JP5292121B2

JP5292121B2 - ピストンポンプ及びそれを備える塗布装置

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Publication number: JP5292121B2
Application number: JP2009023215A
Authority: JP
Inventors: 美紀西元; 淳一上原
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2009-02-04
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2029-02-04
Also published as: JP2010179210A

Description

本発明は、薬液等の塗布液を供給するためのピストンポンプ及び、基板上に塗布液を塗布する塗布装置に関するものである。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、ガラス基板上にレジスト液が塗布されたもの（塗布基板と称す）が使用されている。この塗布基板は、レジスト液を均一に塗布する塗布装置によって形成されている。すなわち、この塗布装置は、一方向に延びるスリットノズルを有する口金を備えており、このスリットノズルからレジスト液を吐出させながら、口金をガラス基板に沿う方向に移動させることにより、均一厚さのレジスト液膜が形成された塗布基板が形成されるようになっている。

このような塗布装置には、口金に一定量のレジスト液を供給するために、例えば下記特許文献１に記載されているように、ピストンポンプ（液移送ポンプ）が備えられている。このピストンポンプは、図６に示すように、ハウジング１００内に固定され液体収容部１０１を形成する膜状シール部１０２と、この膜状シール部１０２を変位させるピストン軸部１０３とを備えており、この膜状シール部１０２を液体収容部１０１と反対側に変位させることにより（図６（Ｂ））液体収容部１０１にレジスト液を貯留し、液体収容部１０１側に変位させることにより（図６（Ａ））液体収容部１０１からレジスト液を排出して口金にレジスト液を供給するようになっている。なお、図中の矢印はレジスト液の流れの向きを表している。

このピストン軸部１０３は、ボールネジ１０４によって駆動できるようになっており、具体的にはボールネジナット１０５にピストン軸部１０３が連結されていることにより、ボールネジ１０４軸が軸方向に移動できるようになっている。ここで、ボールネジナット１０５は軸周りに回転する性質があることから、ピストン軸部１０３がボールネジナット１０５にのみ連結される構成では、ボールネジナット１０５に倣ってピストン軸部１０３が軸周りに回転することにより、ハウジング１００に固定される膜状シール部１０２材が破損する虞がある。そのため、ボールネジナット１０５の回転防止のため、ボールネジ１０４のシャフト１０７部分と平行してスライドガイド１０６を設置し、このスライドガイド１０６とボールネジナット１０５とを連結させることにより、ボールネジナット１０５の軸周りの回転を防止し、ピストン軸部１０３を軸方向にのみ移動させるように構成されていた。

特開２００６−２８１０９１号公報

しかし、従来のピストンポンプの構成では、ボールネジ１０４とスライドガイド１０６とが精度よく平行に設置されない場合に、塗布状態が不安定になる問題があった。具体的には、ボールネジ１０４のシャフト１０７とボールネジナット１０５とは、それぞれの対向面に螺旋溝が形成されており、この螺旋溝内にボールが回転自在に介在されていることにより、ボールネジナット１０５がシャフト１０７上をスムーズに移動するように構成されている。そして、ボールネジナット１０５が移動するに従って螺旋溝内を転動したボールは、ボールネジナット１０５内の巡回溝を転動し、再び螺旋溝内を転動する。

