
为了解决这些问题，过去提出过有关显影液再生的方案，实际考虑了使用了超滤过滤器的再生显影液的方法(参照日本特开平11-212275号公报)。但是，该方法为仅药液调合处理过滤后的液体进行再利用的方法，为了确保必要的过滤液的量需要花费时间，因此不适合连续工作。并且通过药液调合处理再生成新显影液的方法虽然可以断续工作，但连续工作需要连续监控液体的成分等，因此不适合。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种用超滤过滤器处理提供给显影的显影液来再利用滤液，同时使浓缩液循环，通过这样可以防止显影液的质量降低、将运转成本控制在低水平，并且流程管理极其容易的显影装置、显影方法及显影液循环方法。
本发明的另一个目的是要提供一种能够防止长时间使用时因堵塞超滤过滤器的网孔而使滤液量降低，使维护性容易，即使连续运转也不需对显影参数作细微的调整，并且即使制品大型化作业性也不会变差的显影装置、显影方法及显影液循环方法。
如果采用本发明的第1形态，提供具备显影液循环系统、超滤过滤器和滤液/浓缩液循环系统的显影装置，(1)所述显影液循环系统包括进行显影处理的显影槽，收容显影液的显影液循环池，将上述显影液循环池内的显影液输送到上述显影槽内的机构，使上述显影槽内进行显影处理所使用过的显影液返回上述显影液循环池内的机构；(2)所述超滤过滤器将上述显影液分离成滤液和浓缩液；(3)所述滤液/浓缩液循环系统包括收容从上述显影液循环池中取出一部分的显影液的超滤浓缩液池，将上述超滤浓缩液池内的显影液输送到上述超滤过滤器中的机构，使在上述超滤过滤器中被分离的浓缩液返回上述超滤浓缩液池内的机构，使在上述超滤过滤器中被分离的滤液返回上述显影液循环系统内的机构。
如上述构成的本发明的第1形态的显影装置可以采用以下各种结构。
(1)上述超滤过滤器具有截留分子量(分画分子量)1000～粒径10μm的过滤精度。
(2)还具备在显影装置的连续运转时定期地废弃上述超滤浓缩液池内的一定量的显影液的机构，以及在显影装置连续运转时定期地往上述显影液循环池内供给一定量的新显影液的机构。
(3)还具备调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量用的调整阀、测量来自上述超滤过滤器的滤液的流量用的流量计、测量来自上述超滤过滤器的浓缩液的流量的流量计、自动调节上述滤液流量与浓缩液流量之比将其固定地保持在最佳值的定透液率模式机构。
(4)还具备调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量用的调整阀、测量来自上述超滤过滤器的滤液的流量用的流量计、以及自动调节上述滤液流量将其固定地保持在最佳值的定滤液流量模式机构。
(5)还具备调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量用的调整阀，测量来自上述超滤过滤器的滤液的压力用的压力计，以及自动调节来自上述超滤过滤器的滤液的压力将其固定地保持在最佳值的定滤液压力模式机构。
本发明的第1形态所涉及的显影装置还可以具备将逆洗液输送到上述超滤过滤器中的逆洗液供给系统。其具体结构如下(1)上述逆洗液供给系统具备测量上述逆洗液的流量的流量计以及测量上述逆洗液的压力的压力计。
(2)上述逆洗液供给系统具备储存在上述超滤过滤器中被分离的滤液作为过滤器的逆洗液的逆洗液池。
(3)上述逆洗液供给系统具备根据从上述流量计或压力计中的任一个反馈来的测量值控制上述逆洗液的流量或压力，将其维持在设定值的逆洗控制系统。
(4)上述逆洗控制系统可以设定逆洗时间。
(5)上述逆洗控制系统在上述超滤过滤器的上游的浓缩液循环路径中具备自动阀，在逆洗时可以选择闭阀状态或开阀状态。
