JP2014105827A - Angle adjustment member, displacement and angle adjustment member, rotation drive mechanism, fluid ejection device, and pattern forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、第1軸および第2軸の角度関係を調整自在に第1軸および第2軸を相互に連結しながら第1軸の回転を第2軸に伝達する角度調整部材、駆動軸に対して従動軸を変位自在に駆動軸および従動軸を相互に連結しながら駆動軸の回転を従動軸に伝達する変位および角度調整部材、ならびに上記角度調整部材や変位および角度調整部材を用いた回転駆動機構、流体吐出装置およびパターン形成装置に関するものである。 The present invention relates to an angle adjusting member that transmits the rotation of the first axis to the second axis while connecting the first axis and the second axis so that the angular relationship between the first axis and the second axis can be adjusted. A displacement and angle adjusting member for transmitting the rotation of the drive shaft to the driven shaft while mutually connecting the drive shaft and the driven shaft so that the driven shaft can be displaced, and rotation using the angle adjusting member and the displacement and angle adjusting member. The present invention relates to a drive mechanism, a fluid ejection device, and a pattern forming device.
ペースト状の塗布液で基板上に微細パターンを形成するパターン形成装置では、塗布液を吐出する流体吐出装置が装備されている。この流体吐出装置では、タンクに貯留されている塗布液がノズルに圧送される。ノズルにはバルブが設けられている。すなわち、モータの回転軸の回転を受けて軸がバルブ内で回転してノズルの吐出口を開閉し、当該バルブの開閉によってノズルからの塗布液の吐出が制御される。ここで、モータの回転軸に対し、バルブの軸が偏角している場合がある。ところが、流体吐出装置の組立後においてはノズル内部を目視することは基本的に不可能であり、微調整も不可能である。そのため、モータの回転軸とバルブの軸との角度関係を自動的に調整する部材が必要となる。そこで、角度調整部材として、例えばユニバーサルジョイントを用いることが考えられる。 A pattern forming apparatus that forms a fine pattern on a substrate with a paste-like coating liquid is equipped with a fluid ejection device that ejects the coating liquid. In this fluid ejection device, the coating liquid stored in the tank is pumped to the nozzle. The nozzle is provided with a valve. That is, in response to the rotation of the rotating shaft of the motor, the shaft rotates in the valve to open and close the nozzle outlet, and the discharge of the coating liquid from the nozzle is controlled by opening and closing the valve. Here, the shaft of the valve may be deviated from the rotation shaft of the motor. However, it is basically impossible to visually observe the inside of the nozzle after the assembly of the fluid ejection device, and fine adjustment is also impossible. Therefore, a member that automatically adjusts the angular relationship between the rotation shaft of the motor and the shaft of the valve is required. Thus, for example, a universal joint may be used as the angle adjustment member.
しかしながら、パターン形成装置では、微細パターンを形成するためにノズルの小型化が図られており、バルブの軸も小径化する必要がある。したがって、従来より提供されているユニバーサルジョイントをそのまま角度調整部材として適用することは困難であった。そこで、本願発明者は例えば特許文献1に記載されたように軸部材の側面に複数のスリットを設けた構造を有する角度調整部材を用いることを検討した。つまり、当該角度調整部材では、軸部材の側面から軸部材の軸線の第1直角方向に第1スリットが形成されるとともに、第1スリットの反対方向から第2スリットが形成される。これら2種類のスリットが同一間隔だけ離間しながら交互に繰り返して形成されている。このようにスリットを軸部材の軸線に沿って直列に形成したことにより、モータの回転軸に対してバルブの軸が偏角したとしても、スリットの幅の変化で偏角を吸収しながらモータの回転軸の回転がバルブの軸に伝達される。
However, in the pattern forming apparatus, the nozzle is downsized in order to form a fine pattern, and the diameter of the valve shaft needs to be reduced. Therefore, it has been difficult to apply a universal joint provided conventionally as an angle adjusting member as it is. Therefore, the inventor of the present application studied using an angle adjusting member having a structure in which a plurality of slits are provided on the side surface of the shaft member as described in
特許文献1に記載の技術を用いて製造される角度調整部材では、比較的大きな偏角を吸収するためにはノッチ個数を増加させる必要があり、軸径に変化はないものの、軸方向において角度調整部材が大型化することは避けられない。また、このように大型化した角度調整部材を流体吐出装置に用いると、ノズルが長くなってしまい、ノズル容積が比較的大きくなる。そのためにノズル内部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り、塗布性能の低下を招くことがある。
In the angle adjusting member manufactured using the technique described in
また、特許文献1に記載の技術を用いて製造される角度調整部材では、偏角を吸収することは可能であるが、モータの回転軸に対するバルブの軸の変位を吸収することはできない。
Moreover, the angle adjusting member manufactured using the technique described in
この発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、2つの軸の間に存在する偏角を吸収しながら一方軸の回転を他方軸に伝達する角度調整部材の小型化、上記角度調整部材を用いて駆動軸に対する従動軸の変位を吸収しながら駆動軸の回転を従動軸に伝達する変位および角度調整部材の提供、ならびに上記した角度調整部材や変位および角度調整部材を用いる回転駆動機構、流体吐出装置およびパターン形成装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. The angle adjusting member for transmitting the rotation of one shaft to the other shaft while absorbing the declination existing between the two shafts is reduced. Providing a displacement and angle adjusting member for transmitting the rotation of the drive shaft to the driven shaft while absorbing the displacement of the driven shaft with respect to the drive shaft, and a rotary drive mechanism and fluid using the angle adjusting member and the displacement and angle adjusting member described above An object is to provide a discharge device and a pattern forming device.
この発明にかかる角度調整部材は、第1軸および第2軸の角度関係を調整自在に前記第1軸および前記第2軸を相互に連結しながら前記第1軸の回転を前記第2軸に伝達する角度調整部材であって、一方端部が前記第1軸に連結される第1角度調整部と、一方端部が前記第2軸に連結される第2角度調整部とを備え、前記第1角度調整部の他方端部と前記第2角度調整部の他方端部とが相互に連結され、前記第1角度調整部は、一方端部から他方端部に向かう第1長手方向に沿って複数の第1凹部が第1主面に設けられるとともに前記第1主面の反対側の第2主面に複数の第2凹部が前記第1長手方向に沿って設けられて形成される複数の第1くびれ部を有し、前記第2角度調整部は、一方端部から他方端部に向かう第2長手方向に沿って複数の第3凹部が前記第1主面および前記第2主面と交差関係を有する第3主面に設けられるとともに前記第3主面の反対側の第4主面に複数の第4凹部が前記第2長手方向に沿って設けられて形成される複数の第2くびれ部を有している。 The angle adjusting member according to the present invention is configured to rotate the first shaft to the second shaft while mutually connecting the first shaft and the second shaft so that the angular relationship between the first shaft and the second shaft can be adjusted. An angle adjusting member for transmission, comprising: a first angle adjusting unit having one end connected to the first shaft; and a second angle adjusting unit having one end connected to the second shaft; The other end of the first angle adjusting unit and the other end of the second angle adjusting unit are connected to each other, and the first angle adjusting unit extends along the first longitudinal direction from one end to the other end. A plurality of first recesses are provided on the first main surface, and a plurality of second recesses are provided on the second main surface opposite to the first main surface along the first longitudinal direction. And the second angle adjusting portion is compounded along a second longitudinal direction from one end portion to the other end portion. Are provided on the third main surface intersecting with the first main surface and the second main surface, and a plurality of fourth concave portions are provided on the fourth main surface opposite to the third main surface. It has a plurality of second constrictions formed along the second longitudinal direction.
この発明にかかる変位および角度調整部材は、駆動軸に対して従動軸を変位自在に前記駆動軸および前記従動軸を相互に連結しながら前記駆動軸の回転を前記従動軸に伝達する変位および角度調整部材であって、上記角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結される第1角度調整部材と、上記角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される第2角度調整部材と、前記第1角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部と前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部とを連結する連結部材とを備えている。 The displacement and angle adjusting member according to the present invention is a displacement and angle for transmitting the rotation of the drive shaft to the driven shaft while interconnecting the drive shaft and the driven shaft so that the driven shaft can be displaced relative to the drive shaft. An adjustment member having the same configuration as the angle adjustment member, and a first angle adjustment member having one end of the first angle adjustment portion coupled to the drive shaft, and the same configuration as the angle adjustment member. A second angle adjusting member having one end portion of the first angle adjusting portion coupled to the driven shaft, one end portion of the second angle adjusting portion of the first angle adjusting member, and the second angle. And a connecting member that connects one end of the second angle adjusting portion of the adjusting member.
この発明にかかる回転駆動機構の第1態様は、駆動軸を有する回転駆動部と、従動軸を有する回転負荷部と、上記角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材とを備えている。 A first aspect of the rotational drive mechanism according to the present invention has the same configuration as the rotational drive unit having a drive shaft, the rotational load unit having a driven shaft, and the angle adjustment member, and one of the first angle adjustment units. An end portion is connected to the drive shaft, and an end portion of the second angle adjusting portion is provided with an angle adjusting member connected to the driven shaft.
この発明にかかる回転駆動機構の第2態様は、駆動軸を有する回転駆動部と、従動軸を有する回転負荷部と、上記変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材とを備えている。 A second aspect of the rotational drive mechanism according to the present invention has the same configuration as the rotational drive unit having a drive shaft, the rotational load unit having a driven shaft, and the displacement and angle adjustment member, and the first angle adjustment member. Displacement and angle adjustment in which one end of the first angle adjustment unit is coupled to the drive shaft and one end of the second angle adjustment unit of the second angle adjustment member is coupled to the driven shaft. And a member.
この発明にかかる流体吐出装置の第1態様は、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、前記流体供給部から前記ノズルの吐出口までの流体の流路上に設けられる回転負荷部と、前記回転負荷部を制御して前記吐出口からの流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記回転負荷部は、断面が長円形状であるとともに流体の流れ方向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と、断面が円形形状であるとともに前記雌ネジ型ステータの前記雌ネジと接しながら偏心回転自在な雄ネジを有する雄ネジ型ロータとを備え、前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/4周期以上かつ1周期未満であり、前記雌ネジ型ステータに対する前記雄ネジ型ロータの相対回転角に応じて前記雌ネジと前記雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化して前記流れ方向の流体の流量を調整するバルブであり、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記雄ネジ型ロータに連結される変位および角度調整部材とを備えている。
A first aspect of the fluid ejection device according to the present invention includes a fluid supply unit that supplies a fluid, a nozzle that discharges the fluid supplied from the fluid supply unit from an ejection port, and an ejection port of the nozzle from the fluid supply unit A rotary load portion provided on the fluid flow path, and a discharge control portion that controls the discharge of the fluid from the discharge port by controlling the rotary load portion, and the rotary load portion has an oval cross section. A female screw type stator having a female screw formed in a spiral shape in the fluid flow direction, and a male screw having a circular cross section and being eccentrically rotatable while being in contact with the female screw of the female screw type stator A length of the female threaded stator in the flow direction is not less than ¼ period and less than one period of the female thread pitch of the female threaded stator. An orifice formed between the female screw and the male screw according to a relative rotation angle of the male screw type rotor to adjust the flow rate of the fluid in the flow direction, and the discharge control unit Has the same configuration as the rotation and drive unit having a drive shaft and the displacement and angle adjustment member according to
この発明にかかる流体吐出装置の第2態様は、圧送されてくる流体を流体流路に沿って吐出口に案内して前記吐出口から吐出するノズルと、回転負荷部有し、前記従動軸を回転させて前記流体流路を流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記ノズルに対して回転自在に取り付けられ、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材とを備えている。
A second aspect of the fluid discharge device according to the present invention includes a nozzle that guides the fluid being pumped to the discharge port along the fluid flow path and discharges the fluid from the discharge port, a rotational load portion, and the driven shaft. A rotation load unit that adjusts a flow rate of the fluid that rotates and adjusts a flow rate of the fluid, and a discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft. An opening communicating with the fluid flow path is provided, and the driven shaft has an axial shape extending in a crossing direction intersecting the fluid flow path and enables fluid flow in a direction different from the crossing direction. A passage portion that is inserted into the fluid flow path through the opening and is rotatably attached to the nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path; The control unit includes a rotation drive unit having a drive shaft and It has the same configuration as the angle adjustment member according to any one of
この発明にかかる流体吐出装置の第3態様は、圧送されてくる流体を流体流路に沿って吐出口に案内して前記吐出口から吐出するノズルと、従動軸を回転させて前記流体流路を流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記ノズルに対して回転自在に取り付けられ、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材とを備えている。 According to a third aspect of the fluid discharge device of the present invention, the fluid flow path is configured by rotating a driven shaft and a nozzle that guides the fluid being pumped to the discharge port along the fluid flow path and discharges the fluid from the discharge port. A rotary load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the nozzle, and a discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft, and the nozzle communicates with the fluid flow path The driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path and has a passage portion that allows fluid to flow in a direction different from the intersecting direction; It is inserted into the fluid flow path through an opening and is rotatably attached to the nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path. A rotation drive unit having And one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment of the second angle adjustment member has the same configuration as the angle adjustment member. And a displacement and angle adjusting member connected to the driven shaft.
