JP2009274434A - スクライブ装置及び多軸スクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スクライブ工具からワークに付与される荷重を安定化させることができるスクライブ装置を提供する。
【解決手段】本発明のスクライブ装置は、マグネット５を有する軸部材１と、軸部材１の周囲を囲む複数のコイル８を有する電機子２と、軸部材１の先端に設けられ、薄板状のワークＷにスクライブ線を刻むためのスクライブ工具４と、スクライブ工具４をワークＷの表面に沿って相対的に移動させる移動機構２１と、を備える。電機子２のコイルに電流を流すことによって、スクライブ工具がワークＷの表面に向かって進退する。スクライブ工具がワークＷの表面に接触したとき、さらに電機子２のコイルに電流を流すことによって、ワークＷの表面内におけるスクライブ工具４の進行方向に倣って軸部材１がその軸線の回りを回転できる状態で、スクライブ工具４からワークＷに荷重が付与される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガラス基板、半導体ウェハ等の薄板状のワークにスクライブ線を刻むためのスクライブ装置に関する。

ガラス基板、半導体ウェハ等の薄板状のワークを分断するにあたって、ワークの表面にはあらかじめスクライブ線が刻まれる。スクライブ工具を適切な荷重でワークの表面に押し付け、ワークの表面に沿ってスクライブ工具を移動させることで、ワークの表面にスクライブ線を刻むことができる。スクライブ線を形成後、スクライブ線に沿ってワークを曲げると、スクライブ線の垂直クラックがワークの裏面まで到達し、ワークが分断される。もし、ワークに深い垂直クラックを形成できれば、スクライブ工程のみでワークを分断することもできる。

近年のＦＰＤ(Flat Panel Display)用基板は、薄型化が進んでおり、例えば板厚０．１ｍｍ以下のガラスの貼り合せ基板も登場し始めている。ワークが薄くなり、より脆性が高くなると、ワークにスクライブ線を形成するとき、スクライブ工具からワークに付与される荷重は、小さく且つ安定した状態が維持されなければならない。荷重変動が発生するようでは、突発的な破壊が起こるなど、分断品質を保つことが困難になるからである。

図１１に示されるように、従来のスクライブ装置においては、スクライブ工具６１に荷重を付与するためにエアーシリンダ６２を使用し、調整器によってスクライブ工具６１からワークＷに付与される荷重を調整していた（例えば特許文献１参照）。また、スクライブ工具６１をワークＷの表面の凸凹に追従させるために、リニアガイド６３を用いたフローティング機構でスクライブヘッド６４を支持していた。すなわち、ワークＷの表面の高さの凸凹に追従してスクライブ工具６１が上下動するように、スクライブ工具６１が取り付けられるスクライブヘッド６４をリニアガイド６３で支持していた。そして、スクライブ工具６１の進行方向に倣って垂直軸６５がその軸線の回りを回転できるように、回転軸受６６を用いて垂直軸６５の回転を案内していた。

特開２００５−８２４１３号公報

しかし、従来のスクライブ装置にあっては、スクライブ工具からワークに荷重を付与するとき、以下の(1)〜(3)理由によって荷重の変動が起こり、ワークに局部的に屑や割れが発生するおそれがある。特に、荷重が小さいとき、荷重の変動が起こり易い。

(1)ワークの表面の凸凹に倣ってスクライブヘッドが上下動するとき、エアーシリンダ内の圧力が変動し、ワークに付与される荷重が変動する。

(2)構造上、スクライブヘッドの自重が重くなりがちであるので、スクライブヘッドの慣性が原因でワークの表面の凸凹に倣ったスクライブヘッドの上下動が鈍化される。また、リニアガイドの摺動抵抗や、ワークに付与されるスクライブヘッドの自重を低減するための引張りばねによって、スクライブヘッドの上下動が鈍化される。

