(57)【要約】  直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッド（６）を、直線移動機構から分離独立した回転機構を設けずに、インクジェット用塗布ヘッド（６）の移動方向たるＸ軸方向に直交するＺ軸方向の回転軸線回りに回転調整する。  Ｘ軸方向に各駆動源（１１１，１１２）により直線移動される第１と第２の２つの移動体（１０１，１０２）と、第１と第２の両移動体（１０１，１０２）がＸ軸方向に同期移動するときには、インクジェット用塗布ヘッド（６）をＸ軸方向に直線移動させ、両移動体（１０１，１０２）がＸ軸方向に相対移動するときには、この相対移動をインクジェット用塗布ヘッド（６）の回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構（１２）とを備える。
2010100928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドを、当該塗布ヘッドの移動方向たるＸ軸方向に直交するＺ軸方向の回転軸線回りに回転調整する回転調整装置であって、
Ｘ軸方向に各別の駆動源により直線移動される第１と第２の２つの移動体と、第１と第２の両移動体がＸ軸方向に同期移動するときは前記インクジェット用塗布ヘッドをＸ軸方向に直線移動させ、両移動体がＸ軸方向に相対移動するときに、この相対移動を前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構とを備えることを特徴とするインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【請求項２】
前記両移動体のＸ軸方向の相対位置関係をリニヤスケールにより把握し、この相対位置関係に基づいて前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転角を算出することを特徴とする請求項１記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【請求項３】
前記インクジェット用塗布ヘッドがＸ軸方向に並べて複数設けられると共に、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数の前記変換機構が設けられ、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の前記第１移動体をＸ軸方向に直線移動させる第１駆動源と、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の前記第２移動体をＸ軸方向に直線移動させる第２駆動源とを備えることを特徴とする請求項１又は２記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【請求項４】
Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、前記第１移動体と前記第２移動体は、前記回転軸線を挟んでＹ軸方向に対向するように配置され、前記変換機構は、前記インクジェット用塗布ヘッドと一体に前記回転軸線回りに回転するように前記インクジェット用塗布ヘッドに連結したＹ軸方向に長手のアームと、アームのＹ軸方向一端部を前記第１移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第１連結部と、前記アームのＹ軸方向他端部を前記第２移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第２連結部とで構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【請求項５】
Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、前記第１移動体は、前記インクジェット用塗布ヘッドを前記回転軸線回りに回転自在に支持する支持体で構成され、前記第２移動体は、前記回転軸線からＹ軸方向片側に離して配置され、前記変換機構は、前記インクジェット用塗布ヘッドと一体に前記回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したＹ軸方向片側にのびるアームと、アームのＹ軸方向片側の端部を前記第２移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する連結部とで構成されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【請求項６】
