JP2003047230A - Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus - Google Patents

Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus

Info

Publication number
JP2003047230A
JP2003047230A JP2001226766A JP2001226766A JP2003047230A JP 2003047230 A JP2003047230 A JP 2003047230A JP 2001226766 A JP2001226766 A JP 2001226766A JP 2001226766 A JP2001226766 A JP 2001226766A JP 2003047230 A JP2003047230 A JP 2003047230A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil
linear motor
moving
cooling pipe
mover
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001226766A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuhiro Kawakami
康弘 川上
Takeshi Kobayashi
丈司 小林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Microelectronics Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Microelectronics Co Ltd filed Critical Ricoh Microelectronics Co Ltd
Priority to JP2001226766A priority Critical patent/JP2003047230A/en
Publication of JP2003047230A publication Critical patent/JP2003047230A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Machine Tool Units (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Linear Motors (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive apparatus employing a moving coil type linear motor which can extend an operation life of a cooling pipe for cooling a coil, i.e., a mover, can move the mover at a high speed, and is small in size, low in cost, and light in weight and to provide a beam machining apparatus employing the drive apparatus. SOLUTION: A through-hole 14a in parallel with a moving direction of a Y-table 5Y is formed in a coil supporter 14 and a cooling pipe 18, through which cooling liquid cooling a coil 12Y is circulated, is inserted through the through-hole 14a so as to move relatively to the coil supporter 14. With such constitution, when a coil 12Y, i.e., a mover, is moved, the cooling pipe 18 is not moved following the movement of the coil 12Y and the cooling pipe 18 is not bent or straightened when the coil 12Y is moved, so that the operation life of the cooling pipe 18 can be extended. Further, as the cooling pipe 18 does not function as a load against the movement of the mover, the mover can be moved at a high speed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、リニアモータを用
いた駆動装置、ビーム加工装置に関し、詳しくは、可動
子としてのコイルの励磁により、固定子としての永久磁
石と該可動子との間に発生する推力によって、ワーク載
置用のテーブルやステージ等の移動要素を直線的に移動
させる、可動コイル型(ムービングコイル型)のリニア
モータを用いたリニアモータを用いた駆動装置、及び該
リニアモータを用いた駆動装置を用いて樹脂、セラミッ
ク、金属等のワークを移動させながら、パルスレーザー
ビーム等のパルス状のエネルギービームにより加工する
ビーム加工装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving device and a beam processing device using a linear motor, and more specifically, between a permanent magnet as a stator and the mover by exciting a coil as the mover. A drive device using a linear motor using a moving coil type (moving coil type) linear motor that linearly moves a moving element such as a table for mounting a work or a stage by the generated thrust force, and the linear motor The present invention relates to a beam processing apparatus for processing a work of resin, ceramic, metal or the like by using a driving device using the above, and processing with a pulsed energy beam such as a pulse laser beam.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のリニアモータを用いた駆
動装置として、特開平8−290341号公報、特開平
8−309641号公報、特開平9−140118号公
報、特開2000−218443号公報など、種々のも
のが提案されている。この種の駆動装置に用いるリニア
モータとしては、上記各公報に示されているような上記
コイルを可動子とするムービングコイル型のものと、特
開平8−37772号公報に示されているような上記永
久磁石を可動子とするムービングマグネット型のものと
がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a driving device using this type of linear motor, Japanese Patent Laid-Open No. 8-290341, Japanese Patent Laid-Open No. 8-309641, Japanese Patent Laid-Open No. 9-140118, and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-218443. Various other types have been proposed. As a linear motor used in this type of drive device, a moving coil type motor having the above-mentioned coil as a mover, as disclosed in the above-mentioned respective publications, and a linear motor as disclosed in JP-A-8-37772 are disclosed. There is a moving magnet type using the permanent magnet as a mover.

【0003】上記ムービングマグネット型のリニアモー
タでは、高い推力により可動子の高速移動化を図るため
に高価で磁力の大きなマグネットを使用する必要があ
り、可動子の大型化や重量化及び高コスト化を招く不具
合がある。これに対し、上記ムービングコイル型のリニ
アモータでは、比較的安価且つ軽量なコイルを可動子と
しているので、可動子の小型・軽量化及び低コスト化を
図ることができ、高い推力を比較的容易に得ることがで
きるという利点がある。
In the above-mentioned moving magnet type linear motor, it is necessary to use an expensive magnet having a large magnetic force in order to move the mover at a high speed by a high thrust, so that the mover becomes large, heavy and costly. There is a problem that causes. On the other hand, in the above moving coil type linear motor, since a relatively cheap and lightweight coil is used as the mover, it is possible to reduce the size and weight of the mover and reduce the cost, and it is relatively easy to obtain high thrust. There is an advantage that can be obtained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のリ
ニアモータを用いた駆動装置においては、前記移動要素
を移動させるべく励磁することによりコイルが発熱す
る。この発熱が大きくなり過ぎると、該発熱による基体
やコイル支持体の熱膨張により可動子と固定子とのギャ
ップが変化して推力が不安定になったり、コイルが焼け
たりする。そこで、この種のリニアモータを用いた駆動
装置では、上記コイルを保護し且つ上記基体や移動要素
の熱膨張による可動子と固定子とのギャップの変化を防
止するために、該コイルの周囲あるいは側部に冷却液を
循環させるための流路を形成し、この流路と冷却液供給
装置とを中空のパイプからなる冷却管で接続して、該コ
イルを冷却するように構成している。ここで、上記ムー
ビングマグネット型のリニアモータを用いた駆動装置の
場合には、上記コイルが固定子であるので、上記冷却管
を基体等に固定することで容易に配置することができ
る。
By the way, in the driving device using the linear motor of this type, the coil is heated by exciting the moving element to move it. If this heat generation becomes too large, the gap between the mover and the stator changes due to the thermal expansion of the base body and the coil support due to the heat generation, and the thrust becomes unstable and the coil burns. Therefore, in a drive device using this type of linear motor, in order to protect the coil and prevent a change in the gap between the mover and the stator due to thermal expansion of the base body or the moving element, A flow path for circulating the cooling liquid is formed in the side portion, and this flow path and the cooling liquid supply device are connected by a cooling pipe made of a hollow pipe to cool the coil. Here, in the case of the driving device using the moving magnet type linear motor, since the coil is the stator, it can be easily arranged by fixing the cooling pipe to the base body or the like.

【0005】ところが、上記ムービングコイル型のリニ
アモータを用いた駆動装置の場合には、上記コイルが可
動子であるため、上記冷却管を該可動子の動きに追従し
て移動できるように構成する必要がある。そこで、この
種のムービングコイル型のリニアモータを用いた駆動装
置では、従来、上記冷却管として、ゴムホースのような
可撓性を有するものを使用し、該冷却管を上記コイルと
ともに追従移動可能に構成していた。このため、このよ
うなムービングコイル型のリニアモータを用いた従来の
駆動装置においては、その可動子であるコイルの移動の
度に上記冷却管が屈伸されるため、該冷却管の寿命が著
しく低下し、通常、1年程度で該冷却管を交換しなけれ
ばならないという不具合があった。
However, in the case of the driving device using the moving coil type linear motor, since the coil is a mover, the cooling pipe is configured to be able to move following the movement of the mover. There is a need. Therefore, in a drive device using a moving coil type linear motor of this kind, conventionally, a flexible one such as a rubber hose is used as the cooling pipe, and the cooling pipe can be moved along with the coil. I was making up. Therefore, in the conventional driving device using such a moving coil type linear motor, the cooling pipe is bent and stretched each time the coil, which is the mover, moves, so that the life of the cooling pipe is significantly reduced. However, there is a problem that the cooling pipe must be replaced in about one year.