(6)上述逆洗控制系统具备带变换器的逆洗泵，通过控制泵的频率来维持设定值地进行控制。
(7)具有多个上述超滤过滤器，将来自第1个超滤过滤器的滤液储存到上述逆洗池内，将储存的滤液作为第1个超滤过滤器的逆洗液使用；具备同样地依次逆洗第2个以后的超滤过滤器的机构，在连续运转时多个超滤过滤器定期地依次被逆洗。
本发明的第1形态所涉及的显影装置可以采用这样的结构具有多个上述超滤过滤器，使第1个超滤过滤器内的浓缩液的流动向与正常状态下的流向相反的方向而逆流，通过在浓缩液的流动上加上变化来洗净超滤过滤器的内部；对于第2个以后的超滤过滤器具有依次同样地使浓缩液的流动逆流的机构，在连续运转时对于多个超滤过滤器依次使浓缩液的流动逆流。
本发明的第2形态提供一种使用上述任一种显影装置，在上述显影槽中用从上述显影液循环池输送来的显影液进行被显影体的显影处理的显影方法。
本发明的第3形态提供一种显影液循环方法，使用上述任何一种显影装置，定期地从上述超滤浓缩液池中废弃显影液，定期地往上述显影液循环池中供给相当于该废弃掉的显影液的量的新显影液，由此来维持液量平衡。
图1是表示现有方式和本发明方式的显影液污染度与时间的关系的图。
图2是本发明的一个实施方式的显影装置的流程图。
图3是本发明的其他实施方式的、不需逆洗用管路的显影装置的流程图。
图4是逆洗机构的时间图表的说明图。
图5是逆洗、逆流机构的时间图表的说明图。
具体实施例方式
下面说明实施发明用的优选方式。
本发明的一个实施方式所涉及的显影装置由使提供给显影处理的显影液和提供给显影处理后的显影液循环的显影液循环系统，将提供给显影处理后的显影液的一部分分离成滤液和浓缩液的超滤过滤器，使在超滤过滤器中被分离的滤液返回显影液循环系统中、同时使浓缩液循环的滤液/浓缩液循环系统构成。
即，显影液循环系统具备进行显影处理的显影槽，收容显影液的显影液循环池，将上述显影液循环池中的显影液输送至上述显影槽内的机构，使上述显影槽中被显影处理使用后的显影液返回上述显影液循环池内的机构；滤液/浓缩液循环系统具备收容从上述显影液循环池中输送来的显影液的超滤浓缩液池，将上述超滤浓缩液池内的显影液输送到上述超滤过滤器中的机构，使在上述超滤过滤器中分离后的浓缩液返回上述超滤浓缩液池内的机构，使在上述超滤过滤器中分离后的滤液返回上述显影液循环系统中的机构。
如果采用如上结构的本发明的一个实施方式的显影装置，通过具备超滤过滤器，显影液被分离成滤液和浓缩液，滤液被送往显影液循环池，浓缩液被送往超滤浓缩液池，因此显影处理后的显影液被分别存储在污染度低的显影液循环池内和污染度高的超滤浓缩液池内。
由于在显影槽中显影处理被显影基板的显影处理时使用的显影液从显影液循环池中被送入，因此污染度低，减少了因显影液污染引起的制品不良。并且，由于显影槽中也使用污染度比以往低的显影液，因此减少了装置引起的故障，维护性也提高。
并且，由于通过使用过滤精度为截留分子量1000～粒径10μm的超滤过滤器不会截留溶解在显影液中的离子，因此不会失去显影液本身的特性，并且能够截留污染物质，因此能够将滤液的污染度维持在较低的水平。
并且，在显影装置连续运转时，通过定期地废弃超滤浓缩液池内一定量的显影液，定期地往显影液循环池中提供一定量的新显影液，在连续运转时新显影液被定期地提供给显影液循环池，并且从污染度高的超滤浓缩液池内定期地废弃与供给量相当的量，通过这样能够不花时间地确保必要的滤液量，能够有效地供给、排除废液，减少显影液的使用量。