この発明にかかるパターン形成装置の第1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吐出する複数の吐出口を有するノズルと、前記流体を前記ノズルに供給する流体供給部と、前記複数の吐出口のうち少なくとも1つを制御対象吐出口として前記流体供給部から該制御対象吐出口に至る流路上に設けられる回転負荷部と、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ノズルを走査移動させる走査移動部と、前記回転負荷部を制御して前記制御対象吐出口からの流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記回転負荷部は、断面が長円形状であるとともに流体の流れ方向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と、断面が円形形状であるとともに前記雌ネジ型ステータの前記雌ネジと接しながら偏心回転自在な雄ネジを有する雄ネジ型ロータとを備え、前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/4周期以上かつ1周期未満であり、前記雌ネジ型ステータに対する前記雄ネジ型ロータの相対回転角に応じて前記雌ネジと前記雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化して前記流れ方向の流体の流量を調整するバルブであり、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記雄ネジ型ロータに連結される変位および角度調整部材とを備えている。
According to a first aspect of the pattern forming apparatus of the present invention, a substrate holding unit that holds a substrate, a nozzle having a plurality of discharge ports that discharge a fluid containing a material for forming a pattern, and the fluid to the nozzle A fluid supply unit to be supplied; a rotary load unit provided on a flow path from the fluid supply unit to the control target discharge port with at least one of the plurality of discharge ports as a control target discharge port; and the substrate holding unit A scanning moving unit that scans and moves the nozzle relative to the held substrate, and a discharge control unit that controls the rotation load unit to control the discharge of fluid from the control target discharge port, The rotary load portion has an oval cross section and a female screw type stator having a female screw formed in a spiral shape in the fluid flow direction, and the female screw type stator having a circular cross section. A male screw type rotor having a male screw that is eccentrically rotatable while being in contact with the female screw, and the length of the female screw type stator in the flow direction is equal to or more than ¼ period of the female screw pitch of the female screw type stator; Less than one cycle, and an orifice formed between the female screw and the male screw changes according to the relative rotation angle of the male screw type rotor with respect to the female screw type stator, and the flow rate of the fluid in the flow direction The discharge control unit has the same configuration as the rotation drive unit having a drive shaft and the displacement and angle adjustment member according to
この発明にかかるパターン形成装置の第2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加圧して供給する流体供給部と、前記流体供給部から圧送されてく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うち少なくとも1つを制御対象ノズルとし、従動軸を回転させて前記制御対象ノズルを流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記制御対象ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記制御対象ノズルに対して回転自在に取り付けられ、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材とを備えている。
According to a second aspect of the pattern forming apparatus of the present invention, a substrate holding unit that holds a substrate, a fluid supply unit that pressurizes and supplies a fluid containing a material for forming a pattern, and a pressure supply from the fluid supply unit. A plurality of nozzles that discharge the fluid coming from the discharge ports, a scanning movement unit that scans and moves the plurality of nozzles relative to the substrate held by the substrate holding unit, and at least of the plurality of nozzles One of the nozzles to be controlled is a rotary load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the nozzle to be controlled by rotating the driven shaft, and the discharge of the fluid from the discharge port is controlled by rotating the driven shaft. The nozzle to be controlled has an opening communicating with the fluid flow path, and the driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path. It has a passage section that enables fluid to flow in a direction different from the crossing direction, and is inserted into the fluid flow path through the opening to divide the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path. However, the discharge control unit is rotatably attached to the nozzle to be controlled, and the discharge control unit has the same configuration as the rotation drive unit having a drive shaft and the angle adjustment member according to any one of
この発明にかかるパターン形成装置の第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加圧して供給する流体供給部と、前記流体供給部から圧送されてく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うち少なくとも1つを制御対象ノズルとし、従動軸を回転させて前記制御対象ノズルを流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、前記制御対象ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記制御対象ノズルに対して回転自在に取り付けられ、前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材とを備えている。
According to a third aspect of the pattern forming apparatus of the present invention, a substrate holding unit that holds a substrate, a fluid supply unit that pressurizes and supplies a fluid containing a material for forming a pattern, and a pressure supply from the fluid supply unit. A plurality of nozzles that discharge the fluid coming from the discharge ports, a scanning movement unit that scans and moves the plurality of nozzles relative to the substrate held by the substrate holding unit, and at least of the plurality of nozzles One of the nozzles to be controlled is a rotary load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the nozzle to be controlled by rotating the driven shaft, and the discharge of the fluid from the discharge port is controlled by rotating the driven shaft. The nozzle to be controlled has an opening communicating with the fluid flow path, and the driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path. It has a passage section that enables fluid to flow in a direction different from the crossing direction, and is inserted into the fluid flow path through the opening to divide the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path. While being rotatably attached to the nozzle to be controlled, the discharge control unit has the same configuration as the rotation drive unit having a drive shaft and the displacement and angle adjustment member according to
このように構成された発明では、複数の第1くびれ部を有する第1角度調整部と、第1くびれ部と交差関係にある複数の第2くびれ部を有する第2角度調整部とを連結して形成されて角度調整部材が形成されている。したがって、第1軸に対して第2軸が偏角すると、その偏角に応じて上記第1くびれ部および第2くびれ部の少なくとも一方が主体的に屈曲して偏角を吸収しながら第1軸の回転を第2軸に伝達する。また、このような特性を有する角度調整部材が複数個、直列に連結されて変位および角度調整部材が構成されている。このため、駆動軸に対する従動軸の変位が吸収され、その変位状態のまま駆動軸の回転が従動軸に伝達される。 In the invention configured as described above, the first angle adjusting unit having a plurality of first constricted portions and the second angle adjusting unit having a plurality of second constricted portions intersecting with the first constricted portions are connected. An angle adjusting member is formed. Therefore, when the second axis is deviated with respect to the first axis, at least one of the first constricted portion and the second constricted portion is bent flexibly according to the declination and absorbs the declination. The rotation of the shaft is transmitted to the second shaft. A plurality of angle adjusting members having such characteristics are connected in series to form a displacement and angle adjusting member. For this reason, the displacement of the driven shaft relative to the drive shaft is absorbed, and the rotation of the drive shaft is transmitted to the driven shaft in the displaced state.
さらに、回転駆動機構、流体吐出装置およびパターン形成装置では、上記特性を有する角度調整部材あるいは変位および角度調整部材が軸接手として機能し、駆動軸の回転を従動軸に伝達する。このため、偏角や変位が発生したとしても、回転駆動部の駆動軸の回転を確実に回転負荷部の従動軸に伝達して回転負荷部を所望通りに動作させることが可能となっている。 Further, in the rotation drive mechanism, the fluid ejection device, and the pattern forming device, the angle adjusting member or the displacement and angle adjusting member having the above characteristics functions as a shaft joint, and transmits the rotation of the drive shaft to the driven shaft. For this reason, even if a declination or a displacement occurs, it is possible to reliably transmit the rotation of the drive shaft of the rotation drive unit to the driven shaft of the rotation load unit and operate the rotation load unit as desired. .
A.角度調整部材を装備する回転駆動機構
図1は本発明にかかる角度調整部材の一実施形態を装備した回転駆動機構を示す図であり、同図(a)は回転駆動機構の全体構成を示す側面図であり、同図(b)は角度調整部材の構成を示す斜視図である。この回転駆動機構1Aは、図1(a)に示すように、電動モータや圧空式モータなどの回転駆動部2の駆動軸21を回転させるとともに当該駆動軸21の回転によって回転負荷部3の従動軸31を回転させて所定の動作(例えばバルブの開閉動作や流量調整動作など)を行う。既述のとおり駆動軸21に対して従動軸31が偏角することがあり、当該偏角を吸収しながら駆動軸21の回転を従動軸に伝達させるために、本実施形態では次のように構成された角度調整部材4が軸継手手段として用いられている。
A. FIG. 1 is a view showing a rotation drive mechanism equipped with an embodiment of an angle adjustment member according to the present invention, and FIG. 1 (a) is a side view showing the entire configuration of the rotation drive mechanism. FIG. 4B is a perspective view showing the configuration of the angle adjusting member. As shown in FIG. 1A, the
角度調整部材4は、例えば図1(b)に示すように、軸方向DAに延びる軸形状を有しており、回転駆動部2側(同図の左手側)に角度調整部41が設けられるとともに、回転負荷部3側(同図の右手側)に角度調整部42が設けられている。そして、角度調整部41の(−DA)側の端部が駆動軸21に連結され、角度調整部42の(+DA)側の端部が従動軸31に連結され、さらに角度調整部41の(+DA)側の端部と角度調整部42の(−DA)側の端部が相互に直結されている。
For example, as shown in FIG. 1B, the
角度調整部41では、軸方向DAと直交する第1直交方向DBから円柱形状の角度調整部材4の側面を軸方向DAに一定のピッチPTで連続的に削り取ることで、複数のノッチ部(第1凹部)NT1を軸方向DAに連設した波板形状の主面41aが形成されている。また、主面41aの反対側においても、第1直交方向DBから角度調整部材4の側面を一定のピッチPTで連続的に削り取ることで、複数のノッチ部(第2凹部)NT2を軸方向DAに配設した波板形状の主面41bが形成されている。こうして角度調整部材4の中央部分に厚さ100[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ている。なお、主面41aに設けたノッチ部NT1の個数および形状は主面41bに設けたノッチ部NT2と同一であり、複数対をなすようにノッチ部NT1とノッチ部NT2が配置され、これによって上記波板形状部位に複数のくびれ部41cが構成され、板バネ効果を発揮する。なお、ノッチ部NT1、NT2の形状は任意であるが、本実施形態ではノッチ部NT1、NT2の先端断面を図1(a)に示すように円弧状形状に仕上げている。この点は、次に説明する角度調整部42のノッチ部でも同様である。
The
角度調整部42は、軸方向DAから見て角度調整部41と直交している点を除き、角度調整部41と同様の構成を有している。すなわち、角度調整部42は、軸心を中心に角度調整部41を90゜回転させたものと同一の構造を有している。より詳しくは、角度調整部42では、軸方向DAおよび第1直交方向DBと直交する第2直交方向DCから角度調整部材4の側面を軸方向DAに一定のピッチPTで連続的に削り取ることで、複数のノッチ部(第3凹部)NT3を軸方向DAに配設した波板形状の主面42aが形成されている。また、主面42aの反対側においても、第2直交方向DCから角度調整部材4の側面を一定のピッチPTで連続的に削り取ることで、複数のノッチ部(第4凹部)を軸方向DAに配設された波板形状の主面42bが形成されている。したがって、角度調整部材4では、軸方向DAから見て主面42a、42bは主面41a、41bに対して直交関係にある。なお、本実施形態では、主面42aに設けたノッチ部NT3の個数および形状は主面414に設けたノッチ部と同一であり、複数対をなすようにノッチ部(第3凹部)NT3とノッチ部(第4凹部)が配置され、これによって複数のくびれ部42cが構成されている。
