JP2011155167A - ガントリー型ｘｙステージ - Google Patents

Abstract

【課題】 ビームに歪みが発生せず、ビームが軽量で安価に製作できるガントリー型ＸＹステージを提供する。
【解決手段】 ガントリー型ＸＹステージは、鋼製の架台と、この架台に設けた互いに平行な一対のＹ軸リニアガイドに案内されて架台の上面と平行な方向であるＹ軸方向に移動可能な一対のＹ軸可動体と、これら一対のＹ軸可動体間に架け渡して設けられてＹ軸方向と直交する方向であるＸ軸方向に長いビーム１０と、このビーム１０に設けたＸ軸リニアガイド１１，１２に案内されてＸ軸方向に移動可能なＸ軸可動体１３とを備える。ビーム１０を、複数本の鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃをそれぞれの長手方向が平行になるように組み合わせて構成する。
【選択図】 図４

Description

この発明は、主として、液晶式ディスプレイやプラズマ式ディスプレイ、太陽電池パネル等の平面状処理対象物に対して、リペア、欠陥検査、パターニング等の局所的な処理を施す装置に使用されるガントリー型ＸＹステージに関する。

例えば、液晶式ディスプレイのガラス基板に対してレーザでリペア処理を行うレーザリペア装置は、主要な構成ユニットとしてガントリー型ＸＹステージを有する。ガントリー型ＸＹステージは、固定部分である架台と、この架台上に設けられた可動部分であるガントリー部とで構成されている。架台には、上面に水平なステージ面が形成された定盤が設けられている。ガントリー部には、互いに平行な一対のＹ軸リニアガイドに案内されて水平方向であるＹ軸方向に移動可能な一対のＹ軸可動体と、これら一対のＹ軸可動体間に架け渡して設けられてＹ軸方向と直交する方向であるＸ軸方向に長いビームと、このビームに設けたＸ軸リニアガイドに案内されてＸ軸方向に移動可能なＸ軸可動体とが設けられている。

レーザリペア装置の場合、Ｘ軸可動体にレーザ加工ユニットが搭載される。レーザリペア装置の使用に際しては、前記定盤上に処理対象物としての液晶用ガラス基板を載置し、ガントリー部によりレーザ加工ユニットをＹ軸方向およびＸ軸方向に移動させて、レーザ加工ユニットを液晶用ガラス基板の欠陥箇所の真上に位置させる。そして、レーザ加工ユニットにより液晶用ガラス基板の欠陥箇所に対してレーザ光を照射して、欠陥箇所のリペア（修理）を行う。

上記ガントリー型ＸＹステージにおいては、加工時間や検査時間の短縮化のため、Ｙ軸およびＸ軸可動体の移動速度の高速化が求められている。一方で、近年、液晶用ガラス基板が大型化しており、それに伴いビームが長大化して重量が増大するとともに、その移動距離も長くなっている。その結果、大重量のビームを高速で動かす必要が生じている。

しかし、大重量のビームを高速で動かすと、ビームの移動によるモーメントの変化により架台の定盤が揺れる。定盤の揺れはガントリー部に搭載されたレーザ加工ユニットに伝わり、レーザ加工ユニットに設けた処理対象物観察用のカメラの画像に揺れが生じる。この揺れが収まるまでリペア処理を施せないため、基板１枚当たりの処理時間が長くなってしまう。ビームを低速で動かせば、上記揺れの発生を抑制することができるが、その場合、レーザ加工ユニットの位置決めに時間がかかるので、やはり基板１枚当たりの処理時間が長くなることに変わりはない。

上記問題の対策として、ビームを複合材料からなる中空体とする提案（特許文献１）や、ビームをアルミ材料の押し出し加工による中空体とする提案（特許文献２）がなされている。これらの提案によれば、ビームが軽量化され、前記画像の揺れが収まるまでの時間を短縮することができる。

