(57)【要約】【課題】移動自在な垂直ベース５３に吐出ユニット３を取り付けた構成において、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ユニット３の振動を抑制可能とする。【解決手段】垂直ベース５３を、梁５１３により支持するのみならず、梁５１３の反対側から第２支持機構６によっても支持する。こうして、両側に配置された梁５１３と第２支持機構６で垂直ベース５３を強固に支持することが可能となり、その結果、垂直ベース５３に取り付けられた吐出ユニット３を吐出時に発生する反力に抗してしっかりと支持することができる。よって、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ユニット３の振動を抑制することが可能となる。【選択図】図３
2013027829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持部材と、前記第１支持部材の片側に配置されて前記第1支持部材に対して移動自在な状態で前記第１支持部材に支持される第１可動部材とを有する第１支持機構と、
前記第１可動部材に取り付けられて、パターンを形成するための材料を含む塗布液を吐出する吐出ヘッドと、
前記第１支持部材の反対側から前記第１可動部材に接続された接続部材と、
前記第１可動部材に対して前記第１支持部材の反対側に配置されており、前記第１可動部材の移動に伴って移動自在に前記接続部材を支持することで、前記接続部材を介して前記第１支持部材の反対側から前記第１可動部材を支持する第２支持機構と
を備えたことを特徴とする吐出装置。
【請求項２】
前記第２支持機構は、第２支持部材、および前記第２支持部材に対して移動自在な状態で前記第２支持部材により支持された第２可動部材を有し、前記接続部材は、前記第２可動部材に取り付けられて、前記第１可動部材の移動に伴って前記第２可動部材と一緒に移動自在となっている請求項１に記載の吐出装置。
【請求項３】
前記吐出ヘッドが前記塗布液を吐出する吐出方向は、前記第１可動部材から前記第１支持部材側に向かう水平方向へ傾いている請求項１または２に記載の吐出装置。
【請求項４】
前記接続部材は棒状の部材であり、前記第２支持機構は、前記吐出ヘッドの前記吐出方向に対して平行に前記接続部材を支持する請求項３に記載の吐出装置。
【請求項５】
前記第１可動部材が移動する方向は、前記吐出方向に直交する水平方向である請求項３または４に記載の吐出装置。
【請求項６】
前記第１支持機構は、前記第１支持部材に取り付けられて前記第１可動部材の移動を案内するガイド部材を有し、前記第１可動部材は、前記ガイド部材を介して前記第１支持部材に移動自在に支持されている請求項１ないし５のいずれか一項に記載の吐出装置。
【請求項７】
前記吐出ヘッドは、前記ガイド部材の下側で前記塗布液を吐出する請求項６に記載の吐出装置において、前記ガイド部材は、前記第１支持部材の上面に配置されている吐出装置。
【請求項８】
基板を支持する支持手段と、
請求項１ないし７のいずれか一項に記載の吐出装置と
を備え、
前記吐出装置が備える前記吐出ヘッドを前記支持手段に対して相対的に移動させながら、前記吐出ヘッドから前記基板に塗布液を吐出して、前記基板にパターンを形成することを特徴とするパターン形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パターンを形成するための材料を含む塗布液を吐出する吐出ヘッドを、移動自在な可動部材により支持する構成を備えた吐出装置、および当該吐出装置を備えたパターン形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、吐出ヘッド（塗布ヘッド）をＸ軸方向に移動自在に支持したパターン塗布装置（ペースト塗布装置）が記載されている。具体的には、門型フレームが有する梁部材の側面にＸ軸移動テーブルが支持されており、このＸ軸移動テーブルに吐出ヘッドが取り付けられている。こうして、吐出ヘッドがＸ軸移動テーブルと一緒に移動自在となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２９０９７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述のような構成では、塗布液の吐出時に発生する反力によって吐出ヘッドが振動して、塗布液の吐出対象である基板上で塗布液の塗布位置がずれてしまうといった問題が引き起こされる場合があった。これに対して、特許文献１の構成では、可動部材を支持するものは、可動部材の片側に配置された（門型フレームの）梁部材のみである。