WO2010100928A1 - インクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置 - Google Patents

インクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置 Download PDF

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axis
coating head
rotation
inkjet coating
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佐藤誠一
矢作充
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株式会社アルバック
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    • B05CAPPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J25/003Mechanisms for bodily moving print heads or carriages parallel to the paper surface for changing the angle between a print element array axis and the printing line, e.g. for dot density changes
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    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Definitions

  • the present invention relates to a rotation adjusting device for an inkjet coating head that adjusts the rotation of a linearly movable inkjet coating head about a rotation axis in a direction perpendicular to the moving direction.
  • ink jet coating apparatus It is known to use an ink jet coating apparatus to directly form a fine conductive pattern or the like on a substrate without going through a photolithography process. Also, in recent years, inkjet process has been used to form high-definition source / drain electrode patterns of several ⁇ m in the manufacturing process of large-area thin film transistor substrates, and to form color filters, alignment films and spacers for flat panel displays. A coating device is used.
  • Patent Document 1 the one described in Patent Document 1 is known.
  • This includes a stage for sucking and supporting a substrate and an inkjet coating head.
  • the stage is linearly movable in one axis direction (Y axis direction).
  • the coating head is supported on a portal frame provided so as to straddle the stage on the stage movement path so as to be linearly movable in a direction (X-axis direction) orthogonal to the stage movement direction.
  • a plurality of nozzles are arranged in a direction orthogonal to the direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction (Z-axis direction).
  • the application head can be adjusted to rotate around the rotation axis in the Z-axis direction, and the X-axis direction component of the nozzle pitch can be varied by this rotation adjustment. According to this, when the stage is moved in the Y-axis direction and the droplets from each nozzle are applied to the substrate, the application pitch in the X-axis direction can be narrowed to be equal to or less than the inter-nozzle pitch.
  • the coating head is rotated and adjusted around the rotation axis by a rotation mechanism having a drive source separated and independent from the mechanism for linearly moving the coating head in the X-axis direction, and the apparatus is large-sized.
  • the cost increases as the cost increases.
  • the present invention provides a small and inexpensive rotation adjusting device that can adjust the rotation of an inkjet coating head without providing a rotation mechanism that is separate and independent from a linear movement mechanism. It is said.
  • the present invention provides a rotation adjustment device that adjusts the rotation of a linearly movable inkjet coating head around a rotation axis in the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction, which is the movement direction of the coating head.
  • the ink jet A conversion mechanism for linearly moving the coating head in the X-axis direction and converting the relative movement into a rotational motion about the rotational axis of the inkjet coating head when the two moving bodies relatively move in the X-axis direction It is characterized by providing.
  • the first and second moving bodies constituting the linear moving mechanism are relatively moved in the X-axis direction, whereby the inkjet coating head is rotated and adjusted around the rotation axis via the conversion mechanism.
  • two driving sources for the first moving body and the second moving body are required, but the inkjet coating head is moved in the X-axis direction by the synchronous movement of both the first and second moving bodies. Therefore, the load acting on each drive source is half of the linear movement load of the inkjet coating head. Accordingly, each drive source may be a small one with a low output, coupled with the fact that the drive source for the rotation mechanism of the ink jet coating head is not necessary, and thus the size and cost of the apparatus can be reduced.
  • the relative positional relationship between the first and second moving bodies in the X-axis direction is grasped by the linear scale, and the rotation angle around the rotational axis of the inkjet coating head is determined based on this relative positional relationship. It is desirable to calculate.
  • the relative movement in the X-axis direction of both the first and second moving bodies is converted into the rotational movement of the inkjet coating head, the distance between the inkjet coating head and the both moving bodies is appropriately set.
  • the inkjet coating head can be rotated at a minute angle compared to the relative positional shift in the X-axis direction of both moving bodies. Therefore, the rotational angle of the inkjet coating head can be detected with high resolution even if the resolution of the relative positional relationship in the X-axis direction of both moving bodies grasped by the linear scale is not so high.
  • a plurality of conversion mechanisms for the plurality of inkjet coating heads are provided, and a plurality or a single first for the plurality of inkjet coating heads is provided.
  • a first drive source that linearly moves the movable body in the X-axis direction; and a second drive source that linearly moves a plurality or a single second movable body for the plurality of inkjet coating heads in the X-axis direction.
  • the first moving body and the second moving body are arranged so as to face each other in the Y-axis direction across the rotation axis of the inkjet coating head, with the direction perpendicular to the X-axis direction and the Z-axis direction taken as the Y-axis direction.
