(57)【要約】【課題】第１バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第１バルブと、第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記第１バルブに隣接して設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第２バルブとをそれぞれ独立して良好に駆動する。【解決手段】回転軸４２ａに連結される負荷駆動軸４８１は（−Ｒ）側端部から（＋Ｒ）側端部に進むにしたがって回転軸４２ｂに連結される動力伝達部４８からの距離が大きくなるように回転軸４２ａの軸方向に対して（−Ｑ）側に傾斜している。このため、（＋Ｒ）側での負荷駆動軸４８１同士の離間間隔は回転軸４２ａ、４２ｂ同士の離間間隔よりも広がり、比較的大きな回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく、支持ブロック５に取り付けることが可能となっている。【選択図】図１
2013217457.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第１バルブと、第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記第１バルブに隣接して設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第２バルブとをそれぞれ独立して駆動するバルブ駆動機構であって、
前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、
前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、
前記第１動力伝達部は、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、
前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材と
を有することを特徴とするバルブ駆動機構。
【請求項２】
前記第２動力伝達部は、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第２負荷駆動軸と、
前記第２バルブ駆動軸の軸方向に対して前記第１負荷駆動軸と反対側に前記第２負荷駆動軸を傾斜させた状態で前記第２負荷駆動軸の他方端部を前記第２バルブ駆動軸に連結する第２連結部材と
を有する請求項１に記載のバルブ駆動機構。
【請求項３】
前記第２回転アクチュエータおよび前記第２動力伝達部は前記第２バルブ駆動軸の軸方向に一列に配置される請求項１に記載のバルブ駆動機構。
【請求項４】
前記連結部材はユニバーサルジョイントである請求項１ないし３のいずれか一項に記載のバルブ駆動機構。
【請求項５】
前記連結部材はフレキシブルジョイントである請求項１ないし３のいずれか一項に記載のバルブ駆動機構。
【請求項６】
流体を供給する流体供給部と、
前記流体供給部から供給される流体を第１吐出口から吐出する第１ノズルと、
前記第１ノズルと並設されて前記流体供給部から供給される流体を第２吐出口から吐出する第２ノズルと、
前記第１ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により前記第１吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える第１バルブと、
第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記第２ノズルに設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により前記第２吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える第２バルブと、
前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、
前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、
前記第１動力伝達部は、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、
前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材と
を有することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項７】
流体を供給する流体供給部と、
前記流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出するノズルと、
前記ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により開閉される第１バルブと、第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記ノズルに設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により開閉される第２バルブとを有し、前記第１バルブおよび前記第２バルブの開閉により前記吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える吐出切替部と、
前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、
前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、
前記第１動力伝達部は、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、
前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材と
を有することを特徴とする流体吐出装置。
【請求項８】
基板を保持する基板保持部と、
パターンを形成するための材料を含む流体を加圧して供給する流体供給部と、
前記流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出する複数のノズルと、
前記基板保持部に保持された前記基板に対して相対的に前記複数のノズルを走査移動させる走査移動部と、
前記複数のノズルの１つを第１制御対象ノズルとし、前記第１制御対象ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により前記第１制御対象ノズルの吐出口からの流体の吐出および吐出停止を切り替える第１バルブと、
前記複数のノズルのうち前記第１制御対象ノズルと隣接するノズルを第２制御対象ノズルとし、前記第２制御対象ノズルに設けられて第２バルブ駆動軸の回転により前記第２制御対象ノズルの吐出口からの吐出および吐出停止を切り替える第２バルブと、
前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、
前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、
前記第１動力伝達部は、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、
前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材と
を有することを特徴とするパターン形成装置。
【請求項９】
基板を保持する基板保持部と、
パターンを形成するための材料を含む流体を加圧して供給する流体供給部と、
前記流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出する複数のノズルと、
前記基板保持部に保持された前記基板に対して相対的に前記複数のノズルを走査移動させる走査移動部と、
前記複数のノズルの少なくとも１つを制御対象ノズルとし、前記制御対象ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により開閉される第１バルブと、第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記制御対象ノズルに設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により開閉される第２バルブとを有し、前記第１バルブおよび前記第２バルブの開閉により前記制御対象ノズルの吐出口からの流体の吐出および吐出停止を切り替える吐出切替部と、
前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、
前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、