ここで、ボールネジ１０４とスライドガイド１０６が平行に設置されない場合、すなわち、ミスアライメントにより設置されている場合には、スライドガイド１０６に固定されたボールネジナット１０５とボールネジ１０４のシャフト１０７とが互いに負荷を受ける。そして、ボールネジナット１０５とシャフト１０７で形成される螺旋溝も負荷を受けることにより螺旋溝が狭く変形する。その結果、螺旋溝を転動するボールは、螺旋溝が狭くなることにより圧縮変形を受け、逆に巡回溝を転動するボールは圧縮変形が解放される。したがって、ボールが螺旋溝から巡回溝に入る場合や、巡回溝から螺旋溝に入る場合に、ボールが受ける応力が変化することから微小振動が発生し、この微小振動がピストン軸部１０３に伝わり、さらにはレジスト液の吐出圧に影響を及ぼすことにより、塗布状態が不安定になるという問題があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ミスアライメントにより生じる転がり抵抗の増大による吐出圧の乱れを抑えることにより、塗布状態を安定させるピストンポンプ及びそれを備える塗布装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために本発明のピストンポンプは、ハウジング内に固定され、このハウジング内に液体収容部を形成する膜状シール部と、前記液体収容部が形成される反対側で前記膜状シール部に連結されるピストン軸部と、前記ピストン軸部が挿通されることによりピストン軸部をガイドする軸ガイド部と、前記ピストン軸部を軸方向に駆動させるボールネジ駆動部と、を備え、前記ピストン軸部は軸方向に延びる軸本体を有しており、前記軸ガイド部は、前記軸本体が挿通した状態で、この軸本体の中心軸を中心に配列された複数のボールが前記軸本体の外周面に当接することにより、前記ピストン軸部をガイドするボールブッシュを有しており、前記複数のボールでガイドされる位置における軸本体の外周面は、前記軸本体の中心軸からボールが当接する部分までの距離が、中心軸から他の外周面までの距離よりも小さく形成されていることにより、前記軸ガイド部は、前記ピストン軸部が軸周りに回転するのを抑制することを特徴としている。

上記ピストンポンプによれば、前記ピストン軸部の軸本体のうち、軸ガイド部でガイドされる部分の外周面が、中心軸からボールブッシュのボールと当接する部分までの距離が、中心軸から他の部分までの距離よりも小さく形成されているため、ピストン軸部が軸周りに回転するのを抑えることができる。すなわち、ボールが収容されるボールブッシュ本体と軸本体の外周面とで形成される隙間は、ボールが配列された位置で大きく、他の部分で小さくなっているため、軸本体が中心軸周りに回転しようとすると、前記隙間が小さく変形しようとするが、ボールが介在していることにより、前記隙間を変形させることができず、軸本体の回転が抑制される。したがって、従来のようにスライドガイドが不要になるとともに、スライドガイドのミスアライメントにより生じる問題、すなわち、転がり抵抗の増大による吐出圧の乱れが抑えられ、塗布状態を安定させることができる。

具体的には、前記ピストン軸部の軸本体は、前記ボールブッシュの複数のボールが形成する内接円径は、前記ボールブッシュのボールと当接する部分以外の外周面の軸径よりも小さく形成されていることを構成とすることができる。

この構成によれば、軸ガイド部でガイドされる部分の外周面のうち、前記ボールと接するすべての部分が他の部分よりも中心軸からの距離が小さく形成されるため、ピストン軸部が軸周りに回転するのをより確実に抑えることができる。

また、前記液体収容部の反対側であって、膜状シール部と軸ガイド部との間には、大気圧よりも低圧に制御できる圧力制御室が形成されており、前記ピストン軸部の軸本体は、ボールブッシュのボールと当接する部分と他の部分とは、滑らかに連続して形成されているとともに、前記軸ガイド部は前記ピストン軸部の軸本体の外周面に圧接するシール部材が設けられており、このシール部材により、軸本体と軸ガイド部とが封止され、前記圧力制御室が所定の圧力に維持される構成としてもよい。

この構成によれば、ビストン軸部の軸本体の外周面が滑らかに連続して形成されているため、ピストン軸部が軸方向に駆動しても、軸本体の外周面に圧接するシール部材への損傷を抑えることができる。これにより、圧力制御室を密封することができ、圧力制御室を所定の圧力に維持することができる。

また、上記課題を解決するために本発明の塗布装置は、上記のピストンポンプと、基板を載置するステージと、このステージに載置された基板に対して相対的に移動しつつ、前記ピストンポンプにより供給された塗布液を吐出する塗布ユニットと、を備えたことを特徴としている。

