(57)【要約】【課題】ノズルの吐出口に対するシャッター部材の進退により吐出口の閉塞および閉塞解除を正確に行って当該吐出口からの流体を吐出および吐出停止を良好に行う。【解決手段】流体を吐出方向に吐出する吐出口および吐出口に流体を案内する流路を有するノズル本体と、ノズル本体の流路に流体を供給する流体供給部と、ノズル本体の流路内で固定配置されるシャッター本体、シャッター本体に取り付けられる板バネ機構および板バネ機構を介してシャッター本体に支持されながら吐出口に対して進退自在に設けられるシャッター部材を有するシャッター部と、吐出口に対してシャッター部材を進退させてシャッター部材の閉塞部位による吐出口の閉塞および閉塞解除を切り替える進退駆動部とを備えている。【選択図】図３
2016019963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を吐出方向に吐出する吐出口および前記吐出口に前記流体を案内する流路を有するノズル本体と、
前記ノズル本体の前記流路に前記流体を供給する流体供給部と、
前記ノズル本体の前記流路内で固定配置されるシャッター本体、前記シャッター本体に取り付けられる板バネ機構および前記板バネ機構を介して前記シャッター本体に支持されながら前記吐出口に対して進退自在に設けられるシャッター部材を有するシャッター部と、
前記吐出口に対して前記シャッター部材を進退させて前記シャッター部材の閉塞部位による前記吐出口の閉塞および閉塞解除を切り替える進退駆動部と
を備えることを特徴とする流体吐出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の流体吐出装置であって、
前記板バネ機構は少なくとも１枚以上の板バネを有し、前記板バネによって前記シャッター本体および前記シャッター部材を連結する流体吐出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の流体吐出装置であって、
前記板バネ機構は、
前記吐出方向に対して直交する直交方向に配列されるＮ個（Ｎは２以上の自然数）の板バネと、
前記直交方向において互いに隣接する（Ｎ−１）組の板バネ対のうち、奇数番目の板バネ対の一方端同士を連結し、偶数番目の板バネ対の他方端同士を連結する（Ｎ−１）個の連結部材とを有し、
前記板バネの個数Ｎが偶数の場合、前記直交方向における第１番目の板バネの他方端に前記シャッター本体が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの他方端に前記シャッター部材が連結され、
前記板バネの個数Ｎが奇数の場合、前記直交方向における第１番目の板バネの他方端に前記シャッター本体が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの一方端に前記シャッター部材が連結される流体吐出装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、
前記進退駆動部は、前記シャッター部材のうち前記閉塞部位以外の被把持部位を把持する把持部材と、前記吐出方向と平行な方向に前記把持部材を付勢する付勢部材と、前記把持部材を往復移動させる往復移動機構とを有する流体吐出装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、
前記閉塞部位が前記吐出口を閉塞する位置よりも前記吐出方向側に移動してくる前記シャッター部材を係止して前記シャッター部材の移動を規制する規制部をさらに備える流体吐出装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、
前記進退駆動部を制御することで前記閉塞部位が前記吐出口を閉塞する位置に前記シャッター部材を位置決めする制御部をさらに備える流体吐出装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか一項に記載の流体吐出装置であって、
前記シャッター部材の進退方向は前記吐出方向に対して鋭角をなす流体吐出装置。
【請求項８】
外部より与えられる駆動力によって可動部材を固定部材に対して第１方向に移動させる移動装置であって、
前記第１方向に対して直交する第２方向に配列されるＮ個（Ｎは２以上の自然数）の板バネと、
前記第２方向において互いに隣接する（Ｎ−１）組の板バネ対のうち、奇数番目の板バネ対の一方端同士を連結し、偶数番目の板バネ対の他方端同士を連結する（Ｎ−１）個の連結部材とを有し、
前記板バネの個数Ｎが偶数の場合、前記第２方向における第１番目の板バネの他方端に前記固定部材が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの他方端に前記可動部材が連結され、
前記板バネの個数Ｎが奇数の場合、前記第２方向における第１番目の板バネの他方端に前記固定部材が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの一方端に前記可動部材が連結されることを特徴とする移動装置。
【請求項９】
請求項８に記載の移動装置であって、
前記板バネは平行板バネである移動装置。
【請求項１０】
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供給する流体供給部と、
前記流体供給部から供給されてくる流体をノズル本体に設けられる流路を介して吐出口に案内して前記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うち少なくとも１つを制御対象ノズルとし、当該制御対象ノズルのノズル本体の流路内で固定配置されるシャッター本体、前記シャッター本体に取り付けられる板バネ機構および前記板バネ機構を介して前記シャッター本体に支持されながら前記吐出口に対して進退自在に設けられるシャッター部材を有するシャッター部と、
前記制御対象ノズルの吐出口に対して前記シャッター部材を進退させて前記シャッター部材の閉塞部位による前記吐出口の閉塞および閉塞解除を切り替える進退駆動部と、
前記進退駆動部を駆動させて前記制御対象ノズルの前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する制御部と
を備えることを特徴とするパターン形成装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載のパターン形成装置であって、
前記流体はペースト状の塗布液であ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、液体や流動性材料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、当該流体吐出装置での使用に適した移動装置、および上記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】