前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、
前記第１動力伝達部は、
前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、
前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材と
を有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、互いに並んで設けられる複数のバルブ駆動軸をそれぞれ独立して回転させて複数のバルブの開閉を切り替えるバルブ駆動機構、ならびに当該バルブ駆動機構により各バルブの開閉を切り替えて流体をノズルの吐出口から吐出させる流体吐出装置および当該流体吐出装置を備えるパターン形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バルブ駆動軸の回転によりバルブを開閉するバルブ駆動機構としては、例えば特許文献１に記載されたモータ制御バルブ装置が知られている。このモータ制御バルブ装置では、バルブの開閉を行う駆動軸をモータにより回転させてバルブの開閉を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−３３７０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置は、単一のバルブを開閉させることを想定したものであり、複数のバルブを近接して配置した場合について十分に考慮されていない。そのため、次のような問題が発生することがある。例えば微小ピッチで配置される複数のノズルから流体をそれぞれ独立して吐出する流体吐出装置においては、各ノズルにバルブを設け、バルブ駆動軸の回転により開閉を切り替えて各ノズルからの流体の吐出を制御することが考えられる。この装置においてバルブ駆動軸を並べて設けると、バルブ駆動軸の相互間隔も微小ピッチとなり、上記特許文献１に記載されたバルブ駆動機構をそのまま適用することが困難となる。特に、互いに隣り合うモータ同士が干渉し、モータを配置することが不可能となることもある。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、第１バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第１バルブと、第２バルブ駆動軸が第１バルブ駆動軸と並んだ状態で第１バルブに隣接して設けられて第２バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第２バルブとをそれぞれ独立して良好に駆動することができるバルブ駆動機構、当該バルブ駆動機構を装備する流体吐出装置、ならびに当該バルブ駆動機構を装備するパターン形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明にかかるバルブ駆動機構は、第１バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第１バルブと、第２バルブ駆動軸が第１バルブ駆動軸と並んだ状態で第１バルブに隣接して設けられて第２バルブ駆動軸の回転により開閉切替を行う第２バルブとをそれぞれ独立して駆動するバルブ駆動機構であって、上記目的を達成するため、第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、第１動力伝達部は、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、第１負荷駆動軸の他方端部から一方端部に進むにしたがって第２動力伝達部からの距離が大きくなるように第１負荷駆動軸を第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で第１負荷駆動軸の他方端部を第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材とを有することを特徴としている。
【０００７】
このように構成された発明では、互いに隣接する第１バルブおよび第２バルブ間では、２つのバルブ駆動軸が並んでいるが、そのうちの第１バルブ駆動軸に対しては第１動力伝達部により回転駆動力が伝達される。この第１負荷駆動軸の一方端部は第１回転アクチュエータからの回転駆動力を受ける一方、他方端部は第１連結部材により第１バルブ駆動軸に連結されている。しかも、当該第１負荷駆動軸は、他方端部から一方端部に進むにしたがって第２動力伝達部からの距離が大きくなるように、第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜している。このため、第１負荷駆動軸の一方端部、つまり第１回転アクチュエータ側の端部は第２動力伝達部から離れた位置で第１回転アクチュエータからの回転駆動力を受ける。したがって、第１回転アクチュエータと第２回転アクチュエータとの間隔が第１バルブ駆動軸と第２バルブ駆動軸との間隔よりも広がり、両回転アクチュエータの相互干渉を防止しながら配置することができる。
【０００８】
ここで、第２動力伝達部については、第１動力伝達部と同様に第２バルブ駆動軸の軸方向に対して第２負荷駆動軸を傾斜した状態で第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に与えるように構成してもよい。この場合、第２バルブ駆動軸の軸方向に対して第１負荷駆動軸と反対側に第２負荷駆動軸を傾斜させることで、第１負荷駆動軸の他方端部および第２負荷駆動軸の他方端部の間隔が広がり、両回転アクチュエータの相互干渉を防止する上で好適である。
【０００９】
また、第２動力伝達部については、上記のように第１動力伝達部と同様に構成することは必須事項ではなく、例えば第２回転アクチュエータとともに第２バルブ駆動軸の軸方向に一列に配置されるように配置してもよい。
【００１０】
また、連結部材としては、例えばユニバーサルジョイントやフレキシブルジョイントを用いるのが好適である。
【００１１】
ところで、上記バルブ駆動機構については、例えば流体吐出装置やパターン形成装置に適用することができる。本発明にかかる流体吐出装置の第１態様は、上記目的を達成するため、流体を供給する流体供給部と、流体供給部から供給される流体を第１吐出口から吐出する第１ノズルと、第１ノズルと並設されて流体供給部から供給される流体を第２吐出口から吐出する第２ノズルと、第１ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により第１吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える第１バルブと、第２バルブ駆動軸が第１バルブ駆動軸と並んだ状態で第２ノズルに設けられて第２バルブ駆動軸の回転により第２吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える第２バルブと、第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、第１動力伝達部は、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、第１負荷駆動軸の他方端部から一方端部に進むにしたがって第２動力伝達部からの距離が大きくなるように第１負荷駆動軸を第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で第１負荷駆動軸の他方端部を第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材とを有することを特徴としている。
【００１２】
また、上記流体吐出装置では、ノズル毎に１つのバルブを設けているが、１つのノズルに対して複数のバルブを設ける流体吐出装置に対しても本発明を適用することが可能である。本発明にかかる流体吐出装置の第２態様は、上記目的を達成するため、流体を供給する流体供給部と、流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出するノズルと、ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により開閉される第１バルブと、第２バルブ駆動軸が第１バルブ駆動軸と並んだ状態でノズルに設けられて第２バルブ駆動軸の回転により開閉される第２バルブとを有し、第１バルブおよび第２バルブの開閉により吐出口から流体の吐出および吐出停止を切り替える吐出切替部と、第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、第１動力伝達部は、第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、第１負荷駆動軸の他方端部から一方端部に進むにしたがって第２動力伝達部からの距離が大きくなるように第１負荷駆動軸を第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で第１負荷駆動軸の他方端部を第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材とを有することを特徴としている。