この構成によれば、吐出圧の乱れが抑えられ、塗布状態を安定させることができる。

本発明のピストンポンプ及びそれを備える塗布装置によれば、ミスアライメントにより生じる転がり抵抗の増大による吐出圧の乱れを抑えることにより、塗布状態を安定させることができる。

本発明の塗布装置の外観を示す概略斜視図である。上記塗布装置の概略構成図である。本発明のピストンポンプを示す概略図である。軸本体がボールブッシュに支持された状態を示す概略断面図である。本発明の塗布装置の一連の動作を示すフローチャートである。従来のピストンポンプを示す概略図であり、（Ａ）はレジスト液の排出時の状態を示す図であり、（Ｂ）はレジスト液の貯留時の状態を示す図である。

本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施形態における塗布装置を示す斜視図であり、図２は、塗布装置の塗布液経路を概略的に示した図である。

図１、図２に示すように、塗布装置は、供給される薄板状の基板２に薬液やレジスト液等の塗布液を塗布するものである。この塗布装置は、基台３と、基板２を載置するためのテーブル４と、このテーブル４に対し一定方向に移動可能に構成される塗布ユニット５と、この塗布ユニット５に塗布液を供給するピストンポンプ８とを備えている。

なお、以下の説明では、塗布ユニット５が移動する方向をＸ軸方向、これと水平面上で直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸およびＹ軸方向の双方に直交する方向をＺ軸方向として説明を進めることとする。

前記基台３は、各構成部材、例えばテーブル４及び塗布ユニット５を支持するものであり、石材等で形成されている。

前記テーブル４は、搬入された基板２をその表面に載置して保持するものである。具体的には、テーブル４には、その表面に開口する複数の吸引孔（不図示）が形成されており、これらの吸引孔と真空ポンプとが連通して接続されている。そして、テーブル４の表面に基板２が載置された状態で真空ポンプを作動させることにより、吸引孔に吸引力が発生し基板２がテーブル４の表面側に吸引されて吸着保持されるようになっている。また、テーブル４には、基板２を昇降動作させる基板昇降機構が設けられている。すなわち、テーブル４の表面には複数のピン孔（不図示）が形成されており、このピン孔にはＺ軸方向に昇降動作可能なリフトピンが埋設されている。これにより、テーブル４の表面に基板２を載置した状態でリフトピンを上昇させることにより、リフトピンの先端部分が基板２に当接した状態で、基板２を所定の高さ位置に保持できるようになっている。

前記塗布ユニット５は、テーブル４に載置された基板２に塗布液を塗布するためのものであり、塗布液を塗布する口金部６と、この口金部６の両端部分に設けられたユニット支持部７とを有している。

前記ユニット支持部７は、口金部６を昇降動作可能に支持するとともに、この口金部６をＸ軸方向に移動させるためのものであり、走行装置１０とこの走行装置１０に支持される昇降装置２０とを有している。

昇降装置２０は、口金部６を昇降動作させるものであり、Ｚ軸方向に延びるレール２１と口金部６に連結されるスライダ２２とを有している。このレール２１には、スライダ２２がレール２１に沿ってスライド自在に取り付けられている。また、スライダ２２にはサーボモータにより駆動されるボールねじ機構が取り付けられており、このサーボモータを駆動制御することにより、スライダ２２がＺ軸方向に移動するとともに、任意の位置で停止できるようになっている。これにより、口金部６は、Ｚ軸方向への昇降動作が駆動制御され、テーブル４に対して接離可能に動作するようになっている。

走行装置１０は、口金部６をＸ軸方向に走行させるためのものであり、走行装置本体１１とＸ軸方向に延びるレール１３とを有している。この走行装置本体１１は、基台３との間に設けられるエアパッド（不図示）によって基台３上に支持されている。そして、走行装置本体１１は、その一部がレール１３にスライド自在に取り付けられており、走行装置本体１１に取り付けられたリニアモータ１２を駆動制御することにより、走行装置本体１１がＸ軸方向に移動するようになっている。これにより、口金部６は、Ｘ軸方向に沿って走行することができるようになっている。