由于新显影液在开始时的初始状态的显影液的显影能力强，然后显影活力逐渐降低，因此在该过程中必须微调显影时间。这是因为显影液中的活性种降低。因此为了补充活性种(活性種)，必须补充新的显影液。但是，由于将新显影液的供给、从超滤浓缩液池中废弃的量保持固定，因此在规定的处理张数下显影能力达到稳定，另外由于维护频度低，因此在该条件固定的稳定状态下不需要微调整显影参数，可以长时间稳定地显影。
这样的显影液的显影能力的稳定状态由新显影液的供给量、从超滤浓缩液池中定期废弃的显影液的量来决定。如果忽略被显影基板带走的量的话，则供给量＝废弃量，通过增减两者能够调整稳定状态下的显影能力。根据感光剂的种类不同，当需要长时间的显影时增加两者的量，反之，当为可以短时间显影的感光剂时通过采取减少的措施能够使其合适化。
所使用的超滤过滤器会与使用时间相对应产生少许恶化，这会引起滤液量降低。但是，通过以一定的间隔对各超滤过滤器实施逆洗处理能够控制这种恶化。
并且，通过固定作为滤液流量与浓缩液流量之比的透液率，即使在浓缩液流量变化了的情况下也总是能获得合适的滤液量，使过滤器的负荷总为固定，能够抑制因负荷变动而使污染物固定在过滤器的内壁面上。这可以提高逆洗效果。
并且，通过固定地保持最合适的液流量，能够消除超滤过滤器在短时间内的网孔堵塞。
并且，通过将超滤过滤器的过滤侧的压力固定地保持在最合适的值，能够降低施加给过滤方向的力的矢量，抑制污染物附着在浓缩液侧的过滤器的壁面上，结果能够延长过滤器的寿命。
并且，使用的超滤过滤器由于截留显影液中的污染物质，随着时间的推移过滤器上产生网孔堵塞，滤液量降低。但是，通过以固定的间隔对各超滤过滤器实施逆流处理，能够消除污染物质堵塞网孔，除去超滤过滤器内部的污染物质，抑制因网孔堵塞使流量降低。
图1表示以往方式与本发明方式的比较。A表示采用了本发明的方式的时间-显影液污染度的关系。而B表示在显影处理了规定张数的被显影基板后将所有的显影液排掉，供给新的显影液时的时间-显影液污染度的关系，C表示连续实施新显影液的供给和排掉显影液池内的显影液，在显影处理规定张数的被显影基板后更换显影液时的时间-显影液污染度的关系。
B方式由于没有定期地排掉显影液池内的显影液和定期地供给新的显影液，因此污染度几乎呈直线恶化。反之，C由于实施了这一过程，因此虽然在显影处理了一定张数后污染度达到稳定，但毕竟凭借考虑了运转成本的排放量，显影液的污染度高，多数情况下影响制品的质量。A的情况即使提供与C相同程度的新显影液也能够将显影液的污染度控制在较低的水平，如图1所示，可以将排掉显影液池内所有的显影液之前的间隔设定得充分长。
如上所述，如果采用本发明，能够提供即使制品大型化作业性也不会恶化、流程管理极其容易的显影装置、显影方法和显影液循环方法。
本发明者们就为了制造彩色滤光片而进行显影处理时的每张被显影基板的显影液使用量进行了相当于图1C的以往方式和相当于图1A的本发明方式的比较试验。结果如下表所示。
表
在上述表1中，BM表示黑底，R表示红色图形，G表示绿色图形，B表示蓝色图形，PS表示柱状隔板的显影液的使用量。
由上述表1可知，以往方式每张彩色滤光片的总显影液使用量为13，而本发明的方式为5，减少到一半以下。结果，本发明方式能够获得非常大的降低成本的效果。另外，本发明的方式(A)无论哪个部件的显影液的使用量都大致相同。特别B或PS的使用量减少。
下面参照附图具体说明本发明的一个实施方式的显影装置、显影方法及显影液循环方法。
图2为本发明的一个实施方式的显影装置的流程图。参照数字4表示显影液循环池，新显影液通过新显影液供给管路3被供给到该显影液循环池4。显影液循环池4内的显影液通过显影液循环泵17输送到显影液使用点1，被显影基板在显影槽2中被显影处理。虽然在图2中使使用点1为喷淋过程，但并不局限于这种方法。显影使用的显影液通过管路24返回显影液循环池4，该循环在装置运转时连续地反复进行。