しかしながら、このように、片側に配置された梁部材でのみ支持された可動部材によって、吐出時に発生する反力に抗して吐出ヘッドをしっかりと支持することは困難であり、その結果、吐出時の反力によって吐出ヘッドが振動してしまう場合があった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、移動自在な可動部材に吐出ヘッドを取り付けた構成において、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ヘッドの振動を抑制可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかる吐出装置は、上記目的を達成するために、第１支持部材と、第１支持部材の片側に配置されて第1支持部材に対して移動自在な状態で第１支持部材に支持される第１可動部材とを有する第１支持機構と、第１可動部材に取り付けられて、パターンを形成するための材料を含む塗布液を吐出する吐出ヘッドと、第１支持部材の反対側から第１可動部材に接続された接続部材と、第１可動部材に対して第１支持部材の反対側に配置されており、第１可動部材の移動に伴って移動自在に接続部材を支持することで、接続部材を介して第１支持部材の反対側から第１可動部材を支持する第２支持機構とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明（吐出装置）では、第１可動部材は、第１支持部材の片側に配置されて、第１支持部材に対して移動自在な状態で第１支持部材に支持されており、この第１可動部材に吐出ヘッドが取り付けられている。こうして、吐出ヘッドが取り付けられた第１可動部材を第１支持部材により支持した上で、この発明は、第１可動部材に対して第１支持部材の反対側に配置された第２支持機構により、第１可動部材をさらに支持する構成を備える。つまり、第１可動部材には第１支持部材の反対側から接続部材が接続されており、第２支持機構はこの接続部材を支持することで、接続部材を介して第１支持部材の反対側から第１可動部材を支持している。しかも、第２支持機構は、第１可動部材の移動に伴って移動自在に接続部材を支持している。したがって、第１可動部材は、その移動を妨げられること無く接続部材を介して第２支持機構により支持される。
【０００８】
このように、第１可動部材は、第１支持部材により支持されるのみならず、第１支持部材の反対側から第２支持機構によっても支持されている。こうして、両側に配置された第１支持部材と第２支持機構で第１可動部材を強固に支持することが可能となり、その結果、第１可動部材に取り付けられた吐出ヘッドを吐出時に発生する反力に抗してしっかりと支持することができる。よって、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ヘッドの振動を抑制することが可能となる。
【０００９】
なお、第２支持機構の具体的な構成としては、例えば次のようなものを採用できる。すなわち、第２支持機構は、第２支持部材、および第２支持部材に対して移動自在な状態で第２支持部材により支持された第２可動部材を有し、接続部材は、第２可動部材に取り付けられて、第１可動部材の移動に伴って第２可動部材と一緒に移動自在となっているように、吐出装置を構成しても良い。
【００１０】
また、吐出ヘッドが塗布液を吐出する吐出方向は、第１可動部材から第１支持部材側に向かう水平方向へ傾いているように、塗布装置を構成しても良い。このような構成では、吐出液の吐出時には、第１支持部材の反対側へ向く反力が第１可動部材に働く。これに対して、この発明では、第１支持部材の反対側から第１可動部材を支持する構成（第２支持機構や接続部材）が設けられているため、この第１可動部材への反力に抗する抗力を第１可動部材に効率的に加えることができ、吐出ヘッドの振動を効果的に抑制することが可能となる。
【００１１】
このとき、接続部材は棒状の部材であり、第２支持機構は、吐出ヘッドの吐出方向に対して平行に接続部材を支持するように、吐出装置を構成しても良い。このように棒状の接続部材を吐出ヘッドの吐出方向へ平行に支持することで、吐出液の吐出時に第１可動部材に働く反力に抗する抗力をより効率的に第１可動部材へ加えることができ、吐出ヘッドの振動をより効果的に抑制することが可能となる。
【００１２】
ちなみに、第１可動部材の移動方向や、第１可動部材を移動自在に支持する具体的構成としては次のようなものが一例として挙げられる。つまり、第１可動部材が移動する方向は、吐出方向に直交する水平方向であるように、吐出装置を構成しても良い。また、第１支持機構は、第１支持部材に取り付けられて第１可動部材の移動を案内するガイド部材を有し、第１可動部材は、ガイド部材を介して第１支持部材に移動自在に支持されているように、吐出装置を構成しても良い。
【００１３】
