特許 7397435 塗布装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-05

(45)【発行日】2023-12-13

(54)【発明の名称】塗布装置

(51)【国際特許分類】

   B05C 1/02 20060101AFI20231206BHJP

   B05C 15/00 20060101ALI20231206BHJP

   B05C 11/00 20060101ALI20231206BHJP

   C12M 1/00 20060101ALI20231206BHJP

【ＦＩ】

B05C1/02 101

B05C15/00

B05C11/00

C12M1/00 A

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2019166450

(22)【出願日】2019-09-12

(65)【公開番号】P2021041357

(43)【公開日】2021-03-18

【審査請求日】2022-08-29

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「三次元生体組織（ＬｂＬ３Ｄ組織）の全自動製造システムの開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(73)【特許権者】

【識別番号】504176911

【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】明石 満

(72)【発明者】

【氏名】赤木 隆美

(72)【発明者】

【氏名】中村 陽香

(72)【発明者】

【氏名】小田 淳志

【審査官】清水 晋治

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／０８８２２４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】実開昭４８－１１２８９６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１１－２４３１８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２２９４０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００９／００１７５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００６－０２５７８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１９１０９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０８６１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－２７３６５５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ１２Ｍ １／００－３／１０

Ｃ１２Ｑ １／０２

Ｂ０５Ｃ １／００－２１／００

Ｂ０５Ｄ １／００－７／２６

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

テーブル上に載置された加工対象材に液体材料を供給する塗布ユニットと、
前記塗布ユニットをＺ軸方向から覆うカバーと、
前記カバーと前記テーブルとにより形成される空間内の湿度を制御可能な湿度制御装置と、
湿度が制御された気体を、前記湿度制御装置から、前記カバーに形成された流入口を介して前記空間内に供給可能な気体流通路とを備え、
前記カバーは壁部を含み、前記壁部は前記Ｚ軸方向に直交するＹ軸方向、ならびに前記Ｚ軸方向および前記Ｙ軸方向に直交するＸ軸方向において前記塗布ユニットを取り囲み、
前記空間の湿度を８０％以上にすることが可能であり、
前記塗布ユニットと前記流入口との間の位置に衝立部をさらに備える、塗布装置。

【請求項2】

前記空間の湿度を測定し前記湿度制御装置に測定結果を送る湿度センサをさらに備える、請求項１に記載の塗布装置。

【請求項3】

前記塗布ユニットは前記加工対象材に前記液体材料を塗布により供給可能な塗布針を含む、請求項１または２に記載の塗布装置。

【請求項4】

前記流入口は、前記Ｚ軸方向について、前記塗布ユニットから見て前記テーブルと反対側に配置される、請求項１～３のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項5】

前記カバーには前記空間内の気体を前記空間の外側に排気可能な排気口が形成され、
前記Ｙ軸方向について、前記塗布ユニットは、前記流入口および前記排気口を結ぶ直線から離れた位置に配置される、請求項１～４のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項6】

前記カバーは、前記壁部として前記Ｘ軸方向の端部に配置される１対の壁面を有し、
前記流入口は前記１対の壁面のうち一方の壁面に形成されており、
前記排気口は前記１対の壁面のうち他方の壁面に形成されている、請求項５に記載の塗布装置。

【請求項7】

前記流入口と前記排気口とは、前記Ｘ軸方向の平面視において、前記Ｙ軸方向のＹ座標が少なくとも部分的に重複するように形成される、請求項５または６に記載の塗布装置。

【請求項8】

前記流入口と前記排気口とは前記Ｚ軸方向について、前記テーブルと反対側の前記塗布ユニットの端部から見て互いに反対側に形成される、請求項５～７のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項9】

前記Ｙ軸方向および前記Ｘ軸方向の少なくともいずれかについて互いに対向するように前記カバーに配置される１対のファンをさらに備える、請求項１～８のいずれか１項に記載の塗布装置。

【請求項10】

前記１対のファンは、前記Ｚ軸方向について、前記流入口よりも前記テーブル側に配置される、請求項９に記載の塗布装置。

【請求項11】

前記１対のファンは、包囲部と、前記包囲部を前記カバーに取り付ける４本の脚部とを含み、
前記４本の脚部は前記包囲部の主表面から、前記主表面に交差する方向に延びる、請求項９または１０に記載の塗布装置。

【請求項12】

前記液体材料はゲル化剤を含む細胞含有液である、請求項１～１１のいずれか１項に記載の塗布装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は塗布装置に関し、特に塗布ユニットの周囲の湿度を調整可能な塗布装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、タンパク質およびＤＮＡなどの生理活性物質を微細に配列したマイクロアレイは、少量の試料で種々の検査および試験を迅速に行なえることが知られている。また、細胞培養において、細胞は周囲の細胞との局所的な接触および細胞の集合体の形状などにより、タンパク質の発現が異なることが知られている。そこで細胞の集合体の形状によるタンパク質の発現の違いが盛んに研究されている。具体的には、培養容器の底面に、細胞接着性のタンパク質が様々な形状にパターニングされる。また細胞の組織の造形技術の研究が進められている。具体的には、細胞を分散させたゲル剤がパターニングされる。

【0003】

タンパク質およびゲル剤をパターニングする方式としては、いわゆるインクジェット方式およびいわゆるディスペンサ方式などが一般的である。しかし塗布針を用いた方式も注目されている。塗布針を用いた方式によれば、広い粘度の範囲の材料を用いて微細な塗布が可能なためである。塗布針を用いて塗布液を微細に塗布する技術は、たとえば特開２００７－２６８３５３号公報（特許文献１）および特開２０１７－９４２８６号公報（特許文献２）に開示されている。なおこれらの文献の開示技術の主な目的は、微細パターンの欠陥の修正である。

【0004】

一方、特にタンパク質のスポットを並べるマイクロアレイヤーでは、アレイの形成される環境の湿度が、当該タンパク質を溶解しているソリューションの性状に合わせて調節される必要がある。たとえば特開２００７－１３２９１２号公報（特許文献３）には、アレイの形成される環境の湿度が３０％以上６５％以下で調節されるプロテインマイクロアレイヤーが開示されている。また特開２００７－１３２９１２号公報および特開２００４－３１７１８９号公報（特許文献４）には、複数の塗布針を有するアレイヤーが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００７－２６８３５３号公報

【文献】特開２０１７－９４２８６号公報

【文献】特開２００７－１３２９１２号公報

【文献】特開２００４－３１７１８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

マイクロアレイヤーにおいて、単一の塗布針による塗布装置が用いられる場合がある。これは特開２００７－１３２９１２号公報および特開２００４－３１７１８９号公報のように複数の塗布針を用いた塗布装置よりも塗布量のばらつきを低減する観点に基づく。ただしその場合、たとえば複数の塗布針を用いた特開２００４－３１７１８９号公報の塗布装置に比べて、１回の塗布動作で塗布される液の量が少ない。塗布される液の量が少なければ、塗布された液中の水分の蒸発が速くなる。このため、いっそう精密で加湿能力が高く応答性の良い湿度制御が必要となる。しかし特開２００７－１３２９１２号公報のような湿度調整範囲が３０％以上６５％以下程度の装置によれば、塗布された液はすぐに乾燥してしまう。