储存在显影液循环池4中的显影液的一部分通过显影循环液输送泵15输送到超滤浓缩液池5中。虽然图2中没有表示，但新显影液的提供不仅可以从新显影液供给管路3提供，也可以从超滤浓缩液池5提供。因此，在显影液的更新时等，当显影液循环池4及超滤浓缩液池5从空的状态运转时，首先将新显影液填充到显影液循环池4和超滤浓缩液池5两者中。为了管理显影液的量，希望在显影液循环池4和超滤浓缩液池5中设置液面传感器。
超滤浓缩液池5内的显影液通过浓缩液输送泵16送给5个超滤过滤器7～11。显影液在超滤过滤器中分离成透过过滤器的滤液和未透过的浓缩液。前者送往三通阀14的方向，后者送往超滤过滤器浓缩液循环管路21。超滤过滤器浓缩液循环管路21为使浓缩液返回超滤浓缩液池5的循环管路。滤液通常通过三通阀14流经超滤过滤器滤液管路22储存到滤液池12中。再从滤液池12通过滤液输送泵18连续送往显影液循环池4。
运转时，从定透液率模式、定滤液流量模式或者定滤液压力模式中选择任一种模式，在保持其透液率(滤液流量与浓缩液流量之比)、滤液流量或滤液压力为固定值的控制状态下使显影装置运转。这里，虽然浓缩液输送泵16通过变换器(インバ一タ)控制频率可以改变浓缩液的输送压、流量，但并不是循环进行上述3个模式的控制。为了一直维持在根据条件设定的初始设定压力，泵16独立地进行变换器控制。即在显影装置运转中使压力计43一直为设定值地进行控制。
在定透液率模式的情况下，反馈控制气动控制阀(调整阀)32使流量计39的值(滤液流量)与流量计38的值(浓缩液流量)之比(透液率)为设定的值。合适的透液率大多依存于过滤器的种类，特别是被构成过滤器的中空系的内径和截留分子量所左右。如果透液率高，则过滤液流量相对于浓缩液的流量就高，促进污染物滞留在中空系膜的内壁表面，降低逆洗效果。透液率的最佳值最好在全开气动控制阀(调整阀)32时的值的80％以下。在关闭阀35运转时的情况与此相同。
在定滤液流量模式的情况下，反馈控制气动控制阀(调整阀)32使流量计39的值根据超滤过滤器的种类为最合适的值。由于超滤过滤器的最佳流量依种类不同而异，因此如果流量不合适的话，有可能在短时间内产生过滤器的网孔堵塞，不能确保必要的滤液的量。最佳流量值最好在全开气动控制阀(调整阀)32时的值的80％以下。
在定滤液压力模式的情况下，控制气动控制阀(调整阀)32使压力计42的值固定。通过使压力计42的设定值为比超滤过滤器的额定压力小的值能够防止多余的堵塞网孔，能够延长超滤过滤器的维护期间。由于气动控制阀全开时压力计42的值为0kPa，因此可以使压力计42的设定值为10kPa以上。
必须根据显影液的污染度或溶解的感光剂种类选定最合适的过滤精度的超滤过滤器7～11。在本实施方式中，以截留分子量1000～粒径为10μm的范围的超滤过滤器为对象。如果是过滤精度比切截留分子量1000小的超滤过滤器，则阻止溶解的离子透过，因此有可能失去显影液本身的特性；反之，如果是过滤精度超过10μm的超滤过滤器，则不能截留污染物质，降低滤液的清洁程度，因此没有与一般的过滤器相区别的意义。一般地，超滤过滤器的过滤精度用称之为截留分子量的值而加以区分。
并且，本发明中可以使用的超滤过滤器包括称为精密过滤器、微滤器等的通用过滤器。
超滤过滤器的滤液也作为逆洗用的液体使用。连续运转时总是选择1个超滤过滤器作为被逆洗的超滤过滤器。这里作为1个例子，选择超滤过滤器7。虽然从超滤浓缩液池5通过浓缩液输送泵16输送给所有的超滤过滤器，但从选择逆洗模式的超滤过滤器7获得的滤液通过三通阀14流经超滤过滤器逆洗用滤液管路23储存到逆洗池13中。