流体吐出装置を装備したパターン形成装置としては、例えば特許文献１に記載された装置が知られている。このパターン形成装置では、タンク内に貯留されるペーストをノズルに圧送し、当該ノズルの先端に形成された吐出口から吐出する。また、タンクからのペーストをノズルに送給するための配管にはバルブが介挿されており、当該バルブの開閉によってノズルからのペースト吐出が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−６０８７３号公報（図１）
【特許文献２】特開平１０−１４８１６４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に記載の装置では、バルブの二次側とノズルの吐出口との距離が長くなり、両者の間での容積が比較的大きく、そのために当該部分に残存している流体の内部に含まれる気泡量も必然的に多くなる。上記のように流体を圧送している時には気泡は収縮しているものの、流体供給を停止すると、圧送時の圧力が作用しなくなり、気泡は膨張する。それによって、バルブを閉じて流体吐出を停止しているにもかかわらず、バルブとノズルとの間に存在している流体の一部がノズルの吐出口から流出する、いわゆる液だれが発生してしまう。液だれを防止するためには、例えばサックバック機構を設けることが効果的であるが、新たな機構を設けることは装置の複雑化、大型化、および高価格化を招来するので好ましくない。
【０００５】
そこで、特許文献２に記載されたように、ノズルの吐出口近傍にニードル弁をシャッター部材として設け、当該ニードル弁の進退動作によって吐出口の開閉を制御することが考えられる。つまり、ニードル弁の先端部による吐出口の開閉動作を行うことで、ニードル弁よりも下流側の容積は小さく、上記液だれの問題を抑制することができる。しかしながら、ニードル弁の倒れや座屈などを防止する観点から、ノズルに対してニードル弁が摺動する摺動部において３０[μｍ]程度と比較的大きなクリアランスが設けられている。このため、ニードル弁の進退方向と直交する方向にニードル弁がクリアランス分だけ偏ったまま開閉動作が行われ、正確な開閉が困難であった。その結果、吐出口からの流体の吐出を良好に行うことが難しいという問題があった。
【０００６】
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、ノズルの吐出口に対するシャッター部材の進退により吐出口の閉塞および閉塞解除を正確に行って当該吐出口からの流体を吐出および吐出停止を良好に行うことができる流体吐出装置、また上記シャッター部材を移動させるのに好適な移動装置、ならびに上記流体吐出装置を用いてパターンを形成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】
【０００７】
この発明の第１態様は、流体吐出装置であって、流体を吐出方向に吐出する吐出口および吐出口に流体を案内する流路を有するノズル本体と、ノズル本体の流路に流体を供給する流体供給部と、ノズル本体の流路内で固定配置されるシャッター本体、シャッター本体に取り付けられる板バネ機構および板バネ機構を介してシャッター本体に支持されながら吐出口に対して進退自在に設けられるシャッター部材を有するシャッター部と、吐出口に対してシャッター部材を進退させてシャッター部材の閉塞部位による吐出口の閉塞および閉塞解除を切り替える進退駆動部とを備えることを特徴としている。
【０００８】
また、この発明の第２態様は、外部より与えられる駆動力によって可動部材を固定部材に対して第１方向に移動させる移動装置であって、第１方向に対して直交する第２方向に配列されるＮ個（Ｎは２以上の自然数）の板バネと、第２方向において互いに隣接する（Ｎ−１）組の板バネ対のうち、奇数番目の板バネ対の一方端同士を連結し、偶数番目の板バネ対の他方端同士を連結する（Ｎ−１）個の連結部材とを有し、板バネの個数Ｎが偶数の場合、第２方向における第１番目の板バネの他方端に固定部材が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの他方端に可動部材が連結され、板バネの個数Ｎが奇数の場合、第２方向における第１番目の板バネの他方端に固定部材が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの一方端に可動部材が連結されることを特徴としている。
【０００９】
さらに、この発明の第３態様は、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供給する流体供給部と、流体供給部から供給されてくる流体をノズル本体に設けられる流路を介して吐出口に案内して吐出口から吐出する複数のノズルと、基板保持部に保持された基板に対して相対的に複数のノズルを走査移動させる走査移動部と、複数のノズルのうち少なくとも１つを制御対象ノズルとし、当該制御対象ノズルのノズル本体の流路内で固定配置されるシャッター本体、シャッター本体に取り付けられる板バネ機構および板バネ機構を介してシャッター本体に支持されながら吐出口に対して進退自在に設けられるシャッター部材を有するシャッター部と、制御対象ノズルの吐出口に対してシャッター部材を進退させてシャッター部材の閉塞部位による吐出口の閉塞および閉塞解除を切り替える進退駆動部と、進退駆動部を駆動させて制御対象ノズルの吐出口からの流体の吐出を制御する制御部とを備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明では、シャッター本体がノズル本体の流路内で固定配置されるとともに当該シャッター本体に板バネ機構が取り付けられている。また、この板バネ機構を介してシャッター部材がシャッター本体に支持される。このように板バネ機構による支持を受けた状態でシャッター部材は進退駆動部により進退され、シャッター部材の閉塞部位が吐出口に対して位置ズレを起こすのを抑制することができ、当該閉塞部位による吐出口の閉塞および閉塞解除を正確に行うことができる。その結果、当該吐出口からの流体を吐出および吐出停止を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明にかかる流体吐出装置の一実施形態の外観を示す図である。
【図２】図１に示す流体吐出装置の断面図である。
【図３】図１に示す流体吐出装置の吐出口近傍における部分的な拡大断面図である。
【図４】シャッター部の構成を示す斜視図である。
【図５】進退駆動部のグリッパの構成を示す斜視図である。
【図６】吐出口近傍の拡大斜視図である。
【図７】板バネ機構の部分拡大図である。
【図８】板バネ機構の構成および動作を示す図である。
【図９】流体吐出装置で採用可能なバネ機構の他の例を示す模式図である。
【図１０】本発明にかかるパターン形成装置の一実施形態を示す図である。
【図１１】図１０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１２】図１０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１３】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。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