(3)スクライブヘッドからスクライブ工具に伝わる荷重が回転軸受によって吸収又は増幅され、スクライブ工具からワークに付与される荷重が変動する。

そこで本発明は、スクライブ工具からワークに付与される荷重を安定化させることができるスクライブ装置及び多軸スクライブ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、マグネットを有する軸部材と、前記軸部材の周囲を囲むコイルを有する電機子と、前記軸部材の先端に設けられ、薄板状のワークにスクライブ線を刻むためのスクライブ工具と、前記スクライブ工具を前記ワークの表面に沿って相対的に移動させる移動機構と、を備え、前記電機子の前記コイルに電流を流すことによって、前記スクライブ工具が前記ワークの表面に向かって進退し、前記スクライブ工具が前記ワークの表面に接触したとき、さらに前記電機子の前記コイルに電流を流すことによって、前記ワークの表面内における前記スクライブ工具の進行方向に倣って前記軸部材がその軸線の回りを回転できる状態で、前記スクライブ工具から前記ワークに荷重が付与されるスクライブ装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のスクライブ装置において、前記スクライブ装置はさらに、前記ワークの表面に向かって進退する前記軸部材の位置を制御する位置制御と、前記ワークに接触した前記スクライブ工具から前記ワークに付与される荷重を制御する荷重制御と、を行う制御装置を備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のスクライブ装置において、前記スクライブ装置はさらに、前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、前記軸部材の軸線方向の位置を検出する位置センサと、を備え、前記制御装置は、指令及び前記位置センサからの情報に基づいて前記位置制御を行うと共に、指令及び前記電流センサからの情報に基づいて前記荷重制御を行うことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかに記載のスクライブ装置において、前記スクライブ装置はさらに、軸受本体の外部から供給された空気の力で前記軸部材を軸受本体中で浮かせながら、前記軸部材がその軸線方向に直線運動したり、軸線の回りを回転したりするのを案内する静圧空気軸受を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかに記載のスクライブ装置の前記軸部材、前記電機子、及び前記スクライブ工具を含むスクライブヘッドが複数、互いの前記軸部材が平行になるように積層されてなる多軸スクライブ装置である。

本発明によれば、もともと自重が軽く、且つ軸線の周りを回転できる軸部材にスクライブ工具を設けるので、スクライブ工具が保持される部分の自重の軽量化が図れる。しかも、電機子に対して軸部材が軸線方向に移動するときの摺動抵抗がゼロに近いので、ワークの表面の凸凹に対するスクライブ工具の追従性を向上させることができる。したがって、スクライブ工具からワークに付与される荷重を安定化させることができる。

本発明の第一の実施形態のスクライブ装置の垂直断面図 スクライブ装置のスクライブヘッドの斜視図 静圧空気軸受の断面図 ロッド形リニアモータの斜視図（一部断面図を含む） コイル及びコイルホルダの斜視図 コイル及びコイルホルダの詳細図（図中（Ａ）はコイルホルダの正面図を示し、図中（Ｂ）はコイル及びコイルホルダの軸線方向に沿った断面図を示す） マグネットとコイルの位置関係を示す図 ドライバの構成図 本発明の第二の実施形態の多軸スクライブ装置の垂直断面図 本発明の第三の実施形態のスクライブ装置の垂直断面図 従来のスクライブ装置を示す側面図

添付図面に基づいて本発明のスクライブ装置の実施形態を詳細に説明する。図１及び図２は、本発明の第一の実施形態のスクライブ装置を示す。図１はスクライブ装置の垂直断面図を、図２はスクライブヘッドの斜視図を示す。