【0007】

特に水溶性の２液混合性ゲル剤は、塗布時の濃度によって生成されるゲルの硬さ等の状態が大きく変化する。このような状態のばらつきを抑制する観点から、１回目に塗布された液中の水分の蒸発を極力防ぐ必要がある。この観点から、なるべく塗布ユニットの周囲を高湿度に保つ必要がある。また２液混合性ゲル剤に限らず１回のみ塗布する場合においても、塗布されるゲル剤などの液体材料の塗布径のばらつきを極力小さくする必要がある。

【0008】

本発明は上記の課題に鑑みなされたものである。その目的は、塗布ユニットの周囲を高湿度に保つことが可能な塗布装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本開示に従った塗布装置は、塗布ユニットと、カバーと、湿度制御装置と、気体流通路とを備える。塗布ユニットは、テーブル上に載置された加工対象材に液体材料を供給する。カバーは、塗布ユニットを第１方向から覆う。湿度制御装置は、カバーとテーブルとにより形成される空間内の湿度を制御可能である。気体流通路は、湿度が制御された気体を、湿度制御装置から、カバーに形成された流入口を介して空間内に供給可能である。カバーは壁部を含み、壁部は第１方向に直交する第２方向、ならびに第１方向および第２方向に直交する第３方向において塗布ユニットを取り囲む。空間の湿度を８０％以上にすることが可能である。

【発明の効果】

【0010】

本開示に従えば、塗布ユニットの周囲を高湿度に保つことが可能な塗布装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本実施の形態に従った塗布装置の模式図である。

【図2】図１に示した塗布装置の塗布ユニットを示す模式図である。

【図3】図２に示した塗布ユニットのカム部材を説明するための模式図である。

【図4】本実施の形態の塗布ユニットの周囲の、湿度制御装置を含む領域の構成を示す模式図である。

【図5】本実施の形態の第１例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ａから見た構成を示す概略図である。

【図6】本実施の形態の第１例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。

【図7】図４～図６のファンの構成を示す模式図である。

【図8】本実施の形態の第２例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ａから見た構成を示す概略図である。

【図9】本実施の形態の第２例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。

【図10】本実施の形態の第３例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。

【図11】実施例１におけるカバー内の湿度の時間変化を測定した結果を示すグラフである。

【図12】実施例２における各湿度の環境下での塗布径の測定結果を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、実施の形態について図に基づいて説明する。なお説明の便宜上、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向が導入されている。

【0013】

（はじめに）
後に繰り返すが、まず本実施の形態の特徴について概略的に説明する。図４を参照して、本開示に従った塗布装置１００は、塗布ユニット４と、カバー１０１と、湿度制御装置１０３と、気体流通路１０５とを備える。塗布ユニット４は、Ｙ軸テーブル２上に載置された加工対象材としての基板５に液体材料を供給する。カバー１０１は、塗布ユニット４を第１方向であるＺ方向から覆う。湿度制御装置１０３は、カバー１０１とＹ軸テーブル２とにより形成される空間１０２内の湿度を制御可能である。気体流通路１０５は、湿度が制御された空気などの気体を、湿度制御装置１０３から、カバー１０１に形成された流入口１０７を介して空間１０２内に供給可能である。カバー１０１は壁部を含む。当該壁部は第１方向であるＺ方向に直交する第２方向としてのＹ方向、ならびにＺ方向およびＹ方向に直交する第３方向としてのＸ方向において塗布ユニット４を取り囲む。塗布装置１００は、空間１０２の湿度を８０％以上にすることが可能である。

【0014】

（塗布装置の全体構成）
図１は、本実施の形態に従った塗布装置の模式図である。図１を参照して、本発明の実施形態である塗布装置は、処理室と、当該処理室の内部に配置されたＹ軸テーブル２と、Ｘ軸テーブル１と、Ｚ軸テーブル３と、塗布ユニット４と、観察光学系６と、当該観察光学系６に接続されたＣＣＤカメラ７と、制御部とを主に備えている。制御部は、モニタ９と、制御用コンピュータ１０と、操作パネル８とを含む。

【0015】

処理室の内部においては、当該処理室の底部上にＹ軸テーブル２が設置されている。このＹ軸テーブル２は、Ｙ軸方向に移動可能になっている。具体的には、Ｙ軸テーブル２の下面にガイド部が設置されている。当該ガイド部は、処理室の底面に設置されたガイドレールに摺動可能に接続されている。また、Ｙ軸テーブル２の下面にはボールねじが接続されている。当該ボールねじをモータなどの駆動部材により動作させることにより、Ｙ軸テーブル２はガイドレールに沿って（Ｙ軸方向に）移動可能になっている。また、Ｙ軸テーブル２の上部表面上は、加工対象材である基板５を搭載する搭載面となっている。

【0016】

Ｙ軸テーブル２上には、Ｘ軸テーブル１が設置されている。Ｘ軸テーブル１は、Ｙ軸テーブル２をＸ軸方向に跨ぐように設置された構造体上に配置されている。Ｘ軸テーブル１には、Ｚ軸テーブル３が接続された移動体がＸ軸方向に移動可能に設置されている。移動体は、たとえばボールねじを用いてＸ軸方向に移動可能となっている。なお、Ｘ軸テーブル１は上記構造体を介して処理室の底面に固定されている。そのため、上述したＹ軸テーブル２は、Ｘ軸テーブル１に対してＹ軸方向に移動可能になっている。

【0017】

Ｘ軸テーブル１に接続された移動体には、上述のようにＺ軸テーブル３が設置されている。Ｚ軸テーブル３には、観察光学系６および塗布ユニット４が接続されている。観察光学系６は塗布対象の基板５の塗布位置を観察するためのものである。ＣＣＤカメラは、観察した画像を電気信号に変換する。Ｚ軸テーブル３は、これらの観察光学系６および塗布ユニット４をＺ軸方向に移動可能に保持している。

【0018】

これらのＹ軸テーブル２、Ｘ軸テーブル１、Ｚ軸テーブル３、観察光学系６および塗布ユニット４を制御するための制御用コンピュータ１０および操作パネル８、さらに制御用コンピュータに付随するモニタ９は、処理室の外部に設置されている。モニタ９は、上述したＣＣＤカメラ７で変換された画像データや、制御用コンピュータ１０からの出力データを表示する。操作パネル８は、制御用コンピュータ１０への指令を入力するために用いられる。