特開２００６−４９３８４号公報 特開２００８−３６８１１号公報

上記各提案では、ビームの材料として、標準品以外の現在市販されていない材料が用いられる。そのため、ビーム用材料から新たに製作する必要がある。大型のガントリー型ＸＹステージの場合、同寸法の製品が多量に製作されることは少ないので、ビーム用材料のみを同時に多量生産することはできない。多量の在庫を保有するのは、メーカーにとって財務上の負担となるからである。かといって、ユーザーからの注文に応じて、その都度、ビームの仕様に対応してビーム材料を製作すると、非常に高価なものとなる。

また、架台は、強度、剛性、価格等の面から、一般に鋼製とされている。そのため、上記各提案のようにビームを複合材料やアルミ等で製作すると、架台とビームとの熱膨張差が生じ、ビームに歪みが発生する。ビームが長い場合、歪みは大きなものとなる。ビームが歪むと、ビームに設けられたＸ軸可動体の真直度が悪化し、レーザ加工ユニット等の処理ユニットの処理精度が低下する。

この発明の目的は、ビームに歪みが発生せず、ビームが軽量で安価に製作できるガントリー型ＸＹステージを提供することである。

この発明のガントリー型ＸＹステージは、鋼製の架台と、この架台に設けた互いに平行な一対のＹ軸リニアガイドに案内されて架台の上面と平行な方向であるＹ軸方向に移動可能な一対のＹ軸可動体と、これら一対のＹ軸可動体間に架け渡して設けられて前記Ｙ軸方向と直交する方向であるＸ軸方向に長いビームと、このビームに設けたＸ軸リニアガイドに案内されて前記Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸可動体とを備え、前記ビームを、複数本の鋼製角パイプをそれぞれの長手方向が平行になるように重ね合わせて構成したことを特徴とする。

この構成によれば、前記ビームを、内部が中空状である複数本の鋼製角パイプをそれぞれの長手方向が平行になるように組み合わせて構成したことにより、適正な剛性を保持しつつ、ビームを軽量化することができる。それにより、ビームの移動速度の高速化を図ることができる。また、ビームが軽量であれば、ビームの移動により生じる架台の揺れが少ない。そのため、Ｘ軸可動体に搭載した処理装置に処理対象物観察用のカメラが設けられている場合、このカメラの画像の揺れを少なくでき、かつ揺れが収まるまでの時間を短縮することができる。これらのことから、処理対象物１個当たりの処理時間を短縮できる。

複数本の鋼製角パイプを組み合わせることで、長大なビームについても、剛性の保持と軽量化に対応できる。鋼製角パイプは標準品として市販されているため、入手が容易であり、余分な在庫を抱えておく必要がなく、しかも安価である。鋼製角パイプを用いるため、薄肉化しても剛性が確保でき、薄肉化によってより一層の軽量化が図れる。このような薄肉の角パイプについても、標準品として市販されている。

また、架台は鋼製であり、ビームも鋼製であるため、架台とビームとの熱膨張差に起因するビームの歪みが無い。そのため、処理ユニットが搭載されるＸ軸可動体の真直度が、ビームのどの位置にある場合でも常に正常に保たれる。

前記ビームは、複数本の鋼製角パイプを鉛直方向に重ね合わせて構成したものとすることができる。
ビームには、鉛直方向の荷重やモーメントが作用する。複数本の鋼製角パイプを鉛直方向に重ね合わせることで、鉛直方向の荷重やモーメントに対する剛性を高めることができる。

前記鋼製角パイプの本数が３本であって良い。例えば、前記ビームの長さが２５００〜５０００ｍｍ、前記Ｘ軸可動体およびこのＸ軸可動体に搭載される処理ユニットの総重量が２００〜５００ｋｇである場合、前記ビームを構成する前記３本の鋼製角パイプはいずれも肉厚が４．５ｍｍで、上段の鋼製角パイプは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が２００ｍｍで、中段および下段の鋼製角パイプは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が７５ｍｍとすることができる。
ビームが鉛直方向に重ね合わせた３本の鋼製角パイプで構成され、ビームの長さおよび処理ユニット等の総重量を上記値とした場合、ビームをできるだけ軽量で、かつ必要な剛性を保持させるには、コンピュータによる構造解析の結果、各鋼製角パイプを上記寸法の標準品とするのが良いことが分かった。