スクライブ装置は、ワークＷが載せられるテーブル６と、スクライブ工具であるカッターホイール４が設けられるスクライブヘッド１１と、ワークＷに対してスクライブヘッド１１をワークＷの表面に沿って相対的に移動させる移動機構２１と、を備える。テーブル６は水平面内に広がっている。テーブル６には、ワークＷを吸着するための複数の空気吸引孔が開けられる。移動機構２１は、スクライブヘッド１１又はテーブル６のいずれか一方を移動させる。カッターホイール４をワークＷの表面に接触させた状態で、移動機構２１がカッターホイール４をワークＷの表面に沿ってＸ軸方向に相対的に移動させることで、カッターホイール４がワークＷの表面をＸ軸方向に転がり、これにより、ワークＷの表面にスクライブ線が刻まれる。ワークＷの表面に複数本のスクライブ線を刻むときは、一本のスクライブ線を刻んだ後、移動機構２１がスクライブヘッド１１又はテーブル６のいずれか一方をＹ軸方向に移動させ、その後、移動機構２１がワークＷの表面に接触したカッターホイール４をワークＷの表面に沿ってＸ軸方向に移動させる。

スクライブヘッド１１は、軸部材であるロッド１、及びロッド１を囲む電機子２から構成されるロッド形リニアモータと、ロッド１が電機子２に対してロッド１の軸線方向に直線運動するのを案内する静圧空気軸受２２と、ロッド１の先端に直接的に（回転軸受を介在させることなく）固定されたホルダ３と、ホルダ３に回転可能に支持されるカッターホイール４と、を備える。

ホルダ３の下端部には、スリットによって二股に分かれた車軸保持部３ａが形成される。車軸保持部３ａには算盤玉状のカッターホイール４が回転可能に挟まれる。カッターホイール４の車軸は水平方向に伸びる。水平方向に伸びるカッターホイール４の車軸と、垂直方向に伸びるロッド１の軸線とは直交する。カッターホイール４がその進行方向に倣って水平面内で回転し易くするために、椅子のキャスターのように、カッターホイール４の車軸をロッド１の軸線からずらしてもよい。

ロッド形リニアモータの電機子２の下端には、静圧空気軸受２２が取り付けられる。図３に示されるように、円筒状の軸受本体２２ａには、ロッド１と軸受本体２２ａとの間に空気を供給するための空気供給経路２２ｂが形成される。空気供給経路２２ｂには、軸受本体２２ａの外部から圧縮空気が供給され、ロッド１と軸受本体２２ａとの間には、空気膜２３が構成される。静圧空気軸受２２は、軸受本体２２ａ中でロッド１を空気の力で浮かせながら、ロッド１が軸線方向に直線運動したり、軸線の回りを回転したりするのを案内する。ロッド１と軸受本体２２ａとは接触することがないので、ロッド１の摺動抵抗をゼロに近付けることができる。また、磁力によって電機子２内でロッド１を浮いた状態に保持するロッド形リニアモータだけでは、電機子２内のロッド１がぶれるおそれがある。ロッド１と軸受本体２２ａとの間に空気の膜２３を介在させる静圧空気軸受を設けることによって、ロッド１の直線運動や回転運動を安定させることができる（請求項４の効果）。

図４は、ロッド形リニアモータの詳細図を示す。ロッド形リニアモータは、複数のマグネットを有し、Ｎ極及びＳ極の磁極が軸線方向に交互に形成される軸部材であるロッド１と、ロッド１の周囲を囲む複数のコイル８を有する電機子２と、から構成される。ロッド１とコイル８との間には、磁気的なすきまが存在する。複数のコイル８は成形体からなるハウジング１７に覆われる。これら複数のコイル８及びハウジング１７が電機子２を構成する。ロッド形リニアモータは、ロッド１のマグネット５に発生する磁界とコイル８に流れる電流によって、ロッド１が直線運動するための推力を得る。

ロッド１は、例えばステンレス等の非磁性材からなり、パイプのように中空の空間を有する。ロッド１の中空空間には、円柱状の複数のマグネット５（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように積層される。マグネット５の間には、例えば鉄等の磁性体からなるポールシュー７（磁極ブロック）が介在される。ポールシュー７を介在させることで、マグネット５が形成する磁界を正弦波に近づけることができる。