なお、吐出ヘッドは、ガイド部材の下側で塗布液を吐出する吐出装置では、第１可動部材がガイド部材に対して移動することで巻き起こる塵等が落下して、吐出ヘッドが塗布液を吐出する対象物（基板）に付着するおそれがある。そこで、ガイド部材は、第１支持部材の上面に配置されているように吐出装置を構成しても良い。これによって、吐出対象物への塵等の付着を抑制することができる。
【００１４】
また、この発明にかかるパターン形成装置は、上記目的を達成するために、基板を支持する支持手段と、上記吐出装置とを備え、吐出装置が備える吐出ヘッドを支持手段に対して相対的に移動させながら、吐出ヘッドから基板に塗布液を吐出して、基板にパターンを形成することを特徴としている。このような発明（パターン形成装置）では、上記吐出装置を備えているため、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ヘッドの振動を抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
移動自在な可動部材に吐出ヘッドを取り付けた構成において、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ヘッドの振動を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明を適用可能なパターン形成装置の一実施形態を示す図である。
【図２】吐出装置の全体構成を部分的に示す斜視図である。
【図３】吐出装置の全体構成を部分的に示す側面図である。
【図４】吐出装置の全体構成を部分的に示す平面図である。
【図５】フィンガー用の吐出ユニットとその周りの構成を部分的に示す斜視図である。
【図６】フィンガー用の吐出ユニットとその周りの構成を部分的に示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は本発明を適用可能なパターン形成装置の一例を示す図である。図１および以下に説明する図では、ＸＹＺ直交座標軸を適宜示すとともに、鉛直方向であるＺ軸の周りにθ回転座標軸を適宜示す。また、以下では、各座標軸の矢印方向を正方向と適宜称するとともに、各座標軸の矢印と逆方向を負方向と適宜称する。
【００１８】
このパターン形成装置１は、例えば表面に光電変換層が形成された単結晶シリコンウエハーなどの基板Ｗに導電性を有する電極配線パターンを形成し、例えば太陽電池として利用される光電変換デバイスを製造する装置である。この装置１は、例えば光電変換デバイスの光入射面に集電電極パターンを形成するという用途に好適に使用することができる。そこで、以下では、特開２０１１−７１１５６号公報に記載のようなフィンガー電極およびバス電極（集電電極パターン）を、光電変換層が形成された基板Ｗに形成する場合に本発明を適用した例について説明する。
【００１９】
このパターン形成装置１では、基台１２が設けられるとともに、上面に基板Ｗを支持するステージ１４が基台１２の上に配置されている。このステージ１４は、図示を省略するステージ移動機構によって、Ｙ軸方向へ移動自在であるとともにθ軸方向に回転自在になっている。さらに、パターン形成装置１では、吐出装置１６が基台１２の上に支持されている。
【００２０】
この吐出装置１６は、パターンを形成するための材料を含む塗布液を吐出して、ステージ１４に支持される基板Ｗにパターンを形成するものあである。具体的には、吐出装置１６は、Ｘ軸方向に並ぶ２つの吐出ユニット３、４を備えている。後述するように、これら吐出ユニット３、４はＸ軸方向へ移動自在に構成されている。そして、吐出ユニット３、４の一方がステージ１４のＹ軸方向への移動経路の上側に選択的に位置して塗布液を吐出すると、その下側を通過する基板Ｗの表面にＹ軸方向に延びる直線状のパターン（フィンガー電極・バス電極）が形成される。
【００２１】
塗布液としては、導電性ペースト、すなわち導電性および光硬化性を有し、例えば導電性粒子、有機ビヒクル（溶剤、樹脂、増粘剤等の混合物）および光重合開始剤を含むペースト状の混合液を用いることができる。導電性粒子は電極の材料たる例えば銀粉末であり、有機ビヒクルは樹脂材料としてのエチルセルロースと有機溶剤を含む。なお、光硬化性の塗布液を用いる理由は、基板Ｗに塗布液を吐出してパターンを形成した後に、このパターンに光を照射することで、パターンの形状を固定させるためである。
【００２２】
また、吐出装置１６は、ステージ１２上の基板Ｗの上側で、上述の吐出ユニット３、４を支持する第１支持機構５を備える。なお、後述するように吐出装置１６は第１支持機構５の他に第２支持機構６（図２、図３）を備えているが、図１では第２支持機構６の記載は省略されている。
【００２３】