この発明において、前記Ｙ軸リニアガイドは、前記Ｙ軸方向に延びるＹ軸レールおよびこのＹ軸レールに沿って移動可能な可動部からなり、この可動部に前記Ｙ軸可動体が取付けられ、かつ前記Ｘ軸リニアガイドは、前記Ｘ軸方向に延びるＸ軸レールおよびこのＸ軸レールに沿って移動可能な可動部からなり、この可動部に前記Ｘ軸可動体が取付けられていてもよい。
Ｙ軸リニアガイドおよびＸ軸リニアガイドを上記構成とすることにより、Ｙ軸可動体のＹ軸方向の移動およびＸ軸可動体のＸ軸方向の移動を円滑に行わせることができる。

Ｘ軸リニアガイドが上記構成である場合、前記複数本の鋼製角パイプのうちの少なくとも１本における断面形状長方形の角部の近傍位置に取付部材を設け、この取付部材に前記Ｘ軸レールを固定状態に取付けるのが良い。
取付部材を介して鋼製角パイプにＸ軸レールを取付けることで、肉厚の薄い鋼製角パイプへのＸ軸レールの取付けが容易になる。また、鋼製角パイプは、断面形状長方形の各部のうち角部付近が他の箇所に比べて剛性が高い。そのため、Ｘ軸可動体からの荷重が作用するＸ軸レールを鋼製角パイプの角部の近傍位置に設けることにより、鋼製角パイプの肉厚をできるだけ薄くしつつ、必要な剛性を保持させることができる。

また、前記複数本の鋼製角パイプのうちの少なくとも１本に取付部材を設け、この取付部材に前記Ｘ軸レールを固定状態に取付けたものであり、前記取付部材は前記Ｘ軸レールの取付面に開口するねじ孔を有し、かつ前記Ｘ軸レールは前記ねじ孔と同心の貫通孔であるねじ挿入孔を有し、このねじ挿入孔に取付部材と反対側から挿入したねじ部材の先端が前記ねじ孔にねじ込まれていてもよい。
前記同様、取付部材を介して鋼製角パイプにＸ軸レールを取付けることで、肉厚の薄い鋼製角パイプへのＸ軸レールの取付けが容易になる。上記のようにねじ部材で取付部材にＸ軸レールを固定状態に取付ければ、Ｘ軸レールの取付構造を簡素にできる。

上記Ｘ軸レールの取付構造とする場合、前記ねじ孔は貫通孔であり、前記鋼製角パイプにおける前記ねじ孔と対応する位置にこのねじ孔よりも内径が大きい連通孔を有し、前記取付部材は、溶接により前記鋼製角パイプに固定された後、前記連通孔に挿通したタップにより前記ねじ孔を加工したものとするのが良い。
このように、取付部材を鋼製角パイプに固定した後、取付部材にねじ孔を加工すれば、鋼製角パイプに対して正確な位置にねじ孔を設けることができる。鋼製角パイプの連通孔と取付部材のねじ孔を同時に加工すると、加工時に鋼製角パイプが歪んで、両孔の軸心がずれたり、ねじ孔のねじピッチが不均一となったりする不具合が起きる可能性があるが、事前に鋼製角パイプに連通孔を形成しておくことで上記不具合を回避することができる。

さらに、前記ビームは、前記取付部材を前記鋼製角パイプに固定した後、前記Ｙ軸リニアガイドの可動部に対する姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、前記取付部材に前記ねじ孔を加工したものであっても良い。
Ｙ軸リニアガイドの可動部に対するビームの姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、取付部材にねじ孔を加工すれば、最終組付け時におけるビームに対するＸ軸レールの取付精度が向上する。

また、前記Ｘ軸可動体は、前記取付部材を前記鋼製角パイプに固定した後、前記Ｙ軸リニアガイドの可動部に対する前記ビームの姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、このＸ軸可動体に搭載される処理ユニットの取付面を機械加工により形成したものであっても良い。
ビームのＹ軸リニアガイドの可動部に対する姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、Ｘ軸可動体に処理ユニットの取付面を機械加工により形成すれば、最終組付け時におけるＸ軸可動体に対する処理ユニットの取付精度が向上する。