  • the conversion mechanism includes an arm that is long in the Y-axis direction coupled to the inkjet coating head so as to rotate about the rotational axis integrally with the inkjet coating head, and one end of the arm in the Y-axis direction is the first moving body.
  • a first connecting portion that is connected to each other with two degrees of freedom of movement in the Y-axis direction and rotation around the axis in the Z-axis direction, and the other end portion in the Y-axis direction of the arm is connected to the second moving body in the Y-axis direction.
  • the 2nd connection part connected with the freedom of 2 axes
  • the first moving body is configured by a support body that rotatably supports the inkjet coating head around the rotation axis, and the second moving body is disposed away from the rotation axis of the inkjet coating head on one side in the Y-axis direction.
  • the conversion mechanism includes an arm extending on one side in the Y-axis direction connected to the inkjet coating head so as to rotate about the rotation axis integrally with the inkjet coating head, and an end of the arm on one side in the Y-axis direction.
  • the inkjet coating head includes a plurality of nozzles arranged in a direction perpendicular to the rotation axis, by rotating the coating head, the X-axis direction component of the pitch between nozzles can be varied, The coating pitch in the X-axis direction can be narrowed below the nozzle pitch.
  • FIG. 2 is a cut front view taken along line II-II in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a plan view cut along the line III-III in FIG. 2.
  • FIG. 4 is an enlarged cut side view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • FIG. 1 to 3 show an ink jet type coating apparatus provided with a rotation adjusting device according to an embodiment of the present invention.
  • This coating apparatus includes a platform 1, and a rectangular parallelepiped base plate 2 is disposed on the platform 1.
  • a stage 3 for attracting and holding the substrate S as a processing object is supported so as to be movable in a horizontal one-axis direction (Y-axis direction) along a guide rail 4 fixed to the upper surface of the base plate 2.
  • the stage 3 is reciprocated in the Y-axis direction via a feed screw mechanism by a motor (not shown).
  • a gate-shaped frame 5 that is long in the horizontal direction (X-axis direction) orthogonal to the Y-axis direction is arranged so as to straddle the movement path of the stage 3.
  • a plurality of inkjet coating heads 6 are arranged on the frame 5 and suspended in the X-axis direction.
  • each coating head 6 is a known one provided with an ink tank 6a and a nozzle head 6c attached to the lower end of the ink tank 6a via an ink chamber 6b, and is provided in the ink chamber 6b.
  • the piezo element is appropriately driven so that the processing liquid stored in the ink tank 6a is dropped from the nozzle 6d (see FIG. 3) formed on the lower surface of the nozzle head 6c.
  • the nozzles 6d are arranged in a direction orthogonal to the Z-axis direction orthogonal to the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • Each coating head 6 is provided with a pair of nozzle heads 6c with an interval in the direction in which the nozzles 6d are arranged.
  • each coating head 6 is movable in the X-axis direction and is rotatable around the rotation axis in the Z-axis direction.
  • a support shaft 6e in the Z-axis direction is erected on the ink tank 6a of each coating head 6, a support shaft 6e in the Z-axis direction is erected.
  • the frame 5 is formed with slits 5a that are long in the X-axis direction through which the support shaft 6e is inserted.
  • a pair of guide rails 7 that are positioned on both sides of the slit 5a on the frame 5 and that are long in the X-axis direction. Is fixed.
  • a support body 8 is provided for suspending the coating heads 6 so as to be rotatable about the support shaft 6e.
  • the support body 8 is slidably engaged with the guide rail 7 via a slider 8a.
  • a pair of rail support plates 5b that are long in the X-axis direction are provided on the frame 5 so as to be separated from the slit 5a in one direction and the other in the Y-axis direction.
  • a pair of guide rails 9 are fixed. Then, Y-axis direction whereas the first moving body 10 1 slidably engaged through the slider 10a to the rail support plates guide rail 9 fixed to 5b (left side in FIG. 4), Y-axis direction while ( Figure 4 is provided a second movable body 10 2 in the guide rail 9 fixed to the rail support plates 5b slidably engaged through the slider 10a of the right) with.
  • the first moving body 10 1 is more provided corresponding to the plurality of coating heads 6, but first moving body 10 1 of the plurality of X-axis in synchronism with the first drive source 11 of the common consisting linear motor Moved in the direction.
  • the second moving member 10 2 is provided with a plurality corresponding to the plurality of coating heads 6, the moving body 10 2 of the plurality second synchronizes the second driving source 11 second common consisting linear motor Moved in the X-axis direction.