第１支持機構５は、ガントリ５１と、ガントリ５１の上側に取り付けられた直動ガイド５２と、直動ガイド５２のスライドテーブル５２１に取り付けられた２つの屈曲部材５２２、５２３とを有する。ガントリ５１は、ステージ１４のＹ軸方向への移動経路をＸ軸方向から挟みつつＸ軸方向に平行に並ぶ２本の柱５１１、５１２と、これらの柱５１１、５１２に上側から架設されたＸ軸方向に平行な梁５１３とで構成されている（つまり、ガントリ５１は、ステージ１４のＹ軸方向への移動経路をＸ軸方向から跨いで配置されている）。そして、ガントリ５１の梁５１３の上面に直動ガイド５２が取り付けられている。この直動ガイド５２のスライドテーブル５２１は、直動ガイド５２のＸ軸方向の端に設けられたモーターＭ52から図示しないボールネジ機構を介して駆動力を受けて、直動ガイド５２の上側でＸ軸方向に移動自在となっている。
【００２４】
スライドテーブル５２１の上面には、平板を９０度に屈曲させた同一構成の２つの屈曲部材５２２、５２３（図３）がＸ軸方向に並んで、取り付けられている。そして、屈曲部材５２２を介して垂直ベース５３がスライドテーブル５２１に取り付けられるとともに、屈曲部材５２３を介して垂直ベース５４がスライドテーブル５２１取り付けられる。これら垂直ベース５３、５４はいずれも、鉛直方向に延びる平板形状を有するとともに、ＺＸ平面に平行に（換言すればＹ軸方向に直交して）に配置されている。そして、垂直ベース５３、５４それぞれは、その上部で屈曲部材５２３、５２３にねじ止めされるとともに、梁５１３のＹ軸負方向の側面側を通過して、梁５１３の下側まで延設されている。こうして、垂直ベース５３、５４は、梁５１３の片側（Ｙ軸負方向側）に配置されるとともに、Ｘ軸方向へ移動自在な状態で梁５１３によって支持されている。
【００２５】
そして、梁５１３の下側に突出した垂直ベース５３の下部に吐出ユニット３が取り付けられるとともに、同様にして垂直ベース５４の下部に吐出ユニット４が取り付けられる。したがって、吐出ユニット３、４は、垂直ベース５３、５４と一体的にＸ軸方向に移動自在となっている。
【００２６】
吐出ユニット３は、フィンガー電極を形成するために塗布液を基板Ｗに吐出するものであり、Ｚ軸方向に対してＹ軸方向に傾いて支持されている。したがって、吐出ユニット３の吐出方向は、Ｚ軸方向に対してＹ軸方向に傾いている。一方、吐出ユニット４は、バス電極を形成するために塗布液を基板Ｗに吐出するものであり、Ｚ軸方向に対して平行に支持されている。したがって、吐出ユニット４の吐出方向は、Ｚ軸負方向に平行である。なお、吐出ユニット４の支持態様については、吐出ユニット３と同様にＺ軸方向に対してＹ軸方向に傾けて支持するように適宜変更可能である。
【００２７】
なお、吐出ユニット３、４のそれぞれは、その下端に備えた吐出ノズル３１、４１から基板Ｗへ塗布液を吐出する。より詳しくは、各吐出ノズル３１、４１はその先端部分で開口する吐出孔から塗布液を吐出する。この際、吐出ユニット３、４は吐出ノズル３１、４１を着脱自在に具備しており、それぞれの目的に応じて必要な個数の吐出孔を具備する吐出ノズル３１、４１を取り付けてパターン形成に用いることができる。したがって、形成すべきフィンガー電極の本数と同数の吐出孔がＸ軸方向に並ぶ吐出ノズル３１を取り付けておけば、吐出ノズル３１の各吐出孔から塗布液を同時に吐出させつつ、ステージ１４をＹ軸方向に移動させることで、全てのフィンガー電極を基板Ｗに同時に形成できる。また、バス電極についても同様にして形成することができる。
【００２８】
より詳しくは、次のようにして各電極が基板Ｗに対して形成される。まず、吐出ユニット３、４に対してＹ軸負方向側の移動開始位置にステージ１４が位置するとともに、ステージ１４のＹ軸方向への移動経路の上側にバス用の吐出ユニット４が移動する。この状態から、ステージ１４がＹ軸正方向へ移動を開始すると、バス用の吐出ユニット４が下側を通過する基板Ｗに対して塗布液を吐出して、基板Ｗに所定数のバス電極が形成される。このバス電極の形成が完了すると、ステージ１４はＹ軸負方向へ移動して先程の移動開始位置に戻りながら、θ軸方向に９０度回転する。また、ステージ１４のこれらの動作と並行して、フィンガー用の吐出ユニット３がステージ１４のＹ軸方向への移動経路の上側に移動する。これらの動作の完了に続いて、ステージ１４がＹ軸正方向へ移動を開始すると、フィンガー用の吐出ユニット３が下側を通過する基板Ｗに対して塗布液を吐出して、基板Ｗに所定数のフィンガー電極が形成される。こうして、基板Ｗには、所定数のバス電極とこれらに直交する所定数のフィンガー電極が形成される。このように、この実施形態では、ステージ１４を移動させることで、吐出ユニット３、４をステージ４に対して相対的に移動させて、基板Ｗにパターンを形成する。
【００２９】
