矩形基板の載置位置矯正方法及び塗布装置
【課題】矩形の基板がステージ上で傾いて載置されても、当該基板を位置決めし直すことのできる矩形基板の載置位置矯正方法を提供する。
【解決手段】基板Ｗの左辺Ｌに二点で接触可能な一対の第一部材１１及び第二部材１２を前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、基板Ｗの前辺Ｆに一点で接触可能な第三部材１３、及び、基板Ｗの後辺Ｂに一点で接触可能な第七部材１７を、基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔でかつ左右方向基準線を中心として位置させる。左側の前記二点及び右側の第五部材１５と第六部材１６とで基板Ｗを左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、基板Ｗを第四部材１４及び第八部材１８で、左右方向基準線Ｙ０を中心として前後方向に挟む。
【解決手段】基板Ｗの左辺Ｌに二点で接触可能な一対の第一部材１１及び第二部材１２を前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、基板Ｗの前辺Ｆに一点で接触可能な第三部材１３、及び、基板Ｗの後辺Ｂに一点で接触可能な第七部材１７を、基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔でかつ左右方向基準線を中心として位置させる。左側の前記二点及び右側の第五部材１５と第六部材１６とで基板Ｗを左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、基板Ｗを第四部材１４及び第八部材１８で、左右方向基準線Ｙ０を中心として前後方向に挟む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形基板の載置位置矯正方法、及び、この方法を実行することができ基板にインクを塗布する塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が多数並べられて形成されている。
近年、このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッド（以下、ヘッドという）から吐出して、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成する塗布装置（インクジェット装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。前記画素部は、画素形成用格子（ブラックマトリックス格子）により区画されることでガラス基板上に多数形成されていて、一つの画素部には例えば６〜８滴のインクが供給され、各画素部は色付けられる。
【０００３】
このような塗布装置では、ステージ上にガラス基板を載置し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各インクを、ヘッドからガラス基板上の微細な画素部毎に精度良く着弾させる必要がある。このために、塗布装置の制御部は、ステージ上のガラス基板とヘッドとの相対的な位置関係を精度良く管理する必要がある。そこで、ガラス基板にはアライメントマークが設けられていて、塗布装置が備えているカメラがこのマークを撮像することにより、ガラス基板の位置を確認し、ヘッドとの相対位置を微調整する制御を行う。この調整は、例えばステージを変位させる等して行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７３５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記カメラを用い、ガラス基板とヘッドとの相対位置の調整を行う際、ガラス基板が、ステージの平面上で大きく傾いて載置されていると、アライメントマークがカメラの撮像領域に存在せず、カメラはマークを撮像することができない。この場合、自動的にカメラを移動させてマークを検索する処理が行われる。しかし、この検索は時間を要し、塗布作業の開始が遅れ、生産効率が低下するおそれがある。したがって、カメラがガラス基板のアライメントマークを撮像する際、ガラス基板をステージ上で所定の位置に存在させておくのが好ましい。
そこで、本発明は、矩形の基板がステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置されても、当該基板を位置決めすることのできる矩形基板の載置位置矯正方法、及び、この方法を実行することができる塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明は、前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いてステージ上に載置された矩形の基板を、当該基板の左辺が前記前後方向基準線に平行、かつ、前辺が前記左右方向基準線に平行となるように位置決めする、矩形基板の載置位置矯正方法であって、前記基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前記前後方向基準線に平行な直線上に配置し、前記基板の前辺に一点で接触可能な前側部材、及び、前記基板の後辺に一点で接触可能な後側部材を、当該基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させ、停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で前記基板を左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、当該基板を前記前側部材及び前記後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で、前記左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前後方向基準線に平行な直線上に配置し、停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で基板を左右方向に挟むので、基板の左辺は前後方向基準線に平行となり、さらに、停止状態にある一対の前記左側部材に当該基板は接触することで位置規制がされて左右方向に関して所定位置に合わせされる。
そして、前側部材と後側部材との間で基板の前後方向移動が制限された状態となり、前記左右方向に挟む動作の間に、基板を、前側部材及び後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことで、基板の前辺は左右方向基準線に平行となる。さらに、左右方向基準線に基板の左右方向中心線が一致するように位置矯正され、前後方向に関して所定位置に合わされる。
【０００８】
そして、このような矩形基板の載置位置矯正方法を実行することができる塗布装置は、矩形の基板が載置されるステージと、前記ステージ上の前記基板にインクを塗布する塗布機構と、前記ステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置された前記基板の載置位置を矯正する位置矯正機構とを備え、前記位置矯正機構は、前記基板の、左辺の前側及び後側に接触可能な第一部材及び第二部材、前辺の左側及び右側に接触可能な第三部材及び第四部材、右辺の前側及び後側に接触可能な第五部材及び第六部材、後辺の左側及び右側に接触可能な第七部材及び第八部材と、前記第一部材及び前記第二部材を、前記前後方向基準線に平行な直線上に位置させ、かつ、前記第三部材及び前記第七部材を、前記基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させる仮位置決め機構部と、前記第五部材及び前記第六部材を前記第一部材及び前記第二部材に接近させると共に、前記第四部材及び前記第八部材を前記左右方向基準線を中心として相互接近させる本位置決め機構部とを有していることにより構成される。
【０００９】
また、この塗布装置において、前記仮位置決め機構部と前記本位置決め機構部との内の一方又は双方は、前記第一部材から前記第八部材の内の、前記基板の角部を挟んで隣りに配置されることになる一対の部材を共に取り付けているアームと、前記アームを駆動することで前記一対の部材を同時に動かして所定部に位置させるアクチュエータとを有しているのが好ましい。位置矯正のために基板を押す部材は、第一部材から第八部材までの八つであるが、この構成によれば、アクチュエータの数を、この数（八つ）よりも減らすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、矩形の基板がステージ上で傾いて載置されても、当該基板は左右方向及び前後方向に関して所定位置に合わせされるので、例えば、ステージ上の基板と、この基板にインクを塗布する塗布機構（インクジェットヘッド）との相対位置を調整するために、カメラによって基板に形成されているアライメントマークを撮像する際、当該アライメントマークがカメラの撮影領域に簡単に入るようにすることが可能となり、前記相対位置の調整処理を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の塗布装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】位置矯正機構の説明図であり、ステージを上から見た図である。
【図３】位置矯正機構の内の左前機構部の平面図である。
【図４】左前機構部の正面図である。
【図５】第一駆動源と第二駆動源とを説明する説明図である。
【図６】本位置決め機構部の説明図である。
【図７】他の実施形態にかかる塗布装置が備えている位置矯正機構の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の塗布装置（インクジェット装置）の実施の一形態を示す斜視図である。この塗布装置は、床面に置くベースフレーム１、このベースフレーム１上に設けられ矩形の基板Ｗが載置されるステージ２、塗布ガントリ３、カメラガントリ６及びこれらの各種動作を制御する制御装置９を備えている。
ステージ２は、図示していない吸引ポンプによって基板Ｗをその上面に吸着して保持することができ、また、塗布ガントリ３に対する基板Ｗの位置決めを行うために、図示しない駆動機構及びガイド機構によって、ステージ２は、Ｚ軸方向回りに回転駆動されるとともにＹ軸方向に駆動される。なお、Ｚ軸方向は鉛直方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平面上の方向であり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は相互に直交する。なお、このステージ２上において、Ｘ軸方向に平行な前後方向基準線Ｘ０と、Ｙ軸方向に平行な左右方向基準線Ｙ０とが定義されている。この実施形態では、前後方向基準線Ｘ０と左右方向基準線Ｙ０との交点は、ステージ２の中心点と一致している。
【００１３】
塗布ガントリ３はヘッド搭載部３ａを有していて、このヘッド搭載部３ａは複数個のインクジェットヘッド４（以下、ヘッド４という）を整列させて有している。各ヘッド４は、その下面側に、図示しないが複数のノズルを有している。このノズルからインクが吐出される。また、塗布ガントリ３は、図示しない駆動機構、ガイド機構によってＸ軸方向に駆動される。塗布ガントリ３が移動することにより、ヘッド４は、ステージ２上の基板Ｗに対して移動可能となる。そして、この移動するヘッド４からインクを吐出することで基板Ｗにインクを塗布することができる。これら、塗布ガントリ３及び複数のヘッド４により、ステージ２上の基板Ｗにインクを塗布する塗布機構５が構成される。
【００１４】
カメラガントリ６は、ヘッド４と基板Ｗとの相対的な位置調整のためのカメラ８ａ，８ｂを搭載していて、カメラガントリ６は、前記位置調整のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によってＸ軸方向に移動することができる。また、カメラ８ａ，８ｂはそれぞれ、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、カメラガントリ６上をＹ軸方向に移動することができる。カメラ８ａ，８ｂは基板Ｗに設けられているアライメントマークＭ１，Ｍ２を検出するものであり、カメラ８ａ，８ｂによるマーク検出結果に基づいて、ステージ２を回転させたりＹ軸方向に移動させたりすることにより、ヘッド４と基板Ｗとの相対的な位置調整を行う。なお、Ｘ軸方向の誤差はヘッド４からのインクの吐出タイミングを調整することで解消することができる。
【００１５】
このように、塗布装置では、ステージ２上の基板Ｗとヘッド４との相対的な位置関係を精度良く管理する必要があり、この管理は前記制御装置９によって行われる。そして、前記のとおり、カメラ８ａ，８ｂを用い、基板Ｗとヘッド４との相対位置の調整を行う際、基板Ｗがステージ２の平面上で大きく傾いて載置されていると、アライメントマークＭ１，Ｍ２がカメラ８ａ，８ｂの撮像領域に存在せず、カメラ８ａ，８ｂはマークＭ１，Ｍ２を撮像することができない。そこで、本発明の塗布装置は、ステージ２上で前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いて載置された基板Ｗの載置位置を矯正する位置矯正機構７を備えている。
【００１６】
図２は位置矯正機構７の説明図であり、ステージ２を上から見た図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）では、この位置矯正機構７によって行われる基板Ｗの載置位置矯正方法を順番に説明している。位置矯正機構７はステージ２の周縁部に設けられている。すなわち、位置矯正機構７は、基板Ｗの左辺Ｌの前側及び後側に接触可能な第一部材１１及び第二部材１２、基板Ｗの前辺Ｆの左側及び右側に接触可能な第三部材１３及び第四部材１４、基板Ｗの右辺Ｒの前側及び後側に接触可能な第五部材１５及び第六部材１６、並びに、基板Ｗの後辺Ｂの左側及び右側に接触可能な第七部材１７及び第八部材１８を備えている。さらに、この位置矯正機構７は、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７を所定部まで移動させ、当該所定部で固定した状態とする仮位置決め機構部２０と、第五部材１５、第六部材１６、第四部材１４及び第八部材１８を所定部まで移動させる本位置決め機構部３０とを備えている。
【００１７】
位置矯正機構７は、ステージ２の左前部に設けられている左前機構部Ｌｆ及びステージ２の左後部に設けられている左後機構部Ｌｂを有していて、左前機構部Ｌｆと左後機構部Ｌｂとにより前記仮位置決め機構部２０が構成されている。また、ステージ２の右前部に設けられている右前機構部Ｒｆ及びステージ２の右後部に設けられている右後機構部Ｒｂを更に有していて、右前機構部Ｒｆと右後機構部Ｒｂとにより前記本位置決め機構部３０が構成されている。これら四つの機構部は同様の構成であるため、左前機構部Ｌｆを代表して説明する。図３は左前機構部Ｌｆの平面図であり、図４は当該左前機構部Ｌｆの正面図である。
【００１８】
左前機構部Ｌｆは、一つの左前アーム２１と、このアーム２１を水平方向に駆動する左前アクチュエータ２２と、アーム２１及びアクチュエータ２２を搭載しているベース部２５とを有している。さらに、左前機構部Ｌｆは、ベース部２５を上下方向に駆動する上下アクチュエータ（図示せず）を有していて、上下アクチュエータによって、左前機構部Ｌｆを使用しない状態では、図４（ａ）に示しているように、ステージ上面２ａよりも下に左前機構部Ｌｆを位置させ、基板Ｗの載置位置矯正を行う際に、第一部材１１及び第三部材１３をステージ上面２ａよりも上に位置させる（図４（ｂ）参照）。
【００１９】
アーム２１には、基板Ｗの左前の角部Ｅ１（図３参照）を挟んで隣りに配置されることになる一対の第一部材１１と第三部材１３とが共に取り付けられている。アーム２１は、ベース部２５の第一支軸２５ａに揺動自在に取り付けられている。第一部材１１及び第三部材１３はローラからなり、アーム２１に回転自在として取り付けられている。
左前アクチュエータ２２は伸縮する流体シリンダ（エアシリンダ）からなり、一端部においてベース部２５の第二支軸２５ｂに揺動自在に取り付けられ、他端部においてアーム２１の基端部と連結ピン２５ｃによって上下方向の軸線回りに揺動自在に取り付けられている。この構成により、アーム２１上の第一部材１１と前記第三部材１３とは、基板Ｗから離れていた位置から（図３（ａ）参照）、左前アクチュエータ２２が短縮動作をすると、アーム２１を駆動して第一部材１１と第三部材１３とを同時に動かして「所定部」に位置させる（図３（ｂ）参照）。
【００２０】
基板Ｗの位置矯正のために動作する部材は、第一部材１１から第八部材１８までの八つであるが、図２に示している実施形態では、前記仮位置決め機構部２０と前記本位置決め機構部３０との双方において、単一のアームに一対のローラからなる部材が取り付けられているので、アクチュエータを半数に減らすことができる。なお、図示しないが、前記仮位置決め機構部２０と前記本位置決め機構部３０との一方のみがこのような構成であってもよい。
【００２１】
後に記載する基板Ｗの載置位置矯正方法でも説明するが、左前機構部Ｌｆと左後機構部Ｌｂとによる仮位置決め機構部２０は、図２（ａ）から図２（ｂ）に示しているように、各アーム２１，２３を各アクチュエータ２２，２４によって揺動させることで、第一部材１１及び第二部材１２を、前記「所定部」として、前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、さらに、第三部材１３及び第七部材１７を、前記「所定部」として、両者間（図２の寸法Ｋ）を基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔で（Ｋ＞ｂ）、かつ、左右方向基準線Ｙ０を中心として（左右方向基準線Ｙ０を挟んで）前後対称に位置させる。なお、基板Ｗの前後方向寸法ｂは、基板製造上の寸法許容差を有している最大寸法である。
そして、右前機構部Ｒｆと右後機構部Ｒｂとによる本位置決め機構部３０は、図２（ｂ）から図２（ｃ）の状態を経て図２（ｄ）に示しているように、各アーム３１，３３を各アクチュエータ３２，３４によって揺動させることで、第五部材１５及び第六部材１６を、停止状態にある第一部材１１及び第二部材１２に対して接近させると共に、第四部材１４及び第八部材１８を左右方向基準線Ｙ０を中心として相互接近させる。
【００２２】
図５（ａ）は、仮位置決め機構部２０が有する第一駆動源２６と、本位置決め機構部３０が有する第二駆動源３６とを説明する説明図である。第一駆動源２６及び第二駆動源３６は共に、アクチュエータ２２，２４及びアクチュエータ３２，３４に作動流体（エア）を供給するポンプ（図示せず）や電磁弁からなる切替弁等を備えていて、第一駆動源２６からの作動流体は分岐してアクチュエータ２２，２４に流れる。このため、アクチュエータ２２，２４の推力は同じである。同様に、第二駆動源３６からの作動流体は分岐してアクチュエータ３２，３４に流れる。このため、アクチュエータ３２，３４の推力は同じである。
【００２３】
以上のように構成された塗布装置によって実行される矩形の基板Ｗの載置位置矯正方法を説明する。
図示しない搬送装置によって、基板Ｗが、図２（ａ）に示しているように、塗布装置のステージ２上に載置される。図２（ａ）では、基板Ｗは、前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いてステージ２上に載置されている。この状態にある基板Ｗを、前記位置矯正機構７が以下の方法によって、左辺Ｌが前後方向基準線Ｘ０に平行、かつ、前辺Ｆが左右方向基準線Ｙ０に平行となるように位置決めし直す。
【００２４】
基板Ｗがステージ２上に置かれると、左前機構部Ｌｆ、左後機構部Ｌｂ、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂが、待機位置（図４（ａ））から上昇位置（図４（ｂ））へと上昇する。そして、図２（ｂ）に示しているように、左前アーム２１及び左後アーム２３を回転移動させ、基板Ｗの左辺Ｌに二点で接触可能な左側部材となる一対の第一部材１１及び第二部材１２を、前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、アーム２１，２３が拘束又はアクチュエータ２２，２４の伸縮が拘束されることで、その位置に固定する（停止させる）。アーム２１，２３の移動を拘束する場合、所定部に達したアーム２１，２３それぞれと接触するストッパ（図示せず）が設けられている。なお、図２（ｂ）の状態では、第一部材１１は基板Ｗの左辺Ｌを押して当該基板Ｗの位置を少し右側へ動かしているが、第二部材１２はまだ基板Ｗに接触していない。
これと同時に、左前アーム２１及び左後アーム２３の回転移動により、基板Ｗの前辺Ｆに一点で接触可能な前側部材となる第三部材１３、及び、基板Ｗの後辺Ｂに一点で接触可能な後側部材となる第七部材１７は、基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔（寸法Ｂ）でかつ左右方向基準線Ｙ０を中心とする場所に位置し、その位置で固定される（停止させる）。第三部材１３と第七部材１７とは、前後方向同一線上でかつ左右方向基準線Ｙ０を挟んで対称の配置となる。なお、図２（ｂ）の状態では、第三部材１３は基板Ｗの前辺Ｆを押して当該基板Ｗの位置を少し後ろ側へ動かしているが、第七部材１７はまだ基板Ｗに接触していない。以上の第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７によって行われる動作は、基板Ｗを最終的に位置決め（位置矯正）するための準備動作となる。
【００２５】
次に、最終的に位置決め（位置矯正）するための本動作を行う。
図２（ｂ）から図２（ｃ）に示しているように、右前アーム３１及び右後アーム３３を回転移動させ、準備動作で位置固定した第一部材１１及び第二部材１２による左側の二点と、アーム３１，３３上の右側部材となる第五部材１５及び第六部材１６による右側の二点との間で、基板Ｗを左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、第三部材１３とは別の前側部材である第四部材１４と、第七部材１７とは別の後側部材である第八部材１８とによって、基板Ｗを、前側の一点及び後側の一点で、左右方向基準線Ｘ０を中心として前後方向に挟む。なお、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂは同じ構成であり、また、図５（ａ）に示しているように、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂは同期して動作可能な構成であるため、第五部材１５と第六部材１６とは同期して、つまり、前後方向基準線Ｘ０に対して平行を保ったまま移動し、さらに、第四部材１４と第八部材１８とは同期して、つまり、左右方向基準線Ｙ０からのの距離を相互同じとして移動する。
【００２６】
この本動作では、図２（ｃ）に示しているように、第六部材１６は基板Ｗの右辺Ｒを押して当該基板Ｗの位置を左側へ動かし、第五部材１５はまだ基板Ｗに接触していないが、さらに、第四部材１４は基板Ｗの前辺Ｆを押して当該基板Ｗの位置を後側へ動かし、第八部材１８はまだ基板Ｗに接触していないが、やがて、基板Ｗが正規位置（図２（ｄ）の状態）へと矯正されるにしたがって、第五部材１５及び第八部材も基板Ｗと接触し、当該基板Ｗが正規位置へと位置する。このように、基準辺側となる第一部材１１と第二部材１２とに対して、反対の反基準辺側となる第五部材１５と第六部材１６とによって、基板Ｗを左右方向に押す。
【００２７】
この本動作によれば、第一部材１１と第二部材１２とを前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に配置し、この左側の第一部材１１及び第二部材１２による二点と、右側の第五部材１５及び第六部材１６による二点とで基板Ｗを左右方向に挟むので、基板Ｗの左辺Ｌ及び右辺Ｒは前後方向基準線Ｘ０に平行となり、さらに、当該基板Ｗは、第一部材１１と第二部材１２との双方に二点で接触することで位置規制がされて左右方向に関して所定位置に合わせされる。
そして、第三部材１３と第七部材１７との間で、基板Ｗは、隙間を有して前後方向の移動が制限された状態となっており、前記左右方向に挟む動作の間に、この基板Ｗを、第四部材１４と第八部材１８とによって左右方向基準線Ｙ０を中心として前後方向に挟むことで、第一部材１１と第二部材１２とに接触している基板Ｗの前辺Ｆ及び後辺Ｂは左右方向基準線Ｙ０に平行となる。
さらに、左右方向基準線Ｙ０に、基板Ｗの左右方向中心線ｙａが一致するように徐々に位置矯正され、前後方向に関して所定位置に合わされる。すなわち、図２（ｃ）では、基板Ｗの前辺Ｆと第三部材１３との隙間は小さく（又はゼロ）、基板Ｗの後辺Ｂと第七部材１７との隙間は大きかったが、徐々に、前辺Ｆと第三部材１３との隙間と、後辺Ｂと第七部材１７との隙間とが同等となっていき、基板Ｗは前後方向に（左右方向基準線Ｙ０に）自動調芯（センターリング）される。
【００２８】