  • both the moving body 10 1, 10 2 is the X-axis direction Is provided with a conversion mechanism 12 that converts the relative movement into a rotational motion about the axis (rotation axis) of the support shaft 6e of the coating head 6 when the relative movement is performed.
  • the conversion mechanism 12 includes a first arm 13 extending in the Y-axis direction connected to the support shaft 6e so as to rotate about the axis of the support shaft 6e integrally with the coating head 6, and one end of the arm 13 in the Y-axis direction.
  • a plurality of conversion mechanisms 12 are provided corresponding to the plurality of coating heads 6.
  • the first and second connecting portions 14 1 and 14 2 are slidably suspended by guide rails 141 extending inward in the Y-axis direction provided on the first and second movable bodies 10 1 and 10 2.
  • the Z axis direction shaft portion 143 suspended from the slider 142 is rotatably connected to the end portion of the arm 13. According to this, the freedom degree of movement in the Y-axis direction is secured by the slider 142, and the freedom degree of rotation around the axis line in the Z-axis direction is secured by the shaft portion 143.
  • both the first and second connecting portions 14 1 and 14 2 are also moved in synchronization with the X-axis direction.
  • the coating head 6 is linearly moved in the X-axis direction via the arm 13.
  • the first and second two mobile 10 1, 10 2 the relative movement in the X-axis direction, for example, by moving the first moving body 10 1 in one X-axis direction, the second moving member 10 2 X-axis
  • the relative positions of the first and second connecting portions 14 1 and 14 2 in the X-axis direction are shifted, and the arm 13 is rotated about the axis of the support shaft 6e by this shift.
  • the coating head 6 also rotates integrally with the arm 13.
  • a scale plate 15a of the linear scale 15 is fixed on each rail support plate 5b, and a detection head 15b of the linear scale 15 is provided on at least one of the first moving body 101 and the second second moving body 102. It is fixed.
  • the linear scale 15 detects the X-axis direction positions of the first and second moving bodies 101 and 102, and controls the first and second drive sources 111 and 112, respectively.
  • the detection head 15b of the linear scale 15 is provided for each coating head 6 in order to confirm the position of each coating head 6 after adjustment.
  • the first and second second moving body 10 2 of the first moving body 10 1 of the coating head 6, grasp the 10 second X-axis direction relative positional relationship, this from the relative positional relationship calculating a rotation angle of the coating head 6, the first as the rotation angle becomes a predetermined angle second both mobile Control is performed to move 10 1 and 10 2 relative to each other in the X-axis direction.
  • both the support shaft 6 e of the coating head 6 and both by taking the distance between the mobile unit 10 1, 10 2 (length of the arm 13) to the appropriate coating head 6 at a small angle relative to the deviation of the X-axis direction relative position of both the mobile 10 1, 10 2 Can be rotated. Therefore, the rotational angle of the coating head 6 can be detected with a high resolution even if the resolution of the relative positional relationship in the X-axis direction of the both moving bodies 10 1 and 10 2 grasped by the linear scale 15 is not so high. It becomes possible to adjust the rotation of the coating head 6 with high accuracy.
  • the stage 3 When applying the substrate S, the stage 3 is moved in the Y-axis direction, the application head 6 is scanned in the Y-axis direction with respect to the substrate S, and droplets from the nozzle 6d are applied to the substrate S in a predetermined pattern. . Then repeated to move the coating head 6 first and by a predetermined distance linearly moved in the X-axis direction of the synchronous mobile second two mobile 10 1, 10 2, the stage 3 in the Y-axis direction in this state .
  • the X-axis direction component of the pitch between nozzles can be varied by rotating and adjusting the coating head 6 as described above. Accordingly, when the coating head 6 is scanned in the Y-axis direction with respect to the substrate 1 and the droplets from the nozzles 6d are applied to the substrate S, the coating pitch in the X-axis direction can be narrowed to be equal to or less than the inter-nozzle pitch. .
  • the first drive source 11 of the first moving body 10 1 has two drive sources are needed between the second driving source 11 2 of the second moving body 10 2, first Since the coating head 6 is linearly moved in the X-axis direction by the synchronous movement of the two moving bodies 10 1 , 10 2 , the load acting on the drive sources 11 1 , 11 2 is the linear movement load of the coating head 6. Of half. Accordingly, the driving source 11 1, 11 2 is sufficient in those low-power small, I can coupled with the drive source for the rotation mechanism of the coating head 6 is not necessary, reduce the size and cost of the apparatus be able to.