コイル８は銅線を螺旋状に巻いたもので、コイルホルダ９に保持されている。図５及び図６は、コイル８、及びコイル８を保持するコイルホルダ９の詳細図を示す。複数の円環状のコイル８はその軸線方向に互いの軸線が一致するように一列に配列される。軸線方向に隣接して並べられた三つのコイルが、三相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイルを構成する。三相のコイルを複数組み合わせることで、全体のコイルユニットが構成される。隣接するコイル８同士を絶縁させる必要があるので、コイル８間には絶縁材として樹脂製のスペーサ部９ｂが介在される。スペーサ部９ｂはコイル８の正面形状と同一の円環形状に形成される。スペーサ部９ｂは、コイル８の軸線方向に細長く伸びる板状のホルダ本体部９ａに一体に成形される。すなわち、コイルホルダ９は樹脂の成形品であり、コイル８の軸線方向に細長く伸びる板状のホルダ本体部９ａと、ホルダ本体部９ａから下方に突出する薄肉の複数のスペーサ部９ｂとから構成される。ホルダ本体部９ａの側面には、射出成形するときにコイルホルダ９を金型に固定するための突起９ｃが設けられる。ホルダ本体部９ａの下面には、コイル８の外形形状に合わせた曲面状の窪み９ｄが形成される。

コイルホルダ９の上面には、ホルダ本体部９ａと同一の平面形状の矩形状の絶縁基板１０が取り付けられる。絶縁基板１０には、コイル８のリード線８ａに電気的に接続される導電パターンが形成される。導電パターンは、Ｕ相同士のコイル、Ｖ相同士のコイル、Ｗ相同士のコイルを接続するように形成される。

コイル８及びコイルホルダ９は、成形体であるハウジング１７によって覆われる。コイル８及びコイルホルダ９を射出成形の金型にセットし、金型に成形材料を射出することによって、コイル８及びコイルホルダ９がハウジング１７に一体に形成される。コイル８をハウジング１７と一体にインサート成形することで、コイル８を別部材のハウジングで覆う場合に比べて、ハウジング１７の肉厚を薄くできるという利点がある。ハウジング１７の肉厚を薄くすることで、ロッド形リニアモータの寸法を小さくすることができる。

図４に示されるように、ロッド１の軸線と直交する断面におけるハウジング１７の外形形状は、実質的に四角形（この実施形態では長方形）に形成される。ハウジング１７の側面のうちの一つの面には、移動機構２１のステージにハウジング１７を取り付けるための雌ねじ１２が加工される。雌ねじ１２はハウジング１７を射出成型するとき、インサートナット１３を金型に埋め込むことでハウジング１７と一体に形成される。また、ハウジング１７の上面には、ロッド１の軸線方向に間隔を開けて、位置決めピンが挿入される二つの位置決め穴１４が形成される。二つの位置決め穴１４はロッド１の軸線上に配列され、二つの位置決め穴１４を結んだ線とロッド１の軸線とは平行になる。ハウジング１７に位置決め穴１４を加工することで、ハウジング１７を移動機構２１のステージに取り付けるとき、ロッド１が傾いて取り付くのを防止することができる。

ハウジング１７には、放熱特性を高めるためにフィン１７ａが複数形成される。ハウジング１７の軸線方向の両端部には、ハウジング１７に位置決めされたエンド部材１９が一体に成形される。エンド部材１９は、コイル８及びコイルホルダ９と同様にあらかじめ金型にインサートされる。このエンド部材１９の一方には、上述の静圧空気軸受２２がねじ等の固定手段によって取り付けられる（図２参照）。また、エンド部材１９の他方には、ロッド１の軸線方向の位置を検出するための位置センサであるエンコーダが取り付けられる。エンコーダは、ハウジング１７の軸線方向の端部に取り付けられたケース２０に収容される。

移動機構２１のステージに取り付けられるので、ハウジング１７には機械的強度が高いことが要求される。また、コイル８との絶縁を保つ必要があるため、ハウジング１７には絶縁性の高いことが要求される。さらに、冷却効率を上げるために、ハウジング１７には熱伝導性のよいことが要求される。これらの要求を満足するために、ハウジング１７の材料には、ガラスエポキシ等の熱可塑性樹脂、又は絶縁性の金属酸化物粒子を充填材として熱可塑性樹脂に混合してなる成形材料が用いられる。