逆洗池13具有液面传感器，在传感器检测到规定的液面水平时，逆洗液输送泵19开始运转，通过逆洗用滤液管路23及三通阀14输送到超滤过滤器7的滤液侧，进行超滤过滤器7的逆洗。虽然逆洗所使用的液体可以废弃，但这里所示的例通过阀34和逆洗液回收管路20返回超滤浓缩液池5中。逆洗操作为时间管理，在经过规定时间的逆洗操作后，选择下一个超滤过滤器8为逆洗模式，反复进行同样的操作。
逆洗用滤液管路23中安装有流量计45和压力计46，选择逆洗流量固定模式和逆洗压力固定模式中的任一种模式。当选择逆洗流量固定模式时，变换控制浓缩液输送泵16使流量计45的值为设定值。并且，当选择逆洗压力固定模式时，变换控制浓缩液输送泵16使压力计46的值为设定值。无论是逆洗流量固定模式还是逆洗压力固定模式，都能对每个过滤器设置设定值。
逆洗时间由装置的控制系统管理。虽然可以为每个过滤器设定逆洗时间，但希望基本上所有的超滤过滤器7～11以相同的逆洗时间进行逆洗。
逆洗时的自动阀30可以选择打开状态或关闭状态中的任何一种，通常在打开状态下，即在使浓缩液循环的状态下运转。但是，在浓缩液的循环压力高的情况下，或者在使用逆洗效果低的过滤器的情况下，希望在关闭状态下运转。
在连续运转时，1个超滤过滤器内可以流过与正常状态的流向相反的浓缩液。这里，作为1个例子，使超滤过滤器7中反向流过浓缩液。通过这样在超滤过滤器内反向流过浓缩液，使浓缩液的流动变化，能够获得洗净超滤过滤器内部的效果。
从浓缩液输送泵16送出的浓缩液经过阀30和三通阀28流经逆流用管路44，通过三通阀29流入超滤过滤器。洗净超滤过滤器后的浓缩液通过阀31返回超滤浓缩液池5。逆流时间作为时间管理，逆流规定的时间。此时，滤液侧的阀32关闭。
图3为不需要浓缩液逆流用管路的显影装置的流程图。使浓缩液逆流的超滤过滤器通常为1个。这里，作为一个例子，选择超滤过滤器7。在变成逆流模式的同时关闭阀30、打开阀31，如果这样的话，超滤过滤器8～11流出的浓缩液通过流量计38流入超滤过滤器7，开始向超滤过滤器7的逆流。此时阀32关闭，滤液不从超滤过滤器7流出。并且，阀35进行调节，使从超滤过滤器8～11向超滤过滤器7流入适量的浓缩液。
实施例下面说明按照上述实施方式的具体实施例。图2中的显影液循环池4、超滤浓缩液池5、滤液池12和逆洗池13全部具有液面管理传感器，反馈到各泵中使液面一直为固定。特别是显影循环液输送泵15、浓缩液输送泵16和滤液输送泵18密切相关，都以滤液输送泵18送出的滤液的流量为基准。
该滤液流量即是从超滤过滤器获得的滤液的流量的意思，根据安装在超滤过滤器滤液管路22中的流量计36控制泵的频率。一般加上从滤液池12的液面管理传感器获得的信息精确地管理流量。虽然显影循环液输送泵15基本上是直接反馈滤液输送泵18的流量，但由于有显影液循环池4中定期供给新显影液或超滤浓缩液池5中定期排放的影响，因此也接受从各自有的液面管理传感器来的反馈。
在本实施例中，使从滤液输送泵18输送到显影液循环池4中的滤液的流量为10升/分，由显影循环液输送泵15输送到超滤浓缩液池5中的显影液的流量与滤液流量相称，为10升/分，由显影液循环泵17输送给使用点1的显影液的流量为247升/分。
在定滤液流量模式下，将流量计39的值设定为使气动控制阀(调整阀)32全开时的最大流量的80％。通过这样，一般能够防止连续运转时在超滤过滤器的内部壁面产生多余的网孔堵塞，总能获得一定量的滤液。由流量计39测得的流量值直接反馈给气动控制阀(调整阀)32，可以将滤液流量控制在设定值。
在定滤液压力模式下，通过使压力计42的压力值为固定，可以抑制超滤过滤器的网孔堵塞，延长超滤过滤器的维护时间。压力计的压力反馈给气动控制阀(调整阀)32将滤液压力保持固定。压力计42的设定值必须在0kPa以上。为了有效地确保滤液，必须使其为10kPa以上。