  • the first moving body 10 1 more in common of the first drive source 11 1 is moved in the X-axis direction
  • the second driving source a plurality of second moving member 10 2 of the common 11 2 in order to move in the X-axis direction
  • the first and second moving bodies 10 1 and 10 2 may be a single unit common to the plurality of coating heads 6. However, if the first and second moving bodies 10 1 , 10 2 are individually provided for each coating head 6 as in the present embodiment, it is advantageous to increase the number of coating heads 6.
  • the first moving member 10 1 is configured the coating head 6 with a support 8 for rotatably supporting the shaft 6e. Then, so that linearly moves in the X-axis direction by the first driving source 111 comprising the support 8 from the linear motor.
  • Second moving member 10 2 is constructed similarly to those of the first embodiment. Then, the conversion mechanism 12, fixed to the upper end of the support shaft 6e of the coating head 6, the second moving member 10 2 side, i.e., an arm 13 extending in the Y-axis direction side, the Y-axis direction side of the end portion of the arm 13 It constitutes at the connecting portion 14 for connecting with the freedom of two axes and the rotation about the axis of movement and the Z-axis direction of the 2 Y-axis direction moving member 10 2.
  • the conversion mechanism 12 fixed to the upper end of the support shaft 6e of the coating head 6, the second moving member 10 2 side, i.e., an arm 13 extending in the Y-axis direction side, the Y-axis direction side of the end portion of the arm 13 It constitutes at the connecting portion 14 for connecting with the freedom of two axes and the rotation about the axis of movement and the Z-axis direction of the 2 Y-axis direction moving member 10 2.
  • the connecting portion 14 similarly to the first embodiment, provided with a slidably slider 142 suspended on the guide rails 141 extending in the Y-axis direction inwardly provided on the second moving member 10 2, A shaft portion 143 in the Z-axis direction that is suspended from the slider 142 is rotatably connected to the end of the arm 13.
  • the first moving body 10 1 barrel support 8 and a second moving member 10 2 is moved synchronously in the X-axis direction, the coating head 6 is linearly moved in the X-axis direction, support 8 and when the relatively moving the second moving member 10 2 in the X-axis direction, the coating head 6 is rotated about the axis of the support shaft 6e, the same effect as the first embodiment can be obtained.
  • the first and second of the driving source 11 1, 11 2 was constructed in the linear motor, and configure each driving source 11 1, 11 2 in the usual servo motor, a feed screw by a servo motor