【００１３】
また、本発明にかかるパターン形成装置の第１態様は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持部と、パターンを形成するための材料を含む流体を加圧して供給する流体供給部と、前記流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出する複数のノズルと、前記基板保持部に保持された前記基板に対して相対的に前記複数のノズルを走査移動させる走査移動部と、前記複数のノズルの１つを第１制御対象ノズルとし、前記第１制御対象ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により前記第１制御対象ノズルの吐出口からの流体の吐出および吐出停止を切り替える第１バルブと、前記複数のノズルのうち前記第１制御対象ノズルと隣接するノズルを第２制御対象ノズルとし、前記第２制御対象ノズルに設けられて第２バルブ駆動軸の回転により前記第２制御対象ノズルの吐出口からの吐出および吐出停止を切り替える第２バルブと、前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、前記第１動力伝達部は、前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材とを有することを特徴としている。
【００１４】
さらに、上記パターン形成装置では、制御対象ノズル毎に１つのバルブを設けているが、１つの制御対象ノズルに対して複数のバルブを設けるパターン形成装置に対しても本発明を適用することが可能である。本発明にかかるパターン形成装置の第２態様は、上記目的を達成するため、基板を保持する基板保持部と、パターンを形成するための材料を含む流体を加圧して供給する流体供給部と、前記流体供給部から供給される流体を吐出口から吐出する複数のノズルと、前記基板保持部に保持された前記基板に対して相対的に前記複数のノズルを走査移動させる走査移動部と、前記複数のノズルの少なくとも１つを制御対象ノズルとし、前記制御対象ノズルに設けられて第１バルブ駆動軸の回転により開閉される第１バルブと、第２バルブ駆動軸が前記第１バルブ駆動軸と並んだ状態で前記制御対象ノズルに設けられて前記第２バルブ駆動軸の回転により開閉される第２バルブとを有し、前記第１バルブおよび前記第２バルブの開閉により前記制御対象ノズルの吐出口からの流体の吐出および吐出停止を切り替える吐出切替部と、前記第１バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第１回転アクチュエータと、前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第１バルブ駆動軸に伝達する第１動力伝達部と、前記第２バルブを開閉させるための回転駆動力を発生させる第２回転アクチュエータと、前記第２回転アクチュエータからの回転駆動力を前記第２バルブ駆動軸に伝達する第２動力伝達部とを備え、前記第１動力伝達部は、前記第１回転アクチュエータからの回転駆動力を一方端部で受けて回転する第１負荷駆動軸と、前記第１負荷駆動軸の他方端部から前記一方端部に進むにしたがって前記第２動力伝達部からの距離が大きくなるように前記第１負荷駆動軸を前記第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させた状態で前記第１負荷駆動軸の前記他方端部を前記第１バルブ駆動軸に連結する第１連結部材とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、上記のように第１負荷駆動軸を第１バルブ駆動軸の軸方向に対して傾斜させて第１負荷駆動軸の他方端部および第２負荷駆動軸の他方端部の間隔がバルブ駆動軸の間隔よりも広がっているため、所望の回転アクチュエータを相互に干渉させることなく、配置することができ、その結果、隣接するバルブを独立して良好に駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第１実施形態の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す流体吐出装置のＱＲ平面での部分断面図である。
【図３】図１に示す流体吐出装置のＰＱ平面での部分断面図である。
【図４】図１に示す流体吐出装置を装備するパターン形成装置を示す図である。
【図５】図４のパターン形成装置を用いて形成される太陽電池セルの例を示す図である。
【図６】図４の装置によるフィンガー電極形成の様子を模式的に示す図である。
【図７】本実施形態によるパターン形成処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第２実施形態を示す図である。
【図９】図８に示す流体吐出装置で用いた雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの構成を示す斜視図である。
【図１０】本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第３実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施形態＞
図１は本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第１実施形態の外観を示す斜視図である。この流体吐出装置１Ａは４つのノズル２を一体的に保持する多連ノズルブロック３を有している。すなわち、この多連ノズルブロック３では、４つのノズル２が一列に配列されており、その配列方向に各ノズル２の吐出口２１が一列で多連ノズルブロック３の外面に露出している。また、ノズル２毎に、ノズル内にバルブが設けられて当該バルブを開閉して吐出口２１からの流体の吐出を制御する吐出制御部４が設けられており、それら４つの吐出制御部４がそれぞれ独立して作動し、図示を省略する流体供給部から供給される流体の各吐出口２１からの吐出を制御可能となっている。なお、本実施形態では、ノズル２の配列方向を「配列方向Ｐ」と称し、各吐出口２１からの流体の吐出方向を「吐出方向Ｑ」と称し、これら配列方向Ｐおよび吐出方向Ｑと直角に交差する交差方向を「交差方向Ｒ」と称する。
【００１８】
図２は図１に示す流体吐出装置のＱＲ平面での部分断面図であり、図３は図１に示す流体吐出装置のＰＱ平面での部分断面図である。この流体吐出装置１Ａは、４本のノズル２を一体的に保持する多連ノズルブロック３と、４つの吐出制御部４と、吐出制御部４の回転アクチュエータ４１を支持する略扇状の支持ブロック５と、多連ノズルブロック３および支持ブロック５を接続して一体化する接続ブロック６と、多連ノズルブロック３に対して装着される吐出制御部４の構成部品を上方側（＋Ｒ方向側）から押さえて保持する上側ホルダ７と、吐出制御部４の構成部品を下方側（−Ｒ方向側）から押さえて保持する下側ホルダ８とを有している。
【００１９】
多連ノズルブロック３では、図３に示すように、（−Ｑ）側端部には配列方向Ｐに延びる直方体空間が設けられており、接続ブロック６の下側端部に設けられる導入孔６１を介して流体供給部（図示省略）から供給されてくる流体を一時的に貯留する流体貯留部２２として機能する。この流体貯留部２２から同一形状を有する４本のノズル２が配列方向Ｐに等ピッチ（本実施形態では、２［ｍｍ］間隔）で一列に配置されている。各ノズル２は吐出方向、つまり（＋Ｑ）方向に延設され、その先端部が多連ノズルブロック３の（＋Ｑ）側端面につながり、吐出口２１となっている。このため、ノズル２の内部で流体貯留部２２から吐出口２１に向けて略楕円形状断面を有する筒形状空間が流体流路２３として機能し、流体貯留部２２に貯留される流体を吐出口２１に案内する。このように本実施形態では、流体貯留部２２が圧送されてくる流体を４本のノズル２に分配して案内する。
【００２０】
各ノズル２では、図２に示すように、流体流路２３の中間位置で上方側（＋Ｒ方向側）と下方側（−Ｒ方向側）に１個ずつ開口２４が形成されている。本実施形態では、互いに隣接する吐出制御部４が相互に干渉するのを防止するために、開口２４を設ける位置を２段階に振り分けている。つまり、図３に示すように、最も（＋Ｐ）側に位置するノズル番号「１」およびノズル番号「３」のノズル２については、開口２４は流体貯留部２２に近い位置に設ける一方、最も（−Ｐ）側に位置するノズル番号「４」およびノズル番号「２」のノズル２については、吐出口２１に近い位置に設けている。このように、互いに隣接する２つのノズル２の各々に形成される開口２４は配列方向Ｐと直交する吐出方向Ｑにおいて互いに異なる位置に形成される。また、ノズル２の上側開口２４から上方（＋Ｒ方向）に、また下側開口２４から下方（−Ｒ方向）に、貫通孔３１が多連ノズルブロック３に設けられている。これらの貫通孔３１は次に説明する吐出制御部４の各種構成部品（回転軸４２、シール部材４３、４４およびボールベアリング４５、４６）を設置するためであり、その内径は開口２４よりも広く設定されている。また、各開口２４は吐出制御部４の回転軸４２の直径（軸径）と同一寸法であり、配列方向Ｐでの流体流路２３の幅よりも広く設定されている。