この発明において、前記各鋼製角パイプの中空部に発泡性樹脂を充填するのが良い。前記発泡性樹脂は２液性の軟質性ウレタンとするのが好ましい。
各鋼製角パイプの中空部に発泡性樹脂を充填すれば、ビームの移動に伴う中空部への空気の出入りがなく、風切り音を低減することができる。また、ガントリー型ＸＹステージ各部の動作音が前記中空部内の空気で反響して増幅されることがない。そのため、Ｙ軸可動体が高速で移動しても、騒音が発生しない。

この発明のガントリー型ＸＹステージは、鋼製の架台と、この架台に設けた互いに平行な一対のＹ軸リニアガイドに案内されて架台の上面と平行な方向であるＹ軸方向に移動可能な一対のＹ軸可動体と、これら一対のＹ軸可動体間に架け渡して設けられて前記Ｙ軸方向と直交する方向であるＸ軸方向に長いビームと、このビームに設けたＸ軸リニアガイドに案内されて前記Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸可動体とを備え、前記ビームを、複数本の鋼製角パイプをそれぞれの長手方向が平行になるように重ね合わせて構成したため、ビームに歪みが発生せず、ビームが軽量で安価に製作できる。

この発明の実施形態にかかるガントリー型ＸＹステージの平面図である。 同ガントリー型ＸＹステージの正面図である。 同ガントリー型ＸＹステージのＹ軸リニアガイドの拡大正面図である。 図１のIV−IV断面図である。 同ガントリー型ＸＹステージの上側Ｘ軸レールの取付部の断面図である。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照にして具体的に説明する。図１、図２の全体平面図および正面図に示すように、このガントリー型ＸＹステージは、従来のものと同様、固定部分である架台１と、この架台１上に設けられた可動部分であるガントリー部２とで構成される。

架台１は鋼製であって、上面には水平状の鋼板３が設置されている。さらに、鋼板３の中央部には、上面が高精度に水平なステージ面として形成された定盤４が、複数本の支柱５に支えられて設置されている。

ガントリー部２は、架台１の鋼板３上の左右両側部にそれぞれ設けられた互いに平行な一対のＹ軸リニアガイド６を備え、各Ｙ軸リニアガイド６に案内されて一対のＹ軸可動体７が前後方向であるＹ軸方向に移動可能である。図３に示すように、Ｙ軸リニアガイド６は、Ｙ軸方向に延びるＹ軸レール６ａおよびこのＹ軸レール６ａに沿って移動可能な可動部６ｂからなり、可動部６ｂにＹ軸可動体７が取付けられている。例えば、Ｙ軸リニアガイド６は、リニアボールベアリング等の転がり形式のリニア軸受とされる。滑り形式のリニア軸受としてもよい。後記Ｘ軸リニアガイド１１，１２も、同様のリニア軸受とされる。

図１、図２において、各Ｙ軸可動体７は、それぞれＹ軸リニアモータ８により移動させられる。Ｙ軸可動体７の移動位置は、Ｙ軸リニアスケール（図示せず）により検知される。Ｙ軸リニアスケールは、Ｙ軸可動体７の移動範囲の長さを有するＹ軸被検出部と、このＹ軸被検出部の目盛りを読み取る検出部とでなる。

前記一対のＹ軸可動体７間に架け渡して、左右方向であるＸ軸方向に長いビーム１０が設けられている。このビーム１０の前面に上下一対のＸ軸リニアガイド１１が、上面に一つのＸ軸リニアガイド１２がそれぞれ設けられており、これらＸ軸リニアガイド１１，１２に案内されてＸ軸可動体１３がＸ軸方向に移動可能である。図４に示すように、Ｘ軸リニアガイド１１，１２は、Ｘ軸方向に延びるＸ軸レール１１ａ，１２ａおよびこのＸ軸レール１１ａ，１２ａに沿って移動可能な可動部１１ｂ，１２ｂからなり、可動部１１ｂ，１２ｂにＸ軸可動体１３が取付けられている。

