JP2007219310A - 移動保持機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】単独で、被保持物を平面内で移動可能に吊下保持することのできる移動保持機構(エアベアリング)を提供すること。
【解決手段】被保持物2を平面内で移動可能に保持する移動保持機構において、該移動保持機構は、シャフト4の先端に球面軸受5を有し、球面軸受5はハウジング6に設けられ、ハウジング6内に、永久磁石7と消磁コイル8、または電磁石を設け、ハウジング6の下面にはエアを吹き出すエア吹き出し孔11が設けられ、被保持物2をハウジング6下面に吊下した状態で移動可能に保持することを特徴とする移動保持機構である。
【選択図】図1
【解決手段】被保持物2を平面内で移動可能に保持する移動保持機構において、該移動保持機構は、シャフト4の先端に球面軸受5を有し、球面軸受5はハウジング6に設けられ、ハウジング6内に、永久磁石7と消磁コイル8、または電磁石を設け、ハウジング6の下面にはエアを吹き出すエア吹き出し孔11が設けられ、被保持物2をハウジング6下面に吊下した状態で移動可能に保持することを特徴とする移動保持機構である。
【選択図】図1
Description
本発明は、被保持物を平面内で移動可能に保持するエアベアリングを利用した移動保持機構に係り、特に、露光装置等に用いられるマスクや平面鏡等の被保持部材を平面内で移動可能に保持する移動保持機構に関する。
エアベアリングは、移動させたい物体を支持する移動保持機構であり、保持した物体が重量物であっても容易に移動することのできる空気浮上モジュールとして、一般に市販されている。
図4は、従来技術に係るエアベアリング101の構成の一例を示す断面図である。
同図に示すように、このエアベアリング101は、エア配管102が接続され、多孔質またはオリフィス103が設けられた表面からエアを吹き出すエアパッド104と、エアパッド104に球面軸受105を介して取り付けられたシャフト106とから構成されており、エアパッド104は、球面軸受105によりシャフト106に対して自由に首振り可能に構成されている。
このエアベアリング101は、定盤のような平面のガイド面107上に、エアパッド104のエア吹き出し面を対向させておき、シャフト106側に負荷108を取り付け、負荷108の重力によりエアパッド104をガイド面107に押し付け、これに対してエアパッド104からエアを吹き出させることにより、エアの圧力により、エアベアリング101は負荷108を載せた状態でガイド面107に対してエア浮上される。エア浮上されるので、わずかな力で負荷108をガイド面107に沿って移動させることができる。
通常、エアベアリングは、種類により許容加重(プリロード)が決まっており、負荷の加重に応じて、負荷を浮上させるために必要なエアベアリングの個数が決められる。
図4は、従来技術に係るエアベアリング101の構成の一例を示す断面図である。
同図に示すように、このエアベアリング101は、エア配管102が接続され、多孔質またはオリフィス103が設けられた表面からエアを吹き出すエアパッド104と、エアパッド104に球面軸受105を介して取り付けられたシャフト106とから構成されており、エアパッド104は、球面軸受105によりシャフト106に対して自由に首振り可能に構成されている。
このエアベアリング101は、定盤のような平面のガイド面107上に、エアパッド104のエア吹き出し面を対向させておき、シャフト106側に負荷108を取り付け、負荷108の重力によりエアパッド104をガイド面107に押し付け、これに対してエアパッド104からエアを吹き出させることにより、エアの圧力により、エアベアリング101は負荷108を載せた状態でガイド面107に対してエア浮上される。エア浮上されるので、わずかな力で負荷108をガイド面107に沿って移動させることができる。
通常、エアベアリングは、種類により許容加重(プリロード)が決まっており、負荷の加重に応じて、負荷を浮上させるために必要なエアベアリングの個数が決められる。
しかし、上記に示すような従来技術のエアベアリングは、定盤のガイド面が下面にあるような場合は、エアパッドをガイド面に押し付ける力が働かないため、単独では使用することができない。
そのため、例えば、図5に示すように、エアベアリング201をガイド面202に押し付ける圧力を発生させる手段203を、ガイド面202とは反対側に設け、エアベアリング201と圧力を発生させる手段203とで、ガイド面202を挟み込むことにより、エアベアリング201をガイド面202に沿って移動させる必要がある。しかし、このような構造では、部品点数が多くなり、組立も難しく、製品コストの上昇につながる。