The
以上のように、本実施形態では、直交関係を有する角度調整部41、42が軸方向DAに直列に形成されており、軸方向DAと直交する任意の方向に屈曲して駆動軸21と従動軸31との角度関係を調整自在となっている。このため、駆動軸21に対して従動軸31が偏角している場合であっても、それに応じた曲げ応力が角度調整部材4に作用し、くびれ部41c、42cの両方あるいは一方の幅が変化して上記偏角を吸収する。例えば図1(a)に示すように、DA−DB平面内で偏角αが存在するとき、角度調整部41が主体的に屈曲してくびれ部41cの幅が変化する。具体的には、各ノッチ部NT1の幅が狭くなる一方、各ノッチ部NT2の幅が広がり、偏角αを吸収する。
As described above, in the present embodiment, the
また、角度調整部41、42のいずれにおいても複数のくびれ部を設けて偏角を吸収しているために、次の作用効果が得られる。各角度調整部41、42において偏角を吸収するためには、例えば波板形状部分を平板形状に仕上げるように構成する、換言すると単一のくびれ部で構成して板ばねとして機能させてもよいが、この場合、中央部に曲げ応力が集中しやすく、強度低下を招いてしまう。これに対し、本実施形態では、複数のくびれ部を設けているため、曲げ応力が複数のくびれ部に分散され、その結果、角度調整部材4は優れた耐力を有する。
In addition, since both the
しかも、軸方向DAにおいてノッチ部を連続させてくびれ部を形成しているため、特許文献1に記載の構造、つまりスリット幅程度の間隔で複数のスリットを軸方向DAに配設した構造に比べ、角度調整部材4の軸方向DAの長さを大幅に短縮することができる。その結果、回転駆動機構1Aをコンパクトに構成することができる。
Moreover, since the constricted portion is formed by continuing the notch portion in the axial direction DA, compared to the structure described in
上記のように、本実施形態では、駆動軸21が本発明の「第1軸」の一例に相当し、従動軸31が本発明の「第2軸」の一例に相当している。そして、角度調整部41が本発明の「第1角度調整部」の一例に相当し、角度調整部41の(−DA)側端部が本発明の「第1角度調整部の一方端部」の一例に相当するとともに、(+DA)側端部が本発明の「第1角度調整部の他方端部」の一例に相当している。角度調整部41の主面41a、41bがそれぞれ本発明の「第1主面」および「第2主面」の一例に相当している。また、角度調整部42が本発明の「第2角度調整部」の一例に相当し、角度調整部42の(+DA)側端部が本発明の「第2角度調整部の一方端部」の一例に相当するとともに、(−DA)側端部が本発明の「第2角度調整部の他方端部」の一例に相当している。角度調整部42の主面42a、42bがそれぞれ本発明の「第3主面」および「第4主面」の一例に相当している。さらに、軸方向DAが本発明の「第1長手方向」および「第2長手方向」の一例に相当している。さらに、くびれ部41c、42cがそれぞれ本発明の「第1くびれ部」および「第2くびれ部」の一例に相当している。
As described above, in the present embodiment, the
なお、上記実施形態では、角度調整部材4は、軸心を中心に互いに90゜回転した状態、つまり角度調整部41の主面41a、41bと、角度調整部42の主面42a、42bとが互いに直交関係に配置された2つの角度調整部41、42で構成されているが、角度調整部41、42の相対回転角度は上記した90゜に限定されるものではなく、90゜から若干ずれたものを用いてもよい。また、角度調整部の個数も「2」に限定されるものではなく、例えば角度調整部を3個、軸心を中心に互いに約60゜回転した状態に配置しながら、軸方向DAに直列配設したものを用いてもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、円柱形状の金属棒を切削加工して角度調整部材4を製造しているが、金属棒の形状がこれに限定されるものではなく、例えば角柱形状のものを用いてもよい。また、角度調整部材4の材質や製造方法は上記実施形態に限定されるものでない。
In the above embodiment, the
B.変位および角度調整部材を装備する回転駆動機構
図2は本発明にかかる変位および角度調整部材の一実施形態を装備した回転駆動機構を示す図である。この回転駆動機構1Bは、回転駆動機構1Aと同様に、電動モータや圧空式モータなどの回転駆動部2の駆動軸21の回転を回転負荷部3の従動軸31に伝達して所定の動作を行うものである。回転駆動機構1Bでは、駆動軸21および従動軸31を連結する軸継手手段として次のように構成された変位および角度調整部材5を用いている。以下、図2を参照しつつ変位および角度調整部材5の構成について説明する。
B. Rotation Drive Mechanism Equipped with Displacement and Angle Adjustment Member FIG. 2 is a view showing a rotation drive mechanism equipped with an embodiment of the displacement and angle adjustment member according to the present invention. Similar to the
この変位および角度調整部材5は、図1(b)に示す角度調整部材4と同一構成を有する2つの角度調整部材4A、4Bと、連結部材51とを備えている。より詳しくは、図2に示すように、角度調整部材4Aは軸方向DAに延びる軸形状を有しており、回転駆動部2側(同図の左手側)に角度調整部41が設けられるとともに、回転負荷部3側(同図の右手側)に角度調整部42が設けられている。一方、角度調整部材4Bは連結部材51に対して角度調整部材4Aと対称な構成を有している。つまり、角度調整部材4Bも軸方向DAに延びる軸形状を有しており、回転駆動部2側(同図の左手側)に角度調整部42が設けられるとともに、回転負荷部3側(同図の右手側)に角度調整部41が設けられている。そして、角度調整部材4A、4Bの端部は同図に示すように連結されている。つまり、
角度調整部材4Aの角度調整部41の(−DA)側端部が駆動軸21に連結され、
角度調整部材4Aの角度調整部42の(+DA)側端部が連結部材51の(−DA)側端部に連結され、
角度調整部材4Bの角度調整部42の(−DA)側端部が連結部材51の(+DA)側端部に連結され、
角度調整部材4Bの角度調整部41の(+DA)側端部が従動軸31に連結されている。
The displacement and
(−DA) side end portion of the
The (+ DA) side end portion of the
The (−DA) side end of the
The (+ DA) side end of the
以上のように、本実施形態にかかる変位および角度調整部材5によれば、角度調整部材4Aによる角度調整機能と、角度調整部材4Bによる角度調整機能との組み合わせによって、駆動軸21に対する従動軸31の偏角だけでなく、駆動軸21に対する従動軸31の変位についても吸収することが可能となっている。例えば図2に示すように、駆動軸21の軸線AX2に対して従動軸31の軸線AX3が方向DCに変位量βだけ変位している場合には、各角度調整部41のくびれ部41cの幅が変化する。具体的には、角度調整部材4Aの角度調整部41では各ノッチ部NT1の幅が広くなる一方、各ノッチ部NT2の幅が狭くなる。また、角度調整部材4Bの角度調整部41では各ノッチ部NT1の幅が狭くなる一方、各ノッチ部NT2の幅が広くなる。これによって、上記変位を吸収しながら駆動軸21の回転を従動軸31に伝達することが可能となっている。また、後で説明するように変位および角度調整部材5を流体吐出装置の主要構成部品として使用する場合には、変位および偏角を吸収しながら駆動軸21の回転を従動軸31に伝達して流体吐出を制御する。なお、この点については後で詳述する。
As described above, according to the displacement and
また、各角度調整部材4A、4Bは図1に示す角度調整部材4と同一構成を有しているため、変位および角度調整部材5は角度調整部材4と同様の作用効果、つまり軸方向DAに短く、しかも優れた耐力を備えている。
Moreover, since each
上記のように、本実施形態では、角度調整部材4A、4Bがそれぞれ本発明の「第1角度調整部材」および「第2角度調整部材」の一例に相当している。また、本実施形態では、角度調整部材4A、4Bを連結部材51で連結して変位および角度調整部材5を形成しているが、角度調整部材4A、連結部材51および角度調整部材4Bを一体的に形成してもよい。
As described above, in the present embodiment, the
C.変位および角度調整部材を用いた流体吐出装置
C−1.概要構成
図3は本発明にかかる変位および角度調整部材を用いた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4は図3に示す流体吐出装置の断面図である。この流体吐出装置100Aは前部ブロック部210と後部ブロック部220とを一体化したノズルブロック200を有している。この前部ブロック部210はノズルとして機能するものであり、その内部に図示を省略する流体供給部から圧送されてくる流体を貯留する貯留空間211が形成されるとともに、前端部に4つの吐出口212が一列で設けられている。各吐出口212は前部ブロック部210の外面に露出している。さらに、吐出口212毎に吐出口212の直前位置にバルブ300が設けられている。また、吐出口212毎に流体の吐出を制御する吐出制御部400が設けられている。それら4つの吐出制御部400はそれぞれ独立して作動し、バルブ300を開閉させることで貯留空間211内の流体の各吐出口212からの吐出を制御する。なお、本実施形態では、吐出口212の配列方向を「配列方向P」と称し、各吐出口212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。また、本実施形態では、吐出口212の狭ピッチ化(具体的には、2[mm]ピッチ)を図るべく、一軸偏心ネジポンプ(モーノポンプ)を応用した小型化で高精度なバルブ300を用いている。以下、バルブ300の基本原理、バルブ300の構成および動作について説明した後、吐出制御部400の構成および動作について説明する。
C. Fluid ejection device using displacement and angle adjustment member C-1. Outline Configuration FIG. 3 is a view showing an appearance of an embodiment of a fluid ejection device using a displacement and angle adjusting member according to the present invention. 4 is a cross-sectional view of the fluid ejection device shown in FIG. The
C−2.バルブの基本原理
本願発明者は、従来より一軸偏心ネジポンプ(モーノポンプ)について種々の研究や改良などを検討しているが、その研究中に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を得た。一軸偏心ネジポンプは、例えば米国特許第5120204号明細書に記載されているように、流体の送出方向に延設された雄ネジ型ロータを、同一方向に延設される雌ネジ型ステータに嵌挿し、当該雌ネジ型ステータ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を有している。一方、雄ネジ型ロータ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、雌ネジ型ステータに対して雄ネジ型ロータ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。
C-2. Basic Principle of Valve The present inventor has conventionally studied various studies and improvements on a single-shaft eccentric screw pump (Mono pump). During the research, the single-shaft eccentric screw pump functions as a valve by satisfying certain conditions. I got the knowledge. As described in, for example, US Pat. No. 5,120,204, a uniaxial eccentric screw pump is formed by inserting a male screw type rotor extending in a fluid delivery direction into a female screw type stator extending in the same direction. The fluid is sent out by rotating eccentrically relative to the female thread type stator, and is widely used than before. The female screw type stator is made of an elastic member such as fluoro rubber, and has a female screw having an oval shape in any cross section orthogonal to the delivery direction. On the other hand, the male screw type rotor is made of a metal material such as stainless steel, and each cross section orthogonal to the delivery direction has a circular shape. Then, the male screw type rotor rotates with a predetermined eccentric amount with respect to the female screw type stator, thereby functioning as a pump.
ここで、ポンプとして機能させるためには、ポンプの軸方向(送出方向)の長さ(以下「本体長さ」という)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゜)に応じて雌ネジと雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化する。 Here, in order to function as a pump, the axial direction (feeding direction) of the pump (hereinafter referred to as “main body length”) needs to be equal to or longer than one cycle of the female screw pitch of the stator. This is because a sealed space called a cavity cannot be formed between the stator and the rotor unless this condition is satisfied. On the other hand, when the main body length is shorter than one cycle of the female screw pitch of the stator, it corresponds to the relative rotation angle θ of the rotor with respect to the stator (0 ° ≦ θ ≦ 360 ° or −180 ° ≦ θ ≦ 180 °). The orifice formed between the female screw and the male screw changes.
より詳しくは、本体長さVLが、ステータの雌ネジピッチの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。 More specifically, when the main body length VL is less than one cycle of the female screw pitch of the stator and is ½ cycle or more, the main body length VL is fully opened at a specific relative rotation angle θ1. Further, the valve is fully closed at another relative rotation angle θ2. Therefore, by switching the relative rotation angle between the angle θ <b> 1 and the angle θ <b> 2, it is possible to control the fluid flow and shut-off. That is, it functions as an open / close valve. When the main body length VL is longer than ½ period of the female screw pitch, the range of the rotation angle that is fully closed is widened, and the orifice in the fully open state has a main body length VL of ½ of the female screw pitch. It becomes smaller than the orifice in the fully open state at the period.
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、雌ネジと雄ネジ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。これらの点については、本体長さVLがステータの雌ネジピッチの1/2周期となっているバルブの動作を後で図6を参照しつつ詳述する。 Further, while the relative rotation angle shifts from the angle θ1 to the angle θ2, and conversely shifts from the angle θ2 to the angle θ1, the orifice formed between the female screw and the male screw gradually increases according to the relative rotation angle. Change. Therefore, the flow rate can be adjusted by utilizing this phenomenon. With respect to these points, the operation of the valve whose main body length VL is ½ the internal thread pitch of the stator will be described in detail later with reference to FIG.
また、本体長さVLがステータの雌ネジピッチの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。しかしながら、相対回転角に応じてオリフィスが変化するため、流量調整は可能となっている。ただし、本体長さVLがステータの雌ネジピッチの1/4周期よりも短くなると、相対回転角に応じたオリフィスの変化量は非常に小さくなり、事実上、流量調整は難しくなる。 Further, when the main body length VL is less than a half cycle of the female thread pitch of the stator, the fully closed state cannot be obtained and the valve does not function as an on-off valve. However, since the orifice changes according to the relative rotation angle, the flow rate can be adjusted. However, if the main body length VL is shorter than a quarter cycle of the female screw pitch of the stator, the amount of change in the orifice according to the relative rotation angle becomes very small, and it is practically difficult to adjust the flow rate.