図１、図２において、Ｘ軸可動体１３は、Ｘ軸リニアモータ１４より移動させられる。Ｘ軸可動体１３の移動位置は、Ｘ軸リニアスケール１５により検知される。図４に示すように、Ｘ軸リニアスケール１５は、ビーム１０に設けられＸ軸可動体７の移動範囲の長さを有するＸ軸被検出部１５ａと、Ｘ軸可動体１３に設けられ前記Ｘ軸被検出部１５ａの目盛りを読み取る検出部１５ｂとでなる。

図４は、図１のIV−IV断面図である。図示のように、前記ビーム１０は、３本の鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃをそれぞれの長手方向が平行になるように上下に重ね合わせて構成されている。下段の鋼製角パイプ１０ｃの下面の左右両端には、左右一対の下部ベース板１６がそれぞれ固定して設けられている。各下部ベース板１６はＹ軸可動体７の上面にそれぞれ固定され、それによりＹ軸可動体７と一体にビーム１０が動作する。上記鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとしては、標準品として市販されているものが用いられる。図例では、各鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの横幅は同じで、上段の鋼製角パイプ１０ａの縦幅は広く、中、下段の鋼製角パイプ１０ｂ，１０ｃの縦幅は狭い。これは、ビーム１０に取付けられるＸ軸レール１１ａ、Ｘ軸被検出部１５ａ、および後記取付板３２の配置を考慮してのものである。

上記Ｘ軸レール１１ａ、Ｘ軸被検出部１５ａ、および取付板３２の配置を考慮した上で、ビーム１０をできるだけ軽量で、かつ必要な剛性を保持させるために、コンピュータによる構造解析を行った。それにより、例えば、ビーム１０の左右長さが２５００〜５０００ｍｍ、Ｘ軸可動体１３およびこのＸ軸可動体１３に搭載される処理ユニット（図示せず）の総重量が２００〜５００ｋｇである場合、各鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃはいずれも肉厚が４．５ｍｍで、上段の鋼製角パイプ１０ａは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が２００ｍｍで、中段および下段の鋼製角パイプ１０ｂ，１０ｃは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が７５ｍｍとするのが良いことが分かった。この寸法の鋼製角パイプは、標準品として現在市販されている。

Ｘ軸可動体１３は、上水平板部１３ａと下垂直板部１３ｂをＬ型に組み合わせ、下垂直板部１３ｂの背面側にコ字形（Ｃ形）の下部部材１３ｃを固定した構造である。上水平板部１３ａと下垂直板部１３ｂの結合部には、補強部材１３ｄが取付けられている。上水平板部１３ａの上面および下垂直板部１３ｂの前面が処理ユニット取付面１７，１８とされ、これら処理ユニット取付面１７，１８に処理ユニット（図示せず）が取付けられる。

上下一対のＸ軸リニアガイド１１のＸ軸レール１１ａは、上段の鋼製角パイプ１０ａおよび下段の鋼製角パイプ１０ｃの各前面にそれぞれ取付部材２１を介して取付けられ、Ｘ軸リニアガイド１２のＸ軸レール１２ａは、上段の鋼製角パイプ１０ａの上面に取付部材２２を介して取付けられる。また、Ｘ軸リニアスケール１５のＸ軸被検出部１５ａは、下段の鋼製角パイプ１０ｃの前面に取付部材２３を介して取付けられる。

鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃに対するＸ軸レール１１ａ，１２ａの取付位置、ならびに鋼製角パイプ１０ｃに対するＸ軸被検出部１５ａの取付位置は、鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃにおける断面形状長方形の角部の近傍位置とされている。その理由は、鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃは角部付近が他の箇所に比べて剛性が高いからである。Ｘ軸可動体１３からの荷重が作用するＸ軸レール１１ａ，１２ａおよびＸ軸被検出部１５ａを鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃの角部の近傍位置に設けることにより、鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃの肉厚をできるだけ薄くしつつ、必要な剛性を保持させることができる。

鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃに対するＸ軸レール１１ａ，１２ａおよびＸ軸被検出部１５ａの取付構造を、図５と共に説明する。図５は上側Ｘ軸レール１１ａの取付部を示すが、下側Ｘ軸レール１１ａの取付部、Ｘ軸レール１２ａの取付部、およびＸ軸被検出部１５ａの取付部も基本的に同じ構造である。そのため、上側Ｘ軸レール１１ａの取付部を例にとって説明し、下側Ｘ軸レール１１ａの取付部およびＸ軸被検出部１５ａの取付部については説明を省略する。

図５において、取付部材２１は、Ｘ軸レール取付面２４と交差する方向に貫通するねじ孔２５を有する。また、Ｘ軸レール１１ａは、前記ねじ孔２５と同心の貫通孔であるねじ挿入孔２６を有する。ねじ挿入孔２６は、取付部材２１と反対側の端部に大径部２６ａが形成された段付きの孔である。図例では、ねじ挿入孔２６の大径部２６ａ以外の箇所の内周に、ねじ孔２５のねじピッチと同ピッチでねじ山が形成されているが、ねじ山は形成されていなくてもよい。ねじ挿入孔２６に取付部材２１と反対側からねじ部材２７を螺入し、そのねじ部材２７の先端をねじ孔２５にねじ込むことで、Ｘ軸レール１１ａが鋼製角パイプ１０ａに取付けられる。この取付状態では、ねじ部材２７の頭部２７ａは、ねじ挿入孔２６の大径部２６ａ内に位置し、大径部２６ａの段面に係合している。このようにねじ部材２７で取付部材２１にＸ軸レール１１ａを固定状態に取付ければ、Ｘ軸レール１１ａの取付構造を簡素なものにできる。

また、鋼製角パイプ１０ａにおける前記ねじ孔２５と対応する位置に、ねじ孔２５よりも内径が大きい連通孔２８が設けられている。この連通孔２８は、ねじ孔２５を加工するためのものである。すなわち、取付部材２１は、溶接により溶接箇所２９で鋼製角パイプ１０ａに固定された後、前記連通孔２８に挿通したタップ（図示せず）によりねじ孔２５が加工される。このように、取付部材２１を鋼製角パイプ１０ａに固定した後、取付部材２１にねじ孔２５を加工すれば、鋼製角パイプ１０ａに対して正確な位置にねじ孔２５を設けることができる。なお、鋼製角パイプ１０ａの連通孔２８と取付部材２１のねじ孔２５を同時に加工すると、加工時に鋼製角パイプ１０ａが歪んで、両孔２５，２８の軸心がずれたり、ねじ孔２５のねじピッチが不均一となったりする不具合が起きる可能性があるが、事前に鋼製角パイプ１０ａに連通孔２８を形成しておくことで上記不具合を回避することができる。

上記ねじ孔２５の加工は、Ｙ軸リニアガイド６の可動部６ｂに対するビーム１０の姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で行う。それにより、最終組付け時におけるビーム１０に対するＸ軸レール１１ａ，１２ａおよびＸ軸被検出部１５ａの取付精度が向上する。

また、図４において、Ｘ軸可動体１３の前記処理ユニット取付面１７，１８は、取付部材２１，２２，２３を鋼製角パイプ１０ａ，１０ｃに固定した後、Ｙ軸リニアガイド６の可動部６ｂに対するビーム１０の姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、機械加工により形成される。それにより、最終組付け時におけるＸ軸可動体１３に対する処理ユニットの取付精度が向上する。

Ｘ軸リニアモータ１４は、Ｘ軸方向に長いビーム１０側の固定子３０と、この固定子３０の凹部３０ａ内を移動するＸ軸可動体１３側の可動子３１とで構成される。固定子３０は、鋼製角パイプ１０ａの前面に固定した取付板３２に取付けられている。また、可動子３１は、下部部材１３ｃの背面に固定した取付台３３の上に取付けられている。

各鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの中空部には、騒音抑制用の発泡性樹脂３５が充填されている。発泡性樹脂３５としては、例えば２液性の軟質性ウレタンが用いられる。２液性の軟質性ウレタンは、１液性のように液が空気と十分接触する必要がなく、液が空気と接触し難くても良好に発泡するため、細長い鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの中空部の隅々まで発泡性樹脂３５を充填させることができる。

Ｘ軸可動体１３には、リペア、欠陥検査、パターニング等の処理を施す処理ユニットが搭載される。ガントリー型ＸＹステージと処理ユニットとで、処理装置が構成される。処理装置の運転に際しては、Ｙ軸リニアモータ８によりＹ軸可動体７をＹ軸方向に移動させると共に、Ｘ軸リニアモータ１４によりＸ軸可動体１３をＸ軸方向に移動させることにより、処理ユニットを任意のＸＹ座標上に位置させる。そして、定盤４のステージ面上に載置された液晶式ディスプレイ、プラズマ式ディスプレイ、太陽電池パネル等の処理対象物（図示せず）に対し、処理ユニットが所定の処理を施す。処理ユニットは処理対象物観察用のカメラ（図示せず）を備え、このカメラで撮られた画像が操作管理者の観る画面（図示せず）に映し出される。

上記処理装置の運転時、Ｙ軸可動体７の移動位置がＹ軸リニアスケール（図示せず）により検知され、かつＸ軸可動体１３の移動位置がＸ軸リニアスケール１５により検知される。各リニアスケールに検知された位置データは、Ｙ軸リニアモータ８およびＸ軸リニアモータ１４の各制御部（図示せず）にフィードバックされ、それに基づき各制御部がＹ軸リニアモータ８およびＸ軸リニアモータ１４に対し駆動指令を出力することで、処理ユニットを精度良く移動させる。

この構成のガントリー型ＸＹステージは、ビーム１０を、内部が中空状である複数本の鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃをそれぞれの長手方向が平行になるように組み合わせて構成したことにより、適正な剛性を確保しつつ、ビーム１０を軽量化することができる。特に、各鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを鉛直方向に重ね合わせることで、鉛直方向の荷重やモーメントに対する剛性が高い構造となっている。

ビーム１０が軽量化されたことにより、ビーム１０の移動速度の高速化を図ることができ、かつビーム１０の移動により生じる処理対象物観察用カメラの画像の揺れが収まるまでの時間を短縮することができる。そのため、処理対象物１個当たりの処理時間を短縮できる。また、複数本の鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃを組み合わせることで、長大なビーム１０にも対応できる。ビーム１０の材料は標準品として市販されている鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃであるため、入手が容易で、余分な在庫を抱えておく必要がなく、しかも価格も安価である。

架台１およびビーム１０が共に鋼製であるため、温度変化があっても、架台１とビーム１０との熱膨張差に起因する歪みがビーム１０に発生しない。そのため、ビーム１０に設けられたＸ軸可動体１３の真直度を悪化させることがなく、処理ユニットにより精度良く処理を行うことができる。

ビーム１０を構成する各鋼製角パイプ１０ａ，１０ｂ，１０ｃの中空部に発泡性樹脂３５が充填されているため、ビーム１０の移動に伴う前記中空部への空気の出入りがなく、風切り音を無くすことができる。また、ガントリー型ＸＹステージ各部の動作音が前記中空部内の空気で反響して増幅されることがない。そのため、Ｙ軸可動体７が高速で移動しても、騒音が発生しない。

１…架台
２…ガントリー部
６…Ｙ軸リニアガイド
７…Ｙ軸可動体
７ａ…Ｙ軸レール
７ｂ…可動部
１０…ビーム
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…鋼製角パイプ
１１，１２…Ｘ軸リニアガイド
１１ａ，１２ａ…Ｘ軸レール
１１ｂ，１２ｂ…可動部
１３…Ｘ軸可動体
１７，１８…処理ユニット取付面
２１，２２，２３…取付部材
２４…Ｘ軸レール取付面
２５…ねじ孔
２６…ねじ挿入孔
２７…ねじ部材
２８…連通孔
２９…溶接箇所
３５…発泡性樹脂

Claims (12)