前記インクジェット用塗布ヘッドは、前記回転軸線に直交する方向に列設した複数のノズルを備えることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドをその移動方向に直交する方向の回転軸線回りに回転調整するインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィー工程を経ることなく基板上に微細な導電パターン等を直接形成するためにインクジェット式塗布装置を用いることが知られている。また、近年では、大面積の薄膜トランジスタ基板の製作過程において数μｍの高細密なソース・ドレイン電極パターンを形成すること、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタ、配向膜やスペーサを形成することにもインクジェット式塗布装置が利用されている。【０００３】
この種の塗布装置としては、従来、特許文献１記載のものが知られている。このものは、基板を吸着支持するステージとインクジェット用塗布ヘッドとを備えている。ステージは１軸方向(Ｙ軸方向)に直線移動自在である。また、ステージの移動経路上で当該ステージを跨ぐようにして設けられた門型のフレームに塗布ヘッドをステージの移動方向と直交する方向(Ｘ軸方向)に直線移動自在に支持している。また、塗布ヘッドには、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交する方向(Ｚ軸方向)と直交する方向に複数のノズルが列設されている。そして、塗布ヘッドをＺ軸方向の回転軸線回りに回転調整自在とし、この回転調整によりノズル間ピッチのＸ軸方向成分を可変できるようにしている。これによれば、ステージをＹ軸方向に移動させて、各ノズルからの液滴を基板に塗布する際、Ｘ軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。【０００４】
ところで、上記従来例のものでは、塗布ヘッドをＸ軸方向に直線移動させる機構とは分離独立した駆動源を有する回転機構で塗布ヘッドを回転軸線回りに回転調整するようにしており、装置が大型化すると共にコスト高になる不具合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７３８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、直線移動機構から分離独立した回転機構を設けずにインクジェット用塗布ヘッドを回転調整することができるようにした小型安価な回転調整装置を提供することをその課題としている。
【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、本発明は、直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドを、当該塗布ヘッドの移動方向たるＸ軸方向に直交するＺ軸方向の回転軸線回りに回転調整する回転調整装置であって、Ｘ軸方向に各別の駆動源により直線移動される第１と第２の２つの移動体と、第１と第２の両移動体がＸ軸方向に同期移動するときは前記インクジェット用塗布ヘッドをＸ軸方向に直線移動させ、両移動体がＸ軸方向に相対移動するときに、この相対移動を前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構とを備えることを特徴とする。【０００８】
本発明によれば、直線移動機構を構成する第１と第２の両移動体をＸ軸方向に相対移動させることで、変換機構を介してインクジェット用塗布ヘッドを回転軸線回りに回転調整することができる。ここで、本発明では、第１移動体用と第２移動体用の２つの駆動源が必要になるが、第１と第２の両移動体の同期移動でインクジェット用塗布ヘッドがＸ軸方向に直線移動されるため、各駆動源に作用する負荷はインクジェット用塗布ヘッドの直線移動負荷の半分になる。従って、各駆動源は低出力の小型のもので足り、インクジェット用塗布ヘッドの回転機構用の駆動源が不要になることと相俟って、装置の小型化及びコストダウンを図ることができる。【０００９】
ところで、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線回りの回転角を回転式エンコーダで検出することも可能であるが、回転角を高精度で制御するには高分解能のエンコーダが必要になり、コストが高くなる。そのため、本発明においては、第１と第２の両移動体のＸ軸方向の相対位置関係をリニヤスケールにより把握し、この相対位置関係に基づいてインクジェット用塗布ヘッドの回転軸線回りの回転角を算出することが望ましい。ここで、本発明では、第１と第２の両移動体のＸ軸方向の相対移動をインクジェット用塗布ヘッドの回転運動に変換するため、インクジェット用塗布ヘッドと両移動体との距離を適切に取ることにより、両移動体のＸ軸方向の相対位置のずれに比し微小角度でインクジェット用塗布ヘッドを回転させることができる。従って、リニヤスケールで把握する両移動体のＸ軸方向の相対位置関係の分解能が然程高くなくても、インクジェット用塗布ヘッドの回転角を高分解能で検出することができる。【００１０】
