JP2019200144A

JP2019200144A - 標準尺及び真直度測定方法

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Publication number: JP2019200144A
Application number: JP2018095014A
Authority: JP
Inventors: 畠山　直樹; Naoki Hatakeyama; 直樹畠山
Original assignee: Sinto S Precision Ltd
Current assignee: Sinto S Precision Ltd
Priority date: 2018-05-17
Filing date: 2018-05-17
Publication date: 2019-11-21
Anticipated expiration: 2038-05-17
Also published as: JP7112880B2

Abstract

【課題】真直度測定に反転法を用いることができる標準尺を提供する。【解決手段】所定の長さを有し、長さ方向の断面が矩形形状を有する透明な基体部３と、基体部の中立軸上に間隔を置いて形成された目盛８とを備える標準尺２。【選択図】図１

Description

本発明は、測定対象物の真直度の測定に用いる標準尺及び真直度測定方法に関する。

従来、測定対象物の真直度を測定する場合には、細長い定規状の形状を有し長手方向に精密なメモリが間隔を置いて形成されている標準尺を用いる場合（特許文献１参照）や、側面が精密な平面として形成された四角柱形状の真直度マスター及び電気マイクロメーターを用いる場合がある。

ここで標準尺を用いて検査装置のステージのＸ軸、Ｙ軸等の真直度を測定する場合には、Ｘ軸またはＹ軸に標準尺を平行に配置し、顕微鏡をステージのＸ軸またはＹ軸に沿って移動させつつ、標準尺の目盛の位置を顕微鏡を用いて上方より測定している。また真直度マスター及び電気マイクロメーターを用いて検査装置のステージのＸ軸、Ｙ軸等の真直度を測定する場合には、Ｘ軸またはＹ軸に真直度マスターを平行に配置し、ステージのＸ軸またはＹ軸に沿って移動させる測定子により真直度マスターの側面をなぞって測定子の機械的変位を検出している。

特開２０１０−８５３１７号公報

真直度の測定に標準尺を用いる場合には、標準尺は精密に作製されているが、標準尺に形成されている目盛の真直度方向の誤差を完全に無くすことは困難であり所定の誤差を有するため測定された真直度にも誤差が含まれる。一方、真直度の測定に真直度マスター及び電気マイクロメーターを用いる場合には、真直度マスターの平面が有する誤差をキャンセルする方法として反転法が用いられている。