JP2001093962A

JP2001093962A - 大型基板用位置決め装置

Info

Publication number: JP2001093962A
Application number: JP27035099A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Hasegawa; 豊長谷川; Hiromi Nakamura; 弘洋中村; Shogo Serizawa; 祥吾芹澤
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 1999-09-24
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】十分な剛性を備えるとともに、位置決め作業
に要する時間が短く、且つ、高い位置決め精度を備えた
大型基板用位置決め装置を提供する。【解決手段】ベース５上には矩形のテーブル１０が固
定されている。テーブル１０の上面に形成されている気
孔１５内を減圧することにより、テーブル１０上にワー
ク１が吸着される。テーブル１０の周囲にはフレーム２
０が配置されている。フレーム２０はベース５上に静圧
軸受を介して支持され、アクチュエータ３０によって水
平面内で移動させることができる。フレーム２０上に
は、ワーク１の周囲を取り囲む様にクランプ機構５０が
配置されている。各駆動軸５２を前進させ、その先端の
弾性緩衝部材５５をワーク１の端面に押し付けることに
よって、ワーク１がフレーム２０に保持される。ワーク
１の位置決めは、ワーク１をフレーム２０によって保持
した後、テーブル１０上に浮上させた状態で行われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水平面内で平板状
の基板の位置決めを行う際に使用される位置決め装置に
係り、特に、大型の基板の位置決めにおいて、高い位置
決め精度が要求される場合に好適な装置の構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】大型液晶表示パネルあるいは大型プラズ
マディスプレイパネルなどの様な、大型の平面表示装置
を製造する際、大面積の基板の表面に、印刷あるいは型
成形を応用した方法によって、凹凸による二次元的なパ
ターンを形成することが行われている。

【０００３】従来、上記の様な大面積の基板の表面に二
次元的なパターンを形成する場合、大形の移動式のテー
ブルを備えた位置決め装置を使用し、このテーブルの上
に基板を固定し、アクチュエータを用いてテーブルを水
平面内で移動させて、版または成形型に対する基板の位
置決めを行っていた。

【０００４】（従来技術の問題点）上記の様な大型の平
面表示装置を製造する場合、上記パターンの位置精度及
び形状精度について高度な仕様が要求される。その様な
場合、テーブルに対して高い剛性が要求されるので、テ
ーブルの厚さが増大してその重量も増大する。これに伴
い、テーブルのスライド支持機構及びテーブルの移動に
使用されるアクチュエータなども大型化し、装置の製作
コストの増大を招くとともに、装置の設置場所について
の制約も増大する。

【０００５】更に、装置の大型化に伴ない、テーブルの
移動速度が遅くなって位置決めに要する時間が増大し、
装置の生産性が低下する。また、位置決めの精度につい
ても、十分な精度を確保することが次第に困難になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の様な
従来の大型基板用の位置決め装置の問題点に鑑み成され
たもので、本発明の目的は、十分な剛性を備えるととも
に、構成要素の大型化あるいは位置決めに要する時間の
増大を招くことがなく、且つ、高い位置決め精度を実現
することができる位置決め装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の大型基板用位置
決め装置は、ベースと、ベース上に固定され、上面に複
数の気孔が形成され、これらの気孔内を減圧することに
よって上面に平板状の基板を吸着して保持し、これらの
気孔内を加圧することによって上面から平板状の基板を
浮上させるテーブルと、テーブルの周囲を取り囲む様に
配置され、ベース上に固定された支持機構に静圧軸受を
介して支持された枠状のフレームと、ベース上に設けら
れ、水平面内におけるフレームの位置及び回転角度の調
整を行うフレーム移動手段と、基板の周囲を取り囲む様
にフレーム上に複数個配置され、先端部を基板の端面に
接触させることによって、水平面内における基板の位置
及び回転角度を拘束するクランプ機構とを備え、前記ク
ランプ機構は、対応する基板の端面に対して垂直方向に
移動する駆動軸と、駆動軸の先端部に設けられ、対応す
る基板の端面に接触し、上下方向に弾性変形が可能な弾
性緩衝部材と、駆動軸の移動を拘束するストッパ機構
と、を備えていることを特徴とする。