【0019】

（塗布ユニットの構成）
上述した塗布ユニット４は、Ｙ軸テーブル２上に載置された基板５に液体材料を供給する。以下に塗布ユニット４に関して、図２および図３を参照してより詳しく説明する。図２は、図１に示した塗布装置の塗布ユニットを示す模式図である。図３は、図２に示した塗布ユニットのカム部材を説明するための模式図である。図２および図３を参照して、図１に示したＺ軸テーブル３に固定された塗布ユニット４は、サーボモータ４１と、カム４３と、軸受４４と、カム連結板４５と、可動部４６と、塗布針ホルダ２０と、当該塗布針ホルダ２０に保持された塗布針２４と、塗布材料容器２１とを主に含んでいる。サーボモータ４１は、図１に示したＺ軸方向に沿った方向に回転軸が延びるように設置されている。サーボモータ４１の回転軸にはカム４３が接続されている。カム４３は、サーボモータ４１の回転軸を中心として回転可能になっている。

【0020】

カム４３は、サーボモータ４１の回転軸に接続された中心部と、当該中心部の一方端部に接続されたフランジ部とを含む。図３（Ａ）に示すように、フランジ部の上部表面（サーボモータ４１側の表面）はカム面６１となっている。このカム面６１は、中心部の外周に沿って円環状に形成されているとともに、フランジ部の底面からの距離が変動するようにスロープ状に形成されている。具体的には、図３（Ｂ）に示すように、カム面６１はフランジ部の底面からの距離が最も大きくなっている上端フラット領域６２と、この上端フラット領域６２から間隔を隔てて配置され、フランジ部の底面からの距離が最も小さい下端フラット領域６３と、上端フラット領域６２と下端フラット領域６３との間を接続するスロープ部とを含む。ここで、図３（Ｂ）は、中心部を囲むように環状に配置されたカム面６１を含むフランジ部を側面から見た展開図である。

【0021】

このカム４３のカム面６１に接するように軸受４４が配置されている。軸受４４は、図２（Ａ）に示すようにカム４３から見て特定の方向（サーボモータ４１の右側）に配置されており、サーボモータ４１の回転軸が回転することでカム４３が回転したとき、カム面６１に接触した状態を保つ。この軸受４４にカム連結板４５が接続されている。カム連結板４５において、軸受４４と接続された一方端部と反対側の他方端部は可動部４６に固定されている。可動部４６には、塗布針ホルダ固定部４７および塗布針ホルダ収納部４８が接続されている。この塗布針ホルダ収納部４８に塗布針ホルダ２０が収納されている。

【0022】

塗布針ホルダ２０は塗布針２４を含む。塗布針２４は、塗布針ホルダ２０の下面（サーボモータ４１が位置する側と反対側である下側）において塗布針ホルダ２０から突出するように配置されている。塗布針ホルダ２０下には塗布材料容器２１が配置されている。塗布材料容器２１に塗布針２４は挿入された状態で保持されている。

【0023】

可動部４６には固定ピン５２が設置されている。また、サーボモータ４１を保持している架台には他方の固定ピン５１が設置されている。この固定ピン５１、５２の間を繋ぐようにバネ５０が設置されている。このバネ５０により、可動部４６は塗布材料容器２１側に向けた引張り力を受けた状態になっている。また、このバネ５０による引張り力は、可動部４６およびカム連結板４５を介して軸受４４に作用する。このバネ５０の引張り力によって、軸受４４はカム４３のカム面６１に押圧された状態を維持している。

【0024】

また、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８は、上記架台に設置されたリニアガイド４９に接続されている。リニアガイド４９は、Ｚ軸方向に延びるように配置されている。そのため、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８はＺ軸方向に沿って移動可能になっている。

【0025】

（塗布ユニットの動作）
次に、上述した塗布ユニット４の動作について説明する。上述した塗布ユニット４においては、サーボモータ４１を駆動することにより当該サーボモータ４１の回転軸を回転させてカム４３を回転させる。この結果、カム４３のカム面６１は、Ｚ軸方向における高さが変化するため、図２（Ａ）におけるカム４３の右側においてカム面６１に接触している軸受４４のＺ軸方向における位置もサーボモータ４１の駆動軸の回転に応じて変動する。そして、この軸受４４のＺ軸方向での位置変動に応じて、可動部４６、塗布針ホルダ固定部４７、塗布針ホルダ収納部４８がＺ軸方向に移動する。この結果、塗布針ホルダ収納部４８に保持されている塗布針ホルダ２０もＺ軸方向に移動するので、当該塗布針ホルダ２０に設置されている塗布針２４のＺ軸方向における位置を変化させることができる。

【0026】

（塗布装置の動作）
次に、図１に示した塗布装置の動作を説明する。

【0027】

図１に示した塗布装置において、回路パターンを描画する場合は、まず、塗布対象である基板５を準備する（工程（Ｓ１０））。そして、基板５を塗布装置のＹ軸テーブル２上に搭載した後、基板５における描画する領域を観察光学系６の直下までＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を動作させて移動させる。そして、観察光学系６で描画開始位置を観察・確認し、描画開始位置を決定する。決定した描画開始位置を基準にして、Ｚ軸テーブル３を動作させることにより、塗布ユニット４を、塗布針２４が突出した時に塗布針２４先端が基板５に接触する基板５上方まで下降させ、この状態で、サーボモータ４１を動作させて塗布針２４を突出させることで、表面に液体材料が付着した塗布針２４を基板５の表面に接触させる。具体的には、描画開始位置から、描画するべき位置が塗布ユニット４の直下に位置するようにＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を用いて基板５を移動させる。そして、移動が完了した時点で、Ｚ軸テーブル３により塗布ユニット４を下降させて（基板５側へ塗布ユニット４を移動させて）、塗布ユニット４のサーボモータ４１を駆動して塗布針２４を突出させることで、塗布針２４により基板５へ液体材料の塗布を行う。その後、Ｚ軸テーブル３を用いて塗布ユニット４を上昇させる。連続して塗布する場合は、Ｚ軸テーブル３で塗布ユニット４を下降させた後、基板５の描画位置が順次、塗布ユニット４の直下にくるようにＸ軸テーブル１およびＹ軸テーブル２を用いて移動させ、移動完了後、塗布ユニット４のサーボモータ４１を駆動して塗布針２４を突出させて塗布を行う。このような動作を連続して繰り返すことで、基板５表面に回路パターンを描画する（工程（Ｓ２０））。このとき、基板５へ塗布針２４を接触させる前に前もって塗布針２４の移動速度を下げておく制御を行なうことが好ましい。

【0028】

（塗布ユニットの周囲の領域の構成）
次に、上記塗布装置１００における塗布ユニット４の周囲の領域の構成について、図４～図１０を用いて説明する。図４は、本実施の形態の塗布ユニットの周囲の、湿度制御装置を含む領域の構成を示す模式図である。図５は、本実施の形態の第１例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ａから見た構成を示す概略図である。図６は、本実施の形態の第１例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。図７は、図４～図６のファンの構成を示す模式図である。まず図４～図７を用いて、本実施の形態の第１例について説明する。