上記バルブ300は上記知見に基づくものであり、当該バルブ300は次のように構成されて流量調整を行うことが可能となっている。以下、図5および図6を参照しつつバルブ300の構成および動作について説明する。
The
C−3.バルブの構成および動作
図5は図3に示す流体吐出装置で用いるバルブの構成を示す斜視図である。流体吐出装置100Aに装備される4つのバルブ300はいずれも同一構成を有している。バルブ300は、流体の吐出方向(+Q)に対して直交する断面が長円形状を有するとともに吐出方向(+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310と、吐出方向(+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310の雌ネジ311と接しながら偏心回転自在な雄ネジ321を有する雄ネジ型ロータ320とを備えている。この実施形態では、ステータ310の軸方向(吐出方向Q)の長さ、つまり本体長さVLがステータ310の雌ネジピッチの1/2周期となっている。なお、以下においては、雌ネジ型ステータ310および雄ネジ型ロータ320をそれぞれ単に「ステータ310」および「ロータ320」と称する。
C-3. Configuration and Operation of Valve FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the valve used in the fluid ejection device shown in FIG. All of the four
このロータ320の後端部には、後で詳述する吐出制御部400が取り付けられている。そして、吐出制御部400によりロータ320が偏心回転して流量制御を行う。
A
図6は吐出方向に対して直交する断面におけるステータおよびロータの形状を示す図である。この実施形態では、図5(a)に示すように、ステータ310の軸方向(吐出方向Q)の長さ、つまり本体長さVLはステータ310の雌ネジピッチの1/2周期となっている。そして、吐出方向(+Q)に対して直交する7つの断面、つまり図5(b)に示すように、
(1)断面…吐出口212側(同図の下側)のバルブ端部での断面、
(2)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの1/12周期だけ離れた位置での断面、
(3)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの2/12周期だけ離れた位置での断面、
(4)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの3/12周期だけ離れた位置での断面、
(5)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの4/12周期だけ離れた位置での断面、
(6)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの5/12周期だけ離れた位置での断面、
(7)断面…(1)断面から雌ネジネジピッチの6/12周期だけ離れた位置、つまり吐出制御部400側(同図の上側)のバルブ端部での断面、
でのステータ310およびロータ320の断面形状を、ロータ320を偏心回転の中心軸(吐出口212の中心軸)を中心として0゜、90゜、180゜、270゜だけ回転させた場合について、図示したものが図6である。なお、同図中のハッチング領域はキャビティが開であることを示している。
FIG. 6 is a diagram showing the shapes of the stator and the rotor in a cross section orthogonal to the discharge direction. In this embodiment, as shown in FIG. 5A, the length of the
(1) Section: Section at the valve end on the
(2) Section ... (1) Section at a position separated from the section by 1/12 period of the female thread pitch,
(3) Section ... (1) Section at a position separated from the section by 2/12 period of female thread pitch,
(4) Section ... (1) Section at a position separated from the section by 3/12 period of female screw thread pitch,
(5) Cross section (1) Cross section at a position separated from the cross section by 4/12 period of female screw thread pitch,
(6) Section: (1) Section at a position separated from the section by 5/12 period of the female thread pitch,
(7) Cross section (1) A cross section at a position separated from the cross section by a 6/12 cycle of the internal thread pitch, that is, at the valve end on the
The cross-sectional shapes of the
まず、ロータ320の回転角θが0°の場合、図6の最上行に示すように、上側キャビティUCVおよび下側キャビティDCVに着目すると、上側キャビティUCVは(1)断面で閉であり、下側キャビティDCVは(7)断面で閉であるので、バルブ300としては閉成状態となっている。また、ロータ320の回転角θが90°の場合、図6の上から2番目の行に示すように、上側キャビティUCVはどの断面でも開であるので、バルブ300としては開成状態である。同様に、ロータ320の回転角θが180°と270゜の場合についても、それぞれ閉成状態および開成状態であることが解る。つまり、上記のように構成されたバルブ300は、ロータ320の90°回転ごとに開閉を繰り返すバルブである。ちなみに全閉は、ロータ320の回転角θが0°と180°の場合である。また、全開は、ロータ320の回転角θが90°と270°の場合のみであり、それ以外では一部開となる。したがって、図示を省略する装置全体を制御する制御部により吐出制御部400の回転駆動部410を一定時間だけ作動させてロータ320の回転角θを0゜、90゜、180゜、270゜に制御することでバルブ300の開閉を制御することができる。また、全開状態から全閉状態に移行する、あるいは全閉状態から全開状態に移行する、例えば回転角θが0゜から90に移行するとき、オリフィスが連続的に変化してバルブ300を流通して吐出口212に供給される流体の流量を調整可能となっている。
First, when the rotation angle θ of the
以上のように、流体吐出装置100Aでは、上記した「C−2.バルブの基本原理」の項で説明したバルブ300が用いられているため、ステータ310に対するロータ320の回転角を調整することで、吐出口212からの流体の吐出および停止を切り替えることができるとともに、吐出流量も調整可能となっている。また、この実施形態では、ステータ310内でロータ320を偏心回転させるのみであり、構成部品の変形がなく、高精度な流体吐出を安定して行うことができる。
As described above, in the
また、従来のようにモータによって軸が回転して吐出口を開閉する装置と比較して次の作用効果が得られる。すなわち、従来装置では軸力を発生させるために比較的大きなモータが必要であるのに対し、本実施形態ではその必要がないため、ロータ320の回転駆動源(次に説明する吐出制御部400の回転駆動部410)の小型化を図ることができる。このことは流体吐出装置100Aの小型化に大きく寄与する。
Further, the following operation and effect can be obtained as compared with a conventional device in which a shaft is rotated by a motor to open and close a discharge port. That is, in the conventional apparatus, a relatively large motor is required to generate the axial force, but in the present embodiment, this is not necessary. Therefore, the rotational drive source of the rotor 320 (the
また、本実施形態では、螺旋状の雄ネジ321を有するロータ320を回転させることで全開状態から全閉状態に移行させる、または全閉状態から全開状態に移行させるため、ロータ320の回転方向に応じたポンプ効果が得られる。例えば図5(b)では、バルブ300のロータ320を同図において時計回りに偏心回転させると、吐出方向(+Q)と逆の方向(−Q)にポンプ効果が作用する。したがって、当該バルブ300の下方側に吐出口212が配置されている流体吐出装置100Aでは、ロータ320を同図において時計回りに偏心回転させて全閉状態に切り替えると、全閉状態に移行しながらポンプ効果により吐出口212側の流体をバルブ300側に引き戻す。いわゆるサックバック効果が得られる。また、ロータ320を同図において反時計回りに偏心回転させて全開状態に切り替えると、全開状態に移行しながらポンプ効果により吐出口212側に流体を押し出す。いわゆる圧送効果が得られ、バルブ300の応答速度を高めることができる。よって、吐出口212から流体を吐出させる際には、同図において反時計回りにロータ320を偏心回転させることで圧送効果を発生させる一方、流体の吐出を停止する際には逆方向にロータ320を偏心回転させることでサックバック効果を発生させて吐出口212から流体が垂れるのを防止するのが好適である。
In this embodiment, the
C−4.吐出制御部の構成および動作
図7は吐出制御部に装備される変位および角度調整部材を示す拡大斜視図である。また、図8は変位および角度調整部材の動作を模式的に示す図であり、構成理解を容易にするために前部ブロック部210を除いた状態で図示している。以下、図4、図7および図8を参照しつつ吐出制御部400の構成および動作を説明する。
C-4. Configuration and Operation of Discharge Control Unit FIG. 7 is an enlarged perspective view showing a displacement and angle adjusting member provided in the discharge control unit. FIG. 8 is a diagram schematically showing the operation of the displacement and angle adjusting member, and shows the state in which the
4つの吐出制御部400は基本的に同一である。吐出制御部400は、回転駆動部410、リジッドカップリング420、回転軸430、変位および角度調整部材440および透過式光電センサ(図示省略)を有している。回転駆動部410はバルブ300のロータ320の駆動源として機能するものであり、後部ブロック部220に設けられた貫通孔221の(−Q)側開口から後部ブロック部220の内部に配置される。回転駆動部410は、図示を省略しているが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)、減速器、軸体およびエンコーダで構成されている。マイクロ電動モータの回転軸は減速器を介して軸体と接続されている。マイクロ電動モータが作動されると、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、軸体に伝達される。当該軸体は回転駆動部410の回転軸に相当するものであり、リジッドカップリング420により回転軸430の(−Q)側端部に連結されている。なお、本実施形態では、図4(a)に示すように、回転軸430の長さを2種類用意し、リジッドカップリング420の配設位置を吐出方向Qにおいて2段階に設定している。なお、同図中の符号222は、リジッドカップリング420の着脱作業を行うための作業用貫通孔である。
The four
回転軸430の(+Q)側端部は変位および角度調整部材440と連結されている。変位および角度調整部材440は基本的に図2に示す変位および角度調整部材5と同一の構成を有している。つまり図7に示すように、変位および角度調整部材440は、図1(b)に示す角度調整部材4と同一構成を有する2つの角度調整部材4A、4Bと、連結部材441とを備えている。角度調整部材4Aは軸方向(吐出方向Q)に延びる軸形状を有しており、回転軸430側(図7の上方側)に角度調整部41が設けられるとともに、バルブ300側(同図の下方側)に角度調整部42が設けられている。一方、角度調整部材4Bは連結部材441に対して角度調整部材4Aと対称な構成を有している。つまり、角度調整部材4Bも軸方向(吐出方向Q)に延びる軸形状を有しており、回転軸430側(図7の上方側)に角度調整部42が設けられるとともに、バルブ300側(同図の下方側)に角度調整部41が設けられている。そして、角度調整部材4A、4Bの端部は同図に示すように連結されている。つまり、
角度調整部材4Aの角度調整部41の(−Q)側端部が回転軸430に連結され、
角度調整部材4Aの角度調整部42の(+Q)側端部が連結部材441の(−Q)側端部に連結され、
角度調整部材4Bの角度調整部42の(−Q)側端部が連結部材441の(+Q)側端部に連結され、
角度調整部材4Bの角度調整部41の(+Q)側端部がバルブ300のロータ320に溶接されている。
The (+ Q) side end of the
The (−Q) side end of the
The (+ Q) side end of the
The (−Q) side end portion of the
The (+ Q) side end of the
また、連結部材441にはフッ素ゴム等の材質で作成されたOリング(オーリング)442が取り付けられている。なお、Oリング442の小型化が困難な場合には、Oリング442の代わりに円筒状のゴムを使用してもよい。
Further, an O-ring (O-ring) 442 made of a material such as fluororubber is attached to the connecting
各連結部材441に取り付けられたOリング442は、Oリング固定板443を後部ブロック部220にネジなどの締結金具で取り付けることで一括して固定されている。また、Oリング442およびOリング固定板443の固定によって、貯留空間211内の流体が後部ブロック部220に漏れるのを防止している。さらに、変位および角度調整部材440はOリング442の取り付け位置を中心に僅かながらも揺動自在に支持されており、角度調整部41、42が屈曲して変位を吸収する。特に、吐出口212の狭ピッチ化を図るためには、上記したマイクロ電動モータを回転駆動源として用いる必要があるが、図8に示すように回転駆動部410の回転軸410aはラジアル方向に傾くが、上記のように構成された変位および角度調整部材440と組み合わせることで変位を吸収して変位およびマイクロ電動モータを好適に使用することができる。次に、その理由について図8を参照しながら説明する。
The O-
変位および角度調整部材440では、基本的に角度調整部41、42の中心点が角度調整の中心であり、例えば図8に示すケースでは角度調整部42、42が主体的に屈曲して角度調整される。この場合、角度調整部42、42の中心点が角度調整の中心であり、Oリング442から角度調整部材4Aの角度調整部42の中心点P1までの距離を「L1」、Oリング442から角度調整部材4Bの角度調整部42の中心点P2までの距離を「L2」とし、中心点P1における回転駆動部410の軸線AXからの変位量を「e1」とし、中心点P2における回転駆動部410の軸線AXからの変位量を「e2」とすれば、
e1/L1=e2/L2
で示す関係が成立する。したがって、例えば距離L1=2[mm]、距離L2=4[mm]となっており、変位量e2=120[μm]である場合、上記レバー比(=2)から変位量e1は60[μm]となり、それを変位および角度調整部材440により吸収する必要がある。これには、上記したように回転駆動源として上記マイクロ電動モータを用いることにより、回転駆動部410の回転軸410aのラジアル方向クリアランス、つまり変位量e1=60[μm]が、回転軸410aの延長線上で倍加し、距離L3=6[mm]の位置では、120μm(片側60μm)となることを利用して変位量e1=60[μm]を吸収することができる。
In the displacement and
e1 / L1 = e2 / L2
The relationship indicated by is established. Accordingly, for example, when the distance L1 = 2 [mm] and the distance L2 = 4 [mm] and the displacement amount e2 = 120 [μm], the displacement amount e1 is 60 [μm] from the lever ratio (= 2). It is necessary to absorb it by the displacement and
なお、互いに直交する角度調整部41、42を組み合わせて任意方向の屈曲性が変位および角度調整部材440に与えられている。そして、図8では角度調整部42、42が主体的に屈曲して変位および角度調整を行っており、そのレバー比が2となるように構成している。一方、角度調整部41、41が主体的に屈曲して変位および角度調整を行う際には、レバー比は2よりも小さくなる。したがって、これらの点を考慮してバルブ300における偏心量を設定するのが望ましい。