このように構成されるユニット支持部７により、口金部６は、テーブル４の表面に対してＺ軸方向に昇降動作できるとともに、テーブル４の表面から所定高さを維持した状態でテーブル４の表面上をＸ軸方向に沿って走行できるようになっている。

前記口金部６は、Ｙ軸方向に延びる形状を有する柱状部材であり、テーブル４の表面と対向する対向面には塗布液を吐出するノズル６１（図２参照）が形成されている。このノズル６１は、テーブル４の表面側に突出し、この突出した部分にはＹ軸方向に延びる形状のスリットが形成されている。すなわち、このスリットを通じて口金部６に供給された塗布液が基板２の表面に吐出されるようになっている。

具体的には、この口金部６の上流側には、塗布液を貯留する塗布液タンクＴとピストンポンプ８とが備えられており、ピストンポンプ８が、塗布液タンクＴの塗布液を口金部６に送液することにより、口金部６内の塗布液がスリットを通じて吐出されるようになっている。

前記ピストンポンプ８は、塗布液タンクＴに貯留された塗布液を口金部６に供給するものであり、図３に示すように、ハウジング８１に固定される膜状シール部８２と、この膜状シール部８２に連結されたピストン軸部８３と、ピストン軸部８３を駆動させるボールネジ駆動部８４とを有している。

ここで、ピストン軸部８３の中心軸に沿う方向を単に軸方向と呼び、この中心軸を中心とした回転方向を軸周りと呼ぶこととする。

ハウジング８１は、一軸方向に延びる略円筒形状を有しており、その内部に膜状シール部８２が収容されている。具体的には、ハウジング８１は、軸方向に分割できるように形成されており、膜状シール部８２が挟持された状態で一体的に連結されている。このハウジング８１と膜状シール部８２とによって液体収容部８５が形成されており、この液体収容部８５によって塗布液タンクＴから供給された塗布液を一時的に貯留できるようになっている。

また、ハウジング８１の液体収容部８５と反対側には、圧力制御室８７が形成されている。具体的には、ハウジング８１の端部には、軸ガイド部８８を介してボールネジ駆動部８４が連結されており、この軸ガイド部８８、ハウジング８１、膜状シール部８２によって圧力制御室８７が形成されている。この圧力制御室８７は、真空ポンプ９と連通して接続されており、この真空ポンプ９を作動させることにより、圧力制御室８７を大気圧よりも低圧に調節できるようになっている。すなわち、液体収容部８５に塗布液を流入させる際、ピストン軸部８３を液体収容部８５と反対側に駆動させつつ、真空ポンプ９を作動させて圧力制御室８７の減圧させることにより、膜状シール部８２の形状を維持した状態でスムーズにピストン軸部８３を駆動させることができる。

膜状シール部８２は、ハウジング８１に固定されることにより、ハウジング８１内に液体収容部８５を形成するものである。具体的には、膜状シール部８２は、その外周部分がフランジ部８１ａに挟持された状態でフランジ部８１ａがボルト８１ｂで締結されることによりハウジング８１内に固定されている。これにより、ハウジング８１内の軸方向一方側に塗布液を収容可能な液体収容部８５が形成される。

また、膜状シール部８２は、可撓性材料で形成されており、ポリエステル布の上にゴムを被覆したもので形成され、ほぼ均一厚さに形成されている。この膜状シール部８２は、ほぼシルクハット形状を有しており、その外周部分でハウジング８１に固定され、中央部分でピストン軸部８３のヘッド８３ａに固定されている。また、外周部分と中央部分とを連結する部分は、略Ｕ字形状を維持した状態でハウジング８１内に取付けられている。そして、この膜状シール部８２の中央部分が液体収容部８５側、及び、その反対側（軸方向反対側、圧力制御室８７側）に変位することにより、塗布液が口金部６に供給される。すなわち、ハウジング８１には、塗布液タンクＴと配管を介して連結される流入口８１ｃと口金部６と配管を介して連結される流出口８１ｄとが形成されており、膜状シール部８２が流体収容部８５と反対側（図３において左側）に変位することにより、塗布液タンクＴから流入口８１ｃを通じて塗布液が液体収容部８５に供給され、膜状シール部８２の中央部分が流体収容部８５側（図３において右側）に変位することにより、塗布液タンクＴから流出口８１ｄを通じて口金部６に塗布液が供給されるようになっている。