【0029】

図４を参照して、塗布装置１００は塗布ユニット４の周囲の領域に、以下に示す各部材を備えている。塗布装置１００は、カバー１０１と、湿度制御装置１０３と、気体流通路１０５とを主に備えている。

【0030】

カバー１０１は、塗布ユニット４を第１方向であるＺ方向から覆う。図４の塗布装置１００のカバー１０１は、Ｚ方向についての図４の上側から塗布ユニット４を覆う。カバー１０１は塗布ユニット４を覆い被せるための壁部を含んでいる。カバー１０１の壁部は、Ｚ方向に直交する第２方向としてのＹ方向、ならびにＺ方向およびＹ方向に直交する第３方向としてのＸ方向において、塗布ユニット４を取り囲む。つまりカバー１０１の壁部は、これを塗布ユニット４に被せたときに、Ｘ方向およびＹ方向から、平面視において塗布ユニット４を挟むように配置される。なおカバー１０１は必ずしも透明部材とは限らないが、図４においては説明の便宜上、カバー１０１の内部に配置される各部材を実線で示している。

【0031】

カバー１０１はたとえばＹ軸テーブル２の上側の表面上に覆い被せられる。このときカバー１０１の壁部とＹ軸テーブル２とにより囲まれるように、カバー１０１の内側には空間１０２が形成される。

【0032】

湿度制御装置１０３は、空間１０２内の湿度を制御可能な装置である。具体的には、たとえば空間１０２内の湿度を上昇させる場合には湿度制御装置１０３から空間１０２内に湿度の高い気体が供給される。これにより塗布装置１００においては、空間１０２の湿度を８０％以上にすることができる。

【0033】

空間１０２を８０％以上の湿度にするために、湿度制御装置１０３は湿度が９０％以上の加湿空気を供給することができる。９０％以上の加湿空気を用いれば、空間１０２内の湿度を短時間で８０％以上に上昇させ、それを維持できる。なお供給する空気などの気体の湿度を９０％以上にする方法として、湿度制御装置１０３は、たとえば粒子径が５μｍ以下の水滴を超音波により発生させ、その水滴を含む気体を外部に送風する方法が用いられてもよい。湿度制御装置１０３には、超音波振動発生装置と、超音波振動による微小水滴の発生部と、当該微小水滴を含む気体をカバー１０１内に送風するためのファンとが備えられることが好ましい。

【0034】

気体流通路１０５は、湿度制御装置１０３にて湿度が制御された気体を、湿度制御装置１０３から、カバー１０１に形成された流入口１０７を介して、空間１０２内に供給する。空間１０２内には湿度センサ１１３が備えられている。湿度センサ１１３はたとえばカバー１０１内の塗布ユニット４の、Ｚ方向の上側の部分に設置されている。湿度センサ１１３は、空間１０２の湿度を測定し、湿度制御装置１０３に測定結果を送る。その測定結果と、湿度制御装置１０３に設定された湿度との誤差を元に、湿度制御装置１０３は、空間１０２に向けて供給する空気などの気体の湿度および流量を調節する。これにより、塗布ユニット４の周囲の、カバー１０１に囲まれた空間１０２内の湿度を設定湿度に保つことができる。

【0035】

ただし湿度センサ１１３は上記以外の個所に設置されてもよい。たとえば湿度センサ１１３の設置される位置および数は任意に変更されてもよい。これにより、湿度センサ１１３の湿度の測定値に対する湿度制御装置１０３の応答性、および空間１０２内の湿度の均一性を向上できる。

【0036】

図５および図６においても説明の便宜上、カバー１０１の材質にかかわらずその内部の部材が外側から見えるものとして図示されている。図４および図５、図６を参照して、流入口１０７は、カバー１０１の壁部のうち、Ｚ方向について、塗布ユニット４から見てＹ軸テーブル２と反対側すなわち塗布ユニット４の上側に配置される。流入口１０７は、たとえば図６に示すように円形であってもよいし、矩形などの多角形状であってもよい。

【0037】

その他、カバー１０１の壁部には、排気口１０９が形成されている。排気口１０９は、空間１０２内の気体を空間１０２の外側に排気可能である。図６に示すように、Ｙ方向について塗布ユニット４は、流入口１０７および排気口１０９を結ぶ直線ＬＩから離れた位置に配置されている。すなわち図６において流入口１０７および排気口１０９は、いずれもＹ方向についてカバー１０１の中央よりも右側の領域に配置される。これに対し塗布ユニット４はＹ方向についてカバー１０１の中央よりも左側の領域に配置される。このため図６中に点線で示す直線ＬＩは、塗布ユニット４を通らない。

【0038】

図４～図６に示すように、カバー１０１は、これを構成する壁部がたとえば、平面視において矩形状を有する箱型の形状を有している。具体的には、カバー１０１の箱型の壁部は、Ｚ方向の最上面１０１Ｉと、互いに対向する１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂと、互いに対向する１対の壁面１０１Ｅ，１０１Ｆとの合計５面を有している。１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂは最上面１０１Ｉにたとえば直交するように交差している。１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂはカバー１０１のＸ方向の端部に配置されている。壁面１０１Ａは図４～図６でのカバー１０１のＸ方向の正側の端部に配置されており、壁面１０１Ｂはカバー１０１のＸ方向の負側の端部に配置されている。１対の壁面１０１Ｅ，１０１Ｆは最上面１０１Ｉにたとえば直交するように交差している。１対の壁面１０１Ｅ，１０１Ｆはカバー１０１のＹ方向の端部に配置されている。壁面１０１Ｅは図４～図６でのカバー１０１のＹ方向の負側の端部に配置されており、壁面１０１Ｆはカバー１０１のＹ方向の正側の端部に配置されている。

【0039】

図４～図６のカバー１０１は以上のような直方体状であり、Ｚ方向の最下部のみ壁面を有さず開口部となっている。このようなカバー１０１がＺ方向の最下部をＹ軸テーブル２に対向または接触させることで、塗布ユニット４を覆い被せることができる。ただしカバー１０１はこのような直方体状に限られない。たとえばカバー１０１は、上記のような５つの面を独立に有さなくてもよい。カバー１０１は、Ｘ方向およびＹ方向において塗布ユニット４を取り囲む限り、たとえばドーム状のような、Ｘ方向に交差する面およびＹ方向に交差する壁面が曲面であり上部にて一体に繋がった形状であってもよい。その他カバー１０１は、任意の部分に曲面を有していてもよい。また、Ｙ軸テーブル２がカバー１０１に覆われ、空間１０２内にＹ軸テーブル２が配置されてもよい。

【0040】

流入口１０７は１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂのうち一方のたとえば壁面１０１Ｂに形成されている。排気口１０９は１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂのうち他方のたとえば壁面１０１Ａに形成されている。なお上記と逆に、流入口１０７が壁面１０１Ａに、排気口１０９が壁面１０１Ｂに形成されてもよい。また上記の流入口１０７および排気口１０９はたとえばいずれもＸ方向に交差する（ＹＺ平面に沿う）壁面１０１Ａ，１０１Ｂに形成されている。