It should be noted that flexibility in an arbitrary direction is given to the displacement and
また、本実施形態では、図7に示すように、回転駆動部410に近接して回転軸430に光が通過する横穴431が形成されていて当該横穴431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430の概ねの角度を検出可能となっている。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原点を正確に決定し、バルブ300のロータ320の偏心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。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 7, a
以上のように、本実施形態では、変位および角度調整部材440によって回転駆動部410の回転軸410aの回転をバルブ300のロータ320に伝達して吐出量を制御している。したがって、ロータ320の偏心回転の駆動源としてマイクロ電動モータなどの超小型デバイスを用いて吐出量を高精度に制御することができ、流体吐出装置100Aの小型化および高性能化を図ることができる。
As described above, in this embodiment, the displacement and
このように構成された実施形態(流体吐出装置100A)では、回転駆動部410の回転軸410aが本発明の「駆動軸」の一例に相当する。また、バルブ300が本発明の「回転負荷部」の一例に相当しており、当該バルブ300のロータ320が本発明の「従動軸」の一例に相当している。そして、回転駆動部410、変位および角度調整部材440、ならびにバルブ300によって本発明の「回転駆動機構」が構成されている。
In the embodiment (
また、上記実施形態(流体吐出装置100A)では、回転駆動部410がリジッドカップリング420および回転軸430を介して変位および角度調整部材440に連結されているが、変位および角度調整部材440に直接連結されるように構成してもよい。なお、この点については、次に説明するように角度調整部材を用いた流体吐出装置においても同様である。
In the above embodiment (
D.角度調整部材を用いた流体吐出装置
図9は本発明にかかる角度調整部材を用いた流体吐出装置の一実施形態の外観を示す図であり、同図(a)は斜視図であり、同図(b)は側面図である。この流体吐出装置100Bは4つのノズル500を一体的に保持する多連ノズルブロック610を有している。すなわち、この多連ノズルブロック610では、4つのノズル500が一列に配列されており、その配列方向に各ノズル500の吐出口510が一列で多連ノズルブロック610の外面に露出している。また、ノズル500毎に流量調整部700および吐出制御部400が設けられている。そして、それら4つの吐出制御部400がそれぞれ独立して作動して流量調整部700の回転軸710をそれぞれ個別に回転させることで、図示を省略する流体供給部から圧送されてくる流体の各吐出口510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500の配列方向を「配列方向P」と称し、各吐出口510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。これらの方向定義については、後で説明する実施形態(流体吐出装置100C)においても同様である。
D. FIG. 9 is a diagram showing an appearance of an embodiment of a fluid ejection device using the angle adjustment member according to the present invention, and FIG. 9 (a) is a perspective view thereof. (B) is a side view. The
図10は図9に示す流体吐出装置のA−A線を通り図9(b)の紙面に平行な断面図であり、図11は図9に示す流体吐出装置のB−B線断面図である。この流体吐出装置100Bは、4本のノズル500を一体的に保持する多連ノズルブロック610と、4つの吐出制御部400と、吐出制御部400の回転駆動部410を支持する支持ブロック620と、多連ノズルブロック610に対して装着される流量調整部700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630と、吐出制御部400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640とを有している。
10 is a cross-sectional view taken along line AA of the fluid ejection device shown in FIG. 9 and parallel to the paper surface of FIG. 9B. FIG. 11 is a cross-sectional view of the fluid ejection device shown in FIG. is there. The
多連ノズルブロック610では、図11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、支持ブロック620の下側端部に設けられる導入孔621を介して流体供給部(図示省略)から圧送されてくる流体を一時的に貯留する流体貯留部520として機能する。この流体貯留部520から同一形状を有する4本のノズル500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500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610の(+Q)側端面につながり、吐出口510となっている。このため、ノズル500の内部で流体貯留部520から吐出口510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530として機能し、流体貯留部520に貯留される流体を吐出口510に案内する。このように本実施形態では、流体貯留部520が圧送されてくる流体を4本のノズル500に分配して案内しており、「案内部」として機能している。
In the
各ノズル500では、図10に示すように、流体流路530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540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400が相互に干渉するのを防止するために、開口540を設ける位置を2段階に振り分けている。つまり、図11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500については、開口540は流体貯留部520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500については、吐出口510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500の各々に形成される開口540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500の上側開口540から上方(+R方向)に、また下側開口540から下方(−R方向)に、貫通孔611が多連ノズルブロック610に設けられている。これらの貫通孔611は次に説明する流量調整部700の各種構成部品(回転軸710、シール部材720、730およびボールベアリング740、750)を設置するためであり、その内径は開口540よりも広く設定されている。また、各開口540は吐出制御部400の回転軸430の直径(軸径)と同一寸法であり、配列方向Pでの流体流路530の幅よりも広く設定されている。
In each
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710として用いている。この回転軸710は、後端部つまり(+R)側端部が吐出制御部400と連結されるとともに先端部つまり(−R)側端部が貫通孔611に挿入され、さらに両開口540を介してノズル500に貫通されている。
In this embodiment, a stainless steel rod having a shaft shape with a diameter of 1 [mm] is used as the
この回転軸710の先端部のうち両開口540の間に位置する部分(以下「流量調整部位711」という)はノズル500の流体流路530内に挿入されている。そして、図11に示すように、流量調整部位711の直径が流体流路530の配列方向Pの幅よりも広いため、流量調整部位711により流体流路530が上流側流路530Uと下流側流路530Dに分断される。ただし、流量調整部位711には、交差方向Rと直交する方向に貫通孔712が設けられ、当該貫通孔712により流体を(+Q)方向に案内可能となっている。このように貫通孔712が本発明の「通路部」として機能し、貫通孔712の回転位置によって上流側流路530Uと下流側流路530Dとが貫通孔712によって連通し、流体吐出が可能となっている。例えば図11に示すように、貫通孔712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710の側面で流体流路530が完全に塞がれて上流側流路530Uと下流側流路530D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712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712の穿設方向が吐出方向Qと平行となるように貫通孔712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530Uと下流側流路530D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。
A portion (hereinafter referred to as “flow rate adjusting portion 711”) located between both
このように本実施形態では、回転軸710を回転させることで吐出口510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。なお、回転部分からの流体漏れを防止しつつ、回転軸710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。
As described above, in the present embodiment, it is possible to control the discharge and stop of discharge of the fluid from the
貫通孔611内では、ノズル500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720、730が設けられている。すなわち、ノズル500の上方側、つまり(+R)方向側では、回転軸710と上側開口540とが交差する位置の近傍で円環状のシール部材720が配置されている。また、ノズル500の下方側、つまり(−R)方向側では、回転軸710と下側開口540とが交差する位置の近傍で円環状のシール部材730が配置されている。さらに、貫通孔611内では、シール部材720の上方側、つまり(+R)方向側に回転軸710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740が設けられている。また、シール部材730側も同様である、つまり、シール部材730の下方側、つまり(−R)方向側に回転軸710を回転自在に軸支するボールベアリング750が設けられている。これら2つのボールベアリング740、750により回転軸710は貫通孔611内で回転自在となっている。
In the through-
このようにノズル500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720、730が回転軸710と直接接触させないために、シール部材720、730はそれぞれボールベアリング740、750の外輪と当接する一方、内輪とは隙間ができるようにシール部材720、730に逃げ部が設けられている。なお、シール部材720、730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。
As described above, the seal members and the ball bearings are arranged above and below the
このように構成された下側のシール部材730およびボールベアリング750はPTFE製のスペーサ490を介してステンレス製の下側ホルダ640で押さえられて保持されている。ここで、スペーサ490はボールベアリング750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100Bから落下するのを防止している。また、下側ホルダ640は回転軸710の軸端の当接面としても機能し、回転軸710の軸方向の動きを規正している。
The
また、上側のシール部材720およびボールベアリング740は上側ホルダ630で押さえられて保持されている。この上側ホルダ630は図10に示すように蓋部材631と、蓋部材631の下面から下方向に延設される円筒部材632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631には、回転軸710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632は貫通孔611に挿入自在に仕上げられており、貫通孔611に挿入されると、円筒部材632の下端面でボールベアリング740の外輪のみを下方に押さえつけてボールベアリング740およびシール部材720を保持する。
Further, the
本実施形態では、各回転軸710に対応して吐出制御部400が設けられている。吐出制御部400は、回転駆動部410、リジッドカップリング420、回転軸430および角度調整部材450を有している。回転駆動部410は図9および図10に示すように支持ブロック620の逆L字断面を有する上方端部により支持されている。各回転駆動部410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)411、減速器412およびエンコーダ413で構成されている。マイクロ電動モータ411の回転軸は減速器412を介して回転軸410a(回転駆動部410の駆動軸)と接続されている。マイクロ電動モータ411が作動されると、マイクロ電動モータ411の回転軸の回転が減速器412で例えば1/30に減速された後、回転軸410aに伝達される。そして、回転軸410aの回転がカップリング420、回転軸430および角度調整部材450を介して回転軸710に伝達されて流量調整が行われる。なお、角度調整部材450として、本実施形態では図1に示す角度調整部材4と同一の構成を有するものを採用している。つまり、詳細な構成を関連図面(図9〜図11)に図示していないが、角度調整部材450は、図1(b)に示す角度調整部材4と同一構成を有している。すなわち、角度調整部材450は軸方向(R方向)に延びる軸形状を有しており、回転軸430側(+R側)に角度調整部41(図1参照)が設けられるとともに、流量調整部700側(−R側)に角度調整部42(図1参照)が設けられている。そして、角度調整部41の(+R)側端部が回転軸430に連結されるとともに、角度調整部42の(−R)側端部が流量調整部700の回転軸710に連結されている。このため、回転駆動部410の回転軸410aと流量調整部700の回転軸710との間で偏角が生じている場合や組付誤差が生じている場合であっても、角度調整部材450が当該偏角を吸収して回転軸410aの回転を流量調整部700の回転軸710に伝達して流量調整が可能となっている。
In the present embodiment, a
図12は本発明にかかる角度調整部材を用いた流体吐出装置の他の実施形態を示す断面図である。また、図13は図12に示す流体吐出装置における吐出制御動作を模式的に示す図である。図12に示す流体吐出装置が図10に示す装置と大きく相違する点は、本発明の「通路部」の構成であり、その他の構成は同一である。したがって、以下のおいては、相違点を中心に説明し、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing another embodiment of the fluid ejection device using the angle adjusting member according to the present invention. FIG. 13 is a diagram schematically showing a discharge control operation in the fluid discharge apparatus shown in FIG. The fluid discharge device shown in FIG. 12 is greatly different from the device shown in FIG. 10 in the configuration of the “passage section” of the present invention, and the other configurations are the same. Therefore, in the following, it demonstrates centering around difference, attaches | subjects the same code | symbol about the same structure, and abbreviate | omits description.