Ａ．流体吐出装置
図１は本発明にかかる流体吐出装置の一実施形態の外観を示す図である。また、図２は図１に示す流体吐出装置の断面図である。さらに、図３は図１に示す流体吐出装置の吐出口近傍における部分的な拡大断面図である。この流体吐出装置１は前部ノズル体２と後部ノズル体３とを一体化したノズルブロックを有している。この前部ノズル体２は、等ピッチ（本実施形態では、２［ｍｍ］間隔）で一列に配置された４つのノズル４を一体的に保持する多連ノズルブロックとして機能する。また、前部ノズル体２の前端部には、図１に示すように、ノズル４の吐出口４１が一列で設けられている。なお、本実施形態では、ノズル４の配列方向を「配列方向Ｘ」と称し、各吐出口４１からの流体の吐出方向を「吐出方向Ｙ」と称し、これら配列方向Ｘおよび吐出方向Ｙと直角に交差する交差方向を「交差方向Ｚ」と称する。
【００１３】
前部ノズル体２の後端部には凹部が設けられ、前部ノズル体２と後部ノズル体３とが一体化されることで流体を貯留する貯留空間２ａが形成される。この貯留空間２ａに連通するように流路３ａ（図１）が後部ノズル体３に設けられ、流体供給部５から加圧して供給されてくる流体を貯留空間２ａに案内する。こうして供給された流体は貯留空間２ａに一時的に貯留される。
【００１４】
前部ノズル体２では、４本の流路４２（図２、図３）がＸ方向において互いに独立して貯留空間２ａからＹ方向に延設され、それぞれ吐出口４１に連通してノズル４を構成している。各流路４２は貯留空間２ａから吐出口４１に向けて略楕円形状断面を有する筒形状空間を有している。そして、各流路４２にはシャッター部６および進退駆動部７の一部（後で説明するグリッパ７１）が配置されており、ノズル４毎に独立して進退駆動部７によりシャッター部６を作動させることで吐出口４１からの流体の吐出および吐出停止を切り替えることが可能となっている。なお、各ノズル４に設けられるシャッター部６および進退駆動部７の構成は基本的に同一であるため、ここでは、最も（−Ｘ）側に位置するノズル４に設けられるシャッター部６および進退駆動部７の構成について図２ないし図８を参照しつつ詳述する一方、その他については同一符号を付して説明を省略する。
【００１５】
図４はシャッター部の構成を示す斜視図である。このシャッター部６は、シャッター本体６１と、板バネ機構６２と、シャッター部材６３とを有している。本実施形態では、シャッター部６をノズル４の流路４２内に設けるために、吐出方向Ｙと直交する断面、つまりＸＺ平面における流路４２およびシャッター本体６１の後端部６１１の断面をいずれも楕円形状に仕上げている。そして、図３に示すように当該後端部６１１を流路４２に嵌入するとともに、Ｚ方向からシールネジ（図示省略）を前部ノズル体２にねじ込むことによりシャッター本体６１を流路４２内で前部ノズル体２に固定している。
【００１６】
また、シャッター本体６１の前端側のうち（＋Ｚ）方向側では後端部６１１から吐出方向Ｙとほぼ平行な方向に支持部材６１２が延設されている。この支持部材６１２の（−Ｚ）方向側にシャッター部材６３が配置され、支持部材６１２とシャッター部材６３の中央部とが板バネ機構６２を介して相互に連結されている。なお、板バネ機構６２の詳しい構成および動作については後で詳述する。
【００１７】
また、シャッター本体６１の前端側のうち（−Ｚ）方向側ではＦ字形状の移動規制部材６１３が横設されている。より詳しくは、移動規制部材６１３は、シャッター本体６１から吐出方向Ｙとほぼ平行な方向に延設される水平部位６１３ａと、水平部位６１３ａの前端から（＋Ｚ）方向に立設する第１規制部位６１３ｂと、第１規制部位６１３ｂから（−Ｙ）方向に離れた位置で水平部位６１３ａの中央から（＋Ｚ）方向に立設する第２規制部位６１３ｃとを有している。ここで、第１規制部位６１３ｂと第２規制部位６１３ｃとの間隔は、シャッター部材６３の後端で（−Ｚ）方向に突起する突起部位６３１の吐出方向Ｙの幅と、シャッター部材６３の最大移動幅ＭＷ（本実施形態ではＭＷ＝１００μｍに設定）とを足し合わせた距離に設定されている。
【００１８】
シャッター部材６３では、図３および図４に示すように、後端部から（−Ｚ）方向に突起部位６３１が突設されている。この突起部位６３１が第１規制部位６１３ｂと第２規制部位６１３ｃの間に入り込み、しかも吐出方向Ｙに対して角度θ（本実施形態では１０゜に設定）だけ傾斜した状態で、シャッター部材６３は板バネ機構６２を介して支持部材６１２で支持されながらＹ方向に往復移動自在となっている。なお、突起部位６３１が第１規制部位６１３ｂと第２規制部位６１３ｃの間に入り込んだ状態でシャッター部材６３は移動可能に構成されているため、シャッター部材６３が第１規制部位６１３ｂを超えて過剰に吐出口４１側に前進したり、逆に第２規制部位６１３ｃを超えて過剰に後退するのを防止することが可能となっている。
【００１９】
また、シャッター部材６３の後端には、突起部位６３１と反対側、つまり（＋Ｚ）方向に駆動ノブ部位６３２が立設されている。この駆動ノブ部位６３２は進退駆動部７のグリッパ７１によりしっかりと把持可能な形状に仕上げられており、本発明の「被把持部位」として機能する。
【００２０】
図５は進退駆動部のグリッパの構成を示す斜視図である。このグリッパ７１は、ＸＺ断面が楕円形状に仕上げられたグリッパ本体部７１１と、グリッパ本体部７１１から（＋Ｙ）方向に延設されるグリップ部７１２と、グリップ部７１２の（＋Ｙ）方向側に対向配置されるグリップ部７１３と、グリップ部７１２、７１３を互いに近接する方向に付勢して一対のグリップ部７１２、７１３により駆動ノブ部位６３２を挟持させるバネ部７１４とを有している。このように一対のグリップ部７１２、７１３は突起部位（被把持部位）６３１を把持する「把持部材」として機能するとともに、バネ部７１４は吐出方向Ｙと平行な方向にグリップ部７１２、７１３（把持部材）を付勢する「付勢部材」として機能する。より詳しくは次のように構成されている。
【００２１】
グリッパ本体部７１１は、図３に示すようにシャッター本体６１の後端部６１１においてＹ方向に穿設された楕円形状の貫通孔６１１ａに対してＹ方向に摺動自在に嵌合されている。このように本実施形態では、シャッター本体６１に対してグリッパ本体部７１１が回転するのを防止する、つまり回り止めのために楕円断面構造を採用しているが、キー溝などの他の回り止め構造を採用してもよい。また、本実施形態では、一対のグリップ部７１２、７１３による駆動ノブ部位６３２の保持をスナップ・フィット（ｓｎａｐ−ｆｉｔ）方式で行う。つまり、シャッター本体６１へのグリッパ本体部７１１の装着は、図４中の矢印で示すように、シャッター本体６１の（−Ｙ）方向側から行われ、（＋Ｙ）方向側グリップ部７１３が駆動ノブ部位６３２を乗り越えてグリッパ７１とシャッター部材６３との一体化が完了する。なお、乗り越え時には、作業者が例えばピンセットの先端等を使うことによって付勢力をＸ方向に、駆動ノブ部位６３２に対して印加する事によって、主に板バネ機構６２の弾性変形によって、駆動ノブ部位６３２をＸ方向に変形させる。駆動ノブ部位６３２はＸ方向に薄肉の形状となっているため、容易にグリップ部７１３を乗り越える事ができる。