所使用的超滤过滤器为5个，截留分子量为30000～50000，选定为例如50000。为了从包含颜料的显影液中除去颜料，必须使截留分子量在10000以下，但由于如果截留分子量过低的话会影响显影液本身的成分，因此判定为截留分子量为30000～50000合适。这是为了确保足够的滤液量，为了降低图1所示的A的稳定状态下的污染度的缘故。
浓缩液输送泵16以输送给5个超滤过滤器的合计约700升的显影液、约3％～10％、例如5％的滤液回收率设计。输送给超滤过滤器的液体的压力以过滤器的质量额定上限的50％为标准，作为运转系统采用可以选择输送液固定模式、滤液流量固定模式这2种模式的装置。
输送液压力固定模式为固定超滤过滤器的输入侧的压力进行运转的模式，与滤液的流量控制无关。即，液体侧阀32可以用手动阀。滤液流量固定模式为固定滤液路径22的流量的模式。两者都从压力计43和流量计38反馈到泵16，通过变换器控制频率数。
输送液压力固定模式由于根据浓缩液的种类或超滤过滤器的时间的推移产生堵塞，滤液量变化，因此为了维持显影液的稳定的成分，希望采用滤液流量固定模式。因此有必要选择滤液流量的变动少、能够在浓缩液的平均压力低的状态下运转的超滤过滤器。另外，浓缩液的平均压力为超滤过滤器的输入侧压力加上输出侧压力除以2获得的值，作为目标希望在100kPa以下。
下面叙述逆洗的实施例，浓缩液压力为100kPa左右。
在浓缩液平均压力为100kPa左右时，逆洗时优选浓缩液循环阀为打开状态。这是因为超滤过滤器的品质额定压力一般为300kPa，通过施加300kPa的逆洗压力能够产生200kPa的压差，能够获得逆洗效果的缘故。在逆洗压力可以设定在浓缩液平均压力的2倍以上的情况下，可以认为在使浓缩液循环的状态下实施逆洗的效果高。
以上说明了逆洗压力固定模式时的情况，但是即使逆洗压力相同，逆洗流量也可能产生大的变动。这大多与超滤过滤器的网孔堵塞问题有关。即，如果过滤器网孔堵塞，则逆洗流量逐渐减少，逆洗效果降低，因此加速了超滤过滤器的网孔堵塞。在发生这种现象时，希望选择逆洗流量固定模式。但是，此时有必要设置逆洗压力的上限。
逆洗时间越长，洗净效果越高，本发明使每个超滤过滤器的最低限洗净时间为20秒，希望在这个时间以上。如前所述，由于洗净是对每一个超滤过滤器单独进行洗净，因此如果逆洗时间取得过长，则对于1个超滤过滤器来说逆洗的间隔就变长。因此调整这里所说的逆洗间隔与逆洗时间的平衡，使逆洗区间在30分钟以内。图4表示了逆洗时间与逆洗区间的关系。
图4中，T1、T3、T5、T7和T9为各超滤过滤器7～11的逆洗池的储存时间，T2、T4、T6、T8、T10为各超滤过滤器7～11的逆洗时间。并且，图中的T11为逆洗区间(インタ一バル)。在假设储存时间为3分钟、逆洗时间为1分钟的情况下，逆洗区间由纯计算为20分钟。虽然在逆洗后可以将5个超滤过滤器7～11全部组装到工作中，但由于逆洗区间的增加、因控制系统的负荷而使滤液流量或浓缩液的循环压力变动，因此在图4所示的例中假设4个超滤过滤器工作。
储存时间与逆洗液的使用量有很大关系。这是因为如果逆洗液的使用量大，则进入到下一个超滤过滤器的逆洗模式时有必要在逆洗池中储存与使用了的量相当的滤液。因此，如果逆洗液的使用量大则储存的时间就变长，结果逆洗区间就变长。
逆洗流量或逆洗压力越大，逆洗效果就越好。因此招致最好将逆洗压力提高到膜的品质额定最大值来进行定压运转的误解。但是，实际上需要考虑与逆洗区间的平衡。本发明通过采用可以选择逆洗流量固定模式和逆洗压力固定模式中的任何一种的模式，根据超滤过滤器与显影液的相合性可以详细条件设定逆洗条件与逆洗区间的平衡。