図７は、リニアモータのマグネット５とコイル８の位置関係を示す。ロッド１内の中空空間には、界磁マグネットとして、円盤状の複数のマグネット５（セグメント磁石）が互いに同極が対向するように、すなわちＮ極とＮ極が、Ｓ極とＳ極とが対向するように、積層される。なお、図７には示されていないが、実際にはマグネット５間にはポールシュー７（図４参照）が介在される。ロッド１の周囲には、ロッド１を囲む複数のコイル８が積層される。コイル８は、Ｕ・Ｖ・Ｗ相からなる三相コイルを複数組み合わせたものである。三相コイルに１２０°ずつ位相が異なる三相電流を流すと、コイル８の軸線方向に移動する移動磁界が発生する。移動磁界によってロッド１内のマグネット５に推力が与えられ、ロッド１が移動磁界の速さに同期して直線運動を行う。図１に示されるように、ロッド１の直線運動に伴って、ロッド１の先端に取り付けられたカッターホイール４もＺ軸方向に直線運動し、ワークＷの表面に向かって進退する。ロッド１はコイル８内に磁気的なすきまを介して浮いた状態にあるので、ロッド１が直線運動するときの摺動抵抗をゼロに近づけることができる。

ロッド１はコイル８内にロッド１の軸線の回りを回転自在に保持されている。カッターホイール４がワークＷの表面に接触したとき、さらに三相コイルに三相交流電流を流すことによって、カッターホイール４に下方向への推力を発生させることができ、カッターホイール４からワークＷに荷重を付与することができる。カッターホイール４がワークＷの表面に荷重を付与している間も、ロッド１はその軸線の回りを回転できる状態にある。このため、移動機構２１がカッターホイール４を表面に沿って移動させるとき、ロッド１はカッターホイール４の進行方向に倣って回転する。カッターホイール４の進行方向（カッターホイール４が転がる方向）を任意に変化させることで、直線のみならず、曲線のスクライブ線をも安定して形成することができるようになる。

図８は、ロッド形リニアモータを制御する制御装置であるドライバの構成図を示す。ドライバ３０は、電圧形ＰＷＭインバータ（Pulse Width Modulation）等のロッド形リニアモータを制御するのに適した形態をした電力を供給する電力変換器３１、ロッド形リニアモータのコイルに流れる電流を検出する電流センサ３２、ロッド１の軸線方向の位置及び速度を検出する位置・速度センサ３３、電力変換器３１を制御することでロッド形リニアモータを制御する制御器３４〜３６から構成される。位置・速度センサ３３には、一つのエンコーダが共用される。

制御系は、位置制御を行うための位置制御ループ３７、速度制御を行うための速度制御ループ３８、電流制御を行うための電流制御ループ３９の三つから構成される。位置制御ループ３７がメインループで、速度制御ループ３８、電流制御ループ３９の順でよりマイナーなループになる。電流制御ループ３９には、交流電流のまま制御ループを構成する場合と、三相交流電流を回転直交二軸上のベクトルに変換して制御ループを構成する場合との二種類がある。

位置制御器３４は、位置指令器４０からの指令及び位置センサ３３からのフィードバック信号の偏差を算出し、偏差がゼロに近づくように速度指令を生成する。速度制御器３５は、位置制御器３４が生成した速度指令及び速度センサ３３からのフィードバック信号の偏差を算出し、偏差がゼロに近づくように電流指令を生成する。電流制御器３６は、速度制御器３５が生成した電流指令及び電流センサ３２からのフィードバック信号の偏差を算出し、偏差がゼロに近づくように電圧指令を生成する。電力変換器３１は、電流制御器３６が生成した電圧指令に基づいて、ロッド形リニアモータ４２に三相交流電流を供給する。