【００２２】
また、グリッパ本体部７１１の中心部には、Ｙ方向に延びる貫通孔７１１ａが形成されるとともに、当該貫通孔７１１ａの内周面に雌ネジが刻設されている。そして、当該雌ネジに対して進退駆動部７の往復移動機構７２が作用することでグリッパ７１全体がＹ方向に往復移動される。その結果、グリッパ７１の移動に伴って板バネ機構６２の付勢力に抗しながらシャッター部材６３がＹ方向に進退してシャッター部材６３の前端部、つまり閉塞部位６３３による吐出口４１の開閉が行われる。なお、図３および図５中の符号７１１ｂは貯留空間２ａと流路４２とを連通する貫通孔であり、当該貫通孔７１１ｂを介して貯留空間２ａから流路４２に流体を供給可能となっている。本実施形態では、貫通孔７１１ｂを５個設けているが、貫通孔７１１ｂの個数や形状などについては任意である。ただし、次に説明するように往復移動機構７２によりグリッパ７１を往復移動したとしても流体の吐出に影響しないように貫通孔７１１ｂの口径や数を大きく設定するのが望ましい。
【００２３】
往復移動機構７２は、先端部に形成された雄ネジがグリッパ本体部７１１の雌ネジに螺合された状態でＹ方向に延びる回転軸７２１と、当該回転軸７２１に回転駆動力を与える駆動部７２２とを有している。駆動部７２２は、図２に示すように、後部ノズル体３でＹ方向に延設された貫通孔３ｂの（−Ｙ）側開口から後部ノズル体３の内部に配置される。この駆動部７２２は、マイクロ電動モータ（例えば並木精密宝石社製のマイクロモータＳＬＢシリーズ）と減速器を一体化した駆動発生ユニット７２２ａ、連結軸７２２ｂ、リジッドカップリング７２２ｃおよびエンコーダ（図示省略）で構成されている。なお、マイクロ電動モータおよびエンコーダは制御部９と電気的に接続されている。
【００２４】
マイクロ電動モータの回転軸は減速器を介して連結軸７２２ｂと接続されている。さらに、当該連結軸７２２ｂはリジッドカップリング７２２ｃにより回転軸７２１の（−Ｙ）方向側端部に連結されている。そして、マイクロ電動モータが制御部９からの制御指令に応じて作動されると、マイクロ電動モータの回転軸の回転が減速器で例えば１／３０に減速された後、連結軸７２２ｂおよびリジッドカップリング７２２ｃを介して回転軸７２１に伝達され、回転軸７２１が回転する。このとき、雄ネジおよび雌ネジは互いに螺合しているため、当該回転軸７２１の回転量および回転方向に応じてグリッパ本体部７１１がシャッター本体６１に対してＹ方向に摺動する。このように本実施形態では、回転軸７２１の回転運動をグリッパ本体部７１１のＹ方向における直線運動に変換し、シャッター部材６３を（＋Ｙ）方向側にシフト移動させることで図６に示すようにシャッター部材６３の閉塞部位６３３が吐出口４１に移動して閉じ、その結果、吐出口４１からの流体の吐出が停止される。逆に、閉塞部位６３３により吐出口４１が閉塞された状態でシャッター部材６３を（−Ｙ）方向側にシフト移動させることでシャッター部材６３が吐出口４１から離れて吐出口４１からの流体の吐出が開始され、しかも吐出口４１の開度を調整することで吐出口４１からの流体の吐出量を制御することが可能となっている。
【００２５】
また、回転軸７２１には、駆動部７２２に近接する位置で、軸心に対して直交して貫通孔７２１ａが形成されるとともに、当該貫通孔７２１ａの形成位置の（＋Ｚ）方向および（−Ｚ）方向に投光器７３および受光器７４がそれぞれ配置されている。このため、投光器７３からの光が貫通孔７２１ａを通過して受光器７４に検出される度に受光器７４からパルス信号が制御部９に出力される。したがって、パルス信号に基づいて回転軸７２１の概ねの角度を検出することが可能となっている。さらに、マイクロ電動モータの回転軸が１回転する毎にエンコーダからパルス信号が１回出力されるように構成されている。そして、これらの信号を使用して制御部９が原点を正確に決定し、さらに回転軸７２１の回転量および回転方向を導出してシャッター部材６３の移動を制御することで吐出口４１の開閉および吐出口４１からの吐出量を制御可能となっている。また、シャッター部材６３を正確に制御することができるため、往復移動機構７２による往動時の押付力や往復時の引張力によって、板バネ機構６２が破損したり、吐出口４１が変形するなどの不具合を確実に防止することができる。
【００２６】
なお、図２中の符号８１はフッ素ゴム等の材質で形成されたＯリング（オーリング）であり、符号８２はステンレス鋼板などで形成されたリング固定板であり、図示しないネジによって貯留空間２ａ側から後部ノズル３にネジ止め固定されている。Ｏリング８１をＯリング固定板８２で（＋Ｙ）方向側から押さえ付けて後部ノズル体３に圧着させることで貯留空間２ａと貫通孔３ｂとを隙間なく仕切っている。なお、Ｏリング８１の小型化が困難な場合には、Ｏリング８１の代わりに円筒状のゴムを使用してもよく、当該円筒状ゴムについては金型による成形法で製作することができる。
【００２７】
次に、板バネ機構６２の構成および動作について図３、図４、図７および図８を参照しつつ説明する。図７は板バネ機構の部分拡大図である。また、図８は板バネ機構の構成および動作を示す図であり、同図（ａ）は板バネ機構の構成を模式的に示す図であり、同図（ｂ）は第１平行板バネの構成および動作を示す図であり、同図（ｃ）は第２平行板バネの構成および動作を示す図であり、同図（ｄ）は第３平行板バネの構成および動作を示す図である。この板バネ機構６２は３つの平行板バネ６２１〜６２３と２つの連結部材６２４、６２５とで構成されており、シャッター部材６３の移動に連動して平行板バネ６２１〜６２３が変形してシャッター部材６３を吐出口４１に対して安定的、かつ正確に移動させる。
【００２８】
第１平行板バネ６２１は、プレート１１の両端部に形成される板バネ部１１１、１１２と、プレート１２の両端部に形成される板バネ部１２１、１２２とで構成されている。プレート１１、１２はステンレス鋼板やシリコンプレートなどで構成されており、本実施形態では厚み２００［μｍ］のプレート部材を用いている。この点については、後で説明するプレート２１、２２、３１、３２についても同様である。
【００２９】
プレート１１の上側端および下側端はそれぞれ支持部材６１２および連結部材６２４に連結されており、図７に示すようにプレート１１の一方側面のうち連結部分の近傍領域でプレート表面がプレート１１の長手方向に一定のピッチで連続的に十数か所削り取られ、複数のノッチ部ＮＴを長手方向に連設した波板形状（洗濯板形状）の主面が形成されている。また、当該主面の反対側においても、一定のピッチでプレート裏面が連続的に削り取られ、図示を省略しているが複数のノッチ部を長手方向に配設した波板形状の主面が形成されている。こうしてプレート１１の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位を形成しており、当該部位に屈曲性を与え、板バネ部１１１、１１２として機能させる。なお、後で説明する板バネ部２１１、２１２、３１１、３１２の構成も板バネ部１１１、１１２のそれと同一である。
【００３０】