【0006】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
であり、その目的とするところは、可動子としてのコイ
ルを冷却するための冷却管の寿命を延ばすことができる
小型で安価且つ軽量な該可動子を高速移動できる構成の
ムービングコイル型のリニアモータを用いた駆動装置、
及び該駆動装置を使用したビーム加工装置を提供するこ
とである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a small, inexpensive and lightweight structure which can prolong the life of a cooling pipe for cooling a coil as a mover. A drive device using a moving coil type linear motor having a structure capable of moving the mover at high speed,
And to provide a beam processing apparatus using the driving device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、永久磁石を固定子として基体に
配設し、該永久磁石に対向するコイルを該基体上のリニ
アガイドに沿って移動する移動要素に可動子として配設
し、該コイルの励磁により該固定子と可動子との間に発
生する推力によって、上記移動要素を直線的に移動させ
る可動コイル型のリニアモータを用いた駆動装置におい
て、上記移動要素に、該移動要素の移動方向と平行な貫
通孔を形成し、上記コイルを冷却する冷却液を循環させ
るための冷却管を、該移動要素と相対移動可能に該貫通
孔に挿通させて配設したことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 is to arrange a permanent magnet as a stator on a base body, and to arrange a coil facing the permanent magnet on a linear guide on the base body. A movable coil type linear motor that is arranged as a mover on a moving element that moves along the axis, and linearly moves the moving element by a thrust force generated between the stator and the mover by exciting the coil. In a drive device using the above-mentioned moving element, a through hole parallel to the moving direction of the moving element is formed in the moving element, and a cooling pipe for circulating a cooling liquid for cooling the coil can be moved relative to the moving element. It is characterized in that it is disposed by being inserted into the through hole.

【0008】このリニアモータを用いた駆動装置におい
ては、上記コイルを冷却する冷却液を循環させるための
冷却管を、上記移動要素に形成した貫通孔に、該移動要
素と相対移動可能に挿通させている。これにより、可動
子であるコイルの移動時に、該冷却管に対して移動要素
が相対移動し、該冷却管が該コイルに対して追従移動し
なくなる。従って、このリニアモータを用いた駆動装置
では、コイルの移動時に上記冷却管が屈伸することがな
いので、該冷却管の寿命を延ばすことができる。また、
上記移動要素に上記冷却管を挿通させるための貫通孔が
形成されることにより、該移動要素が軽量化される。更
に、従来の移動装置のように上記コイルの周辺に冷却管
を屈曲可能に這い回す必要がないので、可動子の移動ス
ペースを小さくすることができ、装置本体を小型且つ安
価に構成することができるようになる。また、上記冷却
管が可動子の移動時における負荷として作用しないの
で、該可動子を高速で移動させることができるようにな
る。
In the driving device using this linear motor, a cooling pipe for circulating a cooling liquid for cooling the coil is inserted into a through hole formed in the moving element so as to be movable relative to the moving element. ing. As a result, when the coil that is the mover moves, the moving element relatively moves with respect to the cooling pipe, and the cooling pipe does not follow the coil. Therefore, in the drive device using this linear motor, the cooling pipe does not bend or expand when the coil moves, so that the life of the cooling pipe can be extended. Also,
By forming a through hole for inserting the cooling pipe in the moving element, the moving element is reduced in weight. Further, unlike the conventional moving device, since it is not necessary to crawl the cooling pipe around the coil so as to be bendable, the moving space of the mover can be reduced, and the device body can be made compact and inexpensive. become able to. Further, since the cooling pipe does not act as a load when the mover moves, the mover can be moved at high speed.

【0009】請求項2の発明は、請求項1のリニアモー
タを用いた駆動装置において、上記リニアモータは、上
記永久磁石と上記コイルとで構成される2つのモータユ
ニットを備え、各モータユニットの各永久磁石と各コイ
ルとを、上記基体に形成した空間の、互いに面対称とな
る部位に配置したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, in the drive device using the linear motor according to the first aspect, the linear motor includes two motor units composed of the permanent magnet and the coil, and each of the motor units includes Each of the permanent magnets and each of the coils is arranged in a plane-symmetrical portion of the space formed in the base body.

【0010】このリニアモータを用いた駆動装置におい
ては、上記各モータユニットの各永久磁石と各コイルと
を、上記基体に形成した空間の、互いに面対称となる部
位に配置したので、各モータユニットのコイルの励磁に
より上記固定子と可動子との間に発生する磁界により、
上記移動体と基体とを引き寄せる各モータユニットの磁
気吸引力(または、移動体と基体とを引き離す磁気反発
力)が互いに相殺される。従って、このリニアモータを
用いた駆動装置では、請求項1の作用に加え、上記磁気
吸引力または磁気反発力に基づく上記リニアガイドの摺
動部への押し付け荷重が軽減されるようになり、上記移
動要素を剛性の低いもので構成することが可能になる。
これにより、上記可動部の軽量化を図ることができるよ
うになり、小型なモータユニットにより大きな推力を得
ることができ、上記可動部を更に高速移動させることが
できるようになる。
In the drive device using this linear motor, since the permanent magnets and the coils of the motor units are arranged in the space formed in the base body so as to be plane-symmetrical to each other, each motor unit is arranged. By the magnetic field generated between the stator and the mover due to the excitation of the coil of
The magnetic attraction forces of the respective motor units that attract the moving body and the base body (or the magnetic repulsive forces that separate the moving body and the base body) cancel each other out. Therefore, in the drive device using this linear motor, in addition to the effect of claim 1, the pressing load on the sliding portion of the linear guide due to the magnetic attraction force or magnetic repulsion force is reduced, and It is possible to configure the moving element with a low rigidity.
As a result, the weight of the movable portion can be reduced, a large thrust can be obtained by the small motor unit, and the movable portion can be moved at a higher speed.

【0011】請求項3の発明は、請求項2のリニアモー
タを用いた駆動装置において、上記2つのモータユニッ
トの各永久磁石の離間距離を、各永久磁石の磁極配置に
よる磁力が互いに影響し合わない距離に設定したことを
特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, in the drive device using the linear motor according to the second aspect, the magnetic force due to the magnetic pole arrangement of the permanent magnets affects the distance between the permanent magnets of the two motor units. The feature is that the distance is not set.

【0012】このリニアモータを用いた駆動装置におい
ては、上記各モータユニットの固定子である各永久磁石
同士の磁力による影響を解消できる。これにより、各永
久磁石のマグネットの磁極配置を、互いの磁力が相殺さ
れるような磁極配置にしなくてもよくなり、各永久磁石
を簡素且つ安価に構成できるようになる。
In the drive device using this linear motor, the influence of the magnetic force of the permanent magnets, which are the stators of the motor units, can be eliminated. As a result, the magnetic poles of the permanent magnets do not have to be arranged such that the magnetic forces of the permanent magnets cancel each other out, and the permanent magnets can be configured simply and at low cost.

【0013】請求項4の発明は、請求項1、2または3
のリニアモータを用いた駆動装置において、上記冷却管
を、ステンレス鋼で形成したことを特徴とするものであ
る。
The invention of claim 4 is the invention of claim 1, 2 or 3.
In the driving device using the linear motor, the cooling pipe is made of stainless steel.

【0014】このリニアモータを用いた駆動装置におい
ては、上記冷却管の冷却液に対する耐腐食性が向上され
るので、該冷却管の寿命を更に延ばすことができる。
In the drive device using this linear motor, the corrosion resistance of the cooling pipe to the cooling liquid is improved, so that the life of the cooling pipe can be further extended.

【0015】請求項5の発明は、請求項1、2、3また
は4のリニアモータを用いた駆動装置において、上記冷
却管を、上記貫通孔に設けたボールブッシュにより支持
したことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, in the drive unit using the linear motor according to the first aspect, the cooling pipe is supported by a ball bush provided in the through hole. It is a thing.

【0016】このリニアモータを用いた駆動装置におい
ては、上記ボールブッシュにより上記冷却管と、上記移
動要素の貫通孔との接触を確実に回避できるようにな
り、上記可動子の円滑な移動を確保できるようになり、
上記可動子の高速移動化を図ることができるようにな
る。
In the drive device using the linear motor, the ball bushing can surely avoid the contact between the cooling pipe and the through hole of the moving element, thereby ensuring smooth movement of the mover. To be able to
The mover can be moved at high speed.

【0017】請求項6の発明は、パルス状のエネルギー
ビームを繰り返し出射するビーム源と、該ビーム源から
出射されたエネルギービームを加工対象物に案内して照
射するビーム照射手段と、該加工対象物と該加工対象物
に対する該エネルギービームの照射ポイントとを相対移
動させる相対移動手段と、加工制御データに基づいて該
ビーム源及び該相対移動手段を制御する制御手段とを備
えたビーム加工装置において、上記相対移動手段とし
て、請求項1、2、34または5のリニアモータを用い
た駆動装置を使用することを特徴とするものである。
According to a sixth aspect of the present invention, a beam source that repeatedly emits a pulsed energy beam, a beam irradiation means that guides and irradiates an energy beam emitted from the beam source to an object to be processed, and the object to be processed. A beam processing apparatus comprising: a relative moving unit that relatively moves an object and an irradiation point of the energy beam with respect to the processing target; and a control unit that controls the beam source and the relative moving unit based on processing control data. The driving device using the linear motor according to claim 1, 2, 34 or 5 is used as the relative moving means.