電流制御器３６には、荷重指令器４１から直接電流指令が入力される場合もある。速度制御器３５からの電流指令と荷重指令器４１からの電流指令とはスイッチ４４によって切り替えられる。こうすることで、ロッド形リニアモータ４２に供給される電流、すなわちロッド形リニアモータが発生する推力を制御することができ、ひいてはカッターホイール４からワークＷに付与される荷重を制御することができる。

ドライバ３０はまず、位置指令器４０からの位置指令に応じてロッド１をＺ軸方向に下降させ、カッターホイール４をワークＷの表面に接触させる位置制御を行う。カッターホイール４がワークＷの表面に接触すると、スイッチ４４が切り替えられ、ドライバ３０は荷重制御を行う。ドライバ３０は、荷重指令器４１からの指令に応じてカッターホイール４からワークＷに付与される荷重を一定に制御する。この状態で、移動機構２１がカッターホイール４をワークＷの表面に沿って移動させる。移動機構２１がカッターホイール４をワークＷの表面に沿って移動させている間、カッターホイール４からワークＷに付与される荷重は一定に保たれる。スクライブ線を形成後、カッターホイール４をワークＷの表面からＺ軸方向に離間させるとき、再びスイッチ４４が切り替えられ、ドライバ３０は位置指令に応じてロッド１をＺ軸方向に上昇させる。

このように位置制御と荷重制御とを切り替えることができるドライバ３０を用いれば、一つのロッド形リニアモータを用いて、カッターホイール４の位置の制御及びカッターホイール４からワークＷに付与される荷重の制御を共に行うことができる。位置を制御するリニアモータ及び荷重を制御するエアーシリンダを併用する必要がなくなるので、スクライブヘッド１１の構造の簡素化が図れる。また、カッターホイール４からワークＷに付与される荷重を一定に保つことができるので、エアーシリンダを使用したときのように、ワークＷの表面の凸凹に追従してカッターホイール４が上下動したとき、カッターホイール４からワークＷに付与される荷重が変動するのを防止できる（請求項２の効果）。

図９は本発明の第二の実施形態の多軸スクライブ装置を示す。この実施形態のスクライブ装置においては、上記第一の実施形態のスクライブ装置のスクライブヘッド１１が複数、互いのロッド１が平行になるように積層されている。スクライブヘッド１１を構成するロッド１、電機子２、静圧空気軸受２２、ホルダ３、カッターホイール４の構造は、上記第一の実施形態と同一であるので、同一の符号を付してその説明を省略する。

複数のスクライブヘッド１１はまとめて移動機構２１のステージに取り付けられる。移動機構２１が複数のスクライブヘッド１１をワークＷの表面に沿って移動させると、ワークＷの表面には複数本のスクライブ線が同時に形成される。各スクライブヘッド１１の構造は、ロッド形リニアモータのロッド１の先端にホルダ３を取り付けたシンプルな構造なので、複数のスクライブヘッド１１間のピッチを短くすることができる。このため、ワークＷに同時に形成される複数本のスクライブ線のピッチも狭くすることができる（請求項５の効果）。

図１０は、本発明の第三の実施形態のスクライブ装置を示す。この実施形態のスクライブ装置には、ワークＷの表面の凸凹にカッターホイール４の高さを能動的に追従させるための高さ測定部５１が組み込まれる。高さ測定部５１はレーザー距離計等からなり、カッターホイール４の進行方向の前方のワークＷの測定点Ｗ１の高さを測定する。ロッド形リニアモータを制御するドライバ３０は、カッターホイール４がワークＷの測定点Ｗ１を通過するとき、高さ測定部５１が測定したワークＷの測定点Ｗ１の高さに基づいて、カッターホイール４がワークＷを切り込む深さが一定になるように、ロッド１のＺ軸方向の位置を制御する。これにより、カッターホイール４がワークＷに過剰に押し付けられることを避け、カッターホイール４がワークＷの凸凹を通過する際に発生しがちな微細なスクライブ屑の発生を抑えることができる。なお、この実施形態において、ドライバによる位置制御は、荷重制御と併用して行われる。