また、図３、図４および図８（ｂ）に示すように、プレート１１から（＋Ｙ）方向に離間してプレート１２がプレート１１に対してほぼ平行に配置されている。このプレート１２もプレート１１と同様に、プレート１２の上側端および下側端はそれぞれ支持部材６１２および連結部材６２４に連結されるとともにプレート１２の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位を形成し、これらを板バネ部１２１、１２２として機能させる。こうして、図８（ｂ）中の破線で示すように４つの板バネ部１１１、１１２、１２１、１２２によって平行板バネ６２１が構成されており、平行板バネ６２１の変形によって支持部材６１２に対して連結部材６２４をＹ方向から角度θだけ傾いた方向（以下「傾斜方向」という）に最大距離Ｌ１＝４３．５［μｍ］だけ移動可能となっている。なお、「４３．５」とは、板バネ部１１１、１１２、１２１、１２２の塑性変形や破損などが生じず、平行板バネ６２１のバネ機能を安定して再現させることができる範囲を意味している。
【００３１】
第２平行板バネ６２２は、図３、図４および図８（ｃ）に示すように、プレート２１の両端部に形成される板バネ部２１１、２１２と、プレート２２の両端部に形成される板バネ部２２１、２２２とで構成されている。すなわち、プレート２１の上側端および下側端がそれぞれ連結部材６２５、６２４に連結されるとともに、プレート１１と同様にプレート２１の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位が板バネ部２１１、２１２として形成されている。また、プレート２１から（＋Ｙ）方向に離間してプレート２２がプレート２１に対してほぼ平行に配置された状態でプレート２２の上側端および下側端がそれぞれ連結部材６２５、６２４に連結されている。そして、プレート２２の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位がそれぞれ板バネ部２２１、２２２として形成されている。こうして、図８（ｃ）中の破線で示すように４つの板バネ部２１１、２１２、２２１、２２２によって平行板バネ６２２が構成されており、平行板バネ６２２の変形によって連結部材６２４に対して連結部材６２５を傾斜方向に最大距離Ｌ２＝３３．５［μｍ］だけ移動可能となっている。なお、「３３．５」とは、板バネ部２１１、２１２、２２１、２２２の塑性変形や破損などが生じず、第２平行板バネ６２２のバネ機能を安定して再現させることができる範囲を意味している。
【００３２】
第３平行板バネ６２３は、図３、図４および図８（ｄ）に示すように、プレート３１の両端部に形成される板バネ部３１１、３１２と、プレート３２の両端部に形成される板バネ部３２１、３２２とで構成されている。すなわち、プレート３１の上側端および下側端がそれぞれ連結部材６２５およびシャッター部材６３に連結されるとともに、プレート１１と同様にプレート３１の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位が板バネ部３１１、３１２として形成されている。また、プレート３１から（＋Ｙ）方向に離間してプレート３２がプレート３１に対してほぼ平行に配置された状態でプレート３２の上側端および下側端がそれぞれ連結部材６２５およびシャッター部材６３に連結されている。そして、プレート３２の両端部に厚さ１０［μｍ］程度の波板形状部位がそれぞれ板バネ部３２１、３２２として形成されている。こうして、図８（ｄ）中の破線で示すように４つの板バネ部３１１、３１２、３２１、３２２によって平行板バネ６２３が構成されており、平行板バネ６２３の変形によって連結部材６２５に対してシャッター部材６３を傾斜方向に最大距離Ｌ３＝２４．５［μｍ］だけ移動可能となっている。なお、「２４．５」とは、板バネ部３１１、３１２、３２１、３２２の塑性変形や破損などが生じず、第３平行板バネ６２３のバネ機能を安定して再現させることができる範囲を意味している。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、板バネ機構６２を介してシャッター部材６３をシャッター本体６１で精度良く支持しながらシャッター部材６３を進退駆動部７により進退させているので、シャッター部材６３の閉塞部位６３３による吐出口４１の閉塞および閉塞解除が正確に、しかも安定して行われる。その結果、当該吐出口４１からの流体の吐出および吐出停止を良好に行うことができる。また、シャッター部材６３の移動量を調整することで吐出量も高精度に制御することができる。なお、本実施形態では、吐出口４１の閉塞解除時において吐出口４１の角穴部をシャッター部材６３の先端が抜け切らない位置になっており、閉塞動作時には、シャッター部材６３の先端を吐出口４１の角穴部内側の両側面でガイドするようになっており、確実に閉塞できるようになっている。
【００３４】
また、シャッター部材６３の閉塞部位６３３の移動方向が吐出方向Ｙに対して角度θ（＝１０゜）だけ傾斜しているため、シャッター部材６３の閉塞部位６３３をＹ方向に変位させて吐出口４１を開閉する場合（つまり角度θ＝０゜の場合）に比べて圧損を小さくすることができる。というのも、本実施形態では、図６に示すように、吐出口４１の開成状態では閉塞部位６３３は吐出口４１の中心よりも（−Ｚ）方向に変位する。このため、１００［μｍ］という僅かな変位量でも開口領域は角度θ＝０゜よりも広くなり、圧損を抑えて高精度な吐出制御が可能となる。また、閉塞部位６３３が流体の流れを阻害するのを防止することができ、吐出状態の良好を図ることができる。なお、本実施形態では、角度θについては任意であるが、上記した作用効果を得るためにはシャッター部材６３の進退方向は吐出方向Ｙに対して鋭角をなすように構成するのが好適である。
【００３５】
また、上記実施形態では、進退駆動部７のグリッパ７１は、図５に示すように、駆動ノブ部位６３２を挟持するグリップ部７１２、７１３をバネ部７１４によって互いに近接する方向に付勢している。このため、往復移動機構７２によるグリッパ７１の往動開始時および復動開始時に発生するバックラッシュがバネ部７１４により吸収され、グリッパ７１を安定的、かつ正確にＹ方向に往復動させることができる。その結果、吐出口４１の開閉および吐出量調整をより正確に行うことができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、シャッター本体６１において移動規制部材６１３が設けられ、シャッター部材６３の往復移動範囲を制限している。このため、往復移動機構７２による往動時の押付力や復動時の引張力によって、板バネ機構６２が破損したり、吐出口４１が変形するなどの不具合を確実に防止することができる。
【００３７】
また、上記実施形態では、シャッター部材６３の１００［μｍ］移動に追従して板バネ機構６２を変形させる必要があるが、その変形量を３つの平行板バネ６２１、６２２、６２３に分割して担わせている。より具体的には、３つの平行板バネ６２１、６２２、６２３が連結部材６２４、６２５を介して連結されており、板バネ機構６２の変形能、つまり板バネ機構６２の破損を回避しながら変形できる傾斜方向の最大距離ＬＴは、