以上が図１に示したパターン形成装置１の構成および動作の概略である。ところで、上述のパターン形成装置１に用いられる吐出装置１６は、第１支持機構５の他に第２支持機構６を備える。この第２支持機構６は主として、フィンガー用の吐出ユニット３が取り付けられた垂直ベース５３を支持する機能を果たす。続いては、このような吐出装置１６の構成の詳細について、フィンガー用の吐出ユニット３とこれを支持するための構成を中心に説明する。
【００３０】
図２は、吐出装置の全体構成を部分的に示す斜視図である。図３は、吐出装置の全体構成を部分的に示す側面図である。図４は、吐出装置の全体構成を部分的に示す平面図である。これらの図では、バス用の吐出ユニット４が垂直ベース５４と一緒に屈曲部材５２３から取り外された状態が示されている。また、図３、図４では、他の部材に隠れる部分が破線で適宜示されている。
【００３１】
上述のとおり、吐出装置１６では、ガントリ５１の梁５１３の上側に直動ガイド５２が配置されており、フィンガー用の吐出ユニット３を支持する垂直ベース５３は、この直動ガイド５２のスライドテーブル５２１に屈曲部材５２２を介して取り付けられている。この屈曲部材５２２は、直角に屈曲された形状を具備しており、スライドテーブル５２１の上面にねじ止めされた水平部分５２２ａと、この水平部分のＹ軸負方向の端から鉛直下方に延設された垂直部分５２２ｂとで構成されている。この垂直部分５２２ｂのＹ軸負方向の側面は、梁５１３のＹ軸負方向の側面に対して面一もしくはＹ軸負方向側にやや突出している。
【００３２】
そして、屈曲部材５２２が有する垂直部分５２２ｂのＹ軸負方向の側面に、垂直ベース５３のＹ軸正方向の側面が取り付けられる。こうして、垂直ベース５３は、屈曲部材５２２および直動ガイド５２を介してＹ軸正方向側からガントリ５１（の梁５１３）によって支持される。上述の通り、この垂直ベース５３は、鉛直方向に延びる平板形状を有しており、その上部で屈曲部材５２２にねじ止めされるとともに、梁５１３のＹ軸負方向の側面側を通過して、梁５１３の下側まで延設されている。これによって、垂直ベース５３は、梁５１３の片側（Ｙ軸負方向側）に配置されるとともに、Ｘ軸方向へ移動自在な状態で梁５１３によって支持されている。
【００３３】
そして、垂直ベース５３の下部に吐出ユニット３が取り付けられている。この吐出ユニット３は、Ｚ軸方向に対してＹ軸正方向へその下端が傾いて取り付けられている。したがって、吐出ユニット３が塗布液を吐出する吐出方向Ｄ3は、Ｘ軸方向に直交するとともに、Ｚ軸方向に対してＹ軸正方向に角度α（０°＜α＜９０°）だけ傾いている（換言すれば、吐出方向Ｄ3はＹ軸正方向側を向いている）。
【００３４】
また、垂直ベース５３の中央部には、突出部材５３１が取り付けられている。この突出部材５３１は平板を直角に屈曲させたものであり、突出部材５３１の屈曲部分から一方が垂直ベース５３のＹ軸負方向の側面にねじ止めされるとともに、突出部材５３１の屈曲部分から他方が垂直ベース５３のＹ軸負方向の側面から突出している。このようにして、垂直ベース５３の側面からＹ軸負方向に突出した突出部材５３１には、棒状の相対固定部材５５の一端が取り付けられている。そして、この相対固定部材５５を介して垂直ベース５３が第２支持機構６により支持される。
【００３５】
第２支持機構６は、Ｙ軸方向において垂直ベース５３に対して第１支持機構５の反対側に設けられている。第２支持機構６は、ガントリ６１と、ガントリ６１の側面に取り付けられた直動ガイド６２と、直動ガイド６２のスライドテーブル６２１に取り付けられた突出部材６３１とを有する。ガントリ６１は、Ｘ軸方向に平行に並ぶ２本の柱６１１、６１２と、これらの柱６１１、６１２に上側から架設されたＸ軸方向に平行な梁６１３と、柱６１１、６１２の間で梁６１３を支える柱６１４で構成されている。なお、ガントリ６１はガントリ５１よりも背が高く、梁６１３は梁５１３よりも高い位置に支持されている。そして、梁６１３のＹ軸正方向の側面に直動ガイド６２が取り付けられている。この直動ガイド６２のスライドテーブル６２１の移動方向は、直動ガイド５２のスライドテーブル５２１の移動方向と平行であり、スライドテーブル６２１はＸ軸方向に移動自在である。
【００３６】
スライドテーブル６２１の表面（Ｙ軸正方向を向く面）には、突出部材６３１が取り付けられている。この突出部材６３１は平板を直角に屈曲させたものであり、突出部材６３１の屈曲部分から一方がスライドテーブル６２１の表面にねじ止めされるとともに、突出部材６３１の屈曲部分から他方がスライドテーブル６２１の表面から突出している。このようにして、スライドテーブル６２１の表面からＹ軸正方向に突出した突出部材６３１に、上述の相対固定部材５５の他端が取り付けられている。こうして、第２支持機構６は、垂直ベース５３を支持する梁５１３の反対側から、相対固定部材５５を介して垂直ベース５３を支持する。しかも、第２支持機構６は、直動ガイド６２を介して相対固定部材５５を支持しており、すなわち、垂直ベース５３の移動に伴ってＸ軸方向に移動自在に相対固定部材５５を支持している。