そのため、例えば、図5に示すように、エアベアリング201をガイド面202に押し付ける圧力を発生させる手段203を、ガイド面202とは反対側に設け、エアベアリング201と圧力を発生させる手段203とで、ガイド面202を挟み込むことにより、エアベアリング201をガイド面202に沿って移動させる必要がある。しかし、このような構造では、部品点数が多くなり、組立も難しく、製品コストの上昇につながる。
本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、単独で、被保持物を平面内で移動可能に吊下保持することのできる移動保持機構を提供することにある。
本発明は、上記の課題を解決するために、次のような手段を採用した。
第1の手段は、被保持物を平面内で移動可能に保持する移動保持機構において、該移動保持機構は、シャフトの先端に球面軸受を有し、該球面軸受はハウジングに設けられ、該ハウジング内に、永久磁石と消磁コイル、または電磁石を設け、前記ハウジングの下面にはエアを吹き出すエア吹き出し孔が設けられ、前記被保持物を前記ハウジング下面に吊下した状態で移動可能に保持することを特徴とする移動保持機構である。
第1の手段は、被保持物を平面内で移動可能に保持する移動保持機構において、該移動保持機構は、シャフトの先端に球面軸受を有し、該球面軸受はハウジングに設けられ、該ハウジング内に、永久磁石と消磁コイル、または電磁石を設け、前記ハウジングの下面にはエアを吹き出すエア吹き出し孔が設けられ、前記被保持物を前記ハウジング下面に吊下した状態で移動可能に保持することを特徴とする移動保持機構である。
請求項1に記載の発明によれば、磁石による吸引力とエア吹き出しによる離脱力とにより、移動保持機構(エアベアリング)と被保持部材との間には所定の間隔が確保され、被保持部材はこの間隔が確保された状態で移動保持機構(エアベアリング)に吊下保持され移動可能となるため、従来技術のエアベアリングようなガイド面に押し付ける圧力を発生させる手段を別途設ける必要がなく、部品点数も増えず、製品コストの低減化を図ることができる。
本発明の一実施形態を図1ないし図3を用いて説明する。
図1は、本実施形態の発明に係る移動保持機構(エアベアリング)の構成を示す断面図である。
同図において、1は移動保持機構(エアベアリング)、2は移動保持機構(エアベアリング)1によって移動可能に吊下保持され、移動保持機構(エアベアリング)1に対向する表面下に磁性体プレート12を有する被保持部材、3は移動保持機構(エアベアリング)1全体を保持固定するベース部材、4はシャフト、5は球面軸受、6は、球面軸受5が設けられると共に、内部に永久磁石7と消磁コイル8が設けられるハウジング、7は永久磁石、8は消磁コイル、9はハウジング6内にエアを供給するエア導入口、10は消磁コイル8に消磁用電流を流す配線、11はハウジング6内に導入されたエアを被保持部材2に向けて吹き出す多孔質板またはエア吹き出し用オリフィス、12は被保持部材2の表面下に設けられる磁性体プレートである。
図1は、本実施形態の発明に係る移動保持機構(エアベアリング)の構成を示す断面図である。
同図において、1は移動保持機構(エアベアリング)、2は移動保持機構(エアベアリング)1によって移動可能に吊下保持され、移動保持機構(エアベアリング)1に対向する表面下に磁性体プレート12を有する被保持部材、3は移動保持機構(エアベアリング)1全体を保持固定するベース部材、4はシャフト、5は球面軸受、6は、球面軸受5が設けられると共に、内部に永久磁石7と消磁コイル8が設けられるハウジング、7は永久磁石、8は消磁コイル、9はハウジング6内にエアを供給するエア導入口、10は消磁コイル8に消磁用電流を流す配線、11はハウジング6内に導入されたエアを被保持部材2に向けて吹き出す多孔質板またはエア吹き出し用オリフィス、12は被保持部材2の表面下に設けられる磁性体プレートである。
同図に示すように、この移動保持機構(エアベアリング)1は、ハウジング6に球面軸受5を介してシャフト4が取り付けられ、シャフト4はベース部材3に保持固定されている。また、ハウジング6は球面軸受5によりシャフト4に対して自由に首振り移動可能に設けられており、図4の従来のエアベアリング101において示したエアパッド104に相当する。