【０００８】水平面内での基板の位置決めは、本発明の
位置決め装置を使用して、以下の様に行われる。

【０００９】基板をテーブルの上に置いた後、テーブル
の上面に形成されている気孔内を減圧して、基板をテー
ブルの上面に固定する。次に、基板の周囲を取り囲む様
に配置されている各クランプ機構を駆動し、各駆動軸
を、その先端部に設けられている弾性緩衝部材を介し
て、対応する基板の端面に対して押し付ける。この状態
で、ストッパ機構を作動させて各駆動軸の移動を拘束す
る。これによって、基板は、テーブルの周囲を取り囲む
様に配置されているフレームに対して、その水平方向の
相対位置及び回転角度が固定される。

【００１０】次に、テーブルの上面に形成されている気
孔内を加圧して、基板をテーブルの上面から浮上させ
る。なお、基板は、その端面において前記弾性緩衝部材
を介して各クランプ機構によって保持されているので、
上下方向の微小移動が可能であり、テーブルの上面から
浮上させることができる。この状態で、フレーム移動手
段を駆動して、フレームとともに水平面内における基板
の位置及び回転角度を調整することによって、基板の位
置決めを行う。

【００１１】最後に、テーブルの上面に形成されている
気孔内を減圧して、再度、基板をテーブルの上面に固定
する。これによって、水平面内での基板の位置決めが終
了する。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１に、本発明に基づく位置決め
装置の概略構成を示す。図中、１はワーク（平板状の基
板）、５はベース、１０はテーブル、１５は気孔、２０
はフレーム、３０はアクチュエータ（フレーム移動手
段）、４０は支持機構、５０はクランプ機構、５２は駆
動軸、５３はストッパ機構、５５は弾性緩衝部材を表
す。

【００１３】ベース５の中央にはベースプレート１１が
据え付けられ、ベースプレート１１の上面には矩形のテ
ーブル１０が固定されている。テーブル１０の上面には
多数の気孔１５が形成されており、これらの気孔１５
は、テーブル１０の内部に設けられた通気経路１３を介
して、外部の給排気装置（図示せず）に接続されてい
る。平板状のワーク１をテーブル１０の上に置いた後、
気孔１５内を減圧することによって、ワーク１が吸着さ
れてテーブル１０の上面に固定される。

【００１４】テーブル１０の周囲を取り囲む様に、矩形
の枠状のフレーム２０が配置されている。このフレーム
２０は、後述する様に、ベース５上に固定された支持機
構４０に静圧軸受を介して支持されている。

【００１５】フレーム２０の下には３台のアクチュエー
タ３０が配置されている。これらのアクチュエータ３０
もベース５上に支持されている。アクチュエータ３０の
可動部は、フレーム２０の下面に取り付けられた受台２
３を介して、フレーム２０の下面に連結されている。こ
の例では、図２の平面図に示す様に、これらのアクチュ
エータ３０は、フレーム２０の３辺の下側にそれぞれ１
個づつ配置されている。これらのアクチュエータ３０を
駆動することによって、フレーム２０を水平面内におい
て前後方向、左右方向及び回転方向に移動させることが
できる。

【００１６】フレーム２０の上には、ワーク１の周囲を
取り囲む様に、複数のクランプ機構５０が配置されてい
る。この例では、クランプ機構５０は、矩形のフレーム
２０の各辺の上にそれぞれ２個づつ取り付けられてい
る。各クランプ機構５０は、弾性緩衝部材５５、駆動軸
５２、ストッパ機構５３などから構成されている。駆動
軸５２は、対応するワーク１の端面に対して垂直方向に
駆動される。弾性緩衝部材５５は、駆動軸５２の先端部
に取り付けられ、対応するワーク１の端面に接触し、後
述する様に、上下方向に弾性変形することが可能であ
る。ストッパ機構５３は、作動させたときに駆動軸５２
の移動を拘束する役割を担う。各駆動軸５２を前進させ
て、その先端部に取り付けられている弾性緩衝部材５５
を対応するワーク１の端面に押し付けることによって、
フレーム２０に対するワーク１の水平面内における相対
位置が固定される。