ＬＴ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＝１０１．５［μｍ］
である。この移動距離ＬＴのＹ方向成分ＬＴＹは
ＬＴＹ＝ＬＴ×ｃｏｓθ＝１０１．５×ｃｏｓ１０゜＝１００［μｍ］
となり、シャッター部材６３の最大移動幅ＭＷ（＝１００［μｍ］）と一致している。したがって、本実施形態では、進退駆動部７によってシャッター部材６３を板バネ機構６２に抗しながら（＋Ｙ）方向に１００［μｍ］移動させることで吐出口４１を完全に閉塞させるが、この範囲では板バネ機構６２の破損を確実に防止しながらシャッター部材６３を安定して作動させることができる。
【００３８】
また、３つの板バネ６２１、６２２、６２３をＸ方向に配列し、Ｘ方向において互いに隣接する２組の板バネ対のうち板バネ６２１、６２２で構成される第１番目の板バネ対を連結部材６２４で連結し、吐出方向Ｙから見たときに板バネ６２１、連結部材６２４および板バネ６２２は略Ｕ字形を形成している。また、第２番目の板バネ対を構成する板バネ６２２、６２３を連結部材６２５で連結し、吐出方向Ｙから見たときに板バネ６２２、連結部材６２５および板バネ６２３は略逆Ｕ字形を形成している。このような構成を採用することで板バネ機構６２の小型化を図ることができ、ノズル４の小型化に大きく寄与している。このように、本実施形態では、Ｘ方向が本発明の「直交方向」の一例に相当している。
【００３９】
なお、上記実施形態では、３つの板バネ６２１、６２２、６２３と２つの連結部材６２４，６２５とで板バネ機構６２を構成しているが、板バネの個数に関しては、「３」に限定されるものではなく、任意である。例えば図９（ａ）に示すように１つの板バネ６２１で板バネ機構６２を構成してもよく、この場合、連結部材は不要となり、板バネ機構６２の小型化を図ることができる。
【００４０】
また、図８（ａ）や図９（ａ）では、奇数個の板バネを用いているが、偶数枚、例えば図９（ｂ）に示すように２つの板バネ６２１、６２２により板バネ機構６２により構成してもよい。ただし、図８（ａ）および図９に示すように、板バネ機構６２を構成する板バネの枚数に応じて連結部材の個数を変更し、また支持部材６１２およびシャッター部材６３と板バネとの接続関係を変更する必要がある。つまり、Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の板バネで板バネ機構６２を構成するとき、（Ｎ−１）組の板バネ対が存在するため、（Ｎ−１）個の連結部材を用意し、Ｘ方向における奇数番目の板バネ対の一方端（図８に示す実施形態では、（−Ｚ）方向側）同士を連結し、偶数番目の板バネ対の他方端（図８に示す実施形態では、（＋Ｚ）方向側）同士を連結する。さらに、シャッター本体６１およびシャッター部材６３との連結については、板バネの個数Ｎに応じて変更させる必要がある。すなわち、板バネの個数Ｎが偶数の場合、Ｘ方向における第１番目の板バネの他方端（図９（ｂ）に示す実施形態では、（＋Ｚ）方向側）にシャッター本体６１を連結するとともに第Ｎ番目の板バネの他方端（図９（ｂ）に示す実施形態では、（＋Ｚ）方向側）にシャッター部材６３を連結する。一方、板バネの個数Ｎが奇数の場合、Ｘ方向における第１番目の板バネ６２１の他方端（図８に示す実施形態では、（＋Ｚ）方向側）にシャッター本体６１が連結されるとともに第Ｎ番目の板バネの一方端（図８に示す実施形態では、（＋Ｚ）方向側）にシャッター部材６３を連結する。このように構成することで上記実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００４１】
Ｂ．パターン形成装置
ところで、上記した流体吐出装置についてはパターン形成装置に適用することができ、当該適用によって優れた作用効果が発揮される。以下、図１に示す流体吐出装置１をパターン形成装置に適用した実施形態を例示して説明する。
【００４２】
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、多数の吐出口を有するノズルを基板に対し走査移動させるとともに、各吐出口からパターン形成材料を含む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。
【００４３】
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、形成すべきパターンの長さは必ずしも一定ではない。
【００４４】
そこで、本発明にかかるパターン形成装置では、図１に示す流体吐出装置１と同様に、吐出口毎にシャッター部材６３を独立して進退移動させることで当該吐出口を開閉制御してもよく、これによって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１０ないし図１３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。
【００４５】
図１０は本発明にかかるパターン形成装置の一実施形態を示す図である。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。
【００４６】
このパターン形成装置ＰＦでは、基台１１１０上にステージ移動機構１２００が設けられ、基板Ｗを保持するステージ１３００がステージ移動機構１２００により図１０に示すＸＸ−ＹＹ平面内で移動可能となっている。基台１１１０にはステージ１３００を跨ぐようにしてフレーム１１２１が固定され、フレーム１１２１には塗布ヘッド部１５００が取り付けられている。
【００４７】
ステージ移動機構１２００は、ステージ１３００をＸＸ方向に移動させるＸ方向移動機構１２１０、ＹＹ方向に移動させるＹ方向移動機構１２２０、および、ＺＺ方向を向く軸を中心に回転させるθ回転機構１２３０を有する。Ｘ方向移動機構１２１０は、モータ１２１１にボールねじ１２１２が接続され、さらに、Ｙ方向移動機構１２２０に固定されたナット１２１３がボールねじ１２１２に取り付けられた構造となっている。ボールねじ１２１２の上方にはガイドレール１２１４が固定され、モータ１２１１が回転すると、ナット１２１３とともにＹ方向移動機構１２２０がガイドレール１２１４に沿ってＸＸ方向に滑らかに移動する。
【００４８】
Ｙ方向移動機構１２２０もモータ１２２１、ボールねじ機構およびガイドレール１２２４を有し、モータ１２２１が回転するとボールねじ機構によりθ回転機構１２３０がガイドレール１２２４に沿ってＹＹ方向に移動する。θ回転機構１２３０はモータ１２３１によりステージ１３００をＺＺ方向に延びる軸を中心に回転させる。以上の構成により、塗布ヘッド部１５００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１２００の各モータは、装置各部の動作を制御する制御部１６００により制御される。
【００４９】
さらに、θ回転機構１２３０とステージ１３００との間には、ステージ昇降機構１２４０が設けられている。ステージ昇降機構１２４０は、制御部１６００からの制御指令に応じてステージ１３００を昇降させ、基板Ｗを指定された高さ（ＺＺ方向位置）に位置決めする。ステージ昇降機構１２４０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。