图5表示用滤液进行逆洗和用浓缩液的逆流进行洗净的机构的时间图表。在图5中，a表示使图1所示的5个超滤过滤器全部运转时的时间区间。g表示使超滤过滤器7内的浓缩液逆流，通过这样洗净超滤过滤器时的时间区间。此时，由于超滤过滤器7的滤液侧的阀关闭，因此获得的滤液量比时间区间a时的少。b表示浓缩液的逆流设定时间结束后，滤液侧的阀打开，从超滤过滤器7获得的滤液到达逆洗池的规定液面水平时的时间。c表示逆洗池内的液面传感器检测到设定的液面水平，实施超滤过滤器7的逆洗所需要的时间。
在时间区间c结束的时刻，5个超滤过滤器再次进入运转。d表示超滤过滤器8的逆洗模式之前的所有过滤器运转时的时间区间。
f为时间区间a、g、b及c的合计，为了洗净(逆洗和逆流)而选择的超滤过滤器7的1个循环由这个时间决定。
然后，逆洗、逆流模式前进到下一个超滤过滤器8，以时间区间h再次逆流超滤过滤器8内的浓缩液，结束后开始往逆洗池内储存滤液。同样地，依次在各超滤过滤器中实施该逆洗、逆流循环。
在1个循环中，b为由过滤器的输送液压力和过滤器的种类决定的时间。因此通过决定c、f作为参数，可以任意地确定1个循环。由于该参数的确定而决定滤液量、逆洗效率，因此必须以适合的值运转。在逆洗为压力固定时，为了在短时间内尽可能多地透过液体，直接用压力上限值来实施。
权利要求
1.一种显影装置，其特征在于具备显影液循环系统、超滤过滤器和滤液/浓缩液循环系统，(1)所述显影液循环系统包括进行显影处理的显影槽、收容显影液的显影液循环池、将上述显影液循环池内的显影液输送到上述显影槽内的机构、使上述显影槽内进行显影处理所使用过的显影液返回上述显影液循环池内的机构；(2)所述超滤过滤器将上述显影液分离成滤液和浓缩液；(3)所述滤液/浓缩液循环系统包括收容从上述显影液循环池中取出了一部分的显影液的超滤浓缩液池、将上述超滤浓缩液池内的显影液输送到上述超滤过滤器中的机构、使在上述超滤过滤器中被分离的浓缩液返回上述超滤浓缩液池内的机构、使在上述超滤过滤器中被分离的滤液返回上述显影液循环系统的机构。
2.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，上述超滤过滤器具有截留分子量1000～粒径10μm的过滤精度。
3.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还具备在显影装置连续运转时，定期地废弃一定量的上述超滤浓缩液池内的显影液的机构、以及在显影装置连续运转时定期地向上述显影液循环池内供给一定量的新显影液的机构。
4.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还具备用于调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量的调整阀、测量来自上述超滤过滤器的滤液的流量的流量计、测量来自上述超滤过滤器的浓缩液的流量的流量计、以及自动调节上述滤液流量与浓缩液流量之比将其固定地保持在最佳值的定透液率模式机构。
5.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还具备用于调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量的调整阀、用于测量来自上述超滤过滤器的滤液的流量的流量计、以及自动调节上述滤液流量将其固定地保持在最佳值的定滤液流量模式机构。
6.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还具备用于调节来自上述超滤过滤器的滤液的流量的调整阀、用于测量来自上述超滤过滤器的滤液的压力的压力计、以及自动调节来自上述超滤过滤器的滤液的压力将其固定地保持在最佳值的定滤液压力模式机构。