ピストン軸部８３は、膜状シール部８２を軸方向に変位させるものであり、膜状シール部８２に連結されるヘッド８３ａと軸方向に延びる形状の軸本体８３ｂとを有している。ヘッド８３ａは、ハウジング８１の内径よりも小さい形状の円柱状部材であり、その一方側端面で膜状シール部８２と連結されている。具体的には、軸本体８３ｂの摺動方向に対してほぼ直交する平板状の対向面を有しており、この対向面と膜状シール部８２の流体収容部８５側の反対側の中央部分とが、それぞれの中心を一致させた状態で連結されている。したがって、軸本体８３ｂがハウジング８１内を摺動すると、膜状シール部８２の中央部分が摺動方向に対して直交する姿勢を維持した状態で液体収容部８５側及び液体収容部８５と反対側に変位するようになっている。これにより、液体収容部８５内の塗布液が口金部６に供給できるようになっている。

軸本体８３ｂは、軸方向に延びる棒状部材であり、ボールネジ駆動部８４と連結されている。ここで、ボールネジ駆動部８４は、シャフト８４ａとこのシャフト８４ａに取付けられたボールネジナット８４ｂとを有しており、シャフト８４ａを軸周りに回転させることにより、ボールネジナット８４ｂがシャフト８４ａに沿って軸方向に移動できるように構成されている。すなわち、軸本体８３ｂとボールネジナット８４ｂとがボルト８４ｃで連結されていることにより、ボールネジ駆動部８４を駆動させてシャフト８４ａを回転させると、軸本体８３ｂが軸方向に移動し、膜状シール部８２が軸方向に変位できるようになっている。

また、軸本体８３ｂは、軸ガイド部８８によりガイドされている。具体的には、ハウジング８１とボールネジ駆動部８４との間に軸ガイド部８８が設けられており、この軸ガイド部８８に軸本体８３ｂが挿通されることによりガイドされている。この軸ガイド部８８は、ガイドフレーム８８ａ、８８ｂを有しており、このガイドフレーム８８ａ、８８ｂ内にボールブッシュ８８ｃが設けられている。そして、ガイドフレーム８８ａ、８８ｂには、ボールブッシュ８８ｃを固定支持可能な支持孔８８ｄが形成されており、この支持孔８８ｄにボールブッシュ８８ｃを挿入した状態でガイドフレーム８８ａ、８８ｂを連結することにより、ボールブッシュ８８ｃが挟持されて固定支持されるようになっている。具体的には、支持孔８８ｄは、ハウジング８１の軸方向に沿って形成されており、ボールブッシュ８８ｃが支持孔８８ｄに挿入された状態では、ボールブッシュ８８ｃの中心軸とハウジング８１の軸心とが一致するように形成されている。これにより、ボールブッシュ８８ｃに軸本体８３ｂが挿入されると、ピストン軸部８３は、ハウジング８１の軸心と軸本体８３ｂの軸心とが一致した状態で支持される。

ここで、図４は、軸本体８３ｂがボールブッシュ８８ｃに支持された状態を示す断面図である。図３、図４に示すように、ボールブッシュ８８ｃ内には、軸方向（図４において紙面を貫通する方向）に複数のボール８８ｅが収容されたボール収容溝８３ｆが周方向に複数箇所設けられており（図４に示す例では６カ所）、このボール収容溝８３ｆに収容されたボール８８ｅが軸本体８３ｂの外周面８３ｃに当接することにより軸本体８３ｂが支持されている。これにより、軸本体８３ｂがボールブッシュ８８ｃ内を軸方向に摺動でき、ピストン軸部８３は、ボールブッシュ８８ｃに支持された状態で、ハウジング８１内を軸方向に摺動するようになっている。