被保持部材2の表面下には磁性体プレート12が設けられているので、移動保持機構(エアベアリング)1の永久磁石7により、被保持部材2面が移動保持機構(エアベアリング)1に吸引されるような力が発生する。一方、エア導入口9から導入されたエアが、多孔質板(またはエア吹き出し用オリフィス)11から、被保持部材2に向けて吹き出されるので、被保持部材2が移動保持機構(エアベアリング)1から引き離されるように作用する。しかし、永久磁石7による吸引力とエア吹き出しによる離脱力とのバランスをとることにより、移動保持機構(エアベアリング)1と被保持部材2との間には所定の間隔が確保され、被保持部材2はこの間隔が確保された状態で移動保持機構(エアベアリング)1に吊下保持され、被保持部材2は移動保持機構(エアベアリング)1に対して移動可能となる。
被保持部材2の表面下には磁性体プレート12が設けられているので、移動保持機構(エアベアリング)1の永久磁石7により、被保持部材2面が移動保持機構(エアベアリング)1に吸引されるような力が発生する。一方、エア導入口9から導入されたエアが、多孔質板(またはエア吹き出し用オリフィス)11から、被保持部材2に向けて吹き出されるので、被保持部材2が移動保持機構(エアベアリング)1から引き離されるように作用する。しかし、永久磁石7による吸引力とエア吹き出しによる離脱力とのバランスをとることにより、移動保持機構(エアベアリング)1と被保持部材2との間には所定の間隔が確保され、被保持部材2はこの間隔が確保された状態で移動保持機構(エアベアリング)1に吊下保持され、被保持部材2は移動保持機構(エアベアリング)1に対して移動可能となる。
ハウジング6内には、永久磁石7の磁力を消すための消磁コイル8が設けられているので、被保持部材2を移動保持機構(エアベアリング)1から取り外す時、すなわち、永久磁石7が被保持部材2面に形成されている磁性体プレート12を吸引している状態から被保持部材2を取り外す時、消磁コイル8の消磁機能によって外すことができる。なお、永久磁石7と消磁コイル8に代えて、電磁石を用いても同様の機能を果たすことができる。
次に、本実施形態の発明に係る移動保持機構(エアベアリング)を、ワークの両面にパターンを形成する露光装置(以下、両面露光装置と呼ぶ)に適用したを場合について説明する。
図2は、両面露光装置の概略構成を示す図である。
同図において、13は光照射部、14は露光光を含む光を放射するランプ、15はランプ14からの光を反射するミラー、16は露光されるパターンが形成された上マスク、17はワーク20の上面(第1面)に上マスク16を下側に保持する上マスクステージ、18は露光されるパターンが形成された下マスク、19はワーク20の下面(第2面)に下マスク18を上側に保持する下マスクステージ、20はワークである。
図2は、両面露光装置の概略構成を示す図である。
同図において、13は光照射部、14は露光光を含む光を放射するランプ、15はランプ14からの光を反射するミラー、16は露光されるパターンが形成された上マスク、17はワーク20の上面(第1面)に上マスク16を下側に保持する上マスクステージ、18は露光されるパターンが形成された下マスク、19はワーク20の下面(第2面)に下マスク18を上側に保持する下マスクステージ、20はワークである。
同図に示すように、この両面露光装置は、光照射部13、上マスク16および上マスクステージ17と、光照射部13、下マスク18および下マスクステージ19とが、それぞれ露光処理を行うワーク20の両側に設けられ、ワーク20の両面に対して、上マスク16および下マスク18を介して露光光を照射し、上マスク16および下マスク18に形成されたパターンをそれぞれワーク20の両面に転写する。
図3は、図2に示した上マスクステージ17と下マスクステージ19との拡大斜視図である。
同図において、21,22は上マスクステージ17上面上に設けられたX方向推力発生体、23は上マスクステージ17上面上に設けられたY方向推力発生体、24,25はX方向推力発生体21,22に対向する上マスクステージ17面に設けられた碁盤目状に形成された強磁性体の凸極からなる平面状のプラテン、26はY方向推力発生体23に対向する上マスクステージ17面に設けられた碁盤目状に形成された強磁性体の凸極からなる平面状のプラテン、27,28は下マスクステージ19下面下に設けられたX方向推力発生体、29は下マスクステージ19下面下に設けられたY方向推力発生体、30,31はX方向推力発生体27,28に対向する下マスクステージ19面に設けられたプラテン、32はY方向推力発生体29に対向する下マスクステージ19面に設けられたプラテン、33,34,35は上マスクステージ17上面上に設けられた図1に示した移動保持機構(エアベアリング)1と同一の構成を有する移動保持機構(エアベアリング)、36,37,38は上マスクステージ17下面下に設けられた図1に示した磁性体プレート12と同一の構成を有する磁性体プレートである。