【0041】

流入口１０７は互いに対向する１対の壁面の一方に形成され、排気口１０９は互いに対向する１対の壁面の、流入口１０７が形成される一方とは異なる他方に形成される。なおここで互いに対向する１対の壁面とは、図４～図６のような箱状のカバー１０１の１対の対向する壁面に限らず、たとえばドーム状の曲面など一体である面の互いに対向する１対の部分も含む。

【0042】

また図４～図６のカバー１０１は、Ｘ方向がＹ方向よりも寸法が大きい。すなわち壁面１０１Ａと壁面１０１Ｂとの距離が、壁面１０１Ｅと壁面１０１Ｆとの距離よりも大きい。このように流入口１０７および排気口１０９は、互いに対向する１対の壁面（または壁面の互いに対向する１対の部分）のうち、他の１対の壁面よりも間隔の大きい１対の壁面のそれぞれに形成されることが好ましい。

【0043】

図６のように、流入口１０７と排気口１０９とはＹ方向について同一の位置を含むように形成されている。すなわち流入口１０７と排気口１０９とは、Ｘ方向の平面視において、Ｙ方向の位置（Ｙ座標）が少なくとも部分的に重複するように形成されている。流入口１０７と排気口１０９との平面視でのサイズおよび形状が等しい場合、流入口１０７と排気口１０９とはＹ方向における位置がそのほぼ全体において重なるように形成されてもよい。

【0044】

図４～図６のように、流入口１０７と排気口１０９とはＺ方向について、Ｙ軸テーブル２と反対側すなわち上側の塗布ユニット４の端部（塗布ユニット４の上端部４ａ）から見て互いに反対側に形成されている。つまりたとえば流入口１０７は塗布ユニット４の上端部４ａの上側に形成され、排気口１０９は塗布ユニット４の上端部４ａの下側に形成されている。

【0045】

カバー１０１のＸ方向について互いに対向する壁面１０１Ａ，１０１Ｂのそれぞれには、１対のファン１１１が備えられる。壁面１０１Ａの内壁面１０１Ｃにはファン１１１Ａが、壁面１０１Ｂの内壁面１０１Ｄにはファン１１１Ｂが、それぞれ備えられている。このようにファン１１１Ａおよびファン１１１Ｂは、互いに対向する１対の壁面（または壁面の互いに対向する１対の部分）のうち、他の１対の壁面よりも間隔の大きい１対の壁面のそれぞれに形成されることが好ましい。このため図４～図６においては、壁面１０１Ｅおよび壁面１０１Ｆよりも間隔の大きい壁面１０１Ａおよび壁面１０１Ｂのそれぞれにファン１１１Ａおよびファン１１１Ｂが取り付けられている。１対のファン１１１Ａ，１１１Ｂは、Ｚ方向について、流入口１０７よりもＹ軸テーブル２側すなわち下側に配置される。なお１対のファン１１１Ａ，１１１ＢはＺ方向について、排気口１０９よりもＹ軸テーブル２と反対側すなわち上側に配置されることが好ましい。

【0046】

ファン１１１すなわち１対のファン１１１Ａ，１１１Ｂのそれぞれは、以下の構成を有している。図７を参照して、ファン１１１は、回転翼１１１Ｃと、包囲部１１１Ｄと、４本の脚部１１１Ｅとを含んでいる。回転翼１１１Ｃは、ファン１１１の駆動により実際に回転する羽根を有する部分である。したがって回転翼１１１Ｃの外縁は、少なくとも部分的に円弧形を有していることが好ましい。包囲部１１１Ｄは、回転翼１１１Ｃを平面視における外側から取り囲む部分である。包囲部１１１Ｄの外縁はたとえば正方形状を有しているがこれに限られない。包囲部１１１Ｄには、回転翼１１１Ｃを中央部に収納可能とするための空洞が形成されている。脚部１１１Ｅは包囲部１１１Ｄをカバー１０１の内壁面１０１Ｃ，１０１Ｄなどに取り付ける部分である。脚部１１１Ｅは４本であることが好ましいがこれに限らず本数は任意である。４本の脚部１１１Ｅは包囲部１１１Ｄの矩形の主表面から、当該主表面にたとえば直交するように交差する方向（図７の下側）に延びている。

【0047】

脚部１１１Ｅの延びる長さをＬとし、回転翼１１１Ｃの外縁の円弧形の直径をＤとする。ここで脚部１１１Ｅの長さＬは、これが取り付けられるたとえば内壁面１０１Ｃと回転翼１１１Ｃまたは包囲部１１１Ｄとの距離となる。このときＬはＤの４０％以上の長さであることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。このようにすれば、ファン１１１による後述する作用効果を十分に引き出すことができる。これとともに、ファン１１１の包囲部１１１Ｄとファン１１１が取り付けられる壁面１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｅ，１０１Ｆとの間の領域に加湿空気が滞留することによる当該領域の結露を抑制できる。

【0048】

図４～図６を再度参照して、塗布装置１００においては塗布ユニット４と流入口１０７との間の位置に衝立部１１７をさらに備えることが好ましい。ここで衝立部１１７は、たとえば矩形の平板部材である。衝立部１１７は、その平板部材の主表面（表面積の大きい面）が、Ｙ方向について塗布ユニット４と流入口１０７とに対向するように、Ｙ方向について塗布ユニット４と流入口１０７との間に配置されることが好ましい。

【0049】

衝立部１１７は土台部１１５と併せた衝立部材１１９の一部であってもよい。すなわち土台部１１５を構成する平板部材が土台部１１５からたとえば約９０°屈曲されることにより衝立部１１７が形成されてもよい。この場合、衝立部材１１９においては土台部１１５と衝立部１１７とが一体となっている。しかし衝立部材１１９においては土台部１１５と衝立部１１７とが別個のたとえば平板部材でありこれらが接合された構成であってもよい。なお土台部１１５は衝立部材１１９をＹ軸テーブル２上などに載置するためのベースとなる部分である。

【0050】

衝立部１１７（を含む衝立部材１１９）はカバー１０１とは別の部材であり、たとえば土台部１１５がＹ軸テーブル２の上に載置される構成であってもよい。加工対象材である基板５はＹ軸テーブル２の上に直接載置されてもよい。土台部１１５が基板５の載置部に差し掛からない程度に小さい場合はそのようになる。しかし基板５は土台部１１５の上に載置されてもよい。土台部１１５が基板５の載置部に重なる程度に大きい場合はそのようになり、図４～図６はそのような例を示している。あるいは衝立部１１７（を含む衝立部材１１９）はカバー１０１と一体であってもよい。