また、軸本体８３ｂの外周面８３ｃには、ボールブッシュ８８ｃのボール８８ｅと当接する部分、すなわち、ボール当接部８３ｄが形成されており、図４に示す例では６カ所形成されている。これにより、ピストン軸部８３が軸周りに回転するのを防止できるようになっている。

すなわち、これらのボール当接部８３ｄは、円柱形状の軸本体８３ｂの外周面８３ｃを微小研磨することにより形成されており、ボール当接部８３ｄは、軸本体８３ｂの中心Ｏ（軸本体８３ｂの中心軸）を通る直線がボール当接部８３ｄと交わる点をＰとすると、中心Ｏと点Ｐとを結ぶ直線（図４の一点鎖線）に対して対称となるように形成されている。本実施形態では、ボール当接部８３ｄは、平坦な平面形状に形成されており、ボール８８ｅは、ボール当接部８３ｄの中央部分（点Ｐの位置）で当接している。これにより、ボール８８ｅはボール収容溝８３ｆ内で安定的にボール当接部８３ｄに接した状態を維持できるようになっている。

そして、中心Ｏからボール当接部８３ｄまでの距離ＯＰは、中心Ｏから他の外周面８３ｃまでの距離よりも小さくなっている（ｒ＜Ｒ）。そして、すべてのボール当接部８３ｄが、このような関係を有していることにより、複数のボール８８ｅで形成される内接円径α（図４の二点鎖線）が、ボール当接部８３ｄ以外の他の外周面８３ｃの軸径βよりも小径に形成されている。

これにより、仮に軸本体８３ｂが軸周りに回転しようとしても、互いに対向するボール８８ｅ間に、それよりも大径の外周面８３ｃ（ボール当接部８３ｄ以外）が入ることができないことにより、軸本体８３ｂの軸周りの回転が制限される。したがって、ピストン軸部８３の軸本体８３ｂにボール当接部８３ｄを形成したことにより、ピストン軸部８３が軸周りに回転するのが有効に防止される。
また、ボール当接部８３ｄは、ピストン軸部８３の最大ストロークよりも長く形成されている。これにより、膜状シール部８２を変位させるために、ピストン軸部８３が軸方向に移動した場合であっても、常にボール当接部８３ｄにボール８８ｅが当接する。したがって、ピストン軸部８３の全ストロークに亘ってピストン軸部８３の軸周りの回転が抑制されることにより、ピストン軸部８３の回転による環状シール部８２の破損を回避でき、環状シール部８２の長寿命化を図ることができる。

また、軸ガイド部８８には、Ｏリング８９（本発明のシール部材）が設けられている。具体的には、ガイドフレーム８８ａ、８８ｂにはシール溝が形成されており、このシール溝にＯリング８９が設けられている。そして、このＯリング８９と軸本体８３ｂの外周面８３ｃが密着することにより、圧力制御室８７の圧力が所定の圧力に維持できるようになっている。

ここで、ピストンポンプ８の作動時には、Ｏリング８９が軸本体８３ｂの外周面８３ｃに密着した状態で軸本体８３ｂが軸方向に摺動するが、ボール当接部８３ｄは微小研磨により形成されており他の外周面との境界は滑らかに形成されている。したがって、Ｏリング８９は軸本体８３ｂに確実に密着し、軸本体８３ｂの摺動による摩耗は極力抑えられるようになっている。

前記ボールネジ駆動部８４は、ピストン軸部８３を軸方向に駆動させるものである。具体的には、ボールネジとサーボモータから構成されており、サーボモータを制御することによりピストン軸部８３の動作を制御できるようになっている。