【００２１】
各吐出制御部４は交差方向Ｒに延設された回転軸４２を有している。本実施形態では、直径１［ｍｍ］の軸形状を有するステンレス鋼棒を回転軸４２として用いている。この回転軸４２の先端部、つまり（−Ｒ）側端部は、貫通孔３１に挿入され、さらに両開口２４を介してノズル２に貫通されている。
【００２２】
この回転軸４２の先端部のうち両開口２４の間に位置する部分（以下「流量調整部４２１」という）はノズル２の流体流路２３内に挿入されている。そして、図３に示すように、流量調整部４２１の直径が流体流路２３の配列方向Ｐの幅よりも広いため、流量調整部４２１により流体流路２３が上流側流路２３Ｕと下流側流路２３Ｄに分断される。ただし、流量調整部４２１には、交差方向Ｒと直交する方向に貫通孔４２２が設けられているため、貫通孔４２２の回転位置によって上流側流路２３Ｕと下流側流路２３Ｄとが貫通孔４２２によって連通可能となっている。例えば図３に示すように、貫通孔４２２の穿設方向が吐出方向Ｑと直交する場合（同図中のノズル番号「１」）、回転軸４２の側面で流体流路２３が完全に塞がれて上流側流路２３Ｕと下流側流路２３Ｄとの連通の割合は０［％］となる。その結果、ノズル番号「１」からの流体吐出は停止される。一方、貫通孔４２２の穿設方向が吐出方向Ｑと平行に近づくにしたがって連通の割合は徐々に上昇する。最後に、貫通孔４２２の穿設方向が吐出方向Ｑと平行となるように貫通孔４２２の回転位置が位置決めされる（同図中のノズル番号「４」）と、上流側流路２３Ｕと下流側流路２３Ｄとの連通の割合は１００［％］となり、最大吐出量でノズル番号「４」から流体が吐出される。
【００２３】
このように本実施形態では、回転軸４２を回転させることで吐出口２１からの流体の吐出および吐出停止を制御することができ、さらに回転位置を制御することで吐出量も多段階で調整することが可能となっている。すなわち、回転軸４２の（＋Ｒ）側端部が本発明の「バルブ駆動軸」に相当しており、当該回転軸４２の流量調整部４２１が本発明の「バルブ」として機能している。なお、回転部分からの流体漏れを防止しつつ、回転軸４２を安定的に回転させるために、本実施形態では、以下のように構成している。
【００２４】
貫通孔３１内では、ノズル２を上下方向（Ｒ方向）から挟み込むように一対のシール部材４３、４４が設けられている。すなわち、ノズル２の上方側、つまり（＋Ｒ）方向側では、回転軸４２と上側開口２４とが交差する位置の近傍でシール部材４３が配置されている。また、ノズル２の下方側、つまり（−Ｒ）方向側では、回転軸４２と下側開口２４とが交差する位置の近傍でシール部材４４が配置されている。さらに、貫通孔３１内では、シール部材４３の上方側、つまり（＋Ｒ）方向側に回転軸４２を回転自在に軸支する転動式軸受、例えばボールベアリング４５が設けられている。また、シール部材４４側も同様である、つまり、シール部材４４の下方側、つまり（−Ｒ）方向側に回転軸４２を回転自在に軸支するボールベアリング４６が設けられている。これら２つのボールベアリング４５、４６により回転軸４２は貫通孔３１内で回転自在となっている。
【００２５】
このようにノズル２の上下各々に、シール部材およびボールベアリングを配置しているが、本実施形態ではシール部材４３、４４が回転軸４２と直接接触させないために、シール部材４３、４４はそれぞれボールベアリング４５、４６の外輪と当接する一方、内輪と隙間ができるようにシール部材４３、４４に逃げ部が設けられている。なお、シール部材４３、４４の代わりに、耐薬品性やシール性などの条件によりフッ素ゴム等で構成されるＯリングを使用しても良い。
【００２６】
このように構成された下側のシール部材４４およびボールベアリング４６はＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン：polytetrafluoroethylene）製のスペーサ４７を介してステンレス製の下側ホルダ８で押さえられて保持されている。ここで、スペーサ４７はボールベアリング４６の外輪に圧着されており、流体の漏れをシールし、漏れた流体が流体吐出装置１Ａから落下するのを防止している。また、下側ホルダ８は回転軸４２の軸端の当接面としても機能し、回転軸４２の軸方向の動きを規正している。
【００２７】
また、上側のシール部材４３およびボールベアリング４５は上側ホルダ７で押さえられて保持されている。この上側ホルダ７は図２に示すように蓋部材７１と、蓋部材７１の下面から下方向に延設される円筒部材７２とを有しており、例えばステンレス材料で構成されている。この蓋部材７１には、回転軸４２を挿通するための貫通孔が形成されている。また、円筒部材７２は貫通孔３１に挿入自在に仕上げられており、貫通孔３１に挿入されると、円筒部材７２の下端面でボールベアリング４５の外輪のみを下方に押さえつけてボールベアリング４５およびシール部材４３を保持する。
【００２８】
各回転軸４２の上方端部、つまり（＋Ｒ）側端部は、図１に示すように、動力伝達部４８を介して回転アクチュエータ４１に連結されている。本実施形態では、各回転アクチュエータ４１はエンコーダ付のサーボモータで構成されているが、空圧回転アクチュエータなどを用いてもよい。各動力伝達部４８は負荷駆動軸４８１を有している。この負荷駆動軸４８１の（＋Ｒ）側端部はカップリング４８３を介して回転アクチュエータ４１の回転軸（図示省略）と連結されて回転アクチュエータ４１からの回転駆動力を当該（＋Ｒ）側端部で受けて回転する。一方、負荷駆動軸４８１の（−Ｒ）側端部は、一対のジョイントを正位相に取り付けたユニバーサルジョイント４８２を介して回転軸４２の（＋Ｒ）側端部と連結されている。このように構成されたユニバーサルジョイント４８２を本発明の「連結部材」として用いることで、次に説明するように負荷駆動軸４８１を回転軸４２の軸方向Ｒに対して傾けた状態で回転させたとしても、入力軸（負荷駆動軸４８１）と出力軸（回転軸４２）を等速回転させることが可能となっている。
【００２９】
次に、図１および図２を参照しつつ、負荷駆動軸４８１の傾斜態様について、最も（＋Ｐ）側に位置する回転軸４２ａ（ノズル番号１）と、それに隣接する回転軸４２ｂ（ノズル番号２）とを例示しながら説明する。回転軸４２ａに連結される負荷駆動軸４８１は（−Ｒ）側端部から（＋Ｒ）側端部に進むにしたがって回転軸４２ｂに連結される動力伝達部４８からの距離が大きくなるように回転軸４２ａの軸方向Ｒａ（図２中の１点鎖線）に対して（−Ｑ）側に傾斜している。これに対し、回転軸４２ｂに連結される負荷駆動軸４８１は（−Ｒ）側端部から（＋Ｒ）側端部に進むにしたがって回転軸４２ａに連結される動力伝達部４８からの距離が大きくなるように回転軸４２ｂの軸方向Ｒｂ（図２中の２点鎖線）に対して（＋Ｑ）側に傾斜している。このため、（＋Ｒ）側での負荷駆動軸４８１同士の離間間隔は回転軸４２ａ、４２ｂ同士の離間間隔よりも広がり、比較的大きな回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく、支持ブロック５に取り付けることが可能となっている。
【００３０】
なお、本実施形態では、回転軸４２ａ、４２ｂを回転させる回転アクチュエータ４１ａ、４１ｂは、回転軸４２ａ、４２ｂの軸方向Ｒａ、Ｒｂに対して（＋Ｑ）方向および（−Ｑ）方向にそれぞれ約１０゜ずつ傾いた状態で支持ブロック５に取り付けられている。また、残りの２つの回転軸を回転させる回転アクチュエータ４１ｃ、４１ｄについては、互いの干渉を防止するのみならず、それぞれ回転アクチュエータ４１ａ、４１ｂとの干渉を防止するために、回転軸４２の軸方向に対して（＋Ｑ）方向および（−Ｑ）方向にそれぞれ約２０゜ずつ傾いた状態で支持ブロック５に取り付けられている。
【００３１】
また、本実施形態では、各回転軸４２に光が通過する横穴４２３が形成されていて当該横穴４２３を透過式光電センサで検出する度にパルス信号を出力するように構成され、回転軸の概ねの角度を検出可能となっている。そして、当該パルス信号と、回転アクチュエータ４１のエンコーダ（図示省略）から出力されるエンコーダ信号とを使用して原点を正確に決定し、回転軸４２に形成された貫通孔４２２のノズル２に対する回転位置を制御することで、上記したように吐出量を制御可能となっている。
【００３２】