また、インクジェット用塗布ヘッドがＸ軸方向に並べて複数設けられる場合、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数の変換機構が設けられ、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の第１移動体をＸ軸方向に直線移動させる第１駆動源と、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の第２移動体をＸ軸方向に直線移動させる第２駆動源とを備えることが望ましい。これによれば、第１駆動源と第２駆動源とで第１移動体と第２移動体とをＸ軸方向に相対移動させることにより、複数のインクジェット用塗布ヘッドを同時に回転調整することができ、有利である。【００１１】
尚、Ｘ軸方向及びＺ軸方向に直交する方向をＹ軸方向として、第１移動体と第２移動体が、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線を挟んでＹ軸方向に対向するように配置される場合、変換機構は、インクジェット用塗布ヘッドと一体に回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したＹ軸方向に長手のアームと、アームのＹ軸方向一端部を第１移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第１連結部と、アームのＹ軸方向他端部を第２移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第２連結部とで構成すればよい。また、第１移動体が、インクジェット用塗布ヘッドを回転軸線回りに回転自在に支持する支持体で構成され、第２移動体が、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線からＹ軸方向片側に離して配置される場合、変換機構は、インクジェット用塗布ヘッドと一体に回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したＹ軸方向片側にのびるアームと、アームのＹ軸方向片側の端部を前記第２移動体にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する連結部とで構成すればよい。【００１２】
また、インクジェット用塗布ヘッドが、前記回転軸線に直交する方向に列設した複数のノズルを備えていれば、塗布ヘッドを回転調整することで、ノズル間ピッチのＸ軸方向成分を可変して、Ｘ軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態の回転調整装置を具備する塗布装置の側面図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線で切断した切断正面図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断した切断平面図。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線で切断した拡大切断側面図。
【図５】第２実施形態の図４に対応する切断側面図。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１〜図３は、本発明の実施形態の回転調整装置を具備するインクジェット式塗布装置を示している。この塗布装置は、プラットホーム１を備え、このプラットホーム１上に直方体形状のベース板２が配置されている。ベース板２上には、処理対象物たる基板Ｓを吸着保持するステージ３がベース板２の上面に固定したガイドレール４に沿って水平の１軸方向（Ｙ軸方向）に移動自在に支持されている。そして、図示省略したモータにより送りねじ機構を介してステージ３がＹ軸方向に往復動されるようにしている。【００１５】
ベース板２上には、Ｙ軸方向に直交する水平方向（Ｘ軸方向）に長手の門型のフレーム５がステージ３の移動経路を跨ぐようにして配置されている。そして、フレーム５に、インクジェット用塗布ヘッド６をＸ軸方向に並べて複数個吊持している。【００１６】
各塗布ヘッド６は、図４に明示する如く、インクタンク６ａと、インクタンク６ａの下端にインクチャンバ６ｂを介して取り付けられるノズルヘッド６ｃとを備える公知のものであり、インクチャンバ６ｂに設けたピエゾ素子を適宜駆動させて、インクタンク６ａに収納された処理液をノズルヘッド６ｃの下面に形成したノズル６ｄ(図３参照)から滴下するように構成されている。ノズル６ｄは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に直交するＺ軸方向と直交する方向に列設されている。尚、各塗布ヘッド６には、ノズルヘッド６ｃがノズル６ｄの列設方向の間隔を存して一対に設けられている。【００１７】