  • the first and second moving bodies 10 1 and 10 2 may be moved in the X-axis direction via a mechanism.
  • a feed screw mechanism for each moving body is required. it is desirable that a single structure common mobile 10 1 1 and the moving body 10 2 of the second across multiple coating heads.
  • 6 inkjet coating head, 6d ... nozzle, 8 ... support, 10 1 ... first movable body, 10 2 ... second movable body, 11 1 ... first driving source, 11 2 ... second driving source, 12 ... Conversion mechanism, 13 ... arm, 14 1 ... first connecting part, 14 2 ... second connecting part, 15 ... linear scale.

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Abstract

直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッド(6)を、直線移動機構から分離独立した回転機構を設けずに、インクジェット用塗布ヘッド(6)の移動方向たるX軸方向に直交するZ軸方向の回転軸線回りに回転調整する。X軸方向に各駆動源(11,11)により直線移動される第1と第2の2つの移動体(10,10)と、第1と第2の両移動体(10,10)がX軸方向に同期移動するときには、インクジェット用塗布ヘッド(6)をX軸方向に直線移動させ、両移動体(10,10)がX軸方向に相対移動するときには、この相対移動をインクジェット用塗布ヘッド(6)の回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構(12)とを備える。

Description

インクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置
 本発明は、直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドをその移動方向に直交する方向の回転軸線回りに回転調整するインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置に関する。
 フォトリソグラフィー工程を経ることなく基板上に微細な導電パターン等を直接形成するためにインクジェット式塗布装置を用いることが知られている。また、近年では、大面積の薄膜トランジスタ基板の製作過程において数μmの高細密なソース・ドレイン電極パターンを形成すること、フラットパネルディスプレイ用のカラーフィルタ、配向膜やスペーサを形成することにもインクジェット式塗布装置が利用されている。
 この種の塗布装置としては、従来、特許文献1記載のものが知られている。このものは、基板を吸着支持するステージとインクジェット用塗布ヘッドとを備えている。ステージは1軸方向(Y軸方向)に直線移動自在である。また、ステージの移動経路上で当該ステージを跨ぐようにして設けられた門型のフレームに塗布ヘッドをステージの移動方向と直交する方向(X軸方向)に直線移動自在に支持している。また、塗布ヘッドには、X軸方向及びY軸方向に直交する方向(Z軸方向)と直交する方向に複数のノズルが列設されている。そして、塗布ヘッドをZ軸方向の回転軸線回りに回転調整自在とし、この回転調整によりノズル間ピッチのX軸方向成分を可変できるようにしている。これによれば、ステージをY軸方向に移動させて、各ノズルからの液滴を基板に塗布する際、X軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。
 ところで、上記従来例のものでは、塗布ヘッドをX軸方向に直線移動させる機構とは分離独立した駆動源を有する回転機構で塗布ヘッドを回転軸線回りに回転調整するようにしており、装置が大型化すると共にコスト高になる不具合がある。
特開2002-273868号公報
 本発明は、以上の点に鑑み、直線移動機構から分離独立した回転機構を設けずにインクジェット用塗布ヘッドを回転調整することができるようにした小型安価な回転調整装置を提供することをその課題としている。
 上記課題を解決するために、本発明は、直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドを、当該塗布ヘッドの移動方向たるX軸方向に直交するZ軸方向の回転軸線回りに回転調整する回転調整装置であって、X軸方向に各別の駆動源により直線移動される第1と第2の2つの移動体と、第1と第2の両移動体がX軸方向に同期移動するときは前記インクジェット用塗布ヘッドをX軸方向に直線移動させ、両移動体がX軸方向に相対移動するときに、この相対移動を前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構とを備えることを特徴とする。
 本発明によれば、直線移動機構を構成する第1と第2の両移動体をX軸方向に相対移動させることで、変換機構を介してインクジェット用塗布ヘッドを回転軸線回りに回転調整することができる。ここで、本発明では、第1移動体用と第2移動体用の2つの駆動源が必要になるが、第1と第2の両移動体の同期移動でインクジェット用塗布ヘッドがX軸方向に直線移動されるため、各駆動源に作用する負荷はインクジェット用塗布ヘッドの直線移動負荷の半分になる。従って、各駆動源は低出力の小型のもので足り、インクジェット用塗布ヘッドの回転機構用の駆動源が不要になることと相俟って、装置の小型化及びコストダウンを図ることができる。