【0051】

図８は、本実施の形態の第２例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ａから見た構成を示す概略図である。図９は、本実施の形態の第２例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。図８および図９を参照して、本実施の形態の第２例においては、塗布ユニット４の周囲の領域のカバー１０１などの構成について、基本的に図４～図６の本実施の形態の第１例と同様である。このため同一の構成要素には同一の符号を付し、構造、機能等が同一である限りその説明を繰り返さない。また本実施の形態の第２例の塗布装置１００について図８および図９に示されない部分は、すべて本実施の形態の第１例の塗布装置１００と同様であるため説明を繰り返さない。このことは本実施の形態の以降の例の説明においても同様である。

【0052】

図８および図９の第２例に示すように、流入口１０７および排気口１０９は、互いに対向する１対の壁面（または壁面の互いに対向する１対の部分）のうち、他の１対の壁面よりも間隔の小さい１対の壁面のそれぞれに形成されてもよい。つまり流入口１０７および排気口１０９はたとえばいずれもＹ方向に交差する（ＺＸ平面に沿う）壁面１０１Ｅ，１０１Ｆに形成されてもよい。図９のように流入口１０７が壁面１０１Ｆに、排気口１０９は壁面１０１Ｅに形成されてもよいし、逆であってもよい。第２例においては、図８に示すように、Ｘ方向について塗布ユニット４は、流入口１０７および排気口１０９を結ぶ直線ＬＩから離れた位置に配置されている。また第２例では図８のように、流入口１０７と排気口１０９とはＸ方向について同一の位置を含むように形成される。

【0053】

また図８および図９の第２例に示すように、ファン１１１Ａおよびファン１１１Ｂは、壁面１０１Ａおよび壁面１０１Ｂよりも間隔の小さい壁面１０１Ｅおよび壁面１０１Ｆのそれぞれに取り付けられてもよい。このように１対のファン１１１Ａ，１１１Ｂは、カバー１０１のＹ方向について互いに対向する壁面１０１Ｅ，１０１Ｆのそれぞれのたとえば内壁面１０１Ｇ，１０１Ｈに備えられてもよい。

【0054】

図１０は、本実施の形態の第３例におけるカバーおよびその内部を図４中の矢印で示す方向Ｂから見た構成を示す概略図である。図１０を参照して、本実施の形態の第３例に示すように、流入口１０７および排気口１０９は、いずれもＹ方向についてカバー１０１の中央よりも左側の領域に配置される。これに対し塗布ユニット４はＹ方向についてカバー１０１の中央よりも右側の領域に配置される。このため図１０中に点線で示す直線ＬＩは、塗布ユニット４を通らない。このように図１０においては図６に対し、Ｙ方向について左右反転されている。このような構成であってもよい。また図示されないが、図８の第２例に対し、Ｘ方向について流入口１０７、排気口１０９と塗布ユニット４とが左右反転された構成であってもよい。

【0055】

（作用効果）
次に、本実施の形態の作用効果について説明する。

【0056】

本開示に従った塗布装置１００は、塗布ユニット４と、カバー１０１と、湿度制御装置１０３と、気体流通路１０５とを備える。塗布ユニット４は、Ｙ軸テーブル２上に載置された加工対象材としての基板５に液体材料を供給する。カバー１０１は、塗布ユニット４を第１方向であるＺ方向から覆う。湿度制御装置１０３は、カバー１０１とＹ軸テーブル２とにより形成される空間１０２内の湿度を制御可能である。気体流通路１０５は、湿度が制御された空気などの気体を、湿度制御装置１０３から、カバー１０１に形成された流入口１０７を介して空間１０２内に供給可能である。カバー１０１は壁部を含む。当該壁部は第１方向であるＺ方向に直交する第２方向としてのＹ方向、ならびにＺ方向およびＹ方向に直交する第３方向としてのＸ方向において塗布ユニット４を取り囲む。空間１０２の湿度を８０％以上にすることが可能である。

【0057】

このようにすれば、たとえば空間１０２の湿度の調整可能範囲が３０％以上６５％以下と低い場合における、１本の塗布針２４にて微細なパターンが塗布された場合に起こり得る、塗布後のパターン中の水分の速やかな蒸発を抑制できる。このため、１本の塗布針２４を用いて２液混合性ゲル剤などの含水率の高い塗布液を塗布する場合においても、いっそう微細なパターンを高精度に形成できる。また湿度を８０％以上にすることが可能な湿度制御装置１０３を用いるため、たとえば９０％以上の極めて湿度の高い空気などの気体を発生させることができ、短時間で空間１０２を高湿度にできる。つまりカバー１０１内部の湿度を高湿度領域まで、応答性よく制御可能である。

【0058】

塗布ユニット４の周囲の空間１０２の湿度が変化すれば、たとえ他の条件がすべて同一であっても、塗布される液体材料のマイクロアレイヤーなどの径が変化する。湿度が低ければ塗布される液体材料中の水分がより多く蒸発するため、塗布された液体材料の径が意図せず小さくなる恐れがある。このため本実施の形態の塗布装置１００を用いて空間１０２の湿度を高精度に制御することは重要である。

【0059】

また本実施の形態の塗布ユニット４を含む塗布装置１００は、工業用途の液体材料に限らず、たとえば細胞を含有するゲル化剤を含む細胞含有液としての液体材料を塗布することもできる。すなわちこの場合、塗布材料容器２１内の液体材料は細胞含有液であるため、液体材料中には生存する細胞が多数含まれる。この場合、カバー１０１の内部の空間１０２の湿度が低く、塗布された液体材料が容易に乾燥および蒸発すれば、その中に含まれる細胞が生存できなくなる。しかし本実施の形態によれば、カバー１０１とＹ軸テーブル２とにより形成される空間１０２内の湿度を８０％以上にすることにより、空間１０２の乾燥による細胞含有液内での細胞死を防ぐことができる。

【0060】

本実施の形態において、液体材料がゲル化剤を含む細胞含有液である場合に当該液体材料中に使用できる細胞は特に限定されない。ただし当該細胞としてはたとえば、繊維芽細胞、血管内皮細胞、表皮細胞、平滑筋細胞、心筋細胞、消化管細胞、神経細胞、肝細胞、腎細胞、膵細胞等の各種初代細胞、ｉＰＳ細胞由来の分化細胞、および各種がん細胞のいずれかを使用できる。しかし当該細胞としては、未修飾の細胞を用いることができる。あるいは当該細胞としては、タンパク質、糖鎖、および核酸のうちのいずれかなどで修飾された細胞を用いることもできる。具体的には、当該修飾された細胞としては、フィブロネクチン、ゼラチン、ラミニン、エラスチン等の一般公知のコーティング剤を用いてコーティングされた細胞を用いることができる。また当該修飾された細胞としては、フィブロネクチン、ゼラチン、ラミニン、エラスチン等を用いた一般公知のコーティング方法を用いてコーティングされた細胞を用いることができる。