1. 鋼製の架台と、この架台に設けた互いに平行な一対のＹ軸リニアガイドに案内されて架台の上面と平行な方向であるＹ軸方向に移動可能な一対のＹ軸可動体と、これら一対のＹ軸可動体間に架け渡して設けられて前記Ｙ軸方向と直交する方向であるＸ軸方向に長いビームと、このビームに設けたＸ軸リニアガイドに案内されて前記Ｘ軸方向に移動可能なＸ軸可動体とを備えたガントリー型ＸＹステージにおいて、
   前記ビームを、複数本の鋼製角パイプをそれぞれの長手方向が平行になるように組み合わせて構成したことを特徴とするガントリー型ＸＹステージ。
2. 請求項１において、前記ビームは、複数本の鋼製角パイプを鉛直方向に重ね合わせて構成されているガントリー型ＸＹステージ。
3. 請求項２において、前記鋼製角パイプの本数が３本であるガントリー型ＸＹステージ。
4. 請求項３において、前記ビームの長さが２５００〜５０００ｍｍ、前記Ｘ軸可動体およびこのＸ軸可動体に搭載される処理ユニットの総重量が２００〜５００ｋｇであり、前記ビームを構成する３本の鋼製角パイプはいずれも肉厚が４．５ｍｍで、上段の鋼製角パイプは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が２００ｍｍで、中段および下段の鋼製角パイプは横幅が１５０ｍｍかつ縦幅が７５ｍｍであるガントリー型ＸＹステージ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか1項において、前記Ｙ軸リニアガイドは、前記Ｙ軸方向に延びるＹ軸レールおよびこのＹ軸レールに沿って移動可能な可動部からなり、この可動部に前記Ｙ軸可動体が取付けられ、かつ前記Ｘ軸リニアガイドは、前記Ｘ軸方向に延びるＸ軸レールおよびこのＸ軸レールに沿って移動可能な可動部からなり、この可動部に前記Ｘ軸可動体が取付けられているガントリー型ＸＹステージ。
6. 請求項５において、前記複数本の鋼製角パイプのうちの少なくとも１本における断面形状長方形の角部の近傍位置に取付部材を設け、この取付部材に前記Ｘ軸レールを固定状態に取付けたガントリー型ＸＹステージ。
7. 請求項５または請求項６において、前記複数本の鋼製角パイプのうちの少なくとも１本に取付部材を設け、この取付部材に前記Ｘ軸レールを固定状態に取付けたものであり、前記取付部材は前記Ｘ軸レールの取付面に開口するねじ孔を有し、かつ前記Ｘ軸レールは前記ねじ孔と同心の貫通孔であるねじ挿入孔を有し、このねじ挿入孔に取付部材と反対側から挿入したねじ部材の先端が前記ねじ孔にねじ込まれているガントリー型ＸＹステージ。
8. 請求項７において、前記ねじ孔は貫通孔であり、前記鋼製角パイプにおける前記ねじ孔と対応する位置にこのねじ孔よりも内径が大きい連通孔を有し、前記取付部材は、溶接により前記鋼製角パイプに固定された後、前記連通孔に挿通したタップにより前記ねじ孔を加工したものであるガントリー型ＸＹステージ。
9. 請求項８において、前記ビームは、前記取付部材を前記鋼製角パイプに固定した後、前記Ｙ軸リニアガイドの可動部に対する姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、前記取付部材に前記ねじ孔を加工したものであるガントリー型ＸＹステージ。
10. 請求項６ないし請求項９のいずれか1項において、前記Ｘ軸可動体は、前記取付部材を前記鋼製角パイプに固定した後、前記Ｙ軸リニアガイドの可動部に対する前記ビームの姿勢を最終組付け時と同じに保った状態で、このＸ軸可動体に搭載される処理ユニットの取付面を機械加工により形成したものであるガントリー型ＸＹステージ。
11. 請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、前記各鋼製角パイプの中空部に発泡性樹脂を充填したガントリー型ＸＹステージ。
12. 請求項１１において、前記発泡性樹脂は２液性の軟質性ウレタンであるガントリー型ＸＹステージ。

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