 ところで、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線回りの回転角を回転式エンコーダで検出することも可能であるが、回転角を高精度で制御するには高分解能のエンコーダが必要になり、コストが高くなる。そのため、本発明においては、第1と第2の両移動体のX軸方向の相対位置関係をリニヤスケールにより把握し、この相対位置関係に基づいてインクジェット用塗布ヘッドの回転軸線回りの回転角を算出することが望ましい。ここで、本発明では、第1と第2の両移動体のX軸方向の相対移動をインクジェット用塗布ヘッドの回転運動に変換するため、インクジェット用塗布ヘッドと両移動体との距離を適切に取ることにより、両移動体のX軸方向の相対位置のずれに比し微小角度でインクジェット用塗布ヘッドを回転させることができる。従って、リニヤスケールで把握する両移動体のX軸方向の相対位置関係の分解能が然程高くなくても、インクジェット用塗布ヘッドの回転角を高分解能で検出することができる。
 また、インクジェット用塗布ヘッドがX軸方向に並べて複数設けられる場合、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数の変換機構が設けられ、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の第1移動体をX軸方向に直線移動させる第1駆動源と、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の第2移動体をX軸方向に直線移動させる第2駆動源とを備えることが望ましい。これによれば、第1駆動源と第2駆動源とで第1移動体と第2移動体とをX軸方向に相対移動させることにより、複数のインクジェット用塗布ヘッドを同時に回転調整することができ、有利である。
 尚、X軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向として、第1移動体と第2移動体が、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線を挟んでY軸方向に対向するように配置される場合、変換機構は、インクジェット用塗布ヘッドと一体に回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したY軸方向に長手のアームと、アームのY軸方向一端部を第1移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第1連結部と、アームのY軸方向他端部を第2移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第2連結部とで構成すればよい。また、第1移動体が、インクジェット用塗布ヘッドを回転軸線回りに回転自在に支持する支持体で構成され、第2移動体が、インクジェット用塗布ヘッドの回転軸線からY軸方向片側に離して配置される場合、変換機構は、インクジェット用塗布ヘッドと一体に回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したY軸方向片側にのびるアームと、アームのY軸方向片側の端部を前記第2移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する連結部とで構成すればよい。
 また、インクジェット用塗布ヘッドが、前記回転軸線に直交する方向に列設した複数のノズルを備えていれば、塗布ヘッドを回転調整することで、ノズル間ピッチのX軸方向成分を可変して、X軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。
本発明の第1実施形態の回転調整装置を具備する塗布装置の側面図。 図1のII-II線で切断した切断正面図。 図2のIII-III線で切断した切断平面図。 図2のIV-IV線で切断した拡大切断側面図。 第2実施形態の図4に対応する切断側面図。
 図1~図3は、本発明の実施形態の回転調整装置を具備するインクジェット式塗布装置を示している。この塗布装置は、プラットホーム1を備え、このプラットホーム1上に直方体形状のベース板2が配置されている。ベース板2上には、処理対象物たる基板Sを吸着保持するステージ3がベース板2の上面に固定したガイドレール4に沿って水平の1軸方向(Y軸方向)に移動自在に支持されている。そして、図示省略したモータにより送りねじ機構を介してステージ3がY軸方向に往復動されるようにしている。
 ベース板2上には、Y軸方向に直交する水平方向(X軸方向)に長手の門型のフレーム5がステージ3の移動経路を跨ぐようにして配置されている。そして、フレーム5に、インクジェット用塗布ヘッド6をX軸方向に並べて複数個吊持している。
 各塗布ヘッド6は、図4に明示する如く、インクタンク6aと、インクタンク6aの下端にインクチャンバ6bを介して取り付けられるノズルヘッド6cとを備える公知のものであり、インクチャンバ6bに設けたピエゾ素子を適宜駆動させて、インクタンク6aに収納された処理液をノズルヘッド6cの下面に形成したノズル6d(図3参照)から滴下するように構成されている。ノズル6dは、X軸方向及びY軸方向に直交するZ軸方向と直交する方向に列設されている。尚、各塗布ヘッド6には、ノズルヘッド6cがノズル6dの列設方向の間隔を存して一対に設けられている。
 ここで、本実施形態では、各塗布ヘッド6をX軸方向に移動自在とすると共に、Z軸方向の回転軸線回りに回転調整自在としている。以下、この点について詳述する。各塗布ヘッド6のインクタンク6a上には、Z軸方向の支軸6eが立設されている。フレーム5には、支軸6eが挿通されるX軸方向に長手のスリット5aが形成されており、フレーム5上にスリット5aの両脇に位置させてX軸方向に長手の一対のガイドレール7を固定している。そして、各塗布ヘッド6を支軸6eにおいて回転自在に吊持する支持体8を設け、この支持体8をスライダ8aを介してガイドレール7に摺動自在に係合させている。