【0018】このビーム加工装置においては、小型・軽
量で安価な構成のムービングコイル型のリニアモータを
上記相対移動手段としているので、上記加工対象物を高
速で移動させることができるビーム加工装置を提供する
ことができるようになる。
In this beam processing apparatus, since the moving coil type linear motor having a small size, light weight and inexpensive structure is used as the relative moving means, a beam processing apparatus capable of moving the object to be processed at high speed is provided. You will be able to.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明を、上記ムービング
コイル型のリニアモータを用いたビーム加工装置として
のITO薄膜形成装置に実施した実施形態について説明
する。このITO薄膜加工装置は、ハイブリッド型のタ
ッチパネルの絶縁性透明基板上に形成された透明導電膜
の一部を、スリット状に除去して透明電極を形成する透
明導電膜のビーム加工を行う装置である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to an ITO thin film forming apparatus as a beam processing apparatus using the moving coil type linear motor will be described below. This ITO thin film processing device is a device for beam processing of a transparent conductive film which forms a transparent electrode by removing a part of the transparent conductive film formed on an insulating transparent substrate of a hybrid type touch panel in a slit shape. is there.

【0020】図1は、本発明に係るITO薄膜加工装置
の概略構成図である。このITO薄膜加工装置は、パル
ス状のエネルギービームとしてのパルスレーザ光を繰り
返し出射するビーム源としてのYAGレーザ装置1と、
YAGレーザ装置1から出射されたパルスレーザ光をワ
ークである加工対象物に案内して照射するビーム照射手
段2と、加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギ
ービームの照射ポイントとを相対移動させる相対移動手
段としてのXYテーブル5と、加工制御データに基づい
てYAGレーザ装置1及びXYテーブル5を制御する制
御手段しての制御システム6とを備えている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an ITO thin film processing apparatus according to the present invention. This ITO thin film processing apparatus includes a YAG laser device 1 as a beam source that repeatedly emits pulsed laser light as a pulsed energy beam,
The beam irradiation means 2 for guiding and irradiating the pulsed laser light emitted from the YAG laser device 1 to the object to be processed, which is a workpiece, and the object to be processed and the irradiation point of the energy beam to the object to be processed are moved relative to each other. An XY table 5 as a relative moving means and a control system 6 as a control means for controlling the YAG laser device 1 and the XY table 5 based on the processing control data are provided.

【0021】上記YAGレーザ発信装置1は、YAGロ
ッド101a及びQスイッチ101bを内蔵したレーザ
ヘッド101と、Qスイッチ101bを駆動するQスイ
ッチ駆動部102と、レーザヘッド101内のYAGロ
ッド101aにレーザ発振用の駆動電流を供給するレー
ザ電源103とを有している。上記Qスイッチ駆動部1
02は、制御システム6から送られてきたレーザ制御信
号に基づいて、レーザヘッド101内のQスイッチ10
1bを駆動する。Qスイッチ101bをオンすると、レ
ーザヘッド101から近赤外光(波長λ=1064n
m)からなるパルスレーザ光が出射される。上記Qスイ
ッチ駆動部102に入力するパルス状のレーザ制御信号
の繰り返し周波数は20Hz〜20kHz(周期=50
msec〜0.05msec)の範囲で変化させること
ができ、また、上記レーザ制御信号のパルス幅は80〜
500nsecの範囲で変化させることができる。この
Qスイッチ駆動部102でレーザヘッド101内のQス
イッチ101bを駆動することにより、上記繰り返し周
波数が500Hz〜5kHzの範囲内で、レーザヘッド
101からパルスレーザ光を出射することができる。
The YAG laser transmission device 1 includes a laser head 101 having a YAG rod 101a and a Q switch 101b built therein, a Q switch drive section 102 for driving the Q switch 101b, and a laser oscillation at the YAG rod 101a in the laser head 101. And a laser power supply 103 for supplying a driving current for the laser. The Q switch driver 1
02 is a Q switch 10 in the laser head 101 based on the laser control signal sent from the control system 6.
Drive 1b. When the Q switch 101b is turned on, near-infrared light (wavelength λ = 1064n
m) is emitted. The repetition frequency of the pulsed laser control signal input to the Q switch driver 102 is 20 Hz to 20 kHz (cycle = 50).
msec to 0.05 msec), and the pulse width of the laser control signal is 80 to
It can be changed within the range of 500 nsec. By driving the Q switch 101b in the laser head 101 with this Q switch driving unit 102, pulse laser light can be emitted from the laser head 101 within the repetition frequency range of 500 Hz to 5 kHz.

【0022】上記レーザヘッド101内のYAGロッド
101aは、希土類元素のNd(ネオジウム)をドープ
したYAG(イットリウム、アルミニウム、ガーネッ
ト)結晶であり、フラッシュランプや半導体レーザ等の
図示しない励起源で励起される。このYAGロッド10
1aは、希土類元素のNb(ネオジウム)をドープした
YAG(イットリウム、アルミニウム、ガーネット)結
晶であり、フラッシュランプや半導体レーザ等の図示し
ない励起源は、レーザ電源103から駆動電流Idが供
給されることにより駆動される。このレーザ電源103
からYAGロッド101aの励起源に供給される駆動電
流Idは、制御システム6からレーザ電源103に送ら
れてくる制御指令に基づいて変更することができ、これ
により、YAGレーザ発信装置1から出射されるパルス
レーザ光の出力を変更することができる。
The YAG rod 101a in the laser head 101 is a YAG (yttrium, aluminum, garnet) crystal doped with a rare earth element Nd (neodymium) and is excited by an excitation source (not shown) such as a flash lamp or a semiconductor laser. It This YAG rod 10
Reference numeral 1a is a YAG (yttrium, aluminum, garnet) crystal doped with a rare earth element Nb (neodymium), and a driving current Id is supplied from a laser power source 103 to an excitation source (not shown) such as a flash lamp or a semiconductor laser. Driven by. This laser power source 103
The driving current Id supplied from the YAG rod 101a to the excitation source of the YAG rod 101a can be changed based on a control command sent from the control system 6 to the laser power source 103. The pulsed laser light output can be changed.

【0023】上記ビーム照射手段2は、パルスレーザ光
をガイドするステップインデックス型の光ファイバ20
1と、光ファイバ201でガイドされてきたパルスレー
ザ光を集光して加工対象物に照射するレーザ照射ヘッド
202とを用いて構成されている。
The beam irradiation means 2 is a step index type optical fiber 20 for guiding a pulsed laser beam.
1 and a laser irradiation head 202 that condenses the pulsed laser light guided by the optical fiber 201 and irradiates the object to be processed.

【0024】ITO(インジウム酸化スズ)からなる加
工対象物としての透明導電膜4が表面に形成された透明
ガラスや透明プラスチック材(例えばPET、ポリカー
ボネート)からなる透明絶縁性基板3は、XYテーブル
5のリニアモータ502で駆動される載置台501上
に、図示しない吸引及び機械的なクランプ機構等によっ
て固定される。この透明絶縁性基板3が固定された載置
台501を駆動するリニアモータ502を制御システム
6で制御することにより、上記透明導電膜4が形成され
た透明絶縁性基板3を、上記パルスレーザ光の照射方向
に垂直な仮想面内で互いに直交するX方向及びY方向
(図中の紙面に垂直な方向)に2次元的に移動させるこ
とができる。
The transparent insulating substrate 3 made of transparent glass or transparent plastic material (for example, PET or polycarbonate) on the surface of which a transparent conductive film 4 made of ITO (indium tin oxide) is formed is an XY table 5. It is fixed on the mounting table 501 driven by the linear motor 502 by a suction and mechanical clamp mechanism (not shown). By controlling the linear motor 502 that drives the mounting table 501 to which the transparent insulating substrate 3 is fixed by the control system 6, the transparent insulating substrate 3 on which the transparent conductive film 4 is formed is irradiated with the pulse laser light. It is possible to two-dimensionally move in an X direction and a Y direction (directions perpendicular to the paper surface in the drawing) orthogonal to each other in a virtual plane perpendicular to the irradiation direction.