以上のように、各ノズル２に回転軸４２の流量調整部４２１が挿入され、各回転軸４２の（＋Ｒ）側端部がバルブ駆動軸として回転自在となっており、回転軸４２がバルブとして機能している。そして、各回転軸４２の（＋Ｒ）側端部に対して動力伝達部４８を介して回転アクチュエータ４１が接続されて上記バルブの開閉を切り替えている。このように本実施形態では、回転アクチュエータ４１および動力伝達部４８により本発明の「ノズル駆動機構」が構成されている。そして、動力伝達部４８を構成する各負荷駆動軸４８１を上記したように傾斜して配置しているため、回転アクチュエータ４１の相互間隔を回転軸４２の（＋Ｒ）側端部（バルブ駆動軸）の相互間隔よりも広げることができる。その結果、ノズル２のピッチおよび回転軸４２の間隔に比べて大きなサイズの回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく設けることができ、隣接する回転軸４２を独立して良好に駆動し、各吐出口２１からの流体の吐出および吐出停止を確実に行うことができる。
【００３３】
なお、上記実施形態では動力伝達部４８の全部について負荷駆動軸４８１を回転軸４２の軸方向Ｒに対して傾斜させているので、負荷駆動軸４８１の（＋Ｒ）側端部の相互間隔が広がり、回転アクチュエータ４１の相互干渉を防止する上で好適である。しかしながら、動力伝達部４８の全部について負荷駆動軸４８１を傾斜させることは必須事項ではない。例えば回転軸４２が３本である場合には、中央に位置する回転軸４２に対しては動力伝達部４８および回転アクチュエータ４１を軸方向Ｒに一列に配置してもよく、この場合、回転アクチュエータ４１と回転軸４２とを直接連結するカップリングで動力伝達部４８を構成することができる。この点に関しては、他の実施形態についても同様である。
【００３４】
また、上記実施形態では流体吐出装置１Ａが装備する全ノズル２に対してバルブを設け、バルブ駆動機構（回転アクチュエータ４１＋動力伝達部４８）により各バルブを独立して開閉を切り替えているが、それらのうち少なくとも２本以上のノズルに対してバルブを設けてバルブ駆動機構により開閉するように構成してもよい。例えば次に説明するパターン形成装置では、本発明にかかるバルブ駆動機構が適用されており、配列方向に一列に配置される２６本のノズルのうち配列方向の最上流側３本および最下流側３本についてのみバルブを設け、それらのバルブをバルブ駆動機構により独立して開閉する。
【００３５】
パターン形成装置は、パターンを形成するための材料を含んだ塗布液を基板上に塗布し、これを硬化させる装置であり、例えば光電変換面を有する基板に配線パターンを形成して光電変換デバイスを製造する技術に適用可能である。この技術では、吐出口からパターン形成材料を含む塗布液を吐出可能なノズルを一体化させた多連ノズルブロックを基板に対し走査移動させるとともに、各吐出口から塗布液を吐出させることによって、互いに平行で長さの等しい多数のライン状パターンを基板上に形成している。
【００３６】
ところで、この種のパターン形成装置によってパターンを形成すべき基板の形状は様々である。例えば、太陽電池セルの基板として用いられる単結晶シリコン基板としては、正方形の四隅を切り落としたような八角形としたものがある。これは、円形の単結晶シリコンウエハの面積を有効に活用するためである。そのため、四隅に対応する位置に形成すべきパターンの長さはその他の位置に形成すべきパターンの長さと相違する。
【００３７】
そこで、本発明にかかるパターン形成装置では、四隅に対応する位置に塗布液を吐出するノズルに対して上記したバルブおよびバルブ駆動機構を設け、圧送されてくる塗布液の吐出および吐出停止を制御することで矩形形状ではない基板（以下、「異形基板」という）に対しも、塗布により効率よくパターンを形成することができる。以下、図４ないし図７を参照しつつ本発明にかかるパターン形成装置の一実施形態について詳述する。
【００３８】
図４は、図１に示す流体吐出装置を装備するパターン形成装置を示す図である。このパターン形成装置ＰＦは、例えば表面に光電変換層を形成された単結晶シリコンウエハなどの基板Ｗ上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ＰＦ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。
【００３９】
このパターン形成装置ＰＦでは、基台１１０上にステージ移動機構２００が設けられ、基板Ｗを保持するステージ３００がステージ移動機構２００により図４に示すＸ−Ｙ平面内で移動可能となっている。基台１１０にはステージ３００を跨ぐようにしてフレーム１２１が固定され、フレーム１２１には塗布ヘッド部５００が取り付けられている。
【００４０】
ステージ移動機構２００は、ステージ３００をＸ方向に移動させるＸ方向移動機構２１０、Ｙ方向に移動させるＹ方向移動機構２２０、および、Ｚ方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構２３０を有する。Ｘ方向移動機構２１０は、モータ２１１にボールねじ２１２が接続され、さらに、Ｙ方向移動機構２２０に固定されたナット２１３がボールねじ２１２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ２１２の上方にはガイドレール２１４が固定され、モータ２１１が回転すると、ナット２１３とともにＹ方向移動機構２２０がガイドレール２１４に沿ってＸ方向に滑らかに移動する。
【００４１】
Ｙ方向移動機構２２０もモータ２２１、ボールねじ機構およびガイドレール２２４を有し、モータ２２１が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構２３０がガイドレール２２４に沿ってＹ方向に移動する。θ回転機構２３０はＺ方向を向く軸を中心にモータ２３１によりステージ３００を回転させる。以上の構成により、塗布ヘッド部５００の基板Ｗに対する相対的な移動方向および向きが変更可能とされる。ステージ移動機構２００の各モータは、装置各部の動作を制御する制御部６００により制御される。
【００４２】
さらに、θ回転機構２３０とステージ３００との間には、ステージ昇降機構２４０が設けられている。ステージ昇降機構２４０は、制御部６００からの制御指令に応じてステージ３００を昇降させ、基板Ｗを指定された高さ（Ｚ方向位置）に位置決めする。ステージ昇降機構２４０としては、例えばソレノイドや圧電素子などのアクチュエータによるもの、ギヤによるもの、楔の噛み合わせによるものなどを用いることができる。
【００４３】
塗布ヘッド部５００のベース５１０には、液状（ペースト状）の塗布液を内部に貯留し制御部６００からの制御指令に応じて該塗布液を基板Ｗに向けて吐出する流体供給部５２０が設けられている。流体供給部５２０は、内部が空洞となって塗布液を貯留するシリンジポンプ５２１と、該ポンプ５２１の内部空間に挿入されたプランジャ５２４とを備えている。プランジャ５２４は、制御部６００により駆動制御されるモータ、ソレノイド等のアクチュエータまたは圧縮空気等によって上下駆動され、シリンジポンプ５２１の内部空間に貯留された塗布液を加圧する。
【００４４】
また、流体供給部５２０の下部には多連ノズルブロック５５０が取り付けられている。この多連ノズルブロック５５０は塗布液を基板Ｗに向けて吐出する２６本のノズル（図示省略）を一体化したものであり、ノズルはＹ方向に一列に配置されている。つまり、このパターン形成装置ＰＦではＹ方向がノズルの配列方向となっている。また、図４への図示を省略しているが各ノズルは流体供給部５２０と接続され、流体供給部５２０から供給されてくる塗布液を内部に設けられる流体流路に沿って案内し、吐出口５５１から吐出可能となっている。これら２６本のノズルのうちＹ方向の最上流側３本のノズルおよび最下流側３本のノズルに対して上記実施形態と同一構成のバルブ（図示省略）が取り付けられて、残りの中央側２０本のノズルについてはバルブが設けられていない。このため、プランジャ５２４の作動によりシリンジポンプ５２１が作動することで塗布液が多連ノズルブロック５５０に設けられた各ノズルに向けて供給され、バルブを設けていない中央側２０本のノズルから塗布液がそのまま吐出される一方、最上流側３本および最下流側３本の合計６本のノズルについては、バルブ駆動機構５６０により各バルブの回転軸（図示省略）を回転させることで吐出口５５１毎に個別に塗布液の吐出がオン・オフ制御される。なお、バルブ駆動機構５６０の基本構成は上記流体吐出装置１Ａで採用したものと基本的に同一であり、各回転軸（バルブ駆動軸）に対して回転アクチュエータからの回転駆動力が動力伝達部を介して与えられてバルブの開閉が行われる。
【００４５】
また、塗布ヘッド部５００のベース５１０には、基板Ｗに向けてＵＶ光（紫外線）を照射する光照射部５３０が取り付けられている。光照射部５３０は、紫外線を発生する光源ユニット５３２に光ファイバ５３１を介して接続される。図示を省略しているが、光源ユニット５３２はその光出射部に開閉自在のシャッターを有しており、その開閉および開度によって出射光のオン・オフおよび光量を制御することができる。光源ユニット５３２は制御部６００により制御されている。
【００４６】