 また、フレーム5上にスリット5aからY軸方向一方と他方とに離隔させてX軸方向に長手の一対のレール支持板5bを立設し、各レール支持板5bにX軸方向に長手の上下一対のガイドレール9を固定している。そして、Y軸方向一方(図4で左方)のレール支持板5bに固定したガイドレール9にスライダ10aを介して摺動自在に係合する第1移動体10と、Y軸方向他方(図4で右方)のレール支持板5bに固定したガイドレール9にスライダ10aを介して摺動自在に係合する第2移動体10とを設けている。
 第1移動体10は複数の塗布ヘッド6に対応して複数設けられているが、これら複数の第1移動体10はリニヤモータから成る共通の第1駆動源11により同期してX軸方向に移動される。同様に、第2移動体10は複数の塗布ヘッド6に対応して複数設けられているが、これら複数の第2移動体10はリニヤモータから成る共通の第2駆動源11により同期してX軸方向に移動される。
 また、第1と第2の両移動体10,10がX軸方向に同期移動するときは塗布ヘッド6をX軸方向に直線移動させ、両移動体10,10がX軸方向に相対移動するときに、この相対移動を塗布ヘッド6の支軸6eの軸線(回転軸線)回りの回転運動に変換する変換機構12を備えている。この変換機構12は、塗布ヘッド6と一体に支軸6eの軸線回りに回転するように支軸6eに連結したY軸方向に長手のアーム13と、アーム13のY軸方向一端部を第1移動体10にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第1連結部14と、アーム13のY軸方向他端部を第2移動体10にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第2連結部14とで構成されている。尚、変換機構12は、複数の塗布ヘッド6に対応して複数設けられている。
 第1と第2の各連結部14,14は、第1と第2の各移動体10,10に設けたY軸方向内方にのびるガイドレール141に摺動自在に吊持されるスライダ142を備えており、このスライダ142に垂設したZ軸方向の軸部143をアーム13の端部に回転自在に連結している。これによれば、スライダ142によりY軸方向の移動の自由度が確保され、軸部143によりZ軸方向の軸線回りの回転の自由度が確保される。
 第1と第2の両移動体10,10をX軸方向に同期移動させると、第1と第2の両連結部14,14もX軸方向に同期して移動することになり、アーム13を介して塗布ヘッド6がX軸方向に直線移動させられる。一方、第1と第2の両移動体10,10をX軸方向に相対移動、例えば、第1移動体10をX軸方向一方に移動させ、第2移動体10をX軸方向他方に移動させると、第1と第2の両連結部14,14のX軸方向の相対位置のずれを生じ、このずれ分だけアーム13が支軸6eの軸線回りに回転して、アーム13と一体に塗布ヘッド6も回転する。
 また、各レール支持板5b上には、リニヤスケール15の目盛り板15aが固定され、少なくとも1つの第1移動体101と第2第2移動体102上には、リニヤスケール15の検出ヘッド15bが固定されている。そして、リニヤスケール15により第1と第2の各移動体101,102のX軸方向位置を検出し、第1と第2の各駆動源111,112を制御している。なお、第1及び第2の各移動体101,102を塗布ヘッド6毎に設けた場合には、塗布ヘッド6相互の間隔を調節することができる。そこで、本実施形態では、調節後の各塗布ヘッド6の位置確認のために、塗布ヘッド6毎にリニヤスケール15の検出ヘッド15bを設けている。
 また、塗布ヘッド6の回転調整を行う際は、第1移動体10用のリニヤスケール15と第2移動体10用のリニヤスケール15とから第1と第2の両移動体10,10のX軸方向の相対位置関係を把握して、この相対位置関係から塗布ヘッド6の回転角を算出し、この回転角が所要の角度になるように第1と第2の両移動体10,10をX軸方向に相対移動させる制御を行う。
 ここで、本実施形態では、第1と第2の両移動体10,10のX軸方向の相対移動を塗布ヘッド6の回転運動に変換するため、塗布ヘッド6の支軸6eと両移動体10,10との距離(アーム13の長さ)を適切に取ることにより、両移動体10,10のX軸方向の相対位置のずれに比し微小角度で塗布ヘッド6を回転させることができる。従って、リニヤスケール15で把握する両移動体10,10のX軸方向の相対位置関係の分解能が然程高くなくても、塗布ヘッド6の回転角を高分解能で検出することができ、塗布ヘッド6の回転調整を高精度で行うことが可能になる。
 基板Sの塗布処理に際しては、ステージ3をY軸方向に移動させて、塗布ヘッド6を基板Sに対しY軸方向に走査させ、所定のパターンで基板Sにノズル6dからの液滴を塗布する。次に、塗布ヘッド6を第1と第2の両移動体10,10の同期移動でX軸方向に所定距離直線移動させ、この状態でステージ3をY軸方向に移動させることを繰り返す。
 ここで、本実施形態では、塗布ヘッド6を上記の如く回転調整することで、ノズル間ピッチのX軸方向成分を可変できる。これにより、塗布ヘッド6を基板1に対しY軸方向に走査して、各ノズル6dからの液滴を基板Sに塗布する際、X軸方向の塗布ピッチをノズル間ピッチ以下に狭めることができる。
 また、本実施形態では、第1移動体10用の第1駆動源11と第2移動体10用の第2駆動源11との2つの駆動源が必要になるが、第1と第2の両移動体10,10の同期移動で塗布ヘッド6がX軸方向に直線移動されるため、各駆動源11,11に作用する負荷は塗布ヘッド6の直線移動負荷の半分になる。従って、各駆動源11,11は低出力の小型のもので足り、塗布ヘッド6の回転機構用の駆動源が不要になることと相俟って、装置の小型化及びコストダウンを図ることができる。
 更に、本実施形態では、複数の第1移動体10を共通の第1駆動源11でX軸方向に移動させると共に、複数の第2移動体10を共通の第2駆動源11でX軸方向に移動させるため、これら第1移動体10と第2移動体10とを同時にX軸方向に相対移動させて、複数の塗布ヘッド6を同時に回転調整することができる。
 尚、第1と第2の各移動体10,10を複数の塗布ヘッド6に共通の単一のものにすることも可能である。然し、本実施形態のように第1と第2の各移動体10,10を塗布ヘッド6毎に個別に設ければ、塗布ヘッド6の増設が容易になり、有利である。