【0061】

なお、細胞含有液には、フィブロネクチン、ゼラチン、コラーゲン、ラミニン、エラスチン、マトリゲル等の細胞外マトリックス成分を含ませてもよい。細胞含有液には，線維芽細胞増殖因子または血小板由来成長因子等の細胞増殖因子を含ませてもよい。細胞含有液には、血管内皮細胞、リンパ管内皮細胞、各種幹細胞等の添加剤を含ませてもよい。これらは内包した細胞が安定して接着および増殖できる環境を与えるために細胞含有液に含められる。また細胞含有液には、ゲル化剤としてフィブリノゲン、アルギン酸、感熱応答性高分子等が含まれてもよい。

【0062】

上記の塗布装置１００において、塗布ユニット４は加工対象材としての基板５に液体材料を塗布により供給可能な塗布針２４を含む。塗布針２４を用いた塗布方式は、インクジェット方式またはディスペンサ方式に比べて塗布される液体材料の径が微小になる。微小な塗布量であれば塗布液がより乾燥しやすくなる。このため本実施の形態の湿度制御装置１０３を備えた塗布装置１００は、塗布針２４を用いた塗布方式の装置に対して特に有効となる。

【0063】

上記の塗布装置１００において、流入口１０７は、Ｚ方向について、塗布ユニット４から見てＹ軸テーブル２と反対側である上方に配置される。これにより、流入口１０７から加湿された気体が空間１０２内にて下方に降りることで、当該気体を適度に塗布ユニット４の塗布位置などの所望の位置に供給できる。

【0064】

上記の塗布装置１００において、カバー１０１には空間１０２内の気体を空間１０２の外側に排気可能な排気口１０９が形成される。第２方向であるたとえばＹ方向について、塗布ユニット４は、流入口１０７および排気口１０９を結ぶ直線ＬＩから離れた位置に配置される。

【0065】

空間１０２内の加湿が重要ではあるが、塗布ユニット４に直接大量の加湿気体を当てることは好ましくない場合がある。当該気体中の水分が液体材料中に含まれ、塗布された液体材料中の溶媒濃度が変化する恐れがあるためである。また当該気体中の水分が塗布針２４の表面に付着することにより塗布針２４が結露したり錆びたりする恐れがあるためである。そこで上記の構成とすれば、流入口１０７と排気口１０９とに挟まれる領域には塗布ユニット４が配置されない構成となる。このため流入口１０７からの加湿気体が大量に流れる流路に塗布ユニット４が配置されることによる、塗布ユニット４の加湿気体の大量暴露を回避できる。これにより上記の液体材料の溶媒濃度変化、塗布針２４の結露および錆びなどの問題を回避できる。

【0066】

上記の塗布装置１００において、カバー１０１は、壁部として第３方向であるＸ方向の端部に配置される１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂを有する。流入口１０７は１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂのうち一方の壁面１０１Ｂに形成されている。排気口１０９は１対の壁面１０１Ａ，１０１Ｂのうち他方の壁面１０１Ａに形成されている。このようにすれば、たとえば塗布ユニット４がＸ方向について空間１０２の中央に配置される場合に、塗布ユニット４と流入口１０７および排気口１０９との（Ｘ方向の）距離をより大きくすることができる。このため流入口１０７からからの加湿気体が大量に流れる流路に塗布ユニット４が配置されることによる、塗布ユニット４の加湿気体の大量暴露を回避できる。これにより上記の液体材料の溶媒濃度変化、塗布針２４の結露および錆びなどの問題を回避できる。

【0067】

上記の塗布装置１００において、流入口１０７と排気口１０９とは第２方向であるＹ方向について同一の位置を含むように形成される。これにより、第２方向において塗布ユニット４が、流入口１０７と排気口１０９とを結ぶ直線から離れた距離の位置に配置される可能性が高くなる。このため流入口１０７からからの加湿気体が大量に流れる流路に塗布ユニット４が配置されることによる、塗布ユニット４の加湿気体の大量暴露を回避できる。これにより上記の液体材料の溶媒濃度変化、塗布針２４の結露および錆びなどの問題を回避できる。

【0068】

上記の塗布装置１００において、流入口１０７と排気口１０９とは第１方向であるＺ方向について、Ｙ軸テーブル２と反対側すなわち上側の塗布ユニット４の端部すなわち上端部４ａから見て互いに反対側に形成される。このように流入口１０７は塗布ユニット４の上端部４ａの上側に、排気口１０９は塗布ユニット４の上端部４ａの下側に形成されることで、空間１０２内に気体をくまなく供給することができる。これにより、カバー１０１内部の各領域間の湿度の偏りを抑制することができ、カバー１０１内の空間１０２の湿度をその全体においてほぼ均一とすることができる。これにより、塗布ユニット４の周辺における湿度の制御精度をより向上できる。またその結果、液体材料の塗布精度をより向上できる。

【0069】

上記の塗布装置１００において、第２方向であるＹ方向および第３方向であるＸ方向の少なくともいずれかについて互いに対向するようにカバー１０１に配置される１対のファン１１１をさらに備える。このため、空間１０２に供給された加湿気体はファン１１１Ａ，１１１Ｂにより撹拌されながらカバー１０１の中央に向けて送風される。これにより流入口１０７からからの加湿気体が大量に流れる流路に塗布ユニット４が配置されることによる、塗布ユニット４の加湿気体の大量暴露を回避できる。これにより上記の液体材料の溶媒濃度変化、塗布針２４の結露および錆びなどの問題を回避できる。またこれにより、カバー１０１内部の各領域間の湿度の偏りを抑制することができ、カバー１０１内の空間１０２の湿度をその全体においてほぼ均一とすることができる。

【0070】

その他、上記の塗布装置１００の湿度制御装置１０３においてたとえば超音波振動発生装置と、超音波振動による粒子径が５μｍ以下の微小水滴の発生部とを有することが考えられる。この場合に、微小水滴が蒸発する前に塗布ユニット４に付着すれば発錆などの原因となる。しかし上記のファン１１１を有する構成を用いれば、カバー１０１内部の湿度を高湿度領域まで、応答性よく制御可能である。ファン１１１による気体の撹拌により、湿潤気体が迅速に拡散するためである。その結果、作業性を向上させることができる。

【0071】

上記の塗布装置１００において、１対のファン１１１は、第１方向であるＺ方向について、流入口１０７よりもＹ軸テーブル２側すなわち下側に配置される。流入口１０７から空間１０２に入った加湿気体は下降し、下降したところでファン１１１によりその流れが制御され、たとえば図４のＹ方向後方から前方へ流れる。これにより、下降した気体が過剰にならない程度に適量だけ塗布ユニット４側に流れるよう制御できる。したがって、塗布ユニット４に適度な湿度を供給しつつ、その過剰な供給による不具合を抑制できる。