図５は図４のパターン形成装置を用いて形成される太陽電池セルの例を示す図である。この太陽電池セルＳは、単結晶シリコン基板Ｗの表面（光電変換面および反射防止膜が設けられた面）に、幅が細い多数のフィンガー配線パターンＦと、これらを横断するように設けられたより幅広のバス配線パターンＢとを設けた構造を有している。フィンガー配線パターンＦとバス配線パターンＢとはその交点において電気的に接続されている。
【００４７】
各部の寸法については、例えばフィンガー配線パターンＦの幅および高さが５０μｍ程度、バス配線パターンＢの幅が１．８ｍｍないし２．０ｍｍ、高さが５０μｍないし７０μｍとすることができるが、これらの数値に限定されるものではない。
【００４８】
シリコン基板Ｗは、概略正方形の四隅を切り取ってなる、中心軸Ｃに対して線対称な八角形をしている。これは、略円柱形に製造される単結晶シリコンロッドから切り出したウエハが円板形状をしており、その表面積を有効に利用して基板Ｗを作成する必要性から生じた形状である。
【００４９】
このため、基板Ｗ上に多数形成されるフィンガー電極Ｆは、基板Ｗの中央部の略矩形とみなせる矩形領域ＲＲでは一定の長さを有しているが、端部領域ＥＲではその形状に合わせて１本ごとに長さが異なっている。具体的には、矩形領域ＲＲに形成される複数の電極Ｆｒはいずれも基板Ｗの長さより少し短い同一の長さを有しているのに対し、端部領域ＥＲに形成される電極Ｆｅは、基板Ｗ端面の後退に伴って長さが変化し、基板最端部に近いものほど短くなっている。図５の例では、基板中央の矩形領域ＲＲに２０本の同一長の電極パターンＦｒ、基板両端部の端部領域ＥＲに互いに長さの異なる３本ずつの電極パターンＦｅがそれぞれ形成される。なお、これは単なる一例であり、パターンの本数はこれらに限定されるものではないが、端部領域ＥＲに設ける電極パターンＦｅの本数に応じてバルブの設置個数を対応させる必要がある。
【００５０】
吐出のオン・オフが一括して制御される多数のノズルを基板に対し一体的に相対移動させてパターンを形成する従来技術では、このような形状の基板に対応することができなかった。また、各ノズルを個別にオン・オフ制御するための具体的な技術はこれまで実用化されるに至っていない。これに対し、本実施形態のパターン形成装置ＰＦは、図３と同一構成のバルブを設け、各バルブの開閉をバルブ駆動機構５６０により行うことにより塗布液の吐出および吐出停止を制御することで図５のような異形基板に対してもパターン形成を効率よく行うことが可能となっている。
【００５１】
図６は図４の装置によるフィンガー電極形成の様子を模式的に示す図である。同図に示すように、この装置ＰＦでは、基板Ｗを載置したステージ３００をＸ方向に移動させることによって、相対的に多連ノズルブロック５５０を基板Ｗの表面に対して（−Ｘ）方向に走査移動させる。この多連ノズルブロック５５０の下面には２６個の吐出口５５１が設けられており、これらの吐出口５５１はＹ方向に沿って１列に等間隔で配置される。Ｙ方向における多連ノズルブロック５５０の寸法は同方向における基板Ｗの寸法と同程度またはそれ以上である。したがって、基板Ｗに対して多連ノズルブロック５５０を１回走査移動させるのみで、基板Ｗの全面にフィンガー電極パターンＦｒ，Ｆｅを形成することができる。
【００５２】
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。また、塗布液の粘度は、光照射による硬化処理を実行する前において例えば５０Ｐａ・ｓ（パスカル秒）以下で、硬化処理を実行した後は３５０Ｐａ・ｓ以上になることが好ましい。
【００５３】
吐出口５５１から基板Ｗ表面に吐出された直後の塗布液に対して、ノズルの走査移動方向（−Ｘ方向）における吐出口５５１の後方に配置された光照射部５３０からの出射光が照射される。これにより、吐出直後の断面形状を維持したまま塗布液が硬化し、電極パターンＦｒ，Ｆｅが形成される。吐出口５５１の形状、塗布液の粘度および光照射条件を適宜に設定することにより種々の断面形状を有するパターンを形成することができ、特にパターン幅に対する高さの比、すなわちアスペクト比の高いパターンを形成することが可能である。
【００５４】
図７は本実施形態によるパターン形成処理を示すフローチャートである。この処理は、形成すべきパターンの本数に対応する２６個の吐出口５５１を有する多連ノズルブロック５５０を用いて実行される。これらの吐出口５５１のうちＹ方向の最上流側３個および最下流側３個の吐出口５５１の各々につながるノズルにはバルブが設けられており、各バルブの回転軸（バルブ駆動軸）をバルブ駆動機構５６０が回転駆動して各吐出口５５１からの塗布液の吐出および吐出停止を独立して制御する。このため、最上流側３個および最下流側３個の吐出口５５１からの吐出を停止させた状態で流体供給部５２０から塗布液が多連ノズルブロック５５０に向けて供給されると、中央側２０個の吐出口５５１から同時に塗布液が吐出される。その後で、バルブ駆動機構５６０により回転軸を回転させることで各吐出口５５１からの塗布液の吐出を個別に制御可能となっている。なお、図６に示す符号Ｐ1ないしＰ3およびＰ24ないしＰ26は、端部領域ＥＲを塗布するための吐出口を特定するための符号である。すなわち、２６個の吐出口のうち最外側に位置する吐出口が符号Ｐ1，Ｐ26、これより１つ内側の吐出口を符号Ｐ2，Ｐ25、さらにこれより１つ内側の吐出口を符号Ｐ3，Ｐ24として表している。これらを除く残り２０個の吐出口は矩形領域ＲＲのパターンＦｒの形成に用いられる。これら吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26は後述するようにバルブ駆動機構５６０によりその他の吐出口と異なるタイミングで独自に吐出制御される吐出口であり、以下においてはこれらの吐出口を「制御対象吐出口」と称し、各制御対象吐出口を有するノズルが本発明の「制御対象ノズル」に相当している。
【００５５】
この処理では、最初に基板Ｗをパターン形成装置ＰＦに搬入し、パターンを形成すべき面を上向きにしてステージ３００に載置する（ステップＳ１０１）。また、バルブ駆動機構５６０により回転軸を軸心周りに回転させて吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26からの吐出を停止させておく（ステップＳ１０２）。具体的には、図３中の「ノズル番号１」のノズルと同様に、上流側流路と下流側流路の連通の割合を０［％］に設定する。
【００５６】
この状態で、ステージ移動機構２００によりステージ３００をＸ方向に移動させ（ステップＳ１０３）、次いで、多連ノズルブロック５５０が基板ＷのＸ方向端部の直上に移動してくるタイミングで、シリンジポンプ５２１による塗布液への加圧を開始する（ステップＳ１０４）。これによって、中央部分に位置する２０個の吐出口５５１のみから塗布液の吐出が開始される。これにより矩形領域ＲＲのパターンＦｒが形成開始される。
【００５７】
その後、以下の手順で制御対象吐出口を順次開放する（ステップＳ１０５）。すなわち、シリンジポンプ５２１の加圧を開始してから所定時間経過後に制御対象吐出口のうち最も中央に近い吐出口Ｐ3，Ｐ24からの吐出停止をまず解除し、塗布液流路を開放する。次いでこれらの外側に隣接する吐出口Ｐ2，Ｐ25を開放し、最後に最も外側の吐出口Ｐ1，Ｐ26を開放する。これにより、基板Ｗの端部領域ＥＲには、吐出口の開放タイミングに応じて始端位置がそれぞれ異なるパターンＦｅが形成される。
【００５８】
そのまま基板Ｗに対する多連ノズルブロック５５０の走査移動を継続することで、基板Ｗ上には互いに平行な２６本の電極パターンが形成されてゆく。基板Ｗが所定位置に達するまでこの状態を継続した後（ステップＳ１０６）、開放した順序とは逆の順序で、各吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26を順次閉塞する（ステップＳ１０７）。すなわち、最も外側の吐出口Ｐ1，Ｐ26を閉塞し、その後においてこれらに隣接する吐出口Ｐ2，Ｐ25を閉塞する。さらに、最も内側の吐出口Ｐ3，Ｐ24を閉塞する。吐出口の閉塞に伴って、当該吐出口からの塗布液によるパターン形成が少しずつ時間差を持って順次終了する。したがって、これらのパターンの終端位置も異なったものとなる。また、こうして終端側の端部領域ＥＲへのパターン形成が完了し、さらに多連ノズルブロック５５０が矩形領域ＲＲの端部に達すると、シリンジポンプ５２１からの加圧を停止する（ステップＳ１０８）。その後、ステージ３００の移動を停止し（ステップＳ１０９）、フィンガー電極パターンＦ（Ｆｒ，Ｆｅ）が形成された基板Ｗが搬出されて（ステップＳ１１０）、処理が完了する。
【００５９】
以上のようなパターン形成処理によると、基板Ｗの中央部の矩形領域ＲＲでは、互いに平行で長さの等しいパターンＦｒが形成される。一方、基板両端の端部領域ＥＲでは、基板Ｗの外側に近いほどパターンの形成開始が遅く、しかも形成終了が早くなる。基板Ｗと多連ノズルブロック５５０とは一定速度で相対移動しているため、形成のタイミングの差異は基板Ｗ上におけるパターンの始端および終端位置に反映されて、最終的には図５および図６に示すようなフィンガー電極パターンＦが形成される。この間、基板Ｗに対する多連ノズルブロック５５０の走査移動は１回のみである。