【００５０】
塗布ヘッド部１５００のベース１５１０には、液状（ペースト状）の塗布液を内部に貯留し制御部１６００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１５２０が設けられている。流体供給部１５２０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１５２１と、該ポンプ１５２１の内部空間に挿入されたプランジャ１５２４とを備えている。プランジャ１５２４は、制御部１６００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１５２１の内部空間に貯留された塗布液を加圧する。
【００５１】
また、流体供給部１５２０の下部には、塗布液を基板Ｗに向けて吐出する流体吐出部のノズル体１５５０が取り付けられている。このノズル体１５５０には複数のノズルが形成されている。そして、ノズル体１５５０の先端部に各ノズルの吐出口１５５１が設けられ、それらの吐出口１５５１がＹＹ方向に一列で形成されている。また、ノズル体１５５０内では、ノズル毎に、流体供給部１５２０と各吐出口１５５１とを連通する塗布液流路が設けられるとともに図３に示す流体吐出装置１と同様に構成されたシャッター部が設けられている。このため、プランジャ１５２４の作動によりシリンジポンプ１５２１が作動することで塗布液がノズル体１５５０に向けて圧送され、さらに各シャッター部による開閉制御によって吐出口１５５１毎に個別に塗布液の吐出がオン・オフ制御される。
【００５２】
また、塗布ヘッド部１５００のベース１５１０には、基板Ｗに向けてＵＶ光（紫外線）を照射する光照射部１５３０が取り付けられている。光照射部１５３０は、紫外線を発生する光源ユニット１５３２に光ファイバ１５３１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１５３２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１５３２は制御部１６００により制御されている。
【００５３】
図１１は図１０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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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１１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。
【００５７】
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、流体吐出装置１と同様に流体吐出技術を用いて塗布を行うことにより、図１１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。
【００５８】
図１２は図１０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。この装置ＰＦでは、基板Ｗを載置したステージ１３００をＸＸ方向に移動させることによって、相対的にノズル体１５５０を基板Ｗの表面に対して（−Ｘ）方向に走査移動させる。吐出口１５５１は、ノズル体１５５０の下面に複数設けられており、これら複数の吐出口１５５１はＹＹ方向に沿って１列に等間隔で配置される。ＹＹ方向におけるノズル体１５５０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に対してノズル体１５５０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。
【００５９】
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。
【００６０】
吐出口１５５１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（−ＸＸ方向）における吐出口１５５１の後方に配置された光照射部１５３０からの出射光Ｌ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１５５１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。
【００６１】
図１３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１５５１を有するノズル体１５５０を用いて実行される。これらの吐出口１５５１の各々に対してシャッター部（図２や図３に示されるシャッター部６と同一構成）が設けられている。また、各吐出口１５５１に対応する往復移動機構（図２や図３に示される往復移動機構７２と同一構成）が制御部１６００により駆動制御されることで２６個の吐出口１５５１がそれぞれ独立して開閉制御される。このため、流体供給部１５２０から塗布液がノズル体１５５０に向けて圧送された状態で、各シャッター部による開閉によって各吐出口１５５１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１２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は後述するようにシャッター部による開閉制御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、当該吐出口を有するノズルが制御対象となるノズル、つまり本発明の「制御対象ノズル」に相当する。以下において、当該吐出口を「制御対象吐出口」と称する。
【００６２】
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１３００に載置する（ステップＳ１０１）。また、往復移動機構７２を作動させて、全シャッター部材６３の閉塞部位６３３を吐出口１５５１に位置させて閉塞しておく（ステップＳ１０２）。
【００６３】
この状態で、ステージ移動機構１２００によりステージ１３００をＸＸ方向に移動させ（ステップＳ１０３）、次いで、ノズル体１５５０が基板ＷのＸＸ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１５２１による塗布液への加圧を開始する（ステップＳ１０４）。また、これと同時に、吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26以外の吐出口１５５１に対応するシャッター部では、シャッター部材が吐出口１５５１から退避されて吐出口１５５１を開成される。これによって、中央部分に位置する２０個の吐出口１５５１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。
【００６４】