なお、同図においては、図2に示した上下マスク16,18及びワーク20は省略されている。
同図において、21,22は上マスクステージ17上面上に設けられたX方向推力発生体、23は上マスクステージ17上面上に設けられたY方向推力発生体、24,25はX方向推力発生体21,22に対向する上マスクステージ17面に設けられた碁盤目状に形成された強磁性体の凸極からなる平面状のプラテン、26はY方向推力発生体23に対向する上マスクステージ17面に設けられた碁盤目状に形成された強磁性体の凸極からなる平面状のプラテン、27,28は下マスクステージ19下面下に設けられたX方向推力発生体、29は下マスクステージ19下面下に設けられたY方向推力発生体、30,31はX方向推力発生体27,28に対向する下マスクステージ19面に設けられたプラテン、32はY方向推力発生体29に対向する下マスクステージ19面に設けられたプラテン、33,34,35は上マスクステージ17上面上に設けられた図1に示した移動保持機構(エアベアリング)1と同一の構成を有する移動保持機構(エアベアリング)、36,37,38は上マスクステージ17下面下に設けられた図1に示した磁性体プレート12と同一の構成を有する磁性体プレートである。
なお、同図においては、図2に示した上下マスク16,18及びワーク20は省略されている。
次に、図2および図3を用いて、この両面露光装置の動作について説明する。
ワーク20への露光に先だって、ワーク20の所定の位置にパターンが形成されるようにするために、上マスク16および下マスク18とワーク20との位置合せが行われる。位置合わせするために、上マスク16を保持する上マスクステージ17と下マスク18を保持する下マスクステージ19を、上下マスク16,17の平面内で直交する2方向(X方向、Y方向)と、前記平面に対して直交する軸の周りの回転方向(θ方向)に移動可能に制御する必要がある。
ワーク20への露光に先だって、ワーク20の所定の位置にパターンが形成されるようにするために、上マスク16および下マスク18とワーク20との位置合せが行われる。位置合わせするために、上マスク16を保持する上マスクステージ17と下マスク18を保持する下マスクステージ19を、上下マスク16,17の平面内で直交する2方向(X方向、Y方向)と、前記平面に対して直交する軸の周りの回転方向(θ方向)に移動可能に制御する必要がある。
この両面露光装置においては、上下マスクステージ17,19のXYθ方向の移動手段として、ソーヤモータの原理を応用した移動機構が用いられる。上下マスクステージ17,19には、それぞれ上下に3個のプラテン24〜26、30〜32が埋め込まれており、プラテン24〜26に対向して移動磁界を発生する磁極を有する2個のX方向推力発生体21,22および1個のY方向推力発生体23と、プラテン30〜32に対向して、移動磁界を発生する磁極を有する2個のX方向推力発生体27,28および1個のY方向推力発生体29とが設けられている。X方向推力発生体21,22、Y方向推力発生体23、X方向推力発生体27,28、およびY方向推力発生体29の表面には、不図示のエア配管から供給されたエアの吹き出し孔が設けられており、吹き出し孔からエアが吹き出されることにより、上下マスクステージ17,19は浮上され、移動可能に保持される。
Y方向推力発生体23,29の磁極を変化させると、上下マスクステージ17,19はそれぞれY軸方向に移動する。また、2個のX方向推力発生体21〜22、27〜28の磁極を変化させると、上下マスクステージ17,19はそれぞれX軸方向に移動する。また、2個のX方向推力発生体21〜22および2個のX方向推力発生体27〜28の磁極を、互いに逆方向に変化させると、上下マスクステージ17,19はXY平面に直交する軸の回りを回転方向(θ方向)に移動する。
平面である上下マスク16,18を保持する上下マスクステージ17,19は、本来平面であるので、2個のX方向推力発生体21〜22、27〜28と1個のY方向推力発生体23,29の3点により支持すれば、平面の位置が決まるはずである。しかし、液晶パネルの露光装置やプリント基板の露光装置においては、露光されるワークが大型化することによりマスクも大型化し、マスクを保持するマスクステージも大型化する。マスクステージが大型化すると、支持された3点以外の部分において、マスクステージは自重によるたわみを生じることがある。マスクステージがたわむとそれに保持されているマスクもたわみ露光精度に影響を与えることがあるので、このようなたわみを防ぐために、図1に示した構成を有する移動保持機構(エアベアリング)33〜35を使用すると有効である。