この実施形態では、図12中の拡大模式図に示すように、回転軸710に貫通孔を設ける代わりに、回転軸710の側面を切り欠いてノッチ部713を形成し、これを本発明の「通路部」として機能させている。より詳しくは、ノッチ部713は、図12に示すように、回転軸710が流体流路530と交差する方向(軸方向R)において流体流路530の高さH1と同じかそれよりも低い、高さH2を有している。また、軸方向Rおよび流路方向Qと直交する幅方向Pにおいては、次の寸法関係を有している。つまり、図13(a)に示すように、図13における「上流側交点CPu」と「下流側交点CPd」の距離を「W1」とする。また、幅方向Pにおける回転軸710の外径を「W2」とする。そして、ノッチ部713の幅Wnを、
W1<Wn<W2
とすれば、90゜回転毎にON/OFFすることができる。このため、回転軸710を回転させることで上流側流路530Uと下流側流路530Dの連通状態を多段階に制御することができる。
In this embodiment, as shown in an enlarged schematic view in FIG. 12, instead of providing a through hole in the
W1 <Wn <W2
Then, it can be turned ON / OFF every 90 ° rotation. For this reason, the communication state of the
図13(a)は、ノッチ部713が下流側流路530Dを向いた状態に回転軸710を位置決めしたときを示している。ここでは、ノッチ部713が設けられていない部分、つまり非ノッチ部714が上流側流路530Uを向いて流体流路530を塞いでいる。このため、上流側流路530Uと下流側流路530Dが遮断され、吐出口510からの流体吐出はOFF状態となる。この状態から同図紙面において反時計方向に回転させると、一定角度までは流体流路530は遮断されているものの、それを超えると上流側流路530Uと下流側流路530Dとの連通が開始され、流体は流体流路530を流れて吐出口510(図12参照)から吐出される(ON状態)。さらに回転軸710を回転させると、連通の割合は徐々に増大し、回転角度が90゜に達すると、同図(b)に示すように連通の割合は最大となる。
FIG. 13A shows a state in which the
また、同図紙面において反時計方向に回転軸710をさらに回転させると、連通の割合は徐々に減少し、再び上流側流路530Uと下流側流路530Dが遮断され、吐出口510からの流体吐出はOFF状態となる。例えば図13(a)の状態から180゜だけ回転軸710を回転させると、ノッチ部713が上流側流路530Uを向いた状態となり、非ノッチ部714が下流側流路530Dを向いて流体流路530を塞ぐ(例えば同図(c))。このため、上流側流路530Uと下流側流路530Dが遮断され、吐出口510からの流体吐出はOFF状態となる。この状態から同図紙面において反時計方向にさらに回転させると、一定角度までは流体流路530は遮断されているものの、それを超えると上流側流路530Uと下流側流路530Dとの連通が開始され、流体は流体流路530を流れて吐出口510から再び吐出される(ON状態)。さらに回転軸710を回転させると、連通の割合は徐々に増大し、図13(a)の状態から270゜だけ回転軸710を回転すると、同図(d)に示すように連通の割合は再び最大となる。このように、回転軸710を90゜ずつ回転させることで、OFF状態とON状態を交互に切り替えることができる。もちろん、図9に示す装置と同様に、回転位置を制御することで吐出量を多段階で調整することも可能である。
Further, when the
以上のように、本実施形態においても、回転軸710の回転によって吐出口510からの流体の吐出を制御しているため、図9に示す実施形態と同様の作用効果が得られる。また、ノッチ部713を形成した回転軸710によって吐出制御を行っているため、貫通孔432を形成した回転軸710を用いて制御する場合(図11参照)と比べて有利な作用効果が得られる。つまり、図13(a)および(c)の閉止状態において、本実施形態では図11に示す実施形態よりも非ノッチ部714の弧長が設計的に長く取れるため、流体通路23を確実に閉止することができるので、流体リークをより好適に防止することができる。
As described above, also in the present embodiment, since the discharge of the fluid from the
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、回転軸710が流体流路530に対して直角に交差しながら流体流路530に挿入されているが、流体流路530に対する回転軸710の交差角度については、90゜に限定されるものではない。例えば回転軸710が流体流路530に対して傾斜して挿入されるように構成してもよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、交差方向Rに延設された回転軸710に対して貫通孔432が本発明の「通路部」として当該交差方向Rと直交する方向に設けられているが、貫通孔432の穿設方向はこれに限定されるものではなく、交差方向Rに対して傾斜して設けてもよい。また、本発明の「通路部」として機能するノッチ部713の形成方向は任意である。
Moreover, in the said embodiment, although the through-hole 432 is provided in the direction orthogonal to the said cross direction R with respect to the
また、上記実施形態では、4本のノズル500を設けた流体吐出装置100B、100Cに対して本発明を適用しているが、ノズル本数はこれに限定されるものではない。また、複数のノズル500を多連ノズルブロック610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。
Moreover, in the said embodiment, although this invention is applied with respect to the
また、上記実施形態では流体吐出装置100B、100Cが装備する全ノズル500に対して流量調整部700および吐出制御部400を設けているが、それらのうち少なくとも1本以上のノズルに対してのみ流量調整部および吐出制御部を設けるように構成してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the flow
また、上記流体吐出装置100B、100Cは、図10や図12に示すようにR方向に配置された回転駆動部410の回転軸410aと流量調整部700の回転軸710との間に発生する偏角を吸収する目的で、角度調整部材450を採用している。ここで、吐出制御部400中の角度調整部材450の代わりに、図2に示す変位および角度調整部材5を用いると、回転駆動部410の回転軸410aに対して回転軸710をP方向やQ方向に変位させた状態で流量調整部700を設けることが可能となる。その結果、流体吐出装置100B、100Cの設計自由度を高めることが可能となる。また、組立誤差などにより変位している場合も、当該変位を吸収して高精度な流量調整が可能となる。
Further, the
E.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、流体吐出装置100A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。
E. Pattern Forming Apparatus By the way, the above-described fluid ejection apparatus can be applied to a pattern forming apparatus, and excellent effects can be exhibited by the application. Hereinafter, an embodiment in which the
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。 A pattern forming device is a device that applies a coating liquid containing a material for forming a pattern on a substrate and cures it. For example, a wiring pattern is formed on a substrate having a photoelectric conversion surface to manufacture a photoelectric conversion device. It is applicable to the technology to do. In this technique, a nozzle having a large number of ejection ports is scanned and moved with respect to the substrate, and a coating liquid containing a pattern forming material is ejected from each ejection port, whereby a large number of line-shaped patterns that are parallel to each other and have the same length are formed. It is formed on the substrate.
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。 By the way, the shape of the substrate on which a pattern is to be formed by this type of pattern forming apparatus varies. For example, as a single crystal silicon substrate used as a substrate of a solar battery cell, there is an octagonal shape obtained by cutting off four corners of a square. This is for effectively utilizing the area of the circular single crystal silicon wafer. Therefore, the length of the pattern to be formed is not necessarily constant.
そこで、本発明にかかるパターン形成装置では、流体供給部から各吐出口までの流路上に上記バルブを設け、吐出口毎にバルブを開閉制御して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14ないし図17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。 Accordingly, in the pattern forming apparatus according to the present invention, the valve is provided on the flow path from the fluid supply unit to each discharge port, and the valve is controlled to open and close for each discharge port to control the discharge and discharge stop of the coating liquid. A pattern can be efficiently formed by coating even on a substrate having a non-rectangular shape (hereinafter referred to as “an irregular substrate”). Hereinafter, an embodiment of a pattern forming apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
図14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。 FIG. 14 is a view showing an embodiment of a pattern forming apparatus according to the present invention. This pattern forming apparatus PF forms a conductive electrode wiring pattern on a substrate W such as a single crystal silicon wafer having a photoelectric conversion layer formed on the surface thereof, for example, and manufactures a photoelectric conversion device used as a solar cell, for example. It is a device to do. This apparatus PF can be suitably used for, for example, a purpose of forming a collecting electrode pattern on a light incident surface of a photoelectric conversion device.
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14に示すX−Y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。
In this pattern forming apparatus PF, a
ステージ移動機構1200は、ステージ1300をX方向に移動させるX方向移動機構1210、Y方向に移動させるY方向移動機構1220、および、Z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213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213とともにY方向移動機構1220がガイドレール1214に沿ってX方向に滑らかに移動する。
The
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Y方向に移動する。θ回転機構1230はモータ231によりステージ1300をZ方向を向く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。
The Y-
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(Z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。
Further, a
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。
The
また、流体供給部1520の下部には塗布液を基板Wに向けて吐出する機能を有する吐出ノズル1550が取り付けられている。吐出ノズル1550の詳しい構造については後述するが、その先端部には複数の吐出口1551がY方向に一列で形成されるとともに、流体供給部1520と各吐出口とを連通する塗布液流路が設けられている。また、各塗布液流路上に図5に示すバルブが設けられている。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1550に向けて圧送され、さらに各バルブが開閉することで吐出口1551毎に個別に塗布液の吐出がオン・オフ制御される。
A
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。
A
図15は図14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。 FIG. 15 is a diagram showing an example of a solar battery cell formed using the pattern forming apparatus of FIG. The solar battery cell S is provided on the surface of the single crystal silicon substrate W (surface on which the photoelectric conversion surface and the antireflection film are provided) and a large number of finger wiring patterns F having a small width and provided so as to cross these. A wide bus wiring pattern B is provided. The finger wiring pattern F and the bus wiring pattern B are electrically connected at the intersection.
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。 Regarding the dimensions of each part, for example, the width and height of the finger wiring pattern F can be about 50 μm, the width of the bus wiring pattern B can be 1.8 mm to 2.0 mm, and the height can be 50 μm to 70 μm. It is not limited to numerical values.
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。 The silicon substrate W has an octagon that is line-symmetric with respect to the central axis C and is formed by cutting out four corners of a substantially square shape. This is because the wafer cut out from the single crystal silicon rod manufactured in a substantially cylindrical shape has a disk shape, and the shape is generated due to the necessity of making the substrate W by effectively using the surface area.
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15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。 For this reason, many finger electrodes F formed on the substrate W have a certain length in the rectangular region RR that can be regarded as a substantially rectangular shape at the center of the substrate W. Each one has a different length. Specifically, the plurality of electrodes Fr formed in the rectangular region RR all have the same length slightly shorter than the length of the substrate W, whereas the electrode Fe formed in the end region ER is The length changes as the end surface of the substrate W recedes, and the length is closer to the end of the substrate. In the example of FIG. 15, 20 electrode patterns Fr having the same length are formed in the rectangular region RR at the center of the substrate, and three electrode patterns Fe having different lengths are formed in the end regions ER at both ends of the substrate. This is merely an example, and the number of patterns is not limited to these.
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、以下に詳述する構造の吐出ノズルを用いて塗布を行うことにより、図15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。 In the conventional technology in which a pattern is formed by integrally moving a large number of nozzles whose discharge on / off is collectively controlled relative to a substrate, it has not been possible to deal with such a substrate. In addition, a specific technique for individually controlling on / off of each nozzle has not been put into practical use. On the other hand, the pattern forming apparatus PF according to the present embodiment efficiently forms a pattern even on a deformed substrate as shown in FIG. 15 by performing application using a discharge nozzle having a structure described in detail below. Is possible.
図16は図14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16(a)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1300をX方向に移動させることによって、相対的に吐出ノズル1550を基板Wの表面に対して(−X)方向に走査移動させる。図16(b)に示すように、吐出ノズル1550の下面には、ノズル内部に形成された塗布液流路上に設けられたバルブ300と連通して開口する吐出口1551が設けられている。なお、各バルブ300の構成および各バルブ300を偏心回転させて吐出を制御する吐出制御部400については既に説明した通りであるため、ここでは詳しい説明については省略する。
FIG. 16 is a diagram schematically showing how the finger electrodes are formed by the apparatus of FIG. As shown in FIG. 16A, in this apparatus PF, the
吐出口1551は、吐出ノズル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方向における吐出ノズル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に対して吐出ノズル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。
A plurality of
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。 As the coating solution, a conductive paste, that is, conductive and photocurable, for example, a paste-like mixture containing conductive particles, an organic vehicle (a mixture of solvent, resin, thickener, etc.) and a photopolymerization initiator. A liquid can be used. The conductive particles are, for example, silver powder as a material of the electrode, and the organic vehicle contains ethyl cellulose as a resin material and an organic solvent. Further, the viscosity of the coating solution is preferably, for example, 50 Pa · s (pascal second) or less before performing the curing process by light irradiation, and is preferably 350 Pa · s or more after performing the curing process.