【0025】また、加工速度、XYテーブルの加速度、
加工精度をより向上させるために、XYテーブル5につ
いては、発泡チタン、マグネジウム、酸化アルミナ系、
アルミ合金系の超軽量素材で形成することが好ましい。
Further, the processing speed, the acceleration of the XY table,
In order to further improve the processing accuracy, for the XY table 5, titanium foam, magnesium, alumina oxide,
It is preferable to use an ultra-light aluminum alloy material.

【0026】また、載置台501の内部に貫通孔を形成
して軽量化を図ってもよい。この貫通孔は、絶縁性透明
基板3と透明導電膜4との一体物がシート状のものであ
る場合の真空チャック用の気流経路を兼ねることもでき
る。載置台501については、絶縁性透明基板3の少な
くともパルスレーザ光が照射される部分の下側に凹部を
形成し、絶縁性透明基板3の下面と載置台501の上面
との間の距離をできるだけ長くするように構成すること
が好ましい。かかる構成により、絶縁性透明基板3を通
過して載置台501の表面で反射した反射レーザーが透
明導電膜4にあたることによってその加工に悪影響を及
ぼすことを抑制することができる。
Further, a through hole may be formed inside the mounting table 501 to reduce the weight. The through hole can also serve as an air flow path for a vacuum chuck when the insulating transparent substrate 3 and the transparent conductive film 4 are in the form of a sheet. Regarding the mounting table 501, a concave portion is formed at least under the portion of the insulating transparent substrate 3 where the pulse laser light is irradiated, and the distance between the lower surface of the insulating transparent substrate 3 and the upper surface of the mounting table 501 is set as much as possible. It is preferable to make it longer. With this configuration, it is possible to prevent the reflected laser that has passed through the insulating transparent substrate 3 and reflected on the surface of the mounting table 501 from hitting the transparent conductive film 4 and adversely affecting the processing.

【0027】また、本実施形態では、上記XYテーブル
5に、移動距離検出パルス信号生成手段としてのリニア
スケール503が取り付けられている。このリニアスケ
ール503は、X方向及びY方向の2方向のそれぞれに
ついて設けられ、上記透明絶縁性基板3が載置された載
置台501のX方向及びY方向の一定距離の移動ごとに
移動距離検出パルス信号を生成する。この移動距離検出
パルス信号をカウントすることにより、上記透明絶縁性
基板3が載置された載置台501の移動距離がわかる。
本実施形態では、この移動距離検出パルス信号に基づい
て、上記透明絶縁性基板3が載置された載置台501の
移動距離に同期させて各パルスレーザ光の照射タイミン
グを制御している。
Further, in this embodiment, a linear scale 503 as a moving distance detection pulse signal generating means is attached to the XY table 5. The linear scale 503 is provided in each of the two directions of the X direction and the Y direction, and the moving distance is detected every time the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted is moved by a constant distance in the X direction and the Y direction. Generate a pulse signal. By counting the moving distance detection pulse signal, the moving distance of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted can be known.
In the present embodiment, the irradiation timing of each pulse laser beam is controlled in synchronization with the moving distance of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted, based on the moving distance detection pulse signal.

【0028】本実施形態では、上記リニアスケール50
3としては、目盛格子が互いに形成されたスケールと走
査板とを非接触対向させて組み合わせることにより0.
5μm〜1.0μm程度の分解能が得られるもの(例え
ば、ハイデンハイン株式会社製のオープンタイプ測長シ
ステム:商品名)を用いている。ここで、例えばリニア
スケール503の分解能が1μmのときは1μmごとに
1パルス出力されるので、上記透明絶縁性基板3が載置
された載置台501の移動速度が1m/secの場合
は、1MHzの周波数(周期=1μsec)で移動距離
検出パルス信号が出力される。なお、上記リニアスケー
ル503は、加工精度や加工速度等の条件に応じて最適
なものを適宜選択して用いられる。また、上記移動距離
検出パルス信号生成手段は、X方向及びY方向の2方向
のそれぞれについて上記透明絶縁性基板3が載置された
載置台501の一定距離の移動ごとに移動距離検出パル
ス信号を生成するものであればよく、上記特定のリニア
スケールに限定されるものではない。
In the present embodiment, the linear scale 50 described above is used.
As for No. 3, by combining the scale and the scanning plate, which have graduation gratings formed on each other, in a non-contact opposed relationship,
A device capable of obtaining a resolution of about 5 μm to 1.0 μm (for example, an open type length measuring system manufactured by HEIDENHAIN CORPORATION: trade name) is used. Here, for example, when the resolution of the linear scale 503 is 1 μm, one pulse is output every 1 μm. Therefore, when the moving speed of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted is 1 m / sec, 1 MHz. The moving distance detection pulse signal is output at the frequency (cycle = 1 μsec). The linear scale 503 is appropriately selected and used according to conditions such as machining accuracy and machining speed. Further, the moving distance detection pulse signal generating means outputs a moving distance detection pulse signal for each fixed distance movement of the mounting table 501 on which the transparent insulating substrate 3 is mounted in each of the X direction and the Y direction. It may be generated as long as it is generated, and is not limited to the above specific linear scale.

【0029】上記制御システム6は、ビーム加工装置全
体を監視するとともに加工制御データとしてのCAM
(Computer Aided Manufacturing)データに基づいて各
部に制御指令を出すパーソナルコンピュータ等からなる
上位コンピュータ装置601と、テーブル駆動制御装置
(シーケンサ)602と、同期連動型運転用の制御回路
基板603とを用いて構成されている。
The control system 6 monitors the entire beam processing apparatus and CAM as processing control data.
(Computer Aided Manufacturing) Using a host computer device 601 including a personal computer that issues a control command to each unit based on data, a table drive control device (sequencer) 602, and a control circuit board 603 for synchronous interlocking type operation It is configured.

【0030】上記CAMデータは、CAD(Computer A
ided Design)のデータに基づいてビーム加工装置の装
置パラメータを考慮して生成され、例えば線分形状の各
加工要素について照射ポイントのピッチと加工開始
点の座標と加工終了点の座標とが1組となったデータ
構造となっている。
The CAM data is CAD (Computer A
It is generated in consideration of the device parameters of the beam processing device based on the data of the ided design), and for example, for each processing element of the line segment shape, the pitch of the irradiation point, the coordinates of the processing start point, and the coordinates of the processing end point are one The data structure is as follows.

【0031】上位コンピュータ装置601は、ユーザが
加工速度Voのデータを入力するための加工速度入力手
段、及びユーザが入力した加工速度Voのデータに基づ
いてXYテーブル5の載置台501の駆動条件とパルス
レーザ光の照射条件とを設定する加工条件設定手段とし
ても用いられる。上位コンピュータ装置601に上記C
AMデータが保存されたFDなどの記録媒体がセットさ
れCAMデータが読み込まれる。このCAMデータの読
み込みとともに、ユーザが希望する加工速度のデータが
上位コンピュータ装置601に入力される。なお、上記
載置台501の最大移動速度である加工速度について
は、予め実験などで求められたデータに基づいて、上限
値Vmaxが設定されており、ユーザが入力した加工速度
Voの値が上限値Vmaxを超えている場合は、上位コンピ
ュータ装置601のディスプレイ上に、入力値が上限値
Vmaxを超えている旨の警告メッセージと、加工速度デ
ータの再入力を促すメッセージが表示される。
The host computer device 601 has a processing speed input means for the user to input data of the processing speed Vo, and a driving condition of the mounting table 501 of the XY table 5 based on the processing speed Vo data inputted by the user. It is also used as a processing condition setting means for setting the irradiation condition of the pulsed laser light. The above-mentioned C is added to the host computer 601.
A recording medium such as an FD in which AM data is stored is set and CAM data is read. Along with the reading of the CAM data, the processing speed data desired by the user is input to the host computer 601. Regarding the processing speed, which is the maximum movement speed of the mounting table 501, the upper limit value Vmax is set based on the data obtained in advance by experiments, and the value of the processing speed Vo input by the user is the upper limit value. If it exceeds Vmax, a warning message indicating that the input value exceeds the upper limit value Vmax and a message prompting re-input of the machining speed data are displayed on the display of the host computer 601.