【００１７】支持機構４０はベース５上に固定され、フ
レーム２０は静圧軸受を介して支持機構４０によって支
持されている。図２の平面図に示す様に、この例では、
支持機構４０は矩形のフレーム２０の各辺についてそれ
ぞれ２個づつ配置されている。

【００１８】図３に、支持機構４０の構造を示す。各支
持機構４０は下部ブロック４１と上部ブロック４２から
構成され、上部ブロック４２は下部ブロック４１の上に
スペーサ４８を介して２本のボルト４７で固定されてい
る。これらのスペーサ４８によって、下部ブロック４１
と上部ブロック４２との間に間隙が形成され、この間隙
の間にフレーム２０が支持されている。なお、フレーム
２０には、上記のスペーサ４８及びボルト４７が貫通す
るための貫通孔４９が設けられ、スペーサ４８の外周と
貫通孔４９の内周との間には、若干のクリアランス（ワ
ーク１の一辺の０．３％程度）が設けられている。

【００１９】上記の間隙に面して、下部ブロック４１の
上面には多数の気孔４５が形成され、これらの気孔４５
は、下部ブロック４１の内部に形成された通気経路４３
を介して、外部の圧縮空気源（図示せず）に接続されて
いる。同様に、上部ブロック４２の下面には多数の気孔
４６が形成され、これらの気孔４６は、上部ブロック４
２の内部に形成された通気経路４４を介して、外部の圧
縮空気源に接続されている。以上の様にして、下部ブロ
ック４１と上部ブロック４２との間の間隙部に静圧軸受
が形成されている。

【００２０】図４に、弾性緩衝部材５５の断面構造を示
す。この弾性緩衝部材５５は、クランプ機構５０の駆動
軸５２の先端部に取り付けられ、ワーク１の端面に直接
接触する部分となる。

【００２１】弾性緩衝部材５５は、駆動軸５２の軸方向
に対して平行な断面形状が中空の矩形状であって、内周
の各隅には略円形の断面の溝５６が設けられ、これらの
溝５６によって各角部に薄肉部５７が形成されている。
また、ワーク１の端面に面する角部から突片５８が伸
び、この突片５８の先端がワーク１の端面に押し当てら
れる様になっている。ワーク１の浮上あるいは吸着の
際、弾性緩衝部材５５の各角部に形成された上記の薄肉
部５７が弾性変形することによって、突片５８が上下方
向に微小移動し、これによりワーク１の上下方向の移動
が円滑に行われる様になっている。

【００２２】次に、上記の位置決め装置を使用して水平
面内でワークの位置決めを行う手順について説明する。

【００２３】先ず、ワーク１をテーブル１０の上に置い
た後、テーブル１０の上面に形成されている気孔１５内
を減圧して、ワーク１をテーブル１０の上面に固定す
る。

【００２４】次に、ワーク１の周囲を取り囲む様に配置
されている各クランプ機構５０を駆動し、各駆動軸５２
を、先端部に取り付けられている弾性緩衝部材５５を介
して、対応するワーク１の端面に押し付ける。この状態
で、ストッパ機構５３を作動させて各駆動軸５２の移動
を拘束する。これによって、ワーク１はフレーム２０に
対して水平方向の相対位置及び回転角度が固定される。

【００２５】次に、テーブル１０の上面に形成されてい
る気孔１５内を加圧して、ワーク１の全体をテーブル１
０の上面から５〜１０μｍ程度、浮上させる。なお、ワ
ーク１は、その端面において前述の弾性緩衝部材５５を
介して各クランプ機構５０によって保持されているの
で、上下方向の微小移動が可能であり、全体をテーブル
１０の上面から浮上させることができる。

【００２６】この状態で、アクチュエータ３０を駆動し
て、水平面内におけるフレーム２０の位置及び回転角度
を調整することによって、フレーム２０に保持されてい
るワーク１の位置決めを行う。ワーク１がテーブル１０
の上面から浮上し、且つ、フレーム２０が静圧軸受を介
して支持機構４０によって支持されているので、ワーク
１をフレーム２０などとともに僅かな力で移動させるこ
とができる。