 次に、図5に示す第2実施形態について説明する。尚、上記第1実施形態と同様の部材、部位には上記と同一の符号を付している。第2実施形態では、第1移動体10が、塗布ヘッド6を支軸6eにおいて回転自在に支持する支持体8で構成されている。そして、支持体8をリニヤモータから成る第1駆動源11でX軸方向に直線移動させるようにしている。
 第2移動体10は、上記第1実施形態のものと同様に構成されている。そして、変換機構12を、塗布ヘッド6の支軸6eの上端に固定した、第2移動体10側、即ち、Y軸方向片側にのびるアーム13と、アーム13のY軸方向片側の端部を第2移動体10にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する連結部14とで構成している。尚、連結部14は、第1実施形態と同様に、第2移動体10に設けたY軸方向内方にのびるガイドレール141に摺動自在に吊持されるスライダ142を備えており、このスライダ142に垂設したZ軸方向の軸部143をアーム13の端部に回転自在に連結している。
 第2実施形態のものでも、第1移動体10たる支持体8と第2移動体10とをX軸方向に同期移動させると、塗布ヘッド6がX軸方向に直線移動し、支持体8と第2移動体10とをX軸方向に相対移動させると、塗布ヘッド6が支軸6eの軸線回りに回転して、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。
 以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、上記実施形態では、第1と第2の各駆動源11,11をリニヤモータで構成したが、通常のサーボモータで各駆動源11,11を構成し、サーボモータにより送りねじ機構を介して第1と第2の各移動体10,10をX軸方向に移動させるようにしてもよい。なお、サーボモータを用いる場合には、塗布ヘッド6毎に第1及び第2の各移動体10,10を個別に設けると、各移動体分の送りねじ機構が必要となるので、第1の移動体10と第の移動体10を複数の塗布ヘッド全体に共通する単一の構成とすることが望ましい。
 6…インクジェット用塗布ヘッド、6d…ノズル、8…支持体、10…第1移動体、10…第2移動体、11…第1駆動源、11…第2駆動源、12…変換機構、13…アーム、14…第1連結部、14…第2連結部、15…リニヤスケール。

Claims (6)

  1.  直線移動自在なインクジェット用塗布ヘッドを、当該塗布ヘッドの移動方向たるX軸方向に直交するZ軸方向の回転軸線回りに回転調整する回転調整装置であって、
     X軸方向に各別の駆動源により直線移動される第1と第2の2つの移動体と、第1と第2の両移動体がX軸方向に同期移動するときは前記インクジェット用塗布ヘッドをX軸方向に直線移動させ、両移動体がX軸方向に相対移動するときに、この相対移動を前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転運動に変換する変換機構とを備えることを特徴とするインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
  2.  前記両移動体のX軸方向の相対位置関係をリニヤスケールにより把握し、この相対位置関係に基づいて前記インクジェット用塗布ヘッドの前記回転軸線回りの回転角を算出することを特徴とする請求項1記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
  3.  前記インクジェット用塗布ヘッドがX軸方向に並べて複数設けられると共に、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数の前記変換機構が設けられ、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の前記第1移動体をX軸方向に直線移動させる第1駆動源と、これら複数のインクジェット用塗布ヘッド用の複数又は単一の前記第2移動体をX軸方向に直線移動させる第2駆動源とを備えることを特徴とする請求項1又は2記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
  4.  X軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向として、前記第1移動体と前記第2移動体は、前記回転軸線を挟んでY軸方向に対向するように配置され、前記変換機構は、前記インクジェット用塗布ヘッドと一体に前記回転軸線回りに回転するように前記インクジェット用塗布ヘッドに連結したY軸方向に長手のアームと、アームのY軸方向一端部を前記第1移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第1連結部と、前記アームのY軸方向他端部を前記第2移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する第2連結部とで構成されることを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
  5.  X軸方向及びZ軸方向に直交する方向をY軸方向として、前記第1移動体は、前記インクジェット用塗布ヘッドを前記回転軸線回りに回転自在に支持する支持体で構成され、前記第2移動体は、前記回転軸線からY軸方向片側に離して配置され、前記変換機構は、前記インクジェット用塗布ヘッドと一体に前記回転軸線回りに回転するようにインクジェット用塗布ヘッドに連結したY軸方向片側にのびるアームと、アームのY軸方向片側の端部を前記第2移動体にY軸方向の移動とZ軸方向の軸線回りの回転との2軸の自由度を持って連結する連結部とで構成されることを特徴とする請求項1~3の何れか1項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
  6.  前記インクジェット用塗布ヘッドは、前記回転軸線に直交する方向に列設した複数のノズルを備えることを特徴とする請求項1~5の何れか1項記載のインクジェット用塗布ヘッドの回転調整装置。
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