【0032】上記上位コンピュータ装置601では、上
記CAMデータとユーザが入力した加工速度Voとに基
づき、各加工要素ごとに、XYテーブル5の載置台5
01の移動開始点及び移動終了点の座標、載置台50
1の加速領域における正の加速度α及び減速領域におけ
る負の加速度β、載置台501の最大移動速度(=加
工速度)、上記パルスレーザ光の照射条件としてのレ
ーザ電源103から供給される駆動電流Id、などのデ
ータが算出され、所定の記憶領域に記憶される。これら
のデータの算出には、予め実験などで求められた最適範
囲を含むデータテーブルが用いられる。
In the host computer 601, the mounting table 5 of the XY table 5 is prepared for each machining element based on the CAM data and the machining speed Vo input by the user.
01 movement start point and movement end point coordinates, mounting table 50
The positive acceleration α in the acceleration region 1 and the negative acceleration β in the deceleration region, the maximum moving speed (= processing speed) of the mounting table 501, and the drive current Id supplied from the laser power source 103 as the irradiation condition of the pulsed laser light. Data such as, is calculated and stored in a predetermined storage area. For the calculation of these data, a data table including an optimum range obtained in advance by experiments or the like is used.

【0033】上記テーブル駆動制御装置602は、上位
コンピュータ装置601から送られてきた制御指令に基
づいて、リニアモータ502の駆動を制御するものであ
る。このテーブル駆動制御部602は、例えばリニアモ
ータ502がサーボモータのときはサーボコントローラ
を用いて構成され、またリニアモータ502がパルスモ
ータのときはパルスコントローラを用いて構成される。
The table drive control device 602 controls the drive of the linear motor 502 based on the control command sent from the host computer device 601. The table drive control unit 602 is configured using, for example, a servo controller when the linear motor 502 is a servo motor and a pulse controller when the linear motor 502 is a pulse motor.

【0034】上述のように、上記ITO薄膜形成装置に
よれば、ユーザが入力した加工速度に基づいて、XYテ
ーブル5の駆動条件及びパルスレーザ光の繰り返し周波
数Frを設定するとともに、YAGレーザ装置1の駆動
電流Idを最適範囲に設定しているので、過不足なく均
一なスリット加工が可能となる。また、XYテーブル5
の載置台501の移動距離に同期するようにパルスレー
ザ光の照射タイミングを制御しているので、載置台50
1の移動速度が何らかの理由により変化した場合でも、
透明絶縁性基板3上の透明導電膜4に照射されるパルス
レーザ光の照射スポットのピッチが変化しないので、加
工幅が一定の均一なスリット加工が可能となる。
As described above, according to the ITO thin film forming apparatus, the driving conditions of the XY table 5 and the repetition frequency Fr of the pulsed laser light are set based on the processing speed input by the user, and the YAG laser apparatus 1 is also used. Since the drive current Id is set to the optimum range, uniform slit processing can be performed without excess or deficiency. Also, XY table 5
Since the irradiation timing of the pulsed laser light is controlled so as to be synchronized with the moving distance of the mounting table 501,
Even if the moving speed of 1 changes for some reason,
Since the pitch of the irradiation spot of the pulsed laser light with which the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3 is irradiated does not change, uniform slit processing with a constant processing width is possible.

【0035】更に、XYテーブル5の載置台501の移
動距離に同期するようにパルスレーザ光の照射タイミン
グを制御しているので、載置台501の加速域及び減速
域においても上記均一なスリット加工が可能となる。例
えば、従来の加工装置では500mmのスリット加工の
前後において加工を行わずに載置台を100mmづつ移
動させる加速域及び減速域を必要としていたのに対し、
加速域の途中からスリット加工を開始し、減速域の途中
までスリット加工を続けることができるので、載置台5
01の全体移動量を600mm程度まで短縮することが
できる。このことにより、上記透明導電膜4の均一なス
リット加工を達成しつつ、従来のエッチング加工と同等
もしくはそれ以上の加工速度でスリット加工が可能とな
る。
Further, since the irradiation timing of the pulsed laser light is controlled so as to be synchronized with the movement distance of the mounting table 501 of the XY table 5, the uniform slit processing can be performed even in the acceleration region and the deceleration region of the mounting table 501. It will be possible. For example, in the conventional processing device, before and after the slit processing of 500 mm, the acceleration table and the deceleration area for moving the mounting table by 100 mm without processing are required.
Since the slit processing can be started from the middle of the acceleration area and continued to the middle of the deceleration area, the mounting table 5
The total movement amount of 01 can be reduced to about 600 mm. As a result, it is possible to perform slit processing at a processing speed equal to or higher than conventional etching processing while achieving uniform slit processing of the transparent conductive film 4.

【0036】また、上記透明絶縁性基板3上の透明導電
膜4に格子状のスリットを形成する場合は、透明絶縁性
基板3をX軸方向に移動しつつパルスレーザ光を照射す
ることにより、所定長のX軸方向のスリット4a(X)を
複数形成する。その後、透明絶縁性基板3をY軸方向に
移動しつつパルスレーザ光を照射する。透明導電膜4に
照射されるパルスレーザ光の照射スポットがY軸方向に
一定のピッチで並ぶ。その結果、Y軸方向においても透
明導電膜4が均一な加工幅でスリット状に除去され、X
軸方向のスリットとY軸方向のスリットとが交差した格
子状のスリットを形成することができる。
Further, when forming the lattice-shaped slits in the transparent conductive film 4 on the transparent insulating substrate 3, the transparent insulating substrate 3 is moved in the X-axis direction and irradiated with pulsed laser light, A plurality of slits 4a (X) having a predetermined length in the X-axis direction are formed. After that, the transparent insulating substrate 3 is moved in the Y-axis direction and irradiated with the pulsed laser light. The irradiation spots of the pulsed laser light with which the transparent conductive film 4 is irradiated are arranged at a constant pitch in the Y-axis direction. As a result, the transparent conductive film 4 is removed in a slit shape with a uniform processing width in the Y-axis direction, and X
It is possible to form a lattice-shaped slit in which the slits in the axial direction and the slits in the Y-axis direction intersect.

【0037】次に、上記XYテーブル5を駆動するリニ
アモータ502の構成について説明する。このリニアモ
ータ502は、図2に示すように、XYテーブル5のX
テーブルとしての載置台501をX方向に往復移動する
上部リニアモータMxと、この上部リニアモータMxの
基体である前記移動要素としてのYテーブル5yをY方
向に往復移動する下部リニアモータMyとで構成されて
いる。上部リニアモータMxは、Yテーブル5y上に敷
設したマグネットレール11xと、このマグネットレー
ル11xに対向するように載置台501の下部に配設さ
れたコイル12xとの間に、励磁により推力を発生させ
て、Yテーブル5y上のマグネットレール11xと平行
な2本のガイドレール13xに沿って、載置台501を
X方向に往復移動させるように構成されている。
Next, the structure of the linear motor 502 for driving the XY table 5 will be described. This linear motor 502, as shown in FIG.
An upper linear motor Mx that reciprocates the mounting table 501 as a table in the X direction, and a lower linear motor My that reciprocates the Y table 5y as the moving element that is the base of the upper linear motor Mx in the Y direction. Has been done. The upper linear motor Mx generates a thrust force by excitation between a magnet rail 11x laid on the Y table 5y and a coil 12x arranged below the mounting table 501 so as to face the magnet rail 11x. The mounting table 501 is reciprocated in the X direction along two guide rails 13x parallel to the magnet rails 11x on the Y table 5y.

【0038】一方、上記下部リニアモータMyは、図2
および図3に示すように、S極とN極の複数のマグネッ
トを所定の間隔で交互に直線状に配設して構成された前
記固定子を構成する永久磁石としてのマグネットレール
11yと、該マグネットレール11yに対して所定のギ
ャップgをおいて対向配置され励磁により該マグネット
レール11yとの間に推力を発生させるコイル12yと
からなる2つのモータユニットM1、M2を有してい
る。そして、各モータユニットM1、M2は、上記コイ
ル12yを支持する上記移動要素としてのYテーブル5
yと実質的に一体のコイル支持体14を挟んで面対称と
なる部位に配置されている。
On the other hand, the lower linear motor My is shown in FIG.
As shown in FIG. 3 and FIG. 3, a magnet rail 11y as a permanent magnet that constitutes the stator is configured by arranging a plurality of S-pole and N-pole magnets in a straight line alternately at a predetermined interval, and It has two motor units M1 and M2, which are arranged to face the magnet rail 11y with a predetermined gap g between them and a coil 12y that generates a thrust force between the magnet rail 11y and the magnet rail 11y. The motor units M1 and M2 each have a Y table 5 as the moving element that supports the coil 12y.
It is arranged in a plane-symmetrical portion with the coil support body 14 substantially integrated with y interposed therebetween.