ここで、本実施形態では、各塗布ヘッド６をＸ軸方向に移動自在とすると共に、Ｚ軸方向の回転軸線回りに回転調整自在としている。以下、この点について詳述する。各塗布ヘッド６のインクタンク６ａ上には、Ｚ軸方向の支軸６ｅが立設されている。フレーム５には、支軸６ｅが挿通されるＸ軸方向に長手のスリット５ａが形成されており、フレーム５上にスリット５ａの両脇に位置させてＸ軸方向に長手の一対のガイドレール７を固定している。そして、各塗布ヘッド６を支軸６ｅにおいて回転自在に吊持する支持体８を設け、この支持体８をスライダ８ａを介してガイドレール７に摺動自在に係合させている。【００１８】
また、フレーム５上にスリット５ａからＹ軸方向一方と他方とに離隔させてＸ軸方向に長手の一対のレール支持板５ｂを立設し、各レール支持板５ｂにＸ軸方向に長手の上下一対のガイドレール９を固定している。そして、Ｙ軸方向一方(図４で左方)のレール支持板５ｂに固定したガイドレール９にスライダ１０ａを介して摺動自在に係合する第１移動体１０１と、Ｙ軸方向他方(図４で右方)のレール支持板５ｂに固定したガイドレール９にスライダ１０ａを介して摺動自在に係合する第２移動体１０２とを設けている。【００１９】
第１移動体１０１は複数の塗布ヘッド６に対応して複数設けられているが、これら複数の第１移動体１０１はリニヤモータから成る共通の第１駆動源１１１により同期してＸ軸方向に移動される。同様に、第２移動体１０２は複数の塗布ヘッド６に対応して複数設けられているが、これら複数の第２移動体１０２はリニヤモータから成る共通の第２駆動源１１２により同期してＸ軸方向に移動される。【００２０】
また、第１と第２の両移動体１０１，１０２がＸ軸方向に同期移動するときは塗布ヘッド６をＸ軸方向に直線移動させ、両移動体１０１，１０２がＸ軸方向に相対移動するときに、この相対移動を塗布ヘッド６の支軸６ｅの軸線（回転軸線）回りの回転運動に変換する変換機構１２を備えている。この変換機構１２は、塗布ヘッド６と一体に支軸６ｅの軸線回りに回転するように支軸６ｅに連結したＹ軸方向に長手のアーム１３と、アーム１３のＹ軸方向一端部を第１移動体１０１にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第１連結部１４１と、アーム１３のＹ軸方向他端部を第２移動体１０２にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する第２連結部１４２とで構成されている。尚、変換機構１２は、複数の塗布ヘッド６に対応して複数設けられている。【００２１】
第１と第２の各連結部１４１，１４２は、第１と第２の各移動体１０１，１０２に設けたＹ軸方向内方にのびるガイドレール１４１に摺動自在に吊持されるスライダ１４２を備えており、このスライダ１４２に垂設したＺ軸方向の軸部１４３をアーム１３の端部に回転自在に連結している。これによれば、スライダ１４２によりＹ軸方向の移動の自由度が確保され、軸部１４３によりＺ軸方向の軸線回りの回転の自由度が確保される。【００２２】
第１と第２の両移動体１０１，１０２をＸ軸方向に同期移動させると、第１と第２の両連結部１４１，１４２もＸ軸方向に同期して移動することになり、アーム１３を介して塗布ヘッド６がＸ軸方向に直線移動させられる。一方、第１と第２の両移動体１０１，１０２をＸ軸方向に相対移動、例えば、第１移動体１０１をＸ軸方向一方に移動させ、第２移動体１０２をＸ軸方向他方に移動させると、第１と第２の両連結部１４１，１４２のＸ軸方向の相対位置のずれを生じ、このずれ分だけアーム１３が支軸６ｅの軸線回りに回転して、アーム１３と一体に塗布ヘッド６も回転する。【００２３】
また、各レール支持板５ｂ上には、リニヤスケール１５の目盛り板１５ａが固定され、少なくとも１つの第１移動体１０１と第２第２移動体１０２上には、リニヤスケール１５の検出ヘッド１５ｂが固定されている。そして、リニヤスケール１５により第１と第２の各移動体１０１，１０２のＸ軸方向位置を検出し、第１と第２の各駆動源１１１，１１２を制御している。なお、第１及び第２の各移動体１０１，１０２を塗布ヘッド６毎に設けた場合には、塗布ヘッド６相互の間隔を調節することができる。そこで、本実施形態では、調節後の各塗布ヘッド６の位置確認のために、塗布ヘッド６毎にリニヤスケール１５の検出ヘッド１５ｂを設けている。【００２４】
また、塗布ヘッド６の回転調整を行う際は、第１移動体１０１用のリニヤスケール１５と第２移動体１０２用のリニヤスケール１５とから第１と第２の両移動体１０１，１０２のＸ軸方向の相対位置関係を把握して、この相対位置関係から塗布ヘッド６の回転角を算出し、この回転角が所要の角度になるように第１と第２の両移動体１０１，１０２をＸ軸方向に相対移動させる制御を行う。【００２５】
ここで、本実施形態では、第１と第２の両移動体１０１，１０２のＸ軸方向の相対移動を塗布ヘッド６の回転運動に変換するため、塗布ヘッド６の支軸６ｅと両移動体１０１，１０２との距離(アーム１３の長さ)を適切に取ることにより、両移動体１０１，１０２のＸ軸方向の相対位置のずれに比し微小角度で塗布ヘッド６を回転させることができる。従って、リニヤスケール１５で把握する両移動体１０１，１０２のＸ軸方向の相対位置関係の分解能が然程高くなくても、塗布ヘッド６の回転角を高分解能で検出することができ、塗布ヘッド６の回転調整を高精度で行うことが可能になる。【００２６】