【００３７】
この際、上述のとおり、梁６１３は梁５１３よりも高い位置に支持されているため、相対固定部材５５は、Ｚ軸方向に対してＹ軸方向にその下端が傾いて支持されている（すなわち、相対固定部材５５は、その下端がその上端よりＹ軸正方向に位置するように傾いて支持されている。これによって、相対固定部材５５は、吐出ユニット３の吐出方向Ｄ3と平行となっている。なお、相対固定部材５５は、Ｘ軸方向に対しては直交している。
【００３８】
このように、垂直ベース５３および相対固定部材５５をＸ軸方向に移動自在に支持した構成では、これらのスムーズな移動を実現するために、梁５１３、６１３を平行に保った状態で、ガントリ５１、６１を互いに位置決めすることが好適となる。そこで、Ｘ軸方向の両端それぞれには、Ｙ軸方向に平行な棒状の連結部材７１、７２が設けられており、各連結部材７１、７２によってガントリ５１、６１が相互に連結されて位置決めされる。具体的には、連結部材７１、７２の一端がガントリ５１の梁５１３にねじ止めされるとともに、連結部材７１、７２の他端がガントリ６１の柱６１１、６１２にねじ止めされる。また、連結部材７１、７２を梁５１３、柱６１１、６１２にねじ止めする位置はＹ軸方向に調整可能である。したがって、このねじ止めの位置を調整することで、梁５１３、６１３を平行に調整することが可能となっている。
【００３９】
以上が吐出装置１６の全体構成の概略である。続いて、吐出装置１６が備える吐出ユニット３とその周囲の構成の詳細について説明する。図５は、フィンガー用の吐出ユニットとその周りの構成を部分的に示す斜視図である。図６は、フィンガー用の吐出ユニットとその周りの構成を部分的に示す側面図である。
【００４０】
垂直ベース５３の下部には、Ｙ軸方向に貫通する略長方形状の貫通孔５３２が設けられている。また、垂直ベース５３のＹ軸正方向の側面において、貫通孔５３２のＸ軸方向の両側（両横）それぞれには、サイドプレート８１が設けられている。これらサイドプレート８１は、Ｚ軸方向に平行な平板形状を有しており、垂直ベース５３のＹ軸正方向の側面からＹ軸正方向に延設されている。そして、Ｙ軸正方向側から貫通孔５３２に対向する平板状の微調ステージベース８２が、これら２つのサイドプレート８１に架設されて取り付けられている。こうして、微調ステージベース８２が、垂直ベース５３に対してＹ軸正方向に間隔を空けて、垂直ベース５３の貫通孔５３２に対向する。
【００４１】
そして、微調ステージ９が、貫通孔５３２を介してこの垂直ベース５３と微調ステージベース８２の間に挿入されて、微調ステージベース８２に取り付けられている。この微調ステージ９は、テーブル９１と、このテーブル９１をＺ軸方向に昇降させるとともにＹ軸方向を中心に回転させる駆動機構９２とを有する。そして、駆動機構９２が微調ステージベース８２に取り付けられる一方、テーブル９１は、垂直ベース５３のＹ軸負方向の側面よりＹ軸負方向に表面を若干突出させて配置されている。そして、貫通孔５３２を介してＹ軸負方向に突出するテーブル９１のこの表面にＬ字プレート８３が取り付けられている。
【００４２】
このＬ字プレート８３は、テーブル９１の表面に取り付けられる取付部分８３ａと、取付部分８３ａのＸ軸負方向の端からＹ軸負方向へと延設された延設部分８３ｂとを有している。そして、この延設部分８３ｂのＸ軸正方向の側面には、直方体形状の吐出ユニットベース８４が取り付けられている。さらに、この吐出ユニットベース８４の上面にモーターＭ3が取り付けられるとともに、吐出ユニットベース８４のＸ軸正方向の側面に吐出ユニット３が取り付けられている。
【００４３】
吐出ユニット３はシリンジポンプ型のものであり、円筒形状のシリンジ３２の下端部分に吐出ノズル３１を取り付けるとともに、シリンジ３２内にピストン３３を挿入した概略構成を具備する。さらに、吐出ユニット３は、シリンジ３２を吐出ユニットベース８４に固定するための固定部材３４と、吐出ユニットベース８４に内蔵されるボールねじ機構を介してモーターＭ3からの駆動力を受けてピストン３３をシリンジ３２に押し込む可動部材３５とを備える。したがって、モーターＭ3を動作させることで、シリンジ３２内の塗布液を吐出ノズル３１から吐出することができる。そして、既に上述したとおりであるが、吐出ユニット３は、Ｚ軸方向に対してＹ軸方向へ傾いて取り付けられており、吐出ユニット３が塗布液を吐出する吐出方向Ｄ3は、Ｚ軸方向に対してＹ軸正方向に角度αだけ傾いている（換言すれば、吐出方向Ｄ3はＹ軸正方向側を向いている）。
【００４４】