【0039】すなわち、上記Yテーブル5yは、Y方向
に平行なリニアガイドの4本のガイドレール13yを介
して、左右一対の基体15上に、往復移動自在に載置さ
れている。この一対の基体15の中心部位に、上記コイ
ル支持体14が配置されている。このコイル支持体14
は、Yテーブル5yの下面に固定されている。このコイ
ル支持体14の両側面(各基体15との対向面)に、コ
イル取付け板16を介して、上記各モータユニットM
1、M2の各コイル12yが取り付けられている。そし
て、この各コイル12yと対向するように、各モータユ
ニットM1、M2の各マグネットレール11yが、マグ
ネット取付け板17を介して、各基体15に取り付けら
れている。
That is, the Y table 5y is reciprocally mounted on the pair of left and right bases 15 via the four guide rails 13y which are linear guides parallel to the Y direction. The coil support 14 is arranged at the central portion of the pair of bases 15. This coil support 14
Is fixed to the lower surface of the Y table 5y. Each of the motor units M is attached to both side surfaces of the coil support body 14 (the surface facing the respective bases 15) via the coil mounting plate 16.
Each coil 12y of 1 and M2 is attached. The magnet rails 11y of the motor units M1 and M2 are attached to the bases 15 via the magnet attachment plates 17 so as to face the coils 12y.

【0040】ところで、このようなモータユニットM
1、M2の各コイル12yは、前述したように、その発
熱による悪影響を解消するために冷却する必要がある。
そこで、本実施形態に係るリニアモータ5においては、
図3および図4に示すように、上記コイル支持体14
に、上記Yテーブル5yの移動方向と平行な貫通孔14
aを形成する。そして、上記各コイル12yを冷却する
冷却液を循環させるための冷却管18を、該貫通孔14
aに、上記コイル支持体14と相対移動可能に挿通させ
て配設する。
By the way, such a motor unit M
As described above, each of the coils 1 and M2 12y needs to be cooled in order to eliminate the adverse effect of the heat generation.
Therefore, in the linear motor 5 according to the present embodiment,
As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the coil support 14
Through hole 14 parallel to the moving direction of the Y table 5y.
a is formed. Then, a cooling pipe 18 for circulating a cooling liquid for cooling each of the coils 12y is provided in the through hole 14
The coil support 14 is inserted in a so as to be movable relative to the coil support 14.

【0041】このように、上記冷却管18を、コイル支
持体14に形成した貫通孔14aに挿通さることによ
り、可動子である各コイル11yの移動時に、冷却管1
8と上記コイル支持体14とが相対移動し、該冷却管1
8がコイル支持体14に追従移動しない構成となる。従
って、このリニアモータ5においては、各コイル12y
の移動時に、該冷却管18が従来のもののように屈伸す
ることがないので、該冷却管18の寿命を延ばすことが
できる。また、該冷却管18が可動子の移動時における
負荷として作用しないので、該可動子を高速で移動させ
ることができるようになる。
By thus inserting the cooling pipe 18 into the through hole 14a formed in the coil support 14, the cooling pipe 1 is moved when each coil 11y, which is a mover, is moved.
8 and the coil support 14 move relative to each other, and the cooling pipe 1
8 does not move following the coil support 14. Therefore, in this linear motor 5, each coil 12y
Since the cooling pipe 18 does not bend or expand when moving, unlike the conventional one, the life of the cooling pipe 18 can be extended. Further, since the cooling pipe 18 does not act as a load when the mover moves, the mover can be moved at high speed.

【0042】また、コイル支持体14に冷却管18を挿
通させるための貫通孔14aが形成されることにより、
該コイル支持体14、つまり上記移動要素を軽量化でき
る。図示の例では、貫通孔14aを3つ形成して軽量化
するとともに、3本の冷却管18により各コイル12y
の冷却効率を高めるように構成している。更に、この冷
却管18は、従来の冷却管のように各コイル12yの周
辺に屈曲可能に這い回す必要がないので、可動子である
各コイル12yの移動スペースを小さくすることがで
き、各モータユニットM1、M2を小型且つ安価に構成
することができるようになる。
Further, since the through hole 14a for inserting the cooling pipe 18 into the coil support 14 is formed,
The weight of the coil support body 14, that is, the moving element can be reduced. In the illustrated example, three through holes 14a are formed to reduce the weight and each coil 12y is formed by the three cooling pipes 18.
It is configured to increase the cooling efficiency of. Further, unlike the conventional cooling pipe, the cooling pipe 18 does not have to be bent around the coils 12y so as to be bendable, so that the moving space of each coil 12y, which is a mover, can be reduced, and each motor 12 can be driven. The units M1 and M2 can be made compact and inexpensive.

【0043】また、上記各モータユニットM1、M2
は、上記コイル支持体14を挟んで面対称となる部位に
配置されているので、各モータユニットM1、M2の各
コイル12yの励磁によって上記固定子と可動子との間
に発生する磁気吸引力(または、磁気反発力)が互いに
相殺される。従って、このモータユニットM1、M2で
は、該磁気吸引力または磁気反発力に基づく上記リニア
ガイドのガイドレール13yの摺動部への押し付け荷重
が軽減される。これにより、小型な構成でも大きな推力
を得ることができるようになり、上記可動子をより高速
で移動させることができるようになる。
Further, each of the motor units M1 and M2
Is disposed in a plane-symmetrical portion with the coil support 14 interposed therebetween, so that the magnetic attraction force generated between the stator and the mover by exciting the coils 12y of the motor units M1 and M2. (Or magnetic repulsion) cancel each other out. Therefore, in the motor units M1 and M2, the load applied to the sliding portion of the guide rail 13y of the linear guide based on the magnetic attraction force or magnetic repulsion force is reduced. As a result, a large thrust can be obtained even with a small configuration, and the mover can be moved at a higher speed.

【0044】ここで、上記2つのモータユニットM1、
M2の各マグネットレール11yの離間距離は、各マグ
ネットレール11yの磁極配置による磁力が互いに影響
し合わない距離に設定されていることが好ましい。この
設定により、各モータユニットM1、M2の固定子であ
る各マグネットレール11y同士の磁力による影響を解
消でき、各マグネットレール11yのマグネットの磁極
配置を、互いの磁力が相殺されるような磁極配置にしな
くてもよくなり、各マグネットレール11yを簡素且つ
安価に構成できるようになる。
Here, the two motor units M1 and
The distance between the magnet rails 11y of M2 is preferably set to a distance such that the magnetic forces due to the magnetic pole arrangement of the magnet rails 11y do not influence each other. With this setting, the influence of the magnetic force between the magnet rails 11y, which are the stators of the motor units M1 and M2, can be eliminated, and the magnetic pole arrangement of the magnets of the magnet rails 11y is such that the mutual magnetic force is offset. Therefore, each magnet rail 11y can be configured simply and inexpensively.

【0045】また、上記冷却管18は、ステンレス鋼で
形成することが望ましい。これにより、冷却管18の冷
却液に対する耐腐食性が向上されて、該冷却管18の寿
命を更に延ばすことができる。
The cooling pipe 18 is preferably made of stainless steel. Thereby, the corrosion resistance of the cooling pipe 18 against the cooling liquid is improved, and the life of the cooling pipe 18 can be further extended.

【0046】更に、上記冷却管18は、図5及び図6に
示すように、上記コイル支持体14の貫通孔14aに設
けたボールブッシュ(玉軸受の一種)19により支持す
ることが望ましい。このような構成により、該ボールブ
ッシュ19により、冷却管18と、該冷却管18が挿通
されるコイル支持体14の貫通孔14aとの接触を確実
に回避できるようになり、可動子の円滑な移動を確保で
きるようになる。また、コイル支持体14と冷却管18
との接触による冷却管18の損傷も回避できるようにな
る。
Further, as shown in FIGS. 5 and 6, it is desirable that the cooling pipe 18 is supported by a ball bush (a type of ball bearing) 19 provided in the through hole 14a of the coil support 14. With such a configuration, the ball bush 19 makes it possible to reliably avoid contact between the cooling pipe 18 and the through hole 14a of the coil support body 14 through which the cooling pipe 18 is inserted, and thus the mover can be smoothly moved. You will be able to secure movement. In addition, the coil support 14 and the cooling pipe 18
It is also possible to avoid damage to the cooling pipe 18 due to contact with the cooling pipe 18.