高さ測定部５１がカッターホイール４と同じ位置に配置されたのでは、いくらドライバ３０を高速応答させても、カッターホイール４が上下動するまでに多少の時間がかかるので、カッターホイール４をワークＷの表面の凸凹に正確に追従させることができない。カッターホイール４の上下動に時間的な遅れが生じないように、高さ測定部５１がカッターホイール４の進行方向の前方の測定点Ｗ１に配置される。ドライバ３０は、カッターホイール４が前方のワークＷの測定点Ｗ１に到達するまでの時間及びロッド１の応答時間を加味した上で、カッターホイール４がワークＷの測定点Ｗ１を通過するとき、カッターホイール４の切り込み深さが一定になるようにカッターホイール４を上下動させる。

なお、本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で様々な実施形態に具現化できる。例えばスクライブ工具には、カッターホイールの替わりにポイントダイヤと呼ばれる先端が尖った工具を用いてもよい。また、ロッドとホルダとの間に圧電素子等の振動子を介在させ、スクライブ工具が振動するようにしてもよい。ただし、振動子を含めたロッドの質量が重くならないように留意する必要がある。さらに、ロッド型リニアモータのロッド自体を振動させてもよい。この場合、ボイスコイルモータのように、ロッドに単一のマグネットを配置してもよいし、複数のマグネットをＮ極同士又はＳ極同士が対向するように配置してもよい。さらに、ロッドをその軸線の回りに回転させる駆動機構を設け、カッターホイールの水平面内の旋回角度を制御してもよい。

１…ロッド（軸部材），２…電機子，４…カッターホイール（スクライブ工具），５…マグネット，８…コイル，１１…スクライブヘッド，２１…移動機構，２２…静圧空気軸受，２２ａ…軸受本体，３０…ドライバ（制御装置），３２…電流センサ，３３…位置・速度センサ

Claims (5)

1. マグネットを有する軸部材と、
   前記軸部材の周囲を囲むコイルを有する電機子と、
   前記軸部材の先端に設けられ、薄板状のワークにスクライブ線を刻むためのスクライブ
   工具と、
   前記スクライブ工具を前記ワークの表面に沿って相対的に移動させる移動機構と、を備
   え、
   前記電機子の前記コイルに電流を流すことによって、前記スクライブ工具が前記ワーク
   の表面に向かって進退し、
   前記スクライブ工具が前記ワークの表面に接触したとき、さらに前記電機子の前記コイ
   ルに電流を流すことによって、前記ワークの表面内における前記スクライブ工具の進行方
   向に倣って前記軸部材がその軸線の回りを回転できる状態で、前記スクライブ工具から前
   記ワークに荷重が付与されるスクライブ装置。
2. 前記スクライブ装置はさらに、
   前記ワークの表面に向かって進退する前記軸部材の位置を制御する位置制御と、前記ワ
   ークに接触した前記スクライブ工具から前記ワークに付与される荷重を制御する荷重制御
   と、を行う制御装置を備えることを特徴とする請求項１に記載のスクライブ装置。
3. 前記スクライブ装置はさらに、
   前記コイルに流れる電流を検出する電流センサと、
   前記軸部材の軸線方向の位置を検出する位置センサと、を備え、
   前記制御装置は、指令及び前記位置センサからの情報に基づいて前記位置制御を行うと
   共に、指令及び前記電流センサからの情報に基づいて前記荷重制御を行うことを特徴とす
   る請求項２に記載のスクライブ装置。
4. 前記スクライブ装置はさらに、
   軸受本体の外部から供給された空気の力で前記軸部材を軸受本体中で浮かせながら、前
   記軸部材がその軸線方向に直線運動したり、軸線の回りを回転したりするのを案内する静
   圧空気軸受を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクライブ装
   置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載のスクライブ装置の前記軸部材、前記電機子、及び
   前記スクライブ工具を含むスクライブヘッドが複数、互いの前記軸部材が平行になるよう
   に積層されてなる多軸スクライブ装置。
   

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