【００６０】
また、各制御対象吐出口５５１を有するノズルに設けられるバルブの回転軸に対してバルブ駆動機構５６０が連結され、回転軸の回転により吐出口５５１からの吐出および吐出停止を個別に制御するように構成している。このため、多連ノズルブロック５５０の走査移動によって一度に形成される多数のライン状パターンのうちの一部について、パターンの始端位置および終端位置を他のパターンと異ならせることができる。その結果、図５や図６に示すような異形基板であっても、その全面に効率よくパターンを形成することができる。
【００６１】
また、各制御対象吐出口５５１を有するノズルに対して回転軸が取り付けられ、当該回転軸をバルブ駆動機構５６０によって回転させることによって吐出口５５１からの塗布液の吐出を制御しているため、構成部品の変形がなく、高精度な流体の吐出制御を安定して行うことが可能となっている。また、バルブ駆動機構５６０は第１実施形態で採用したバルブ駆動機構（回転アクチュエータ４１＋動力伝達部４８）と同様に構成されている。このため、ノズル２のピッチおよび回転軸４２の間隔に比べて大きなサイズの回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく設けることができ、隣接する回転軸４２を独立して良好に駆動し、各吐出口２１からの流体の吐出および吐出停止を確実に行うことができる。
【００６２】
また、バルブを配列方向Ｙと直交する方向において互いに異なる位置に配置する、つまり千鳥状あるいはジグザグ状に配置しているので、回転アクチュエータ４１の相互干渉をさらに効果的に防止することができ、ノズルのピッチを狭めることができる。その結果、パターン形成装置ＰＦにより形成可能なパターンの間隔を狭小化することができる。
【００６３】
このように、本実施形態では、ステージ３００が本発明の「基板保持部」として機能しており、ステージ移動機構２００が本発明の「走査移動部」として機能している。また、ステージ移動機構２００により基板Ｗを移動させているが、例えば塗布ヘッド部５００を移動させる、あるいは基板Ｗおよび多連ノズルブロック５５０の両方を移動させるように構成してもよい。つまり、基板に対して複数のノズルを相対的に走査移動させるように構成すればよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、制御対象吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26にのみ対応してバルブを設けているが、吐出口毎にバルブを設け、バルブ駆動機構５６０により当該吐出口からの塗布液の吐出および吐出停止を制御するように構成してもよい。
【００６５】
また、上記実施形態では、一列に並ぶ吐出口のうち外側の一部を制御対象吐出口としているが、これに限定されない。すなわち、吐出口の配列が上記とは異なったものであってもよく、またどの吐出口を制御対象吐出口とするかは任意であり、これらのいずれにも本発明を適用することが可能である。また、全ての吐出口を制御対象吐出口としても構わない。また、上記実施形態では、多連ノズルブロック５５０における制御対象吐出口の配列が中心に対する対称性を有しているが、このことは必須の要件ではない。
【００６６】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、ノズル２に回転軸４２を挿入してバルブを構成した流体吐出装置１Ａに対して本発明にかかるバルブ駆動機構を適用しているが、これに異なる態様のバルブを各ノズルに設けた流体吐出装置に対しても本発明を適用することができる。例えば、本願出願人は、一軸偏心ネジポンプが一定の条件を満たすことでバルブとして機能するという知見に基づき当該バルブを利用した流体吐出装置およびパターン形成装置（特願２０１１−２７９５００）を創作した。これらの装置に対しても上記バルブ駆動機構を適用することができる。以下、図８および図９を参照しつつ本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第２実施形態について説明する。
【００６７】
図８は本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第２実施形態を示す図である。また、図９は図８に示す流体吐出装置で用いた雌ネジ型ステータおよび雄ネジ型ロータの構成を示す斜視図である。この流体吐出装置１Ｂは２本のノズル２を並べて一体化したノズルブロック３を有している。そして、流体供給部９１から加圧供給された流体（例えばペースト状の塗布液）が配管９２を介してノズルブロック３に供給され、各ノズル２の吐出口２１から吐出される。また、各ノズル２の内部にはバルブ５０が設けられている。
【００６８】
このバルブ５０は、流体の流れ方向（＋Ｑ）に対して直交する断面、つまりＰＲ断面が長円形状を有するとともに流れ方向（＋Ｑ）に螺旋状に形成された雌ネジを有する雌ネジ型ステータ５１と、流れ方向（＋Ｑ）に対して直交する断面が円形形状であるとともに雌ネジ型ステータ５１の雌ネジ５１ａと接しながら偏心回転自在な雄ネジ５２ａを有する雄ネジ型ロータ５２とを備えている。この実施形態では、ステータ５１の軸方向（流れ方向（＋Ｑ））の長さ、つまり本体長さＶＬがステータ５１の雌ネジピッチの１／２周期となっている。その理由は次の通りである。
【００６９】
一軸偏心ネジポンプは、流体の送出方向（＋Ｑ）に延設された雄ネジ型ロータ５２を、同一方向に延設される雌ネジ型ステータ５１に嵌挿し、当該雌ネジ型ステータ５１に対して相対的に偏心回転させることで流体を送り出すものであり、従来より広く使用されている。雌ネジ型ステータ５１はフッ素ゴムなどの弾性部材で構成されており、送出方向（＋Ｑ）に直交する、いずれの断面においても長円形状となっている雌ネジ５１ａを有している。一方、雄ネジ型ロータ５２はステンレスなどの金属材料で構成されており、送出方向（＋Ｑ）に直交する各断面は円形形状を有している。そして、雌ネジ型ステータ５１に対して雄ネジ型ロータ５２が所定の偏心量で回転することでポンプとして機能する。
【００７０】
ここで、ポンプとして機能させるためには、本体長さＶＬをステータの雌ネジピッチの１周期以上とする必要ある。というのも、この条件を満足しなければ、ステータとロータとでキャビティと称される密閉空間を形成することができないからである。一方、本体長さＶＬがステータの雌ネジピッチの１周期よりも短くしていくと、ステータに対するロータの相対回転角θ（０゜≦θ≦３６０゜、あるいは−１８０゜≦θ≦１８０゜）に応じて雌ネジ５１ａと雄ネジ５２ａとの間に形成されるオリフィスが変化する。
【００７１】
より詳しくは、本体長さＶＬが、ステータ５１の雌ネジピッチの１周期未満で、かつ１／２周期以上となっているときには、特定の相対回転角θ１で全開状態となる。また、別の相対回転角θ２で全閉状態となる。したがって、相対回転角を角度θ１と角度θ２とに切り替えることで流体の流通と遮断とを制御可能となる。つまり、開閉バルブとして機能する。なお、本体長さＶＬが雌ネジピッチの１／２周期より長い場合には、全閉状態となる回転角の範囲は広がるとともに全開状態でのオリフィスは、本体長さＶＬが雌ネジピッチの１／２周期であるときの全開状態でのオリフィスよりも小さくなる。
【００７２】
さらに相対回転角が角度θ１から角度θ２に移行する間、逆に角度θ２から角度θ１に移行する間では、雌ネジ５１ａと雄ネジ５２ａとの間に形成されるオリフィスは相対回転角に応じて徐々に変化する。したがって、この現象を利用することで流量調整が可能となる。ただし、本体長さＶＬがステータ５１の雌ネジピッチの１／２周期未満となると、全閉状態が得られず、開閉バルブとしては機能しない。このような理由から、第２実施形態では、本体長さＶＬをステータ５１の雌ネジピッチの１／２周期に設定している。
【００７３】
図８に戻って流体吐出装置１Ｂの構成説明を続ける。各ロータ５２の後端部には、偏心機構５３の一方端部（同図の左側端部）が取り付けられている。これらの偏心機構５３はノズルブロック３の内部に配置されている。そして、ノズルブロック３からは、偏心機構５３の他方端部（図８の右側端部）が互いに平行に、かつ隣接して（−Ｑ）方向に延設されており、他方端部で回転駆動力を受けてロータ５２を偏心回転させる。このように、第２実施形態では偏心機構５３の他方端部が本発明の「バルブ駆動軸」に相当している。なお、偏心機構５３としては、一軸偏心ネジポンプで多用されている偏心機構と同様のもの、例えばフレキシブルジョイントを用いることができる。
【００７４】
流体吐出装置１Ｂでは、第１実施形態と同様に、複数本（第２実施形態では２本）のバルブ駆動軸が互いに平行で、かつ隣接している。このため、各バルブ駆動軸に対して回転アクチュエータ４１を直接取り付けることが困難となる場合がある。そこで、第２実施形態においても、各バルブ駆動軸に対して第１実施形態と同様に構成された動力伝達部４８を介して回転アクチュエータ４１を連結している。