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１５２１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の閉塞をまず解除して吐出口Ｐ3，Ｐ24からの塗布液の吐出を開始する。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。
【００６５】
そのまま基板Ｗに対するノズル体１５５０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、さらにノズル体１５５０が矩形領域ＲＲの端部に達すると、上記吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26ではない吐出口１５５１を閉塞させる。
【００６６】
そして、シリンジポンプ１５２１からの加圧を停止する（ステップＳ１０８）。その後、ステージ１３００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。
【００６７】
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とノズル体１５５０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１１および図１２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に対するノズル体１５５０の走査移動は１回のみである。
【００６８】
また、各吐出口１５５１に対応してノズル体１５５０の直近位置にシャッター部が設けられ、これらのシャッター部によって吐出口１５５１の開閉を個別に制御するように構成している。このため、ノズル体１５５０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１１や図１２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。
【００６９】
このように、本実施形態にかかるパターン形成装置では、ステージ１３００が本発明の「基板保持部」の一例として機能しており、ステージ移動機構１２００が本発明の「走査移動部」の一例として機能している。
【００７０】
また、上記実施形態にかかるパターン形成装置では、制御対象吐出口Ｐ1〜Ｐ3，Ｐ24〜Ｐ26に対応してシャッター部を設けるのみならず、それら以外の吐出口、つまり非制御対象吐出口に対してもシャッター部を設けて開閉制御しているが、非制御対象吐出口に対してシャッター部を設けることは必須事項ではない。例えば非制御対象吐出口からの吐出のオン・オフについては、シリンジポンプ１５２１のオン・オフにより制御してもよい。
【００７１】
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、上記実施形態ではノズル体１５５０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。
【００７２】
Ｃ．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。上記実施形態では、１つのノズル体に複数のノズルを設けているが、ノズルの形成個数は任意であり、例えば１つのノズル体に対して１つのノズルを設けた流体吐出装置や当該流体吐出装置を装備す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できる。
【００７３】
また、上記実施形態では、シャッター本体６１が板バネ機構６２を介してシャッター部材６３と連結され、往復移動機構７２から与えられる外力（駆動ノブ部位６３２をＹＹ方向に移動させる力）によってシャッター本体６１に対してシャッター部材６３をＹＹ方向に移動させており、板バネ機構６２を本発明の「移動装置」として機能させている。つまり、シャッター本体６１およびシャッター部材６３がそれぞれ本発明の「固定部材」および「可動部材」の一例に相当している。また、Ｙ方向およびＸ方向がそれぞれ本発明の「第１方向」および「第２方向」に相当している。
【００７４】
ここで、固定部材に対して可動部材を比較的大きく移動させる場合には、図８（ａ）や図９（ｂ）に示すように、板バネの個数Ｎを２以上に設定するとともに（Ｎ−１）組の連結部材を用いてＮ個の板バネを連結して板バネ機構を構成し、これを本発明の「移動装置」として用いるのが好適である。すなわち、当該移動装置の適用対象は流体吐出装置１に限定されるものではなく、例えば光学装置内に配置されるレンズを移動させるように、外部より与えられる駆動力によって可動部材を固定部材に対して第１方向に移動させる移動装置全般に本発明にかかる移動装置を適用することができる。なお、当該移動装置におけるＮ個の板バネと（Ｎ−１）組の連結部材との連結態様ならびに板バネとシャッター本体６１およびシャッター部材６３との連結態様は流体吐出装置１における連結態様と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
この発明は、液体や流動性材料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、外部より与えられる駆動力によって可動部材を固定部材に対して第１方向に移動させる移動装置全般、並びに上記流体吐出装置を備えるパターン形成装置全般に対して適用することができる。
【符号の説明】
【００７６】
１…流体吐出装置、
２…前部ノズル体、
４…ノズル、
５、１５２０…流体供給部、
６…シャッター部、
７…進退駆動部、
９、１６００…制御部、
４２…流路、
６１，６１２…シャッター本体、
６２…板バネ機構、
６３…シャッター部材、
７１…グリッパ、
７２…往復移動機構、
１１１、１１２、１２１、１２２、２１１、２１２、２２１、２２２、３１１、３１２、３２１、３２２…板バネ部、
６１３…移動規制部材、
６１３ｃ…第２規制部位、
６２１〜６２３…平行板バネ、
６２４、６２５…連結部材、
６３１…突起部位、
６３２…駆動ノブ部位（被把持部位）、
６３３…閉塞部位、
７１２，７１３…グリップ部（把持部）
７１４…バネ部（付勢部材）、
１２００…ステージ移動機構、
１３００…ステージ、
１５５０…ノズル体、
ＰＦ…パターン形成装置
Ｘ…配列方向、
Ｙ…吐出方向、
Ｗ…基板
【図１】
2016019963.tif 000003
【図２】
2016019963.tif 000004
【図３】
2016019963.tif 000005
【図９】
2016019963.tif 000006
【図１０】
2016019963.tif 000007
【図１１】
2016019963.tif 000008
【図１２】
2016019963.tif 000009
【図１３】
2016019963.tif 000010
【図４】
2016019963.tif 000011
【図５】
2016019963.tif 000012
【図６】
2016019963.tif 000013
【図７】
2016019963.tif 000014
【図８】
2016019963.tif 000015