7.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，还具备将逆洗液输送到上述超滤过滤器的逆洗液供给系统。
8.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗液供给系统具备测量上述逆洗液的流量的流量计、以及测量上述逆洗液的压力的压力计。
9.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗液供给系统具备将在上述超滤过滤器被分离的滤液作为过滤器的逆洗液储存的逆洗液池。
10.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗液供给系统具备根据上述流量计或压力计中的任一个反馈来的测量值控制上述逆洗液的流量或压力，以维持在设定值的逆洗控制系统。
11.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗控制系统可以设定逆洗时间。
12.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗控制系统在上述超滤过滤器的上游的浓缩液循环路径中具备自动阀，在逆洗时可以选择闭阀状态或开阀状态。
13.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，上述逆洗控制系统具备带变换器的逆洗泵，通过控制泵的频率来维持设定值地进行控制。
14.如权利要求7所述的显影装置，其特征在于，具有多个上述超滤过滤器，将来自第1个超滤过滤器的滤液储存到上述逆洗池内，将储存了的滤液作为第1个超滤过滤器的逆洗液使用；具备依次同样地逆洗第2个及以后的超滤过滤器的机构，并且在连续运转时多个超滤过滤器定期地被依次逆洗。
15.如权利要求1所述的显影装置，其特征在于，具有多个上述超滤过滤器，使第1个超滤过滤器内的浓缩液的流动向与正常状态下的流向相反的方向逆流，从而通过改变浓缩液的流动来洗净超滤过滤器的内部；对于第2个及以后的超滤过滤器具有依次同样地使浓缩液的流动逆流的机构，并且在连续运转时对于多个超滤过滤器依次使浓缩液的流动逆流。
16.一种显影方法，其特征在于，使用权利要求1～15中的任一项所述的显影装置，在上述显影槽中，用从上述显影液循环池中输送来的显影液进行被显影体的显影处理。
17.一种显影液循环方法，其特征在于，使用权利要求1～15中的任一项所述的显影装置，定期地从上述超滤浓缩液池中废弃显影液，定期地向上述显影液循环池中供给相当于该废弃掉的显影液的量的新显影液，由此来维持液量平衡。
全文摘要
一种显影装置，具备显影液循环系统、超滤过滤器和滤液/浓缩液循环系统，(1)所述显影液循环系统包括进行显影处理的显影槽、收容显影液的显影液循环池、将上述显影液循环池内的显影液输送到上述显影槽内的机构、使上述显影槽内进行显影处理所使用过的显影液返回上述显影液循环池内的机构；(2)所述超滤过滤器将上述显影液分离成滤液和浓缩液；(3)所述滤液/浓缩液循环系统包括收容从上述显影液循环池中取出一部分的显影液的超滤浓缩液池、将上述超滤浓缩液池内的显影液输送到上述超滤过滤器的机构、使在上述超滤过滤器中被分离的浓缩液返回上述超滤浓缩液池内的机构、以及使在上述超滤过滤器中被分离的滤液返回上述显影液循环系统的机构。
文档编号B01D61/14GK1745338SQ200480002989
公开日2006年3月8日 申请日期2004年10月27日 优先权日2003年10月28日
发明者谷胁和磨, 池田武司, 宿南友幸, 松本泰明, 多田昌广, 古谷直树, 楠进也, 松苗贵久, 天满屋裕, 三桥则登, 茅根博之 申请人:凸版印刷株式会社