【００７５】
このように第２実施形態では、回転アクチュエータ４１および動力伝達部４８により本発明の「ノズル駆動機構」が構成されている。そして、動力伝達部４８を構成する各負荷駆動軸４８１を上記したように傾斜して配置しているため、回転アクチュエータ４１の相互間隔を偏心機構５３の（−Ｑ）側端部（バルブ駆動軸）の相互間隔よりも広げることができる。その結果、ノズル２のピッチおよび偏心機構５３の間隔に比べて大きなサイズの回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく設けることができ、隣接する偏心機構５３を独立して良好に駆動し、各吐出口２１からの流体の吐出および吐出停止を確実に行うことができる。
【００７６】
また、第２実施形態にかかるノズル駆動機構を図４に示すパターン形成装置ＰＦに適用してもよく、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００７７】
＜第３実施形態＞
ところで、上記した第１実施形態および第２実施形態では、複数のノズル２の各々に１つのバルブを設けた流体吐出装置１Ａ、１Ｂに対して本発明にかかるノズル駆動機構を組み込んでいる。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、例えば１つのノズルに対して複数個のバルブを設けて当該ノズルの吐出口からの流体の吐出を制御する流体吐出装置に対しても適用可能である。以下、図１０を参照しつつ本発明の第３実施形態について説明する。
【００７８】
図１０は本発明にかかるバルブ駆動機構を装備する流体吐出装置の第３実施形態を示す図である。この第３実施形態が第２実施形態と大きく相違する点は、単一のノズル２内に２つのバルブが設けられている点であり、その他の構成は基本的に第２実施形態と同一である。よって、以下においては、相違点を中心に説明し、同一または相当部分については同一符号を付して説明を省略する。
【００７９】
第３実施形態にかかる流体吐出装置１Ｃでは、バルブとして、第２実施形態で採用したバルブ５０と同一構成のバルブ５０Ａ、５０Ｂが並設されている。これらのうちバルブ５０Ａのロータ５２Ａに偏心機構５３Ａが接続され、動力伝達部４８を介して回転アクチュエータ４１から与えられる回転駆動力を受けてロータ５２Ａを偏心回転させる。もう一方のバルブ５０Ｂについてもバルブ５０Ａと同様に構成されている。
【００８０】
そして、図示を省略する制御部からの動作指令によってバルブ５０Ａ、５０Ｂを全開させてノズル２の吐出口２１から流体を吐出させるとき、例えばロータ５２Ａを回転角（０゜）から回転角（＋９０゜）に偏心回転させるのに対し、ロータ５２Ｂを回転角（０゜）から回転角（−９０゜）に偏心回転させる。このため、これら２つのバルブ５０Ａ、５０Ｂの一方で圧送効果が発生するのと並行して他方でサックバック効果が発生し、各バルブ５０Ａ、５０Ｂで発生するポンプ効果が相殺される。
【００８１】
また、制御部からの動作指令によってバルブ５０Ａ、５０Ｂを全閉させてノズル２からの流体の吐出を停止させるとき、例えばロータ５２Ａを回転角（＋９０゜）から元の回転角（０゜）に偏心回転させるのに対し、ロータ５２Ｂを回転角（−９０゜）から元の回転角（０゜）に偏心回転させる。このため、全閉状態へのバルブ切替においては、一方のバルブでサックバック効果が発生すると同時に他方のバルブで圧送効果が発生し、全開状態へのバルブ切替と同様に、ポンプ効果が相殺される。
【００８２】
このように構成された流体吐出装置１Ｃにおいても、第２実施形態と同様に、回転アクチュエータ４１および動力伝達部４８により本発明の「ノズル駆動機構」が構成されている。そして、動力伝達部４８を構成する各負荷駆動軸４８１を上記したように傾斜して配置しているため、回転アクチュエータ４１の相互間隔を偏心機構５３Ａ、５３Ｂの（−Ｑ）側端部（バルブ駆動軸）の相互間隔よりも広げることができる。その結果、偏心機構５３Ａ、５３Ｂの間隔に比べて大きなサイズの回転アクチュエータ４１を相互に干渉させることなく設けることができ、隣接するバルブ５０Ａ、５０Ｂを独立して良好に駆動し、上記ポンプ効果を相殺させながら吐出口２１からの流体の吐出および吐出停止を確実に行うことができる。なお、第３実施形態では、１つのノズル２に設けられた２つのバルブ５０Ａ、５０Ｂの開閉によりノズル２からの流体の吐出および吐出停止を切り替えており、これらのバルブ５０Ａ、５０Ｂが本発明の「吐出切替部」を構成している。
【００８３】
また、第３実施形態にかかるノズル駆動機構を図４に示すパターン形成装置ＰＦに適用してもよく、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８４】
なお、ステータ５１Ｂに形成される雌ネジの螺旋方向が反対であるとともにロータ５２Ｂに形成される雄ネジの螺旋方向が反対となるように構成し、さらにロータ５２Ａ、５２Ｂをともに同一方向に偏心回転させるように構成してもよい。このように構成した場合には、制御部（図示省略）からの動作指令によってバルブ５０Ａ、５０Ｂを全開させてノズル２の吐出口２１から流体を吐出させるとき、例えばロータ５２Ａ、５２Ｂを回転角（０゜）から回転角（＋９０゜）に偏心回転すると、一方で圧送効果が発生するのと並行して他方でサックバック効果が発生し、各バルブ５０Ａ、５０Ｂで発生するポンプ効果が相殺される。また、制御部からの動作指令によってバルブ５０Ａ、５０Ｂを全閉させてノズル２からの流体の吐出を停止させるとき、例えばロータ５２Ａ、５２Ｂを回転角（＋９０゜）から元の回転角（０゜）に偏心回転させるため、一方のバルブでサックバック効果が発生すると同時に他方のバルブで圧送効果が発生し、ポンプ効果が相殺される。
【００８５】
＜その他＞
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。例えば第１実施形態では４本のバルブ駆動軸（回転軸４２）が並設され、第２実施形態および第３実施形態では２本のバルブ駆動軸（偏心機構の他方端部）が並設された装置に対して本発明を適用している。しかしながら、本発明の適用対象はこれに限定されるものではなく、２本以上のバルブ駆動軸が並んだ状態でバルブが配置されている装置全般に対して本発明を適用することができる。
【００８６】
また、上記第１実施形態および第２実施形態では、複数のノズル２を多連ノズルブロック３に設けて一体化しているが、複数のノズルをそれぞれ独立して設けた流体吐出装置に対しても本発明を適用することができる。
【００８７】
また、上記実施形態では、連結部材としてユニバーサルジョイント４８２を用いているが、これ以外に種々の連結構成、例えばフレキシブルジョイントを用いてもよい。
【００８８】
さらに、本発明にかかる流体吐出装置をパターン形成装置ＰＦに適用しているが、本発明にかかる流体吐出装置の適用対象はこれに限定されるものではなく、ペーストなどの流動性材料や液体などの流体をノズルの吐出口から吐出させる流体吐出装置全般に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
この発明は、互いに並んで設けられる複数のバルブ駆動軸をそれぞれ独立して回転させて複数のバルブの開閉を切り替えるバルブ駆動機構、ならびに当該バルブ駆動機構を用いる装置全般に対して好適に適用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…流体吐出装置
２…ノズル
２１…吐出口
４１、４１ａ〜４１ｄ…回転アクチュエータ
４２、４２ａ、４２ｂ…回転軸（バルブ、バルブ駆動軸）
４８…動力伝達部
５０、５０Ａ、５０Ｂ…バルブ
４２１…流量調整部（バルブ）
４８１…負荷駆動軸
４８２…ユニバーサルジョイント（連結部材）
５６０…バルブ駆動機構
２００…ステージ移動機構（走査移動部）
３００…ステージ（基板保持部）
５２０…流体供給部
５５１…（制御対象）吐出口
５６０…バルブ駆動機構
Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26…制御対象吐出口
Ｐ、Ｙ…配列方向
ＰＦ…パターン形成装置
Ｑ…吐出方向
Ｒ…軸方向
Ｗ…基板
【図１】
2013217457.tif 000003
【図２】
2013217457.tif 000004
【図３】
2013217457.tif 000005
【図４】
2013217457.tif 000006
【図５】
2013217457.tif 000007
【図６】
2013217457.tif 000008
【図７】
2013217457.tif 000009
【図８】
2013217457.tif 000010
【図１０】
2013217457.tif 000011
【図９】
2013217457.tif 000012