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(−X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。
The coating liquid immediately after being discharged onto the surface of the substrate W from the
図17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を有する吐出ノズル1550を用いて実行される。これらの吐出口1551の各々に対してバルブ300が設けられている。また、各吐出口1551に対応する回転駆動部410が制御部1600により駆動制御されることでバルブ300が開閉制御される。このため、流体供給部1520から塗布液がノズル1550に向けて圧送された状態で、各バルブ300が開閉することで各吐出口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16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の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、本発明の「制御対象吐出口」の一例に相当している。
FIG. 17 is a flowchart showing the pattern forming process according to the present embodiment. This process is executed using the
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、回転駆動部410を作動させて、全バルブ300のロータ320を回転角0゜に位置決めして全吐出口1551を閉塞しておく(ステップS102)。
In this process, the substrate W is first carried into the pattern forming apparatus PF, and is placed on the
この状態で、ステージ移動機構1200によりステージ1300をX方向に移動させ(ステップS103)、次いで、吐出ノズル1550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に対応するバルブ300では、回転駆動部410によりロータ320を回転角90゜まで偏心回転させて開成される。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。
In this state, the
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、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。
Thereafter, the discharge outlets to be controlled are sequentially opened according to the following procedure (step S105). That is, after a predetermined time has elapsed since the pressurization of the
そのまま基板Wに対する吐出ノズル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、さらに吐出ノズル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。
By continuing the scanning movement of the
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。
Then, pressurization from the
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と吐出ノズル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15および図16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に対する吐出ノズル1550の走査移動は1回のみである。
According to the pattern forming process as described above, in the rectangular region RR at the center of the substrate W, the patterns Fr parallel to each other and having the same length are formed. On the other hand, in the end regions ER at both ends of the substrate, the closer to the outside of the substrate W, the later the pattern formation starts and the earlier the formation ends. Since the substrate W and the
また、各吐出口1551に対応してノズル1550の直近位置にバルブ300が設けられ、ロータ320の偏心回転により吐出口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、吐出ノズル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15や図16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。
Further, a
また、各バルブ300では、回転駆動部410の回転軸410aの回転を変位および角度調整部材440によってロータ320に伝達し、当該ロータ320を偏心回転させることでバルブ300を開閉させているため、装置の小型化が可能である。そのため、上記したように比較的狭い間隔で吐出口1551を複数設けた、いわゆるマルチノズルにおいてもバルブ300を一列に配列することが可能となっている。
In each
このように、本実施形態では、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。
Thus, in the present embodiment, the
また、上記実施形態では、制御対象吐出口P1〜P3,P24〜P26に対応してバルブ300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バルブ300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バルブ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。
In the above embodiment, not only the
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、上記実施形態では吐出ノズル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。
Moreover, in the said embodiment, although one part of the outer side among the discharge ports arranged in a line is made into the control object discharge port, it is not limited to this. In other words, the arrangement of the discharge ports may be different from that described above, and which discharge port is the control target discharge port is arbitrary, and the present invention can be applied to any of these. is there. Further, all the discharge ports may be the control target discharge ports. Moreover, in the said embodiment, although the arrangement | sequence of the control object discharge port in the
F.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、本発明にかかる角度調整部材を、回転駆動機構1A、流体吐出装置100B、100Cやパターン形成装置PFに適用しているが、本発明にかかる角度調整部材の適用対象はこれに限定されるものではない。例えば、第1軸および第2軸の角度関係を調整自在に第1軸および第2軸を相互に連結しながら第1軸の回転を第2軸に伝達する軸継手構造全般に対して適用することができる。
F. Others The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, the angle adjusting member according to the present invention is applied to the
また、本発明にかかる変位および角度調整部材を、回転駆動機構1B、流体吐出装置100Aやパターン形成装置PFに適用しているが、本発明にかかる変位および角度調整部材の適用対象はこれに限定されるものではない。例えば、駆動軸に対して従動軸を変位自在に駆動軸および従動軸を相互に連結しながら駆動軸の回転を従動軸を伝達する軸継手構造全般に対して適用することができる。
Further, the displacement and angle adjustment member according to the present invention is applied to the
さらに、上記実施形態では、本発明にかかる角度調整部材ならびに変位および角度調整部材によりモータなどを有する回転駆動部で発生した回転力を伝達しているが、回転力の発生源はこれに限定されるものではなく、例えばオペレータやユーザなどがマニュアル操作により発生させた回転力を伝達する場合にも、本発明にかかる角度調整部材ならびに変位および角度調整部材を用いてもよい。 Further, in the above embodiment, the rotational force generated by the rotational drive unit having a motor or the like is transmitted by the angle adjustment member and the displacement and angle adjustment member according to the present invention, but the generation source of the rotational force is limited to this. For example, the angle adjusting member and the displacement and angle adjusting member according to the present invention may also be used when transmitting a rotational force generated by a manual operation by an operator or a user.
この発明は、第1軸および第2軸の角度関係を調整自在に第1軸および第2軸を相互に連結しながら第1軸の回転を第2軸に伝達する角度調整部材、駆動軸に対して従動軸を変位自在に駆動軸および従動軸を相互に連結しながら駆動軸の回転を従動軸を伝達する変位および角度調整部材全般に適用することができる。また、回転駆動機構、流体吐出装置およびパターン形成装置に対しても、好適に適用することができる。 The present invention relates to an angle adjusting member that transmits the rotation of the first axis to the second axis while connecting the first axis and the second axis so that the angular relationship between the first axis and the second axis can be adjusted. On the other hand, it is possible to apply the rotation of the drive shaft to all the displacement and angle adjusting members that transmit the driven shaft while interconnecting the drive shaft and the driven shaft so that the driven shaft can be displaced. Further, the present invention can also be suitably applied to a rotational drive mechanism, a fluid ejection device, and a pattern forming device.
1A、1B…回転駆動機構
2…回転駆動部
3…回転負荷部
4、4A、4B、450…角度調整部材
5、440…変位および角度調整部材
21…駆動軸
31…従動軸
41、42…角度調整部
41a…(第1)主面
41b…(第2)主面
42a…(第3)主面
42b…(第4)主面
51…連結部材
100A、100B、100C…流体吐出装置
1551…吐出口
210…前部ブロック部(ノズル)
221…吐出口
300…バルブ(回転負荷部)
320…ロータ(従動軸)
400…吐出制御部
410…回転駆動部
410a…(回転駆動部の)回転軸
441…連結部材
500…ノズル
510…吐出口
530…流体流路
530D…下流側流路
530U…上流側流路
700…流量調整部
710…回転軸
712…貫通孔(通路部)
713…ノッチ部(通路部)
NT1…ノッチ部(第1凹部)
NT2…ノッチ部(第2凹部)
NT3…ノッチ部(第3凹部)
P1〜P3,P24〜P26…制御対象吐出口
PF…パターン形成装置
W…基板
DESCRIPTION OF
221 ...
320 ... Rotor (driven shaft)
DESCRIPTION OF
713 ... Notch part (passage part)
NT1 ... Notch (first recess)
NT2 ... Notch (second recess)
NT3 ... Notch (third recess)
P1 to P3, P24 to P26 ... Control target discharge port PF ... Pattern forming device W ... Substrate
Claims (26)
一方端部が前記第1軸に連結される第1角度調整部と、
一方端部が前記第2軸に連結される第2角度調整部とを備え、
前記第1角度調整部の他方端部と前記第2角度調整部の他方端部とが相互に連結され、
前記第1角度調整部は、一方端部から他方端部に向かう第1長手方向に沿って複数の第1凹部が第1主面に設けられるとともに前記第1主面の反対側の第2主面に複数の第2凹部が前記第1長手方向に沿って設けられて形成される複数の第1くびれ部を有し、
前記第2角度調整部は、一方端部から他方端部に向かう第2長手方向に沿って複数の第3凹部が前記第1主面および前記第2主面と交差関係を有する第3主面に設けられるとともに前記第3主面の反対側の第4主面に複数の第4凹部が前記第2長手方向に沿って設けられて形成される複数の第2くびれ部を有する
角度調整部材。 An angle adjusting member that transmits the rotation of the first axis to the second axis while interconnecting the first axis and the second axis so that the angular relationship between the first axis and the second axis can be adjusted.
A first angle adjuster having one end connected to the first shaft;
A second angle adjusting unit having one end connected to the second shaft;
The other end of the first angle adjustment unit and the other end of the second angle adjustment unit are connected to each other,
The first angle adjustment unit includes a plurality of first recesses provided in the first main surface along a first longitudinal direction from one end to the other end, and a second main opposite to the first main surface. A plurality of second constrictions formed on the surface by forming a plurality of second recesses along the first longitudinal direction;
The second angle adjustment unit includes a third main surface in which a plurality of third recesses intersect with the first main surface and the second main surface along a second longitudinal direction from one end to the other end. And an angle adjusting member having a plurality of second constrictions formed on the fourth main surface opposite to the third main surface and formed with a plurality of fourth recesses along the second longitudinal direction.
前記第1角度調整部の他方端部と前記第2角度調整部の他方端部とは直結される
角度調整部材。 The angle adjusting member according to claim 1,
An angle adjusting member in which the other end of the first angle adjusting unit and the other end of the second angle adjusting unit are directly connected.
前記第1主面および前記第2主面と、前記第3主面および前記第4主面とは直交関係にある
角度調整部材。 The angle adjusting member according to claim 1 or 2,
An angle adjusting member in which the first main surface and the second main surface, and the third main surface and the fourth main surface are orthogonal to each other.
前記複数の第1凹部および前記複数の第2凹部は前記第1長手方向に直交する方向に延び、
前記複数の第3凹部および前記複数の第4凹部は前記第2長手方向に直交する方向に延びる
角度調整部材。 The angle adjusting member according to any one of claims 1 to 3,
The plurality of first recesses and the plurality of second recesses extend in a direction perpendicular to the first longitudinal direction,
The plurality of third recesses and the plurality of fourth recesses are angle adjusting members extending in a direction orthogonal to the second longitudinal direction.
前記複数の第1凹部および前記複数の第2凹部は互いに対称に設けられ、
前記複数の第3凹部および前記複数の第4凹部は互いに対称に設けられる
角度調整部材。 The angle adjusting member according to any one of claims 1 to 4,
The plurality of first recesses and the plurality of second recesses are provided symmetrically to each other,
The plurality of third recesses and the plurality of fourth recesses are angle adjusting members provided symmetrically to each other.
前記第1角度調整部の他方端部と前記第2角度調整部の他方端部とは少なくとも1つ以上の第3角度調整部により連結され、
前記第3角度調整部は、一方端部から他方端部に向かう第3長手方向に沿って複数の第5凹部が前記第1主面ないし前記第4主面と交差関係を有する第5主面に設けられるとともに前記第5主面の反対側の第6主面に複数の第6凹部が前記第3長手方向に沿って設けられて形成される複数の第3くびれ部を有する
角度調整部材。 An angle adjusting member according to any one of claims 1 to 5,
The other end of the first angle adjustment unit and the other end of the second angle adjustment unit are connected by at least one third angle adjustment unit,
The third angle adjusting unit includes a fifth main surface in which a plurality of fifth recesses intersect the first main surface or the fourth main surface along a third longitudinal direction from one end to the other end. And an angle adjusting member having a plurality of third constrictions formed on the sixth main surface opposite to the fifth main surface and having a plurality of sixth recesses provided along the third longitudinal direction.
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結される第1角度調整部材と、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される第2角度調整部材と、
前記第1角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部と前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部とを連結する連結部材と
を備える
変位および角度調整部材。 A displacement and angle adjusting member for transmitting rotation of the drive shaft to the driven shaft while interconnecting the drive shaft and the driven shaft so that the driven shaft can be displaced relative to the drive shaft;
A first angle adjusting member having the same configuration as the angle adjusting member according to any one of claims 1 to 6, wherein one end of the first angle adjusting unit is connected to the drive shaft,
A second angle adjusting member having the same configuration as the angle adjusting member according to any one of claims 1 to 6, wherein one end of the first angle adjusting unit is connected to the driven shaft,
A displacement and angle adjusting member comprising: a connecting member that connects one end of the second angle adjusting unit of the first angle adjusting member and one end of the second angle adjusting unit of the second angle adjusting member.
従動軸を有する回転負荷部と、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材と
を備える
回転駆動機構。 A rotational drive unit having a drive shaft;
A rotational load section having a driven shaft;
It has the same configuration as the angle adjustment member according to any one of claims 1 to 6, and one end of the first angle adjustment unit is connected to the drive shaft, and the second angle adjustment unit An angle adjustment member having one end connected to the driven shaft.
従動軸を有する回転負荷部と、
請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材と
を備える
回転駆動機構。 A rotational drive unit having a drive shaft;
A rotational load section having a driven shaft;
The displacement and angle adjustment member according to claim 7 has the same configuration, and one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment member. A rotation drive mechanism comprising: a displacement and angle adjustment member, wherein one end of the second angle adjustment part of the member is coupled to the driven shaft.
前記回転負荷部が、
断面が長円形状であるとともに流体の流れ方向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と、
断面が円形形状であるとともに前記雌ネジ型ステータの前記雌ネジと接しながら偏心回転自在な雄ネジを有する雄ネジ型ロータとを備え、
前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/4周期以上かつ1周期未満であり、
前記雌ネジ型ステータに対する前記雄ネジ型ロータの相対回転角に応じて前記雌ネジと前記雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化して前記流れ方向の流体の流量を調整するバルブである
回転駆動機構。 The rotational drive mechanism according to claim 9, wherein
The rotational load portion is
A female screw type stator having a female screw formed in a spiral shape in the flow direction of the fluid and having an oval cross section;
A male screw type rotor having a male screw that is eccentrically rotatable while being in contact with the female screw of the female screw type stator and having a circular cross section;
The length of the female threaded stator in the flow direction is not less than ¼ period and less than one period of the female thread pitch of the female threaded stator,
A valve that adjusts the flow rate of the fluid in the flow direction by changing an orifice formed between the female screw and the male screw according to a relative rotation angle of the male screw type rotor with respect to the female screw type stator. Rotation drive mechanism.