また、本実施形態の塗布装置では、制御装置９０が設けられており、予め記憶されたプログラムに従って一連の塗布動作を実行すべく、各種ユニットの駆動装置、ボールネジ駆動部８４等を駆動制御するとともにこの塗布動作において必要な各種演算が行われるようになっている。

次に、この塗布装置における塗布動作について図５に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、これら一連の動作は制御装置９０によって制御される。

まず、基板２の搬入が行われる（ステップＳ１）。具体的には、テーブル４の表面から複数のリフトピンが突出した状態で待機されており、これらのリフトピンの先端部分に基板２が載置される。そして、リフトピンを下降させて基板２をテーブル４の表面に載置し、この状態で真空ポンプ９を作動させて吸引孔に吸引力を発生させることにより、基板２をテーブル４の表面上に吸着させて保持される。

次に、塗布液の吸い込み動作が行われる（ステップＳ２）。すなわち、テーブル４上にセットされた基板２に必要となる塗布液（基板１枚分）がピストンポンプ８に吸い込まれる。具体的には、真空ポンプ９を作動させて圧力制御室８７の圧力を大気圧以下の所定の圧力に制御しつつボールネジ駆動部８４を駆動させることにより、ピストン軸部８３を液体収容部８５と反対側に移動させる。これにより、塗布液タンクＴに貯留された塗布液が流入口８１ｃを通じて液体収容部８５に流入し、この液体収容部８５に貯留される。このとき、ボールネジナット８４ｂが軸周りに回転しようとするが、ボール当接部８３ｄにボール８８ｅが当接していることにより、ボールネジナット８４ｂの回転が抑制される。したがって、膜状シール部８２に軸周りに回転しようとする負荷が抑制されるとともに、圧力制御室８７が低圧に制御されることにより、膜状シール部８２が破損することなく、中央部分と外周部分とを連結する部分がＵ字形状を維持した状態で軸方向に変位することができる。

次に、塗布液の塗布動作が行われる（ステップＳ３）。すなわち、ピストンポンプ８に供給された塗布液を口金部６に供給するとともに、口金部６から基板２上に塗布液を吐出する。具体的には、ボールネジ駆動部８４を駆動させることにより、ピストン軸部８３を液体収容部８５側に移動させる。これにより、液体収容部８５に貯留された塗布液が流出口８１ｄを通じて口金部６に供給され、口金部６のスリットから塗布液が吐出される。このとき、ボールネジナット８４ｂが軸周りに回転しようとするが、ボール当接部８３ｄにボール８８ｅが当接していることにより、ボールネジナット８４ｂの回転が抑制される。したがって、膜状シール部８２に軸周りに回転しようとする負荷が抑制されることにより、膜状シール部８２が破損することなく、膜状シール部８２を軸方向に変位させることができる。

そして、走行装置１０を駆動させて基板２上に塗布膜を形成する。具体的には、昇降装置２０を駆動制御することにより口金部６が基板２から所定の高さ位置になるように設定し、この状態から走行装置１０を駆動制御することにより、口金部６をＸ軸方向に走行させる。すなわち、口金部６のスリットから塗布液を吐出させながら口金部６を走行させることにより、基板２上に塗布液が均一厚さで塗布される。

次に、基板２の排出が行われる（ステップＳ４）。すなわち、Ｓ３における塗布動作により基板２表面に塗布膜が形成された後、真空ポンプを停止させて、吸引孔における圧力を大気圧に戻す。そして、リフトピンを上昇させることにより、リフトピンの先端部分で基板２を保持させ、図示しないロボットハンドに基板２の受け渡しが行われ、テーブル４の表面から基板２が排出される。