以上説明したように、この実施形態にかかるパターン形成装置１は、吐出ユニット３、４を移動自在に支持する吐出装置１６を用いてパターンを形成するものであった。ところで、この吐出装置１６のように、移動自在である垂直ベース５３、５４に吐出ユニット３、４を支持した構成では、塗布液の吐出時に発生する反力に抗して垂直ベース５３、５４が吐出ユニット３、４を強固に支持できず、その結果、吐出ユニット３、４が振動して、塗布液の吐出対象である基板Ｗ上で塗布液の塗布位置がずれてしまう場合があった。このような位置ずれは、要求される位置精度の低いバス電極を形成する際には問題にならずとも、高い位置精度が要求されるフィンガー電極を形成する際には問題となる場合があった。そこで、この吐出装置１６は、次に説明するような構成を備えている。
【００４５】
つまり、上記吐出装置１６では、垂直ベース５３は、梁５１３の片側に配置されて、梁５１３に対して移動自在な状態で梁５１３により支持されており、この垂直ベース５３に吐出ユニット３が取り付けられている。こうして、吐出ユニット３が取り付けられた垂直ベース５３を梁５１３により支持した上で、上記吐出装置１６は、垂直ベース５３に対して梁５１３の反対側に配置された第２支持機構６により、垂直ベース５３をさらに支持する構成を備える。つまり、垂直ベース５３には梁５１３の反対側から相対固定部材５５が接続されており、第２支持機構６はこの相対固定部材５５を支持することで、相対固定部材５５を介して梁５１３の反対側から垂直ベース５３を支持している。しかも、第２支持機構６は、垂直ベース５３の移動に伴って移動自在に相対固定部材５５を支持している。したがって、垂直ベース５３は、その移動を妨げられること無く相対固定部材５５を介して第２支持機構６により支持される。
【００４６】
このように、垂直ベース５３は、梁５１３により支持されるのみならず、梁５１３の反対側から第２支持機構６によっても支持されている。こうして、両側に配置された梁５１３と第２支持機構６で垂直ベース５３を強固に支持することが可能となり、その結果、垂直ベース５３に取り付けられた吐出ユニット３を吐出時に発生する反力に抗してしっかりと支持することができる。よって、塗布液の吐出時に発生する反力に起因した吐出ユニット３の振動を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、この実施形態では、吐出ユニット３が塗布液を吐出する吐出方向Ｄ3は、垂直ベース５３から梁５１３側に向かう水平方向（Ｙ軸正方向）へ傾いている。このような構成では、吐出液の吐出時には、梁５１３の反対側へ向く反力（つまり、Ｙ軸負方向へ向く反力）が垂直ベース５３に働く。これに対して、この実施形態では、梁５１３の反対側から垂直ベース５３を支持する構成（第２支持機構６や相対固定部材５５）が設けられているため、この垂直ベース５３への反力に抗する抗力を垂直ベース５３に効率的に加えることができ、吐出ユニット３の振動を効果的に抑制することが可能となる。
【００４８】
しかも、この実施形態では、相対固定部材５５は棒状の部材であり、第２支持機構６は、吐出ユニット３の吐出方向Ｄ3に対して平行に相対固定部材５５を支持している。このように棒状の相対固定部材５５を吐出ユニット３の吐出方向Ｄ3へ平行に支持することで、吐出液の吐出時に垂直ベース５３に働く反力に抗する抗力をより効率的に垂直ベース５３へ加えることができ、吐出ユニット３の振動をより効果的に抑制することが可能となる。
【００４９】
なお、上述のように、直動ガイド５２の下側で吐出ユニット３が塗布液を吐出する構成では、垂直ベース５３が直動ガイド５２に対して移動することで巻き起こる塵等が落下して、吐出ユニット３が塗布液を吐出する対象物（基板Ｗ）に付着するおそれがある。これに対して、この実施形態では、直動ガイド５２は、梁５１３の上面に配置されているため、吐出対象物（基板Ｗ）への塵等の付着を抑制することができる。
【００５０】
このように、この実施形態では、吐出装置１６が本発明の「吐出装置」に相当し、パターン形成装置１が本発明の「パターン形成装置」に相当し、梁５１３が本発明の「第１支持部材」に相当し、垂直ベース５３が本発明の「第１可動部材」に相当し、第１支持機構５が本発明の「第１支持機構」に相当し、吐出ユニット３が本発明の「吐出ヘッド」に相当し、相対固定部材５５が本発明の「接続部材」に相当し、第２支持機構６が本発明の「第２支持機構」に相当し、梁６１３が本発明の「第２支持部材」に相当し、突出部材６３１が本発明の「第２可動部材」に相当し、直動ガイド５２が本発明の「ガイド部材」に相当し、ステージ１４が本発明の「支持手段」に相当している。
【００５１】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、形成すべきフィンガー電極の本数と同数の吐出孔を備えた吐出ノズル３１を取り付けておき、全てのフィンガー電極を基板Ｗに同時形成していた。しかしながら、例えば、形成すべきフィンガー電極の本数に対して１／ｎ個の吐出孔をＸ軸方向に並べた吐出ノズル３１を取り付けておき、ステージ１４を移動させつつ吐出ノズル３１から塗布液を吐出する動作をｎ回繰り返して、フィンガー電極を基板Ｗに形成しても良い。