【００２７】最後に、テーブル１０の上面に形成されて
いる気孔１５内を減圧して、再度、ワーク１をテーブル
１０の上面に固定する。これによって、水平面内でのワ
ーク１の位置決め工程が終了する。その後、ワーク１に
対して次工程の作業、即ち、印刷あるいは成形加工など
が行われる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の位置決め装置によれば、水平面
内における基板の位置決めを行う際、基板をテーブル上
に浮上させてテーブルから引き離しているので、テーブ
ルを移動させる必要がない。このため、テーブルをべー
ス上に固定したままにすることができるので、テーブル
の剛性を比較的容易に確保することができる。その結
果、後続工程である印刷あるいは成形加工の際の精度を
高めることができる。

【００２９】また、位置決めのために基板を水平面内で
移動する際、基板はフレームの内側に保持されるが、フ
レームに対して余り大きな剛性は要求されない。従っ
て、基板、フレーム及びクランプ機構等を含めた移動重
量を、基板をテーブルとともに移動する従来の場合と比
べて大幅に小さくすることができる。このため、基板の
移動速度が低い値に制限されることがない。その結果、
基板の位置決め作業に要する時間を短くすることができ
る。

【００３０】更に、基板及びフレームなどの移動に必要
な力も小さくて済むので、使用されるフレーム移動手段
も比較的小型なもので足りる

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく位置合わせ装置の概略構成を示
す縦断面図。

【図２】図１の概略平面図。

【図３】図１のＡ−Ａ部の断面図。

【図４】クランプ機構の構造を示す断面図。

【符号の説明】

１・・・ワーク（平板状の基板）、５・・・ベース、１０・・・テーブル、１１・・・ベースプレート、１３・・・通気経路、１５・・・気孔、２０・・・フレーム、２３・・・受台、３０・・・アクチュエータ（フレーム移動手段）、４０・・・支持機構、４１・・・下部ブロック、４２・・・上部ブロック、４３、４４・・・通気経路、４５、４６・・・気孔、４７・・・ボルト、４８・・・スペーサ、４９・・・貫通孔、５０・・・クランプ機構、５２・・・駆動軸、５３・・・ストッパ機構、５５・・・弾性緩衝部材、５６・・・溝、５７・・・肉薄部、５８・・・突片。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芹澤祥吾静岡県沼津市大岡2068の３東芝機械テクノ株式会社内Ｆターム(参考） 3C007 FT11 FU02 3C016 DA07 3F061 CB05 CC03 5F031 HA13 HA34 JA32 KA08 LA03 PA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ベースと、ベース上に固定され、上面に複数の気孔が形成され、こ
れらの気孔内を減圧することによって上面に平板状の基
板を吸着して保持し、これらの気孔内を加圧することに
よって上面から平板状の基板を浮上させるテーブルと、テーブルの周囲を取り囲む様に配置され、ベース上に固
定された支持機構に静圧軸受を介して支持された枠状の
フレームと、ベース上に設けられ、水平面内におけるフレームの位置
及び回転角度の調整を行うフレーム移動手段と、基板の周囲を取り囲む様にフレーム上に複数個配置さ
れ、先端部を基板の端面に接触させることによって、水
平面内における基板の位置及び回転角度を拘束するクラ
ンプ機構とを備え、前記クランプ機構は、対応する基板の端面に対して垂直方向に移動する駆動軸
と、駆動軸の先端部に設けられ、対応する基板の端面に接触
し、上下方向に弾性変形が可能な弾性緩衝部材と、駆動軸の移動を拘束するストッパ機構と、を備えていることを特徴とする大型基板用位置決め装
置。
【請求項２】上面に複数の気孔が形成されたテ−ブル
上に平板状の基板を置いた後、前記気孔内を加圧してテ
−ブルの上面から前記基板を浮上させ、この状態で、水
平面内における基板の位置及び回転角度を調整し、次い
で、前記気孔内を減圧することによってテ−ブルの上面
に前記基板を吸着することを特徴とする大型基板用の位
置決め方法。