基板Ｓの塗布処理に際しては、ステージ３をＹ軸方向に移動させて、塗布ヘッド６を基板Ｓに対しＹ軸方向に走査させ、所定のパターンで基板Ｓにノズル６ｄからの液滴を塗布する。次に、塗布ヘッド６を第１と第２の両移動体１０１，１０２の同期移動でＸ軸方向に所定距離直線移動させ、この状態でステージ３をＹ軸方向に移動させることを繰り返す。【００２７】
ここで、本実施形態では、塗布ヘッド６を上記の如く回転調整することで、ノズル間ピッチのＸ軸方向成分を可変できる。これにより、塗布ヘッド６を基板１に対しＹ軸方向に走査して、各ノズル６ｄからの液滴を基板Ｓに塗布する際、Ｘ軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。【００２８】
また、本実施形態では、第１移動体１０１用の第１駆動源１１１と第２移動体１０２用の第２駆動源１１２との２つの駆動源が必要になるが、第１と第２の両移動体１０１，１０２の同期移動で塗布ヘッド６がＸ軸方向に直線移動されるため、各駆動源１１１，１１２に作用する負荷は塗布ヘッド６の直線移動負荷の半分になる。従って、各駆動源１１１，１１２は低出力の小型のもので足り、塗布ヘッド６の回転機構用の駆動源が不要になることと相俟って、装置の小型化及びコストダウンを図ることができる。【００２９】
更に、本実施形態では、複数の第１移動体１０１を共通の第１駆動源１１１でＸ軸方向に移動させると共に、複数の第２移動体１０２を共通の第２駆動源１１２でＸ軸方向に移動させるため、これら第１移動体１０１と第２移動体１０２とを同時にＸ軸方向に相対移動させて、複数の塗布ヘッド６を同時に回転調整することができる。【００３０】
尚、第１と第２の各移動体１０１，１０２を複数の塗布ヘッド６に共通の単一のものにすることも可能である。然し、本実施形態のように第１と第２の各移動体１０１，１０２を塗布ヘッド６毎に個別に設ければ、塗布ヘッド６の増設が容易になり、有利である。【００３１】
次に、図５に示す第２実施形態について説明する。尚、上記第１実施形態と同様の部材、部位には上記と同一の符号を付している。第２実施形態では、第１移動体１０１が、塗布ヘッド６を支軸６ｅにおいて回転自在に支持する支持体８で構成されている。そして、支持体８をリニヤモータから成る第１駆動源１１１でＸ軸方向に直線移動させるようにしている。【００３２】
第２移動体１０２は、上記第１実施形態のものと同様に構成されている。そして、変換機構１２を、塗布ヘッド６の支軸６ｅの上端に固定した、第２移動体１０２側、即ち、Ｙ軸方向片側にのびるアーム１３と、アーム１３のＹ軸方向片側の端部を第２移動体１０２にＹ軸方向の移動とＺ軸方向の軸線回りの回転との２軸の自由度を持って連結する連結部１４とで構成している。尚、連結部１４は、第１実施形態と同様に、第２移動体１０２に設けたＹ軸方向内方にのびるガイドレール１４１に摺動自在に吊持されるスライダ１４２を備えており、このスライダ１４２に垂設したＺ軸方向の軸部１４３をアーム１３の端部に回転自在に連結している。【００３３】
第２実施形態のものでも、第１移動体１０１たる支持体８と第２移動体１０２とをＸ軸方向に同期移動させると、塗布ヘッド６がＸ軸方向に直線移動し、支持体８と第２移動体１０２とをＸ軸方向に相対移動させると、塗布ヘッド６が支軸６ｅの軸線回りに回転して、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。【００３４】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、第１と第２の各駆動源１１１，１１２をリニヤモータで構成したが、通常のサーボモータで各駆動源１１１，１１２を構成し、サーボモータにより送りねじ機構を介して第１と第２の各移動体１０１，１０２をＸ軸方向に移動させるようにしてもよい。なお、サーボモータを用いる場合には、塗布ヘッド６毎に第１及び第２の各移動体１０１，１０２を個別に設けると、各移動体分の送りねじ機構が必要となるので、第１の移動体１０１と第の移動体１０２を複数の塗布ヘッド全体に共通する単一の構成とすることが望ましい。
【符号の説明】
【００３５】
６…インクジェット用塗布ヘッド、６ｄ…ノズル、８…支持体、１０１…第１移動体、１０２…第２移動体、１１１…第１駆動源、１１２…第２駆動源、１２…変換機構、１３…アーム、１４１…第１連結部、１４２…第２連結部、１５…リニヤスケール。
【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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【国際調査報告】
2010100928.tif 000008
2010100928.tif 000009