【００５２】
具体的には、ｍ本のフィンガー電極を形成する場合には、次のようにすれば良い。まず、ステージ１４を移動開始位置からＹ軸正方向に移動をさせつつフィンガー用の吐出ユニット３の各吐出孔から塗布液を吐出して、（ｍ／ｎ）本のフィンガー電極を基板Ｗに形成する。続いて、ステージ１４を移動開始位置に戻すとともに、フィンガー用の吐出ユニット３をＸ軸方向に移動させる。そして、再び、ステージ１４を移動開始位置からＹ軸正方向に移動をさせつつフィンガー用の吐出ユニット３の各吐出孔から塗布液を吐出して、（ｍ／ｎ）本のフィンガー電極を基板Ｗに形成する。こうして、先に形成された（ｍ／ｎ）本のフィンガー電極に対してＸ軸方向に隣接して、新たに（ｍ／ｎ）本のフィンガー電極を形成することができる。そして、（ｍ／ｎ）本ずつフィンガー電極を形成するこのような動作をｎ回繰り返すことで、ｍ本のフィンガー電極を基板Ｗに形成することができる。なお、バス電極についても同様にして形成方法の変更が可能である。
【００５３】
ところで、上記実施形態では、複数（フィンガー電極の個数ｍと同数あるいは１／ｎ個）の吐出孔を備える吐出ノズル３１の各吐出孔から同時に吐出液を吐出することで、ステージ１４をＹ軸正方向に１回移動させる毎に、複数のフィンガー電極を基板Ｗに形成していた。しかしながら、例えば、吐出孔を１個のみ具備する吐出ノズル３１をＸ軸方向に複数並べて吐出ユニット３に取り付けておいて、各吐出ノズル３１から塗布液を吐出するように構成しても良い。この構成によっても、ステージ１４をＹ軸正方向に１回移動させる毎に、複数のフィンガー電極を基板Ｗに形成することができる。なお、同様の変形は、バス用の吐出ユニット４に対しても適用可能である。
【００５４】
また、当然のことながら、吐出孔を１個のみ具備する吐出ノズル３１を１つだけ吐出ユニット３に取り付けた構成によっても、必要な本数のフィンガー電極を基板Ｗに形成することが可能である。この場合、ステージ１４をＹ軸正方向に移動させながら吐出ノズル３１の吐出孔から塗布液を吐出する動作を、形成すべきフィンガー電極の個数だけ実行すれば良い。これについても、同様の変形をバス用の吐出ユニット４に対しても適用可能である。
【００５５】
また、垂直ベース５３に、Ｚ軸方向への基板までの距離を検出するレーザーセンサーを取り付けておき、この検出結果に基づいて微調ステージ９によって吐出ユニット３を昇降させて、吐出ユニット３の高さを調整するような構成を備えても良い。この際、基板Ｗの複数点からの距離を検出することが好適である。そこで、基板Ｗを支持するステージ１４をＹ軸方向に移動させつつ、垂直ベース５３に取り付けられたレーザーセンサーをＸ軸方向に移動させて、基板Ｗの複数点からの距離を検出しても良い。
【００５６】
また、梁５１３による垂直ベース５３の具体的な支持態様、垂直ベース５３への吐出ユニット３の取付態様等についても種々の変更が適宜可能である。さらには、直動ガイド５２、６２の梁５１３、６１３への取付位置、相対固定部材５５の形状、あるいは相対固定部材５５の支持態様等についても種々の変更が適宜可能である。
【００５７】
また、上記実施形態では、ステージ１４をＹ軸方向に移動させつつ吐出ユニット３、４から塗布液を吐出して、基板Ｗにパターンを形成していた。しかしながら、ステージ１４を固定した状態で、吐出ユニット３、４をＹ軸方向に移動させつつ吐出ユニット３、４から塗布液を吐出することで、基板Ｗにパターンを形成するように構成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
この発明は、基板上のパターン、例えば太陽電池基板上の電極配線パターンを形成する装置に適用可能であり、特に、吐出ユニットから塗布液と吐出して配線パターンを形成する場合に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１…パターン形成装置
１２…基台
１４…ステージ
１６…吐出装置
３…吐出ユニット
３１…吐出ノズル
４…吐出ユニット
５…第１支持機構
５１…ガントリ
５１３…梁
５２…直動ガイド
５３…垂直ベース
５３２…貫通孔
５４…垂直ベース
５５…相対固定部材
６１…ガントリ
６１３…梁
８１…サイドプレート
８２…微調ステージベース
８３…Ｌ字プレート
９…微調ステージ
Ｄ3…吐出方向
Ｗ…基板
【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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