【0047】また、上述のように、上記下部リニアモー
タMyを2つのモータユニットM1、M2で構成するこ
とによって、1つのモータユニットで駆動する場合のコ
イルへの供給電力よりも小さな電力で、各モータユニッ
トM1、M2の各コイル12yを励磁することで、同等
の推力を得られるようになる。これにより、各モータユ
ニットM1、M2の各コイル12yに電力を供給する給
電用ケーブルの径を、1つのモータユニットで駆動する
場合のコイルへの給電用ケーブルの径を細くすることが
できるようになる。具体的には、1つのモータユニット
で駆動する場合のコイルへの給電用ケーブルの径が従来
10mmであったものを、2つのモータユニットM1、
M2で構成することによって、3mmにすることができ
た。従って、この下部リニアモータMyにおいては、該
給電用ケーブルの極率半径を小さくできるので、該給電
用ケーブルの這いまわしのためのスペースを大きく取る
必要がなくなり、一層の小型化を図ることが可能にな
る。また、上記給電用ケーブルの径が小さくなることに
よって、該給電用ケーブルの屈曲時に生じる各コイル1
2yへの負荷が軽減されるので、可動子を円滑且つ高速
に移動することができるようになる。
Further, as described above, by configuring the lower linear motor My with the two motor units M1 and M2, each of the motor units can be supplied with less power than the power supplied to the coil when driven by one motor unit. By exciting each coil 12y of the motor units M1 and M2, an equivalent thrust can be obtained. Thus, the diameter of the power supply cable that supplies power to the coils 12y of the motor units M1 and M2 can be reduced so that the diameter of the power supply cable to the coils when driven by one motor unit can be reduced. Become. Specifically, in the case of driving with one motor unit, the diameter of the power supply cable to the coil was 10 mm in the past, and the two motor units M1 and
It was possible to make it 3 mm by constructing with M2. Therefore, in this lower linear motor My, the pole radius of the power supply cable can be made small, so that it is not necessary to take a large space for crawling the power supply cable, and further miniaturization can be achieved. become. Further, since the diameter of the power supply cable is reduced, each coil 1 generated when the power supply cable is bent
Since the load on 2y is reduced, the mover can be moved smoothly and at high speed.

【0048】なお、この下部リニアモータMyにおいて
は、該給電用ケーブルを架線状に配置し、この架線状の
給電用ケーブルに接触移動するパンタグラフを介して、
各モータユニットM1、M2の各コイル12yに電力を
供給するように構成しても良い。これにより、該給電用
ケーブルの這いまわしのためのスペースをより少なくで
きるとともに、上記Yテーブル5yの更なる高速移動化
が可能となる。
In the lower linear motor My, the power supply cables are arranged in an overhead line, and a pantograph that moves in contact with the overhead power supply cable is used to
You may comprise so that electric power may be supplied to each coil 12y of each motor unit M1 and M2. As a result, the space for crawling the power feeding cable can be further reduced, and the Y table 5y can be moved at a higher speed.

【0049】[0049]

【発明の効果】請求項1乃至5の発明によれば、リニア
モータのコイルを冷却する冷却液を循環させるための冷
却管を、移動要素に形成した貫通孔に、該移動要素と相
対移動可能に挿通させているので、可動子であるコイル
の移動時に該冷却管が追従移動して屈伸することがな
く、該冷却管の寿命を延ばすことができる。また、上記
移動要素に貫通孔が形成されることにより、該移動要素
が軽量化される。更に、上記コイルの周辺に冷却管を屈
曲可能に這い回す必要がないので、可動子の移動スペー
スを小さくすることができ、装置本体を小型且つ安価に
構成することができるようになる。また、上記冷却管が
可動子の移動時における負荷として作用しないので、該
可動子を高速で移動させることができるようになるとい
う優れた効果がある。
According to the present invention, the cooling pipe for circulating the cooling liquid for cooling the coil of the linear motor can be moved relative to the moving element through the through hole formed in the moving element. Since it is inserted through the cooling pipe, the cooling pipe does not follow and bend when the coil, which is the mover, moves, and the life of the cooling pipe can be extended. Further, since the through hole is formed in the moving element, the moving element is reduced in weight. Further, since it is not necessary to bend the cooling pipe around the coil so as to be bendable, the moving space of the mover can be reduced, and the apparatus main body can be made compact and inexpensive. Further, since the cooling pipe does not act as a load when the mover moves, there is an excellent effect that the mover can be moved at high speed.

【0050】請求項6の発明によれば、小型・軽量で安
価な構成のムービングコイル型のリニアモータを上記相
対移動手段としているので、上記加工対象物を高速で移
動させることができるビーム加工装置を提供することが
できるという優れた効果がある。
According to the sixth aspect of the invention, since the moving coil type linear motor of small size, light weight and inexpensive structure is used as the relative moving means, the beam processing apparatus capable of moving the object to be processed at high speed. There is an excellent effect that can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態に係るITO薄膜加工装置の
構成を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an ITO thin film processing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記ITO薄膜加工装置のリニアモータで駆動
されるXYテーブルの移動装置の構成を示す概略斜視
図。
FIG. 2 is a schematic perspective view showing the configuration of an XY table moving device driven by a linear motor of the ITO thin film processing apparatus.

【図3】上記XYテーブル下方のテーブルを駆動する移
動装置の構成を示す概略正面図。
FIG. 3 is a schematic front view showing a configuration of a moving device that drives a table below the XY table.

【図4】図3に示す移動装置のA−A断面図。4 is a cross-sectional view taken along the line AA of the moving device shown in FIG.

【図5】上記移動装置の可動子であるコイルを支持する
コイル支持体の貫通孔に挿通される冷却管をボールブッ
シュにより支持した支持構造を示す要部断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a support structure in which a cooling pipe inserted into a through hole of a coil support that supports a coil that is a mover of the moving device is supported by a ball bush.

【図6】図5に示すボールブッシュのB−B断面図。6 is a cross-sectional view taken along line BB of the ball bush shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 YAGレーザ装置 2 ビーム照射手段 3 透明絶縁性基板 4 透明導電膜 5 XYテーブル 5y Yテーブル 6 制御システム 11x,11y マグネットレール 12x,12y コイル 13x,13y ガイドレール 14 コイル支持体 14a 貫通孔 15 基体 16 コイル取付け板 17 マグネット取付け板 18 冷却管 19 ボールブッシュ 101 レーザヘッド 101a YAGロッド 101b Qスイッチ 102 Qスイッチ駆動部102 103 レーザ電源 201 光ファイバ 202 レーザ照射ヘッド 501 載置台 502 リニアモータ 503 リニアスケール 601 上位コンピュータ装置 602 テーブル駆動制御装置 603 制御回路基板 Mx 上部リニアモータ My 下部リニアモータ 1 YAG laser device 2 beam irradiation means 3 Transparent insulating substrate 4 Transparent conductive film 5 XY table 5y Y table 6 control system 11x, 11y magnet rail 12x, 12y coils 13x, 13y guide rails 14 Coil support 14a through hole 15 Base 16 Coil mounting plate 17 Magnet mounting plate 18 Cooling pipe 19 ball bush 101 laser head 101a YAG rod 101b Q switch 102 Q switch driver 102 103 Laser power supply 201 optical fiber 202 laser irradiation head 501 mounting table 502 linear motor 503 linear scale 601 Host computer device 602 Table drive control device 603 control circuit board Mx upper linear motor My lower linear motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3C048 BB11 CC04 DD01 EE02 4E068 CB05 CE04 CE09 5H641 BB06 BB15 BB16 BB18 GG03 GG12 GG15 GG26 HH02 HH05 JA03 JA09 JB05 JB09 JB10   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 3C048 BB11 CC04 DD01 EE02                 4E068 CB05 CE04 CE09                 5H641 BB06 BB15 BB16 BB18 GG03                       GG12 GG15 GG26 HH02 HH05                       JA03 JA09 JB05 JB09 JB10