移動保持機構(エアベアリング)33〜35は、図3に示すように、上マスクステージ17のX方向推力発生体21〜22とY方向推力発生体23により支持されている以外の部分に、磁性体プレート36〜38を埋め込み、これをガイド面とし、このガイド面に対向して移動保持機構(エアベアリング)33〜35を設ける。上マスクステージ17の自重によるたわみは、移動保持機構(エアベアリング)33〜35に内蔵されている永久磁石の磁力により磁性体プレート36〜38が吸引されることにより、上マスクステージ17が上方に引き寄せられ、自重たわみを防ぐことができる。また、移動保持機構(エアベアリング)36〜38はエア浮上により上マスクステージ17を支持しているので、X方向推力発生体21〜22とY方向推力発生体23による上マスクステージ17の移動を妨げることがない。
1,33,34,35 移動保持機構(エアベアリング)
2 被保持部材
3 ベース部材
4 シャフト
5 球面軸受
6 ハウジング
7 永久磁石
8 消磁コイル
9 エア導入口
10 配線
11 多孔質板またはエア吹き出し用オリフィス
12,36,37,38 磁性体プレート
13 光照射部
14 ランプ
15 ミラー
16 上マスク
17 上マスクステージ
18 下マスク
19 下マスクステージ
20 ワーク
21,22,27,28 X方向推力発生体
23,29 Y方向推力発生体
24,25,26,30,31,32 プラテン
2 被保持部材
3 ベース部材
4 シャフト
5 球面軸受
6 ハウジング
7 永久磁石
8 消磁コイル
9 エア導入口
10 配線
11 多孔質板またはエア吹き出し用オリフィス
12,36,37,38 磁性体プレート
13 光照射部
14 ランプ
15 ミラー
16 上マスク
17 上マスクステージ
18 下マスク
19 下マスクステージ
20 ワーク
21,22,27,28 X方向推力発生体
23,29 Y方向推力発生体
24,25,26,30,31,32 プラテン
Claims (1)
- 被保持物を平面内で移動可能に保持する移動保持機構において、該移動保持機構は、シャフトの先端に球面軸受を有し、該球面軸受はハウジングに設けられ、該ハウジング内に、永久磁石と消磁コイル、または電磁石を設け、前記ハウジングの下面にはエアを吹き出すエア吹き出し孔が設けられ、前記被保持物を前記ハウジング下面に吊下した状態で移動可能に保持することを特徴とする移動保持機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006041437A JP2007219310A (ja) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | 移動保持機構 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006041437A JP2007219310A (ja) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | 移動保持機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007219310A true JP2007219310A (ja) | 2007-08-30 |
Family
ID=38496673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006041437A Pending JP2007219310A (ja) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | 移動保持機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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2006
- 2006-02-17 JP JP2006041437A patent/JP2007219310A/ja active Pending
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