このように、本実施形態におけるピストンポンプ８は、ピストン軸部８３をガイドする軸ガイド部８８にボールブッシュ８８ｃが設けられており、このボールブッシュ８８ｃのボール８８ｅが当接する軸本体８３ｂのボール当接部８３ｄの軸径が、他の軸本体８３ｂの軸径よりも小径に形成されているため、ピストン軸部８３が軸周りに回転するのを抑えることができる。したがって、従来のようにスライドガイドが不要になるとともに、スライドガイドのミスアライメントにより生じる問題、すなわち、転がり抵抗の増大による吐出圧の乱れが抑えられ、塗布状態を安定させることができる。

また、上記実施形態では、ボール当接部８３ｄが他の外周面８３ｃに比べて平坦状に形成されている例について説明したが、ボール当接部８３ｄの軸径が、他の軸本体８３ｂの軸径よりも小径に形成されていれば、その形状については平坦状に限定されない。たとえば、ボール当接部８３ｄが曲率半径が他の外周面８３ｃよりも大きな円弧状に形成されていてもよい。また、ボール当接部８３ｄと他の外周面８３ｃとの境界部分は滑らかに形成されているのが好ましいが、ボール当接部８３ｄが他の外周面８３ｃよりも軸側に凹になる溝形状に形成されていてもよい。すなわち、ボール当接部８３ｄの軸径が、他の軸本体８３ｂの軸径よりも小径に形成されていれば、ピストン軸部８３が軸周りに回転するのを抑える効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、ボール当接部８３ｄが６カ所形成される例について説明したが、少なくとも１カ所に形成されていればよい。これにより、ピストン軸部８３が軸周りに回転するのを抑えることができる。

また、上記実施形態では、圧力制御室８７を設ける例について説明したが、膜状シール部８２がＵ字形状部分を有していない場合には、圧力制御室８７を設けずにシンプルな構造のピストンポンプを構成することができる。

２基板
６口金部
８ピストンポンプ
８２膜状シール部
８３ピストン軸部
８３ｂ軸本体
８３ｄボール当接部
８４ボールネジ駆動部
８５液体収容部
８７圧力制御室
８８軸ガイド部
８８ｃボールブッシュ

Claims

ハウジング内に固定され、このハウジング内に液体収容部を形成する膜状シール部と、
前記液体収容部が形成される反対側で前記膜状シール部に連結されるピストン軸部と、
前記ピストン軸部が挿通されることによりピストン軸部をガイドする軸ガイド部と、
前記ピストン軸部を軸方向に駆動させるボールネジ駆動部と、
を備え、
前記ピストン軸部は軸方向に延びる軸本体を有しており、前記軸ガイド部は、前記軸本体が挿通した状態で、この軸本体の中心軸を中心に配列された複数のボールが前記軸本体の外周面に当接することにより、前記ピストン軸部をガイドするボールブッシュを有しており、
前記複数のボールでガイドされる位置における軸本体の外周面は、前記軸本体の中心軸からボールが当接する部分までの距離が、中心軸から他の外周面までの距離よりも小さく形成されていることにより、前記軸ガイド部は、前記ピストン軸部が軸周りに回転するのを抑制することを特徴とするピストンポンプ。
前記ピストン軸部の軸本体は、前記ボールブッシュの複数のボールが形成する内接円径が、前記ボールブッシュのボールと当接する部分以外の外周面の軸径よりも小さく形成されていることを特徴とする請求項１に記載のピストンポンプ。
前記液体収容部の反対側であって、膜状シール部と軸ガイド部との間には、大気圧よりも低圧に制御できる圧力制御室が形成されていて、前記ピストン軸部の軸本体は、ボールブッシュのボールと当接する部分と他の部分とは、滑らかに連続して形成されているとともに、前記軸ガイド部は前記ピストン軸部の軸本体の外周面に圧接するシール部材が設けられていることにより、軸本体と軸ガイド部とが封止され、前記圧力制御室が所定の圧力に維持されることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載のピストンポンプ。
前記請求項１〜３のいずれかに記載のピストンポンプと、基板を載置するステージと、このステージに載置された基板に対して相対的に移動しつつ、前記ピストンポンプにより供給された塗布液を吐出する塗布ユニットと、を備えることを特徴とする塗布装置。