前記バルブが、
前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/2周期以上かつ1周期未満であり、
前記回転駆動部の前記駆動軸の回転が前記変位および角度調整部材を介して前記雄ネジ型ロータに与え、前記雄ネジ型ロータを偏心回転させることで流体の流通および遮断を切り替える
回転駆動機構。 The rotational drive mechanism according to claim 10,
The valve is
The length of the female threaded stator in the flow direction is ½ period or more and less than one period of the female thread pitch of the female threaded stator,
A rotation drive mechanism that switches between fluid flow and shut-off by rotating the drive shaft of the rotation drive unit to the male screw type rotor via the displacement and angle adjusting member and rotating the male screw type rotor eccentrically.
前記従動軸は、流体の流れる流体流路内で流体の流通を可能とする通路部を有し、前記流体流路に挿入された状態で回転して前記流体の流量を調整する
回転駆動機構。 The rotary drive mechanism according to claim 8 or 9, wherein
The driven shaft has a passage portion that allows fluid to flow in a fluid flow path through which the fluid flows, and rotates in a state of being inserted into the fluid flow path to adjust the flow rate of the fluid.
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、
前記流体供給部から前記ノズルの吐出口までの流体の流路上に設けられる回転負荷部と、
前記回転負荷部を制御して前記吐出口からの流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記回転負荷部は、
断面が長円形状であるとともに流体の流れ方向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と、
断面が円形形状であるとともに前記雌ネジ型ステータの前記雌ネジと接しながら偏心回転自在な雄ネジを有する雄ネジ型ロータとを備え、
前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/4周期以上かつ1周期未満であり、
前記雌ネジ型ステータに対する前記雄ネジ型ロータの相対回転角に応じて前記雌ネジと前記雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化して前記流れ方向の流体の流量を調整するバルブであり、
前記吐出制御部は、
駆動軸を有する回転駆動部と、
請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記雄ネジ型ロータに連結される変位および角度調整部材とを備える
流体吐出装置。 A fluid supply for supplying fluid;
A nozzle for discharging the fluid supplied from the fluid supply unit from an outlet;
A rotational load section provided on a fluid flow path from the fluid supply section to the nozzle outlet;
A discharge control unit that controls the rotation load unit to control the discharge of fluid from the discharge port;
The rotational load section is
A female screw type stator having a female screw formed in a spiral shape in the flow direction of the fluid and having an oval cross section;
A male screw type rotor having a male screw that is eccentrically rotatable while being in contact with the female screw of the female screw type stator and having a circular cross section;
The length of the female threaded stator in the flow direction is not less than ¼ period and less than one period of the female thread pitch of the female threaded stator,
A valve that adjusts the flow rate of the fluid in the flow direction by changing an orifice formed between the female screw and the male screw according to a relative rotation angle of the male screw type rotor with respect to the female screw type stator; ,
The discharge controller is
A rotational drive unit having a drive shaft;
The displacement and angle adjustment member according to claim 7 has the same configuration, and one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment member. A fluid ejection device comprising: a displacement and angle adjustment member, wherein one end of the second angle adjustment part of the member is connected to the male screw type rotor.
前記ノズルと前記バルブとが近接して配置される
流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 13,
A fluid ejection device in which the nozzle and the valve are arranged close to each other.
回転負荷部有し、前記従動軸を回転させて前記流体流路を流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、
前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、
前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記ノズルに対して回転自在に取り付けられ、
前記吐出制御部は、駆動軸を有する回転駆動部と、請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材とを備える
流体吐出装置。 A nozzle that guides the fluid being pumped to the discharge port along the fluid flow path and discharges the fluid from the discharge port;
A rotary load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the fluid flow path by rotating the driven shaft; and
A discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft;
The nozzle has an opening communicating with the fluid flow path;
The driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path, and has a passage portion that enables fluid to flow in a direction different from the intersecting direction, It is inserted into a fluid flow path and is rotatably attached to the nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path,
The discharge control unit has the same configuration as the rotation drive unit having a drive shaft and the angle adjustment member according to any one of claims 1 to 6, wherein one end of the first angle adjustment unit is A fluid ejection device comprising: an angle adjusting member coupled to the drive shaft and having one end of the second angle adjusting unit coupled to the driven shaft.
従動軸を回転させて前記流体流路を流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、
前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、
前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記ノズルに対して回転自在に取り付けられ、
前記吐出制御部は、
駆動軸を有する回転駆動部と、
請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材とを備える
流体吐出装置。 A nozzle that guides the fluid being pumped to the discharge port along the fluid flow path and discharges the fluid from the discharge port;
A rotational load section for rotating the driven shaft to adjust the flow rate of the fluid flowing through the fluid flow path;
A discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft;
The nozzle has an opening communicating with the fluid flow path;
The driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path, and has a passage portion that enables fluid to flow in a direction different from the intersecting direction, It is inserted into a fluid flow path and is rotatably attached to the nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path,
The discharge controller is
A rotational drive unit having a drive shaft;
The displacement and angle adjustment member according to claim 7 has the same configuration, and one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment member. A fluid ejection device comprising: a displacement and angle adjustment member having one end of the second angle adjustment part of the member coupled to the driven shaft.
前記通路部は、前記回転軸の側面を切り欠いて形成されたノッチ部である
流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 15 or 16,
The fluid ejection device, wherein the passage portion is a notch portion formed by notching a side surface of the rotating shaft.
前記通路部は、前記交差方向と異なる方向に前記回転軸を貫通して形成された貫通孔である
流体吐出装置。 The fluid ejection device according to claim 15 or 16,
The fluid discharge device, wherein the passage portion is a through hole formed through the rotation shaft in a direction different from the intersecting direction.
前記流体はペースト状の塗布液である
流体吐出装置。 The fluid ejection device according to any one of claims 13 and 18,
The fluid ejecting apparatus, wherein the fluid is a paste-like coating liquid.
パターンを形成するための材料を含む流体を吐出する複数の吐出口を有するノズルと、
前記流体を前記ノズルに供給する流体供給部と、
前記複数の吐出口のうち少なくとも1つを制御対象吐出口として前記流体供給部から該制御対象吐出口に至る流路上に設けられる回転負荷部と、
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ノズルを走査移動させる走査移動部と、
前記回転負荷部を制御して前記制御対象吐出口からの流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記回転負荷部は、
断面が長円形状であるとともに流体の流れ方向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と、
断面が円形形状であるとともに前記雌ネジ型ステータの前記雌ネジと接しながら偏心回転自在な雄ネジを有する雄ネジ型ロータとを備え、
前記雌ネジ型ステータの前記流れ方向の長さは前記雌ネジ型ステータの雌ネジピッチの1/4周期以上かつ1周期未満であり、
前記雌ネジ型ステータに対する前記雄ネジ型ロータの相対回転角に応じて前記雌ネジと前記雄ネジとの間に形成されるオリフィスが変化して前記流れ方向の流体の流量を調整するバルブであり、
前記吐出制御部は、
駆動軸を有する回転駆動部と、
請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記雄ネジ型ロータに連結される変位および角度調整部材とを備える
パターン形成装置。 A substrate holder for holding the substrate;
A nozzle having a plurality of discharge ports for discharging a fluid containing a material for forming a pattern;
A fluid supply for supplying the fluid to the nozzle;
A rotational load unit provided on a flow path from the fluid supply unit to the control target discharge port with at least one of the plurality of discharge ports as a control target discharge port;
A scanning movement unit that scans and moves the nozzle relative to the substrate held by the substrate holding unit;
A discharge control unit that controls the rotation load unit to control the discharge of fluid from the control target discharge port;
The rotational load section is
A female screw type stator having a female screw formed in a spiral shape in the flow direction of the fluid and having an oval cross section;
A male screw type rotor having a male screw that is eccentrically rotatable while being in contact with the female screw of the female screw type stator and having a circular cross section;
The length of the female threaded stator in the flow direction is not less than ¼ period and less than one period of the female thread pitch of the female threaded stator,
A valve that adjusts the flow rate of the fluid in the flow direction by changing an orifice formed between the female screw and the male screw according to a relative rotation angle of the male screw type rotor with respect to the female screw type stator; ,
The discharge controller is
A rotational drive unit having a drive shaft;
The displacement and angle adjustment member according to claim 7 has the same configuration, and one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment member. A pattern forming apparatus comprising: a displacement and angle adjusting member connected at one end of the second angle adjusting part of the member to the male screw type rotor.
前記ノズルと前記バルブとが近接して配置される
パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 20, wherein
A pattern forming apparatus in which the nozzle and the valve are arranged close to each other.
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圧送されてく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うち少なくとも1つを制御対象ノズルとし、従動軸を回転させて前記制御対象ノズルを流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、
前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記制御対象ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、
前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記制御対象ノズルに対して回転自在に取り付けられ、
前記吐出制御部は、
駆動軸を有する回転駆動部と、
請求項1ないし6のいずれか一項に記載の角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される角度調整部材とを備える
パターン形成装置。 A substrate holder for holding the substrate;
A fluid supply section that pressurizes and supplies a fluid containing a material for forming a pattern;
A plurality of nozzles for discharging the fluid pressure-fed from the fluid supply unit from the discharge port;
A scanning moving unit that scans and moves the plurality of nozzles relative to the substrate held by the substrate holding unit;
A rotation load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the control target nozzle by rotating at least one of the plurality of nozzles as a control target nozzle;
A discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft;
The nozzle to be controlled has an opening communicating with the fluid flow path;
The driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path, and has a passage portion that enables fluid to flow in a direction different from the intersecting direction, It is inserted into the fluid flow path and is rotatably attached to the control target nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path,
The discharge controller is
A rotational drive unit having a drive shaft;
It has the same configuration as the angle adjustment member according to any one of claims 1 to 6, and one end of the first angle adjustment unit is connected to the drive shaft, and the second angle adjustment unit An angle adjusting member having one end connected to the driven shaft.
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圧送されてく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うち少なくとも1つを制御対象ノズルとし、従動軸を回転させて前記制御対象ノズルを流れる前記流体の流量を調整する回転負荷部と、
前記従動軸を回転させて前記吐出口からの前記流体の吐出を制御する吐出制御部とを備え、
前記制御対象ノズルは前記流体流路に連通する開口を有し、
前記従動軸は、前記流体流路と交差する交差方向に延設された軸形状を有するとともに前記交差方向と異なる方向に流体の流通を可能とする通路部を有し、前記開口を介して前記流体流路に挿入されて前記流体流路を上流側流路と下流側流路に分断しながら前記制御対象ノズルに対して回転自在に取り付けられ、
前記吐出制御部は、
駆動軸を有する回転駆動部と、
請求項7に記載の変位および角度調整部材と同一構成を有し、前記第1角度調整部材の前記第1角度調整部の一方端部が前記駆動軸に連結されるとともに、前記第2角度調整部材の前記第2角度調整部の一方端部が前記従動軸に連結される変位および角度調整部材とを備える
パターン形成装置。 A substrate holder for holding the substrate;
A fluid supply section that pressurizes and supplies a fluid containing a material for forming a pattern;
A plurality of nozzles for discharging the fluid pressure-fed from the fluid supply unit from the discharge port;
A scanning moving unit that scans and moves the plurality of nozzles relative to the substrate held by the substrate holding unit;
A rotation load unit that adjusts the flow rate of the fluid flowing through the control target nozzle by rotating at least one of the plurality of nozzles as a control target nozzle;
A discharge control unit that controls the discharge of the fluid from the discharge port by rotating the driven shaft;
The nozzle to be controlled has an opening communicating with the fluid flow path;
The driven shaft has an axial shape extending in an intersecting direction intersecting the fluid flow path, and has a passage portion that enables fluid to flow in a direction different from the intersecting direction, It is inserted into the fluid flow path and is rotatably attached to the control target nozzle while dividing the fluid flow path into an upstream flow path and a downstream flow path,
The discharge controller is
A rotational drive unit having a drive shaft;
The displacement and angle adjustment member according to claim 7 has the same configuration, and one end portion of the first angle adjustment portion of the first angle adjustment member is coupled to the drive shaft, and the second angle adjustment member. A pattern forming apparatus comprising: a displacement and angle adjusting member connected at one end of the second angle adjusting portion of the member to the driven shaft.
前記通路部は、前記回転軸の側面を切り欠いて形成されたノッチ部である
パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 22 or 23, wherein:
The pattern forming apparatus, wherein the passage portion is a notch portion formed by cutting out a side surface of the rotating shaft.
前記通路部は、前記交差方向と異なる方向に前記回転軸を貫通して形成された貫通孔である
パターン形成装置。 The pattern forming apparatus according to claim 22 or 23, wherein:
The pattern forming apparatus, wherein the passage portion is a through hole formed through the rotating shaft in a direction different from the intersecting direction.
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。 The pattern forming apparatus according to any one of claims 20 to 25, wherein:
The pattern forming apparatus, wherein the fluid is a paste-like coating liquid.
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2012
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