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】永久磁石を固定子として基体に配設し、該
永久磁石に対向するコイルを該基体上のリニアガイドに
沿って移動する移動要素に可動子として配設し、該コイ
ルの励磁により該固定子と可動子との間に発生する推力
によって、上記移動要素を直線的に移動させる可動コイ
ル型のリニアモータを用いた駆動装置において、 上記移動要素に、該移動要素の移動方向と平行な貫通孔
を形成し、上記コイルを冷却する冷却液を循環させるた
めの冷却管を、該移動要素と相対移動可能に該貫通孔に
挿通させて配設したことを特徴とするリニアモータを用
いた駆動装置。
1. A permanent magnet is provided as a stator on a base, and a coil facing the permanent magnet is provided as a mover on a moving element that moves along a linear guide on the base, and the coil is excited. In a drive device using a moving coil type linear motor that linearly moves the moving element by a thrust force generated between the stator and the mover, the moving element includes a moving direction of the moving element and a moving direction of the moving element. A linear motor, characterized in that parallel through holes are formed, and a cooling pipe for circulating a cooling liquid for cooling the coil is inserted through the through holes so as to be movable relative to the moving element. Drive device used.
【請求項2】請求項1のリニアモータを用いた駆動装置
において、 上記リニアモータは、上記永久磁石と上記コイルとで構
成される2つのモータユニットを備え、各モータユニッ
トの各永久磁石と各コイルとを、上記基体に形成した空
間の、互いに面対称となる部位に配置したことを特徴と
するリニアモータを用いた駆動装置。
2. A drive device using a linear motor according to claim 1, wherein the linear motor includes two motor units each including the permanent magnet and the coil, and each permanent magnet and each permanent magnet of each motor unit. A driving device using a linear motor, characterized in that the coil and the coil are arranged in the space formed in the base body so as to be plane-symmetrical to each other.
【請求項3】請求項2のリニアモータを用いた駆動装置
において、 上記2つのモータユニットの各永久磁石の離間距離を、
各永久磁石の磁極配置による磁力が互いに影響し合わな
い距離に設定したことを特徴とするリニアモータを用い
た駆動装置。
3. A drive device using a linear motor according to claim 2, wherein the separation distance between the permanent magnets of the two motor units is
A drive device using a linear motor, characterized in that the magnetic force due to the magnetic pole arrangement of each permanent magnet is set to a distance that does not affect each other.
【請求項4】請求項1、2または3のリニアモータを用
いた駆動装置において、 上記冷却管を、ステンレス鋼で形成したことを特徴とす
るリニアモータを用いた駆動装置。
4. A drive device using a linear motor according to claim 1, 2 or 3, wherein the cooling pipe is formed of stainless steel.
【請求項5】請求項1、2、3または4のリニアモータ
を用いた駆動装置において、 上記冷却管を、上記貫通孔に設けたボールブッシュによ
り支持したことを特徴とするリニアモータを用いた駆動
装置。
5. A driving device using a linear motor according to claim 1, 2, 3 or 4, wherein the cooling pipe is supported by a ball bush provided in the through hole. Drive.
【請求項6】パルス状のエネルギービームを繰り返し出
射するビーム源と、該ビーム源から出射されたエネルギ
ービームを加工対象物に案内して照射するビーム照射手
段と、該加工対象物と該加工対象物に対する該エネルギ
ービームの照射ポイントとを相対移動させる相対移動手
段と、加工制御データに基づいて該ビーム源及び該相対
移動手段を制御する制御手段とを備えたビーム加工装置
において、 上記相対移動手段として、請求項1、2、3、4または
5のリニアモータを用いた駆動装置を使用することを特
徴とするビーム加工装置。
6. A beam source for repeatedly emitting a pulsed energy beam, a beam irradiation means for guiding and irradiating an energy beam emitted from the beam source to an object to be processed, the object to be processed and the object to be processed. A beam processing apparatus comprising: a relative moving unit that relatively moves an irradiation point of the energy beam with respect to an object; and a control unit that controls the beam source and the relative moving unit based on processing control data. A beam processing apparatus, characterized in that a drive device using the linear motor according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 is used.
JP2001226766A 2001-07-26 2001-07-26 Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus Pending JP2003047230A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001226766A JP2003047230A (en) 2001-07-26 2001-07-26 Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001226766A JP2003047230A (en) 2001-07-26 2001-07-26 Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003047230A true JP2003047230A (en) 2003-02-14

Family

ID=19059525

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001226766A Pending JP2003047230A (en) 2001-07-26 2001-07-26 Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003047230A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006247674A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
JP2007125690A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Satisloh Gmbh High-speed tool device
JP2009171660A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Yamaha Motor Co Ltd Linear motor and component transfer apparatus
US8624158B2 (en) 2003-03-18 2014-01-07 Loma Linda University Medical Center Manipulation apparatus for system that removes material from a surface of a structure
DE102018107311A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 GFH GmbH Laser processing support and method for processing a workpiece by means of laser radiation

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783152A (en) * 1980-11-12 1982-05-24 Canon Inc Linear motor
JPH077910A (en) * 1992-11-24 1995-01-10 Kinshiro Naito Linear synchronous motor
JPH08250021A (en) * 1995-03-13 1996-09-27 Canon Inc Manufacturing method for surface conduction electron emitting element and manufacture thereof
JPH1127927A (en) * 1997-07-04 1999-01-29 Yaskawa Electric Corp Linear motor
JP2000023415A (en) * 1998-07-03 2000-01-21 Ebara Corp Sealed motor

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5783152A (en) * 1980-11-12 1982-05-24 Canon Inc Linear motor
JPH077910A (en) * 1992-11-24 1995-01-10 Kinshiro Naito Linear synchronous motor
JPH08250021A (en) * 1995-03-13 1996-09-27 Canon Inc Manufacturing method for surface conduction electron emitting element and manufacture thereof
JPH1127927A (en) * 1997-07-04 1999-01-29 Yaskawa Electric Corp Linear motor
JP2000023415A (en) * 1998-07-03 2000-01-21 Ebara Corp Sealed motor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8624158B2 (en) 2003-03-18 2014-01-07 Loma Linda University Medical Center Manipulation apparatus for system that removes material from a surface of a structure
JP2006247674A (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Disco Abrasive Syst Ltd Laser beam machining apparatus
JP4664710B2 (en) * 2005-03-09 2011-04-06 株式会社ディスコ Laser processing equipment
JP2007125690A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Satisloh Gmbh High-speed tool device
JP2009171660A (en) * 2008-01-11 2009-07-30 Yamaha Motor Co Ltd Linear motor and component transfer apparatus
DE102018107311A1 (en) * 2018-03-27 2019-10-02 GFH GmbH Laser processing support and method for processing a workpiece by means of laser radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101634803B1 (en) Scriber and multi-head scriber
JP2002064968A (en) Slider with built-in moving coil linear motor
JP2007185086A (en) Magnetically elevated wide-area stage device
JP2018041528A (en) Stage apparatus and charged particle beam apparatus using the same
JP2003047230A (en) Drive apparatus employing linear motor and beam machining apparatus
KR101598997B1 (en) Dual servo stage using magnetic levitation technology
JP2011177781A (en) Laser beam machining apparatus and laser beam machining method
JP2001169529A (en) Mobile body and mobile body system
He et al. Development of a maglev lens driving actuator for off-axis control and adjustment of the focal point in laser beam machining
JP2004020956A (en) Beam scanner
US20060119189A1 (en) Driving unit
JP2002103102A (en) Working apparatus and working method
JP2006287098A (en) Positioning device
JP2019216591A (en) Linear motor, transfer device, and production device
JP2010213546A (en) Canned linear motor armature and canned linear motor
JP4811780B2 (en) Linear motor, machine tool and measuring instrument
JP2012114359A (en) Xy stage
JPH0670534A (en) Linear motor
US7518268B2 (en) Linear stage including an integrated actuator and associated methods
JP2006034016A (en) Linear motor for machine tool
JP2002305895A (en) Mover system
JP2006034013A (en) Linear motor for machine tool
JP2006020478A (en) Stage device
JP2003061329A (en) Linear motor and stage apparatus using the same
KR101828541B1 (en) Apparatus for mounting a device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080728

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110119

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110121

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110708