また、この本動作のための、基板Ｗに対する、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８の推力は、前記準備動作のための、基板Ｗに対する、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７の推力よりも小さく設定されている。このために、図５（ａ）に示しているように、本位置決め機構部３０が有しているアクチュエータ３２，３４と、仮位置決め機構部２０が有しているアクチュエータ２２，２４とはすべて構成が同じであるが、アクチュエータ３２，３４の駆動力が、アクチュエータ２２，２４の駆動力よりも小さくなるように構成されている。これを実現するために、図５（ａ）の場合では、第二駆動源３６による作動流体の圧力Ｐ２が、第一駆動源２６による作動流体の圧力Ｐ１よりも小さくなるように設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）。
なお、図５（ｂ）は図５（ａ）の変形例であり、作動流体の圧力をＰ１＝Ｐ２と同じとし、アクチュエータ３２，３４のシリンダ径が、アクチュエータ２２，２４のシリンダ径よりも小さくなるように構成してもよい。
これにより、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８は、基板Ｗを強制的に押すが、弱い力で押すことができ、基板Ｗの損傷を防止する。これに対して、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７の推力を大きくすることで、基板Ｗからの反力を受けても、これら部材はその位置で拘束される。
【００２９】
また、本動作の際に、基板Ｗの損傷を防止するために、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８によって基板Ｗを押す力は、徐々に小さくなるように構成するのが好ましい。このために、図６（ａ）に示しているように、基板Ｗを正規位置へと押すにしたがって、アクチュエータ３２（３４）の伸張方向が、アーム３１を支持している第一支軸３５ａと、アクチュエータ３２（３４）を支持している第二支軸３５ｂとを結ぶ直線と一致していくように動作する構成とすればよい。又は、図６（ｂ）（ｃ）に示しているように、アーム３１とアクチュエータ３２との連結ピン３５ｃ側と、ベース部３５との間に引っ張りバネ３５ｄを介在させ、図６（ｂ）の状態にある第四部材１４及び第五部材１５が、基板Ｗを正規位置へと押すにしたがって（図６（ｃ））、バネ３５ｄによる引っ張り力が小さくなるように構成してもよい。
このように構成することで、基板Ｗが大きくずれていても、位置決め開始時には、大きな力で基板Ｗを押して迅速に移動させ、さらに、位置決め完了付近では、押す力を弱めることができ、基板Ｗが損傷するのを防止することができる。
【００３０】
また、ステージ２上に置かれる基板Ｗは矩形であり、基板Ｗの長手方向がＸ軸方向に向けて置かれる第一（縦置き）の場合（図７では基板Ｗを破線で示している）と、基板Ｗの長手方向がＹ軸方向に向けて置かれる第二（横置き）の場合（図７では基板Ｗを実線で示している）とがある。図２は、第一の場合に対応した位置矯正機構７であり、双方の場合に対応するために、図７に示しているように、前記構成の位置矯正機構７を二組設け、一方を縦置き用の位置矯正機構とし、他方を横置き用の位置矯正機構としている。この図７の実施形態によれば、基板Ｗが置かれる向きに応じて、図４に示したように、使用される位置矯正機構のベース部２５が待機位置から選択的に上昇するように構成されている。
【００３１】
以上の各実施形態の本発明によれば、矩形の基板Ｗがステージ２上で前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いて載置されていても、基板Ｗは左右方向及び前後方向に関して所定位置に合わせされるので、例えば、図１において、基板Ｗと、この基板Ｗにインクを塗布するヘッド４との相対位置を調整するために、カメラ８ａ，８ｂによって基板Ｗに形成されているアライメントマークＭ１，Ｍ２を撮像する際、当該マークＭ１，Ｍ２がカメラ８ａ，８ｂの撮影領域に簡単に入るようにすることが可能となり、前記相対位置の調整処理を迅速に行うことができる。
また、異なる寸法の基板Ｗ（寸法誤差を有する基板Ｗ）がステージ２に載置されても、当該基板Ｗの位置合わせが可能となり、また、左前機構部Ｌｆ、左後機構部Ｌｂ、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂのアクチュエータの数を増やさないで、実現することができる。
【００３２】
また、本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。前記実施形態では、アクチュエータをエアシリンダとして説明したが、これ以外に、サーボモータ等の電気的に動かす構成であってもよい。この場合、左前機構部Ｌｆ及び左後機構部Ｌｂにおける第一部材１１及び第二部材１２を前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に停止させる制御は、サーボモータの機能によって実現することができる。また、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂでは、サーボモータによってトルク制御を行うことで、第五部材１５等が基板Ｗを押す力の制御をしてもよい。
基板Ｗの形状は、四角形の内で全ての角が直角である形状であり、矩形には正方形が含まれる。また、前記実施形態では、Ｘ軸方向を前後方向として説明したが、Ｙ軸方向を前後方向と定義してもよい。
また、前記実施形態では、カラーフィルタの製造に用いられる塗布装置について説明したが、有機ＥＬを含むフラットパネルディスプレイや太陽電池等の製造に用いられる塗布装置であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
２：ステージ、 ５：塗布機構、 ７：位置矯正機構、 １１：第一部材（左側部材）、 １２：第二部材（左側部材）、 １３：第三部材（前側部材）、 １４：第四部材（前側部材）、 １５：第五部材（右側部材）、 １６：第六部材（右側部材）、 １７：第七部材（後側部材）、 １８：第八部材（後側部材）、 ２０：仮位置決め機構部、 ２１：左前アーム、 ２２：左前アクチュエータ、 ２３：左後アーム、 ２４：左後アクチュエータ、 ３０：本位置決め機構部、 ３１：右前アーム、 ３２：右前アクチュエータ、 ３３：右後アーム、 ３４：右後アクチュエータ、 Ｘ０：前後方向基準線、 Ｙ０：左右方向基準線、 Ｗ：基板、 Ｌ：左辺、 Ｆ：前辺、 Ｒ：右辺、 Ｂ：後辺
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形基板の載置位置矯正方法、及び、この方法を実行することができ基板にインクを塗布する塗布装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー液晶ディスプレイ等のフラットパネルディスプレイには、色形成の中核を成す部材としてカラーフィルタが用いられている。カラーフィルタは、ガラス基板上に微細なＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の３色が多数並べられて形成されている。
近年、このカラーフィルタを製造する装置として、ガラス基板上に形成された多数の微細な画素部に、Ｒ、Ｇ、Ｂの各インクをインクジェットヘッド（以下、ヘッドという）から吐出して、Ｒ、Ｇ、Ｂの色画素を形成する塗布装置（インクジェット装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。前記画素部は、画素形成用格子（ブラックマトリックス格子）により区画されることでガラス基板上に多数形成されていて、一つの画素部には例えば６〜８滴のインクが供給され、各画素部は色付けられる。
【０００３】
このような塗布装置では、ステージ上にガラス基板を載置し、Ｒ，Ｇ，Ｂの各インクを、ヘッドからガラス基板上の微細な画素部毎に精度良く着弾させる必要がある。このために、塗布装置の制御部は、ステージ上のガラス基板とヘッドとの相対的な位置関係を精度良く管理する必要がある。そこで、ガラス基板にはアライメントマークが設けられていて、塗布装置が備えているカメラがこのマークを撮像することにより、ガラス基板の位置を確認し、ヘッドとの相対位置を微調整する制御を行う。この調整は、例えばステージを変位させる等して行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７３５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記カメラを用い、ガラス基板とヘッドとの相対位置の調整を行う際、ガラス基板が、ステージの平面上で大きく傾いて載置されていると、アライメントマークがカメラの撮像領域に存在せず、カメラはマークを撮像することができない。この場合、自動的にカメラを移動させてマークを検索する処理が行われる。しかし、この検索は時間を要し、塗布作業の開始が遅れ、生産効率が低下するおそれがある。したがって、カメラがガラス基板のアライメントマークを撮像する際、ガラス基板をステージ上で所定の位置に存在させておくのが好ましい。
そこで、本発明は、矩形の基板がステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置されても、当該基板を位置決めすることのできる矩形基板の載置位置矯正方法、及び、この方法を実行することができる塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための本発明は、前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いてステージ上に載置された矩形の基板を、当該基板の左辺が前記前後方向基準線に平行、かつ、前辺が前記左右方向基準線に平行となるように位置決めする、矩形基板の載置位置矯正方法であって、前記基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前記前後方向基準線に平行な直線上に配置し、前記基板の前辺に一点で接触可能な前側部材、及び、前記基板の後辺に一点で接触可能な後側部材を、当該基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させ、停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で前記基板を左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、当該基板を前記前側部材及び前記後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で、前記左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前後方向基準線に平行な直線上に配置し、停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で基板を左右方向に挟むので、基板の左辺は前後方向基準線に平行となり、さらに、停止状態にある一対の前記左側部材に当該基板は接触することで位置規制がされて左右方向に関して所定位置に合わせされる。
そして、前側部材と後側部材との間で基板の前後方向移動が制限された状態となり、前記左右方向に挟む動作の間に、基板を、前側部材及び後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことで、基板の前辺は左右方向基準線に平行となる。さらに、左右方向基準線に基板の左右方向中心線が一致するように位置矯正され、前後方向に関して所定位置に合わされる。
【０００８】
そして、このような矩形基板の載置位置矯正方法を実行することができる塗布装置は、矩形の基板が載置されるステージと、前記ステージ上の前記基板にインクを塗布する塗布機構と、前記ステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置された前記基板の載置位置を矯正する位置矯正機構とを備え、前記位置矯正機構は、前記基板の、左辺の前側及び後側に接触可能な第一部材及び第二部材、前辺の左側及び右側に接触可能な第三部材及び第四部材、右辺の前側及び後側に接触可能な第五部材及び第六部材、後辺の左側及び右側に接触可能な第七部材及び第八部材と、前記第一部材及び前記第二部材を、前記前後方向基準線に平行な直線上に位置させ、かつ、前記第三部材及び前記第七部材を、前記基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させる仮位置決め機構部と、前記第五部材及び前記第六部材を前記第一部材及び前記第二部材に接近させると共に、前記第四部材及び前記第八部材を前記左右方向基準線を中心として相互接近させる本位置決め機構部とを有していることにより構成される。
【０００９】
また、この塗布装置において、前記仮位置決め機構部と前記本位置決め機構部との内の一方又は双方は、前記第一部材から前記第八部材の内の、前記基板の角部を挟んで隣りに配置されることになる一対の部材を共に取り付けているアームと、前記アームを駆動することで前記一対の部材を同時に動かして所定部に位置させるアクチュエータとを有しているのが好ましい。位置矯正のために基板を押す部材は、第一部材から第八部材までの八つであるが、この構成によれば、アクチュエータの数を、この数（八つ）よりも減らすことができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、矩形の基板がステージ上で傾いて載置されても、当該基板は左右方向及び前後方向に関して所定位置に合わせされるので、例えば、ステージ上の基板と、この基板にインクを塗布する塗布機構（インクジェットヘッド）との相対位置を調整するために、カメラによって基板に形成されているアライメントマークを撮像する際、当該アライメントマークがカメラの撮影領域に簡単に入るようにすることが可能となり、前記相対位置の調整処理を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の塗布装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】位置矯正機構の説明図であり、ステージを上から見た図である。
【図３】位置矯正機構の内の左前機構部の平面図である。
【図４】左前機構部の正面図である。
【図５】第一駆動源と第二駆動源とを説明する説明図である。
【図６】本位置決め機構部の説明図である。
【図７】他の実施形態にかかる塗布装置が備えている位置矯正機構の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の塗布装置（インクジェット装置）の実施の一形態を示す斜視図である。この塗布装置は、床面に置くベースフレーム１、このベースフレーム１上に設けられ矩形の基板Ｗが載置されるステージ２、塗布ガントリ３、カメラガントリ６及びこれらの各種動作を制御する制御装置９を備えている。
ステージ２は、図示していない吸引ポンプによって基板Ｗをその上面に吸着して保持することができ、また、塗布ガントリ３に対する基板Ｗの位置決めを行うために、図示しない駆動機構及びガイド機構によって、ステージ２は、Ｚ軸方向回りに回転駆動されるとともにＹ軸方向に駆動される。なお、Ｚ軸方向は鉛直方向であり、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は水平面上の方向であり、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向は相互に直交する。なお、このステージ２上において、Ｘ軸方向に平行な前後方向基準線Ｘ０と、Ｙ軸方向に平行な左右方向基準線Ｙ０とが定義されている。この実施形態では、前後方向基準線Ｘ０と左右方向基準線Ｙ０との交点は、ステージ２の中心点と一致している。
【００１３】
塗布ガントリ３はヘッド搭載部３ａを有していて、このヘッド搭載部３ａは複数個のインクジェットヘッド４（以下、ヘッド４という）を整列させて有している。各ヘッド４は、その下面側に、図示しないが複数のノズルを有している。このノズルからインクが吐出される。また、塗布ガントリ３は、図示しない駆動機構、ガイド機構によってＸ軸方向に駆動される。塗布ガントリ３が移動することにより、ヘッド４は、ステージ２上の基板Ｗに対して移動可能となる。そして、この移動するヘッド４からインクを吐出することで基板Ｗにインクを塗布することができる。これら、塗布ガントリ３及び複数のヘッド４により、ステージ２上の基板Ｗにインクを塗布する塗布機構５が構成される。
【００１４】
カメラガントリ６は、ヘッド４と基板Ｗとの相対的な位置調整のためのカメラ８ａ，８ｂを搭載していて、カメラガントリ６は、前記位置調整のために、図示しない駆動機構、ガイド機構によってＸ軸方向に移動することができる。また、カメラ８ａ，８ｂはそれぞれ、図示しない駆動機構、ガイド機構によって、カメラガントリ６上をＹ軸方向に移動することができる。カメラ８ａ，８ｂは基板Ｗに設けられているアライメントマークＭ１，Ｍ２を検出するものであり、カメラ８ａ，８ｂによるマーク検出結果に基づいて、ステージ２を回転させたりＹ軸方向に移動させたりすることにより、ヘッド４と基板Ｗとの相対的な位置調整を行う。なお、Ｘ軸方向の誤差はヘッド４からのインクの吐出タイミングを調整することで解消することができる。
【００１５】
このように、塗布装置では、ステージ２上の基板Ｗとヘッド４との相対的な位置関係を精度良く管理する必要があり、この管理は前記制御装置９によって行われる。そして、前記のとおり、カメラ８ａ，８ｂを用い、基板Ｗとヘッド４との相対位置の調整を行う際、基板Ｗがステージ２の平面上で大きく傾いて載置されていると、アライメントマークＭ１，Ｍ２がカメラ８ａ，８ｂの撮像領域に存在せず、カメラ８ａ，８ｂはマークＭ１，Ｍ２を撮像することができない。そこで、本発明の塗布装置は、ステージ２上で前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いて載置された基板Ｗの載置位置を矯正する位置矯正機構７を備えている。
【００１６】
図２は位置矯正機構７の説明図であり、ステージ２を上から見た図である。また、図２（ａ）〜（ｄ）では、この位置矯正機構７によって行われる基板Ｗの載置位置矯正方法を順番に説明している。位置矯正機構７はステージ２の周縁部に設けられている。すなわち、位置矯正機構７は、基板Ｗの左辺Ｌの前側及び後側に接触可能な第一部材１１及び第二部材１２、基板Ｗの前辺Ｆの左側及び右側に接触可能な第三部材１３及び第四部材１４、基板Ｗの右辺Ｒの前側及び後側に接触可能な第五部材１５及び第六部材１６、並びに、基板Ｗの後辺Ｂの左側及び右側に接触可能な第七部材１７及び第八部材１８を備えている。さらに、この位置矯正機構７は、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７を所定部まで移動させ、当該所定部で固定した状態とする仮位置決め機構部２０と、第五部材１５、第六部材１６、第四部材１４及び第八部材１８を所定部まで移動させる本位置決め機構部３０とを備えている。
【００１７】
位置矯正機構７は、ステージ２の左前部に設けられている左前機構部Ｌｆ及びステージ２の左後部に設けられている左後機構部Ｌｂを有していて、左前機構部Ｌｆと左後機構部Ｌｂとにより前記仮位置決め機構部２０が構成されている。また、ステージ２の右前部に設けられている右前機構部Ｒｆ及びステージ２の右後部に設けられている右後機構部Ｒｂを更に有していて、右前機構部Ｒｆと右後機構部Ｒｂとにより前記本位置決め機構部３０が構成されている。これら四つの機構部は同様の構成であるため、左前機構部Ｌｆを代表して説明する。図３は左前機構部Ｌｆの平面図であり、図４は当該左前機構部Ｌｆの正面図である。
【００１８】
左前機構部Ｌｆは、一つの左前アーム２１と、このアーム２１を水平方向に駆動する左前アクチュエータ２２と、アーム２１及びアクチュエータ２２を搭載しているベース部２５とを有している。さらに、左前機構部Ｌｆは、ベース部２５を上下方向に駆動する上下アクチュエータ（図示せず）を有していて、上下アクチュエータによって、左前機構部Ｌｆを使用しない状態では、図４（ａ）に示しているように、ステージ上面２ａよりも下に左前機構部Ｌｆを位置させ、基板Ｗの載置位置矯正を行う際に、第一部材１１及び第三部材１３をステージ上面２ａよりも上に位置させる（図４（ｂ）参照）。
【００１９】
アーム２１には、基板Ｗの左前の角部Ｅ１（図３参照）を挟んで隣りに配置されることになる一対の第一部材１１と第三部材１３とが共に取り付けられている。アーム２１は、ベース部２５の第一支軸２５ａに揺動自在に取り付けられている。第一部材１１及び第三部材１３はローラからなり、アーム２１に回転自在として取り付けられている。
左前アクチュエータ２２は伸縮する流体シリンダ（エアシリンダ）からなり、一端部においてベース部２５の第二支軸２５ｂに揺動自在に取り付けられ、他端部においてアーム２１の基端部と連結ピン２５ｃによって上下方向の軸線回りに揺動自在に取り付けられている。この構成により、アーム２１上の第一部材１１と前記第三部材１３とは、基板Ｗから離れていた位置から（図３（ａ）参照）、左前アクチュエータ２２が短縮動作をすると、アーム２１を駆動して第一部材１１と第三部材１３とを同時に動かして「所定部」に位置させる（図３（ｂ）参照）。
【００２０】
基板Ｗの位置矯正のために動作する部材は、第一部材１１から第八部材１８までの八つであるが、図２に示している実施形態では、前記仮位置決め機構部２０と前記本位置決め機構部３０との双方において、単一のアームに一対のローラからなる部材が取り付けられているので、アクチュエータを半数に減らすことができる。なお、図示しないが、前記仮位置決め機構部２０と前記本位置決め機構部３０との一方のみがこのような構成であってもよい。
【００２１】
後に記載する基板Ｗの載置位置矯正方法でも説明するが、左前機構部Ｌｆと左後機構部Ｌｂとによる仮位置決め機構部２０は、図２（ａ）から図２（ｂ）に示しているように、各アーム２１，２３を各アクチュエータ２２，２４によって揺動させることで、第一部材１１及び第二部材１２を、前記「所定部」として、前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、さらに、第三部材１３及び第七部材１７を、前記「所定部」として、両者間（図２の寸法Ｋ）を基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔で（Ｋ＞ｂ）、かつ、左右方向基準線Ｙ０を中心として（左右方向基準線Ｙ０を挟んで）前後対称に位置させる。なお、基板Ｗの前後方向寸法ｂは、基板製造上の寸法許容差を有している最大寸法である。
そして、右前機構部Ｒｆと右後機構部Ｒｂとによる本位置決め機構部３０は、図２（ｂ）から図２（ｃ）の状態を経て図２（ｄ）に示しているように、各アーム３１，３３を各アクチュエータ３２，３４によって揺動させることで、第五部材１５及び第六部材１６を、停止状態にある第一部材１１及び第二部材１２に対して接近させると共に、第四部材１４及び第八部材１８を左右方向基準線Ｙ０を中心として相互接近させる。
【００２２】
図５（ａ）は、仮位置決め機構部２０が有する第一駆動源２６と、本位置決め機構部３０が有する第二駆動源３６とを説明する説明図である。第一駆動源２６及び第二駆動源３６は共に、アクチュエータ２２，２４及びアクチュエータ３２，３４に作動流体（エア）を供給するポンプ（図示せず）や電磁弁からなる切替弁等を備えていて、第一駆動源２６からの作動流体は分岐してアクチュエータ２２，２４に流れる。このため、アクチュエータ２２，２４の推力は同じである。同様に、第二駆動源３６からの作動流体は分岐してアクチュエータ３２，３４に流れる。このため、アクチュエータ３２，３４の推力は同じである。
【００２３】
以上のように構成された塗布装置によって実行される矩形の基板Ｗの載置位置矯正方法を説明する。
図示しない搬送装置によって、基板Ｗが、図２（ａ）に示しているように、塗布装置のステージ２上に載置される。図２（ａ）では、基板Ｗは、前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いてステージ２上に載置されている。この状態にある基板Ｗを、前記位置矯正機構７が以下の方法によって、左辺Ｌが前後方向基準線Ｘ０に平行、かつ、前辺Ｆが左右方向基準線Ｙ０に平行となるように位置決めし直す。
【００２４】
基板Ｗがステージ２上に置かれると、左前機構部Ｌｆ、左後機構部Ｌｂ、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂが、待機位置（図４（ａ））から上昇位置（図４（ｂ））へと上昇する。そして、図２（ｂ）に示しているように、左前アーム２１及び左後アーム２３を回転移動させ、基板Ｗの左辺Ｌに二点で接触可能な左側部材となる一対の第一部材１１及び第二部材１２を、前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に位置させ、アーム２１，２３が拘束又はアクチュエータ２２，２４の伸縮が拘束されることで、その位置に固定する（停止させる）。アーム２１，２３の移動を拘束する場合、所定部に達したアーム２１，２３それぞれと接触するストッパ（図示せず）が設けられている。なお、図２（ｂ）の状態では、第一部材１１は基板Ｗの左辺Ｌを押して当該基板Ｗの位置を少し右側へ動かしているが、第二部材１２はまだ基板Ｗに接触していない。
これと同時に、左前アーム２１及び左後アーム２３の回転移動により、基板Ｗの前辺Ｆに一点で接触可能な前側部材となる第三部材１３、及び、基板Ｗの後辺Ｂに一点で接触可能な後側部材となる第七部材１７は、基板Ｗの前後方向寸法ｂよりも広い間隔（寸法Ｂ）でかつ左右方向基準線Ｙ０を中心とする場所に位置し、その位置で固定される（停止させる）。第三部材１３と第七部材１７とは、前後方向同一線上でかつ左右方向基準線Ｙ０を挟んで対称の配置となる。なお、図２（ｂ）の状態では、第三部材１３は基板Ｗの前辺Ｆを押して当該基板Ｗの位置を少し後ろ側へ動かしているが、第七部材１７はまだ基板Ｗに接触していない。以上の第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７によって行われる動作は、基板Ｗを最終的に位置決め（位置矯正）するための準備動作となる。
【００２５】
次に、最終的に位置決め（位置矯正）するための本動作を行う。
図２（ｂ）から図２（ｃ）に示しているように、右前アーム３１及び右後アーム３３を回転移動させ、準備動作で位置固定した第一部材１１及び第二部材１２による左側の二点と、アーム３１，３３上の右側部材となる第五部材１５及び第六部材１６による右側の二点との間で、基板Ｗを左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、第三部材１３とは別の前側部材である第四部材１４と、第七部材１７とは別の後側部材である第八部材１８とによって、基板Ｗを、前側の一点及び後側の一点で、左右方向基準線Ｘ０を中心として前後方向に挟む。なお、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂは同じ構成であり、また、図５（ａ）に示しているように、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂは同期して動作可能な構成であるため、第五部材１５と第六部材１６とは同期して、つまり、前後方向基準線Ｘ０に対して平行を保ったまま移動し、さらに、第四部材１４と第八部材１８とは同期して、つまり、左右方向基準線Ｙ０からのの距離を相互同じとして移動する。
【００２６】
この本動作では、図２（ｃ）に示しているように、第六部材１６は基板Ｗの右辺Ｒを押して当該基板Ｗの位置を左側へ動かし、第五部材１５はまだ基板Ｗに接触していないが、さらに、第四部材１４は基板Ｗの前辺Ｆを押して当該基板Ｗの位置を後側へ動かし、第八部材１８はまだ基板Ｗに接触していないが、やがて、基板Ｗが正規位置（図２（ｄ）の状態）へと矯正されるにしたがって、第五部材１５及び第八部材も基板Ｗと接触し、当該基板Ｗが正規位置へと位置する。このように、基準辺側となる第一部材１１と第二部材１２とに対して、反対の反基準辺側となる第五部材１５と第六部材１６とによって、基板Ｗを左右方向に押す。
【００２７】
この本動作によれば、第一部材１１と第二部材１２とを前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に配置し、この左側の第一部材１１及び第二部材１２による二点と、右側の第五部材１５及び第六部材１６による二点とで基板Ｗを左右方向に挟むので、基板Ｗの左辺Ｌ及び右辺Ｒは前後方向基準線Ｘ０に平行となり、さらに、当該基板Ｗは、第一部材１１と第二部材１２との双方に二点で接触することで位置規制がされて左右方向に関して所定位置に合わせされる。
そして、第三部材１３と第七部材１７との間で、基板Ｗは、隙間を有して前後方向の移動が制限された状態となっており、前記左右方向に挟む動作の間に、この基板Ｗを、第四部材１４と第八部材１８とによって左右方向基準線Ｙ０を中心として前後方向に挟むことで、第一部材１１と第二部材１２とに接触している基板Ｗの前辺Ｆ及び後辺Ｂは左右方向基準線Ｙ０に平行となる。
さらに、左右方向基準線Ｙ０に、基板Ｗの左右方向中心線ｙａが一致するように徐々に位置矯正され、前後方向に関して所定位置に合わされる。すなわち、図２（ｃ）では、基板Ｗの前辺Ｆと第三部材１３との隙間は小さく（又はゼロ）、基板Ｗの後辺Ｂと第七部材１７との隙間は大きかったが、徐々に、前辺Ｆと第三部材１３との隙間と、後辺Ｂと第七部材１７との隙間とが同等となっていき、基板Ｗは前後方向に（左右方向基準線Ｙ０に）自動調芯（センターリング）される。
【００２８】
また、この本動作のための、基板Ｗに対する、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８の推力は、前記準備動作のための、基板Ｗに対する、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７の推力よりも小さく設定されている。このために、図５（ａ）に示しているように、本位置決め機構部３０が有しているアクチュエータ３２，３４と、仮位置決め機構部２０が有しているアクチュエータ２２，２４とはすべて構成が同じであるが、アクチュエータ３２，３４の駆動力が、アクチュエータ２２，２４の駆動力よりも小さくなるように構成されている。これを実現するために、図５（ａ）の場合では、第二駆動源３６による作動流体の圧力Ｐ２が、第一駆動源２６による作動流体の圧力Ｐ１よりも小さくなるように設定されている（Ｐ２＜Ｐ１）。
なお、図５（ｂ）は図５（ａ）の変形例であり、作動流体の圧力をＰ１＝Ｐ２と同じとし、アクチュエータ３２，３４のシリンダ径が、アクチュエータ２２，２４のシリンダ径よりも小さくなるように構成してもよい。
これにより、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８は、基板Ｗを強制的に押すが、弱い力で押すことができ、基板Ｗの損傷を防止する。これに対して、第一部材１１、第二部材１２、第三部材１３及び第七部材１７の推力を大きくすることで、基板Ｗからの反力を受けても、これら部材はその位置で拘束される。
【００２９】
また、本動作の際に、基板Ｗの損傷を防止するために、第四部材１４、第五部材１５、第六部材１６及び第八部材１８によって基板Ｗを押す力は、徐々に小さくなるように構成するのが好ましい。このために、図６（ａ）に示しているように、基板Ｗを正規位置へと押すにしたがって、アクチュエータ３２（３４）の伸張方向が、アーム３１を支持している第一支軸３５ａと、アクチュエータ３２（３４）を支持している第二支軸３５ｂとを結ぶ直線と一致していくように動作する構成とすればよい。又は、図６（ｂ）（ｃ）に示しているように、アーム３１とアクチュエータ３２との連結ピン３５ｃ側と、ベース部３５との間に引っ張りバネ３５ｄを介在させ、図６（ｂ）の状態にある第四部材１４及び第五部材１５が、基板Ｗを正規位置へと押すにしたがって（図６（ｃ））、バネ３５ｄによる引っ張り力が小さくなるように構成してもよい。
このように構成することで、基板Ｗが大きくずれていても、位置決め開始時には、大きな力で基板Ｗを押して迅速に移動させ、さらに、位置決め完了付近では、押す力を弱めることができ、基板Ｗが損傷するのを防止することができる。
【００３０】
また、ステージ２上に置かれる基板Ｗは矩形であり、基板Ｗの長手方向がＸ軸方向に向けて置かれる第一（縦置き）の場合（図７では基板Ｗを破線で示している）と、基板Ｗの長手方向がＹ軸方向に向けて置かれる第二（横置き）の場合（図７では基板Ｗを実線で示している）とがある。図２は、第一の場合に対応した位置矯正機構７であり、双方の場合に対応するために、図７に示しているように、前記構成の位置矯正機構７を二組設け、一方を縦置き用の位置矯正機構とし、他方を横置き用の位置矯正機構としている。この図７の実施形態によれば、基板Ｗが置かれる向きに応じて、図４に示したように、使用される位置矯正機構のベース部２５が待機位置から選択的に上昇するように構成されている。
【００３１】
以上の各実施形態の本発明によれば、矩形の基板Ｗがステージ２上で前後方向基準線Ｘ０及び左右方向基準線Ｙ０に対して傾いて載置されていても、基板Ｗは左右方向及び前後方向に関して所定位置に合わせされるので、例えば、図１において、基板Ｗと、この基板Ｗにインクを塗布するヘッド４との相対位置を調整するために、カメラ８ａ，８ｂによって基板Ｗに形成されているアライメントマークＭ１，Ｍ２を撮像する際、当該マークＭ１，Ｍ２がカメラ８ａ，８ｂの撮影領域に簡単に入るようにすることが可能となり、前記相対位置の調整処理を迅速に行うことができる。
また、異なる寸法の基板Ｗ（寸法誤差を有する基板Ｗ）がステージ２に載置されても、当該基板Ｗの位置合わせが可能となり、また、左前機構部Ｌｆ、左後機構部Ｌｂ、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂのアクチュエータの数を増やさないで、実現することができる。
【００３２】
また、本発明は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。前記実施形態では、アクチュエータをエアシリンダとして説明したが、これ以外に、サーボモータ等の電気的に動かす構成であってもよい。この場合、左前機構部Ｌｆ及び左後機構部Ｌｂにおける第一部材１１及び第二部材１２を前後方向基準線Ｘ０に平行な直線Ｘ１上に停止させる制御は、サーボモータの機能によって実現することができる。また、右前機構部Ｒｆ及び右後機構部Ｒｂでは、サーボモータによってトルク制御を行うことで、第五部材１５等が基板Ｗを押す力の制御をしてもよい。
基板Ｗの形状は、四角形の内で全ての角が直角である形状であり、矩形には正方形が含まれる。また、前記実施形態では、Ｘ軸方向を前後方向として説明したが、Ｙ軸方向を前後方向と定義してもよい。
また、前記実施形態では、カラーフィルタの製造に用いられる塗布装置について説明したが、有機ＥＬを含むフラットパネルディスプレイや太陽電池等の製造に用いられる塗布装置であってもよい。
【符号の説明】
【００３３】
２：ステージ、 ５：塗布機構、 ７：位置矯正機構、 １１：第一部材（左側部材）、 １２：第二部材（左側部材）、 １３：第三部材（前側部材）、 １４：第四部材（前側部材）、 １５：第五部材（右側部材）、 １６：第六部材（右側部材）、 １７：第七部材（後側部材）、 １８：第八部材（後側部材）、 ２０：仮位置決め機構部、 ２１：左前アーム、 ２２：左前アクチュエータ、 ２３：左後アーム、 ２４：左後アクチュエータ、 ３０：本位置決め機構部、 ３１：右前アーム、 ３２：右前アクチュエータ、 ３３：右後アーム、 ３４：右後アクチュエータ、 Ｘ０：前後方向基準線、 Ｙ０：左右方向基準線、 Ｗ：基板、 Ｌ：左辺、 Ｆ：前辺、 Ｒ：右辺、 Ｂ：後辺
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いてステージ上に載置された矩形の基板を、当該基板の左辺が前記前後方向基準線に平行、かつ、前辺が前記左右方向基準線に平行となるように位置決めする、矩形基板の載置位置矯正方法であって、
前記基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前記前後方向基準線に平行な直線上に配置し、
前記基板の前辺に一点で接触可能な前側部材、及び、前記基板の後辺に一点で接触可能な後側部材を、当該基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させ、
停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で前記基板を左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、当該基板を前記前側部材及び前記後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で、前記左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことを特徴とする矩形基板の載置位置矯正方法。
【請求項２】
矩形の基板が載置されるステージと、
前記ステージ上の前記基板にインクを塗布する塗布機構と、
前記ステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置された前記基板の載置位置を矯正する位置矯正機構と、を備え、
前記位置矯正機構は、
前記基板の、左辺の前側及び後側に接触可能な第一部材及び第二部材、前辺の左側及び右側に接触可能な第三部材及び第四部材、右辺の前側及び後側に接触可能な第五部材及び第六部材、後辺の左側及び右側に接触可能な第七部材及び第八部材と、
前記第一部材及び前記第二部材を、前記前後方向基準線に平行な直線上に位置させ、かつ、前記第三部材及び前記第七部材を、前記基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させる仮位置決め機構部と、
前記第五部材及び前記第六部材を前記第一部材及び前記第二部材に接近させると共に、前記第四部材及び前記第八部材を前記左右方向基準線を中心として相互接近させる本位置決め機構部と、
を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
前記仮位置決め機構部と前記本位置決め機構部との内の一方又は双方は、
前記第一部材から前記第八部材の内の、前記基板の角部を挟んで隣りに配置されることになる一対の部材を共に取り付けているアームと、
前記アームを駆動することで前記一対の部材を同時に動かして所定部に位置させるアクチュエータと、を有している請求項１に記載の塗布装置。
【請求項１】
前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いてステージ上に載置された矩形の基板を、当該基板の左辺が前記前後方向基準線に平行、かつ、前辺が前記左右方向基準線に平行となるように位置決めする、矩形基板の載置位置矯正方法であって、
前記基板の左辺に二点で接触可能な一対の左側部材を前記前後方向基準線に平行な直線上に配置し、
前記基板の前辺に一点で接触可能な前側部材、及び、前記基板の後辺に一点で接触可能な後側部材を、当該基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させ、
停止状態にある左側の前記二点及び右側の二点で前記基板を左右方向に挟むと共に、この左右方向に挟む動作の間に、当該基板を前記前側部材及び前記後側部材とは別である前側の一点及び後側の一点で、前記左右方向基準線を中心として前後方向に挟むことを特徴とする矩形基板の載置位置矯正方法。
【請求項２】
矩形の基板が載置されるステージと、
前記ステージ上の前記基板にインクを塗布する塗布機構と、
前記ステージ上で前後方向基準線及び左右方向基準線に対して傾いて載置された前記基板の載置位置を矯正する位置矯正機構と、を備え、
前記位置矯正機構は、
前記基板の、左辺の前側及び後側に接触可能な第一部材及び第二部材、前辺の左側及び右側に接触可能な第三部材及び第四部材、右辺の前側及び後側に接触可能な第五部材及び第六部材、後辺の左側及び右側に接触可能な第七部材及び第八部材と、
前記第一部材及び前記第二部材を、前記前後方向基準線に平行な直線上に位置させ、かつ、前記第三部材及び前記第七部材を、前記基板の前後方向寸法よりも広い間隔でかつ前記左右方向基準線を中心として位置させる仮位置決め機構部と、
前記第五部材及び前記第六部材を前記第一部材及び前記第二部材に接近させると共に、前記第四部材及び前記第八部材を前記左右方向基準線を中心として相互接近させる本位置決め機構部と、
を有していることを特徴とする塗布装置。
【請求項３】
前記仮位置決め機構部と前記本位置決め機構部との内の一方又は双方は、
前記第一部材から前記第八部材の内の、前記基板の角部を挟んで隣りに配置されることになる一対の部材を共に取り付けているアームと、
前記アームを駆動することで前記一対の部材を同時に動かして所定部に位置させるアクチュエータと、を有している請求項１に記載の塗布装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２３８９５３（Ｐ２０１０−２３８９５３Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８５９６９（Ｐ２００９−８５９６９）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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