【0072】

上記の塗布装置１００においては、１対のファン１１１は、包囲部１１１Ｄと、包囲部１１１Ｄをカバー１０１に取り付ける４本の脚部１１１Ｅとを含む。４本の脚部１１１Ｅは包囲部１１１Ｄの主表面から、主表面に交差する方向に延びる。このような構造を有するため、ファン１１１の包囲部１１１Ｄの主表面と、これが取り付けられるカバー１０１の内壁面との隙間部分に、供給された加湿気体が流れやすくなる。これにより、加湿気体が一部の領域に滞留することによる当該一部の領域での結露などの不具合を抑制できる。

【0073】

上記の塗布装置１００においては、塗布ユニット４と流入口１０７との間の位置に衝立部１１７をさらに備える。衝立部１１７により、流入口１０７から塗布ユニット４へ向かう加湿気体の一部が遮られる。このため流入口１０７からの加湿気体が大量に流れる流路に塗布ユニット４が配置されることによる、塗布ユニット４の加湿気体の大量暴露を回避できる。これにより上記の液体材料の溶媒濃度変化、塗布針２４の結露および錆びなどの問題を回避できる。

【0074】

以上に述べた本実施の形態の各例の塗布装置１００は除湿機構をさらに備えてもよい。これにより空間１０２内の湿度の過剰な上昇、およびこれに起因する塗布ユニット４の結露などの不具合を抑制できる。

【0075】

また上記各例の塗布装置１００は、カバー１０１の内壁面１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｇ，１０１Ｈに設けられたファン１１１の送風量が、湿度センサ１１３により測定された湿度の出力値に基づいて制御される構成であってもよい。

【0076】

さらに、上記各例の塗布装置１００においてカバー１０１内に供給される気体は、湿度のみならず温度も調節された気体であってもよい。その場合には空間１０２には湿度センサ１１３に加えて温度センサが設けられることが好ましい。

【実施例1】

【0077】

上記の塗布装置１００のカバー１０１内の空間１０２の湿度を、湿度制御装置１０３により４５％から６０％まで上昇させ、その後８０％まで上昇させたときの空間１０２の湿度変化を調べた。図１１は、実施例１におけるカバー内の湿度の時間変化を測定した結果を示すグラフである。図１１の横軸はカバー１０１内の加湿工程の開始からの経過時間を示す。図１１の縦軸はカバー１０１内の湿度の測定結果を示す。図１１を参照して、空間１０２の湿度を４５％から６０％まで上昇させるのに約４分を要した。また空間１０２の湿度を６０％から８０％まで上昇させるのに約４分を要した。以上より、塗布装置１００によれば非常に短時間で空間１０２の湿度を上昇させることができた。つまり塗布装置１００を用いれば作業効率が高められるといえる。

【実施例2】

【0078】

塗布装置１００における空間１０２の湿度を変化させたときの、塗布針２４から塗布される液体材料のパターンの平面視における塗布径を測定した。使用した塗布針２４の先端部の断面の円形の直径は０．８ｍｍであり、塗布回数は１回とした。塗布針２４の塗布材料容器２１内での待機時間は１０２０ｍｓであり、塗布針２４の下降後の待機時間はなしとした。また塗布された液体材料は２．５ｍｇ／ｍＬのヒアルロン酸溶液とした。各回での液体材料が塗布される高さ（厚み）は同一となるようにした。なお同一の湿度条件にて同一の試験を５回ずつ行ない、各回での測定結果を以下のグラフに示した。

【0079】

図１２は、実施例２における各湿度の環境下での塗布径の測定結果を示すグラフである。図１２の横軸は空間１０２の湿度を示す。図１２の縦軸は各湿度の条件下で塗布された液体材料の塗布径の測定結果を示す。なお湿度が２０％、４０％、６０％、８０％の４種類の湿度環境下で試験を行なった。図１２を参照して、湿度の上昇に伴い塗布径が大きくなる傾向がみられた。湿度が２０％から８０％に変化することで塗布径は４０μｍ程度増加した。一方で、同一の湿度下で塗布されたもの同士の間では塗布径の差は小さい。いずれの湿度においても塗布径の差は１０μｍ以下であった。またグラフには示されないが、塗布液が乾燥するまでの所要時間は、湿度の上昇に伴い延長する傾向がみられた。

【0080】

以上より、湿度制御装置１０３を有する塗布装置１００により湿度を制御しながら塗布すれば、ゲル剤などの含水率の高い液体材料を、途中で塗布条件を変更することなく、一定の塗布径でばらつきなく塗布できるといえる。また湿度が変われば他の条件が同じであっても塗布径が大きく変わるため、湿度制御装置１０３を用いた湿度の制御は重要であるといえる。

【0081】

図１２において湿度の上昇に伴い塗布径が大きくなった。これは塗布針２４の先端に付着する液体材料の量の変化による。つまり低湿度下では液体材料に含まれる水分が多く蒸発したため塗布径が小さくなった。高湿度下では液体材料に含まれる水分の蒸発が押さえられたため塗布径が大きくなった。また塗布液に含まれる水分が多く蒸発すれば塗布液の濃度および粘度が高くなるため、塗布条件により大きな変化をもたらす。このような変化によりパターンのばらつきなどの大きな影響が及ぶ。そこで湿度制御装置１０３を用いた湿度の制御により所望の塗布径のパターンを安定に塗布することができるといえる。

【0082】

また液体材料がゲル化剤を含む細胞含有液である場合、図１２において空間１０２の湿度が８０％である例においては、塗布径を大きくできるばかりでなく、液体材料中に含まれる細胞が生存している状態を維持させることができる。

【0083】

以上に述べた実施の形態に含まれる各例に記載した特徴を、技術的に矛盾のない範囲で適宜組み合わせるように適用してもよい。

【0084】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0085】

１ Ｘ軸テーブル、２ Ｙ軸テーブル、３ Ｚ軸テーブル、４ 塗布ユニット、４ａ 上端部、５ 基板、６ 観察光学系、７ ＣＣＤカメラ、８ 操作パネル、９ モニタ、１０ 制御用コンピュータ、２０ 塗布針ホルダ、２１ 塗布材料容器、２４ 塗布針、４１ サーボモータ、４３ カム、４４ 軸受、４５ カム連結板、４６ 可動部、４７ 塗布針ホルダ固定部、４８ 塗布針ホルダ収納部、４９ リニアガイド、５０ バネ、５１，５２ 固定ピン、６１ カム面、６２ 上端フラット領域、６３ 下端フラット領域、１００ 塗布装置、１０１ カバー、１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｅ，１０１Ｆ 壁面、１０１Ｃ，１０１Ｄ，１０１Ｇ，１０１Ｈ 内壁面、１０２ 空間、１０３ 湿度制御装置、１０５ 気体流通路、１０７ 流入口、１０９ 排気口、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ ファン、１１１Ｃ 回転翼、１１１Ｄ 包囲部、１１１Ｅ 脚部、１１３ 湿度センサ、１１５ 土台部、１１７ 衝立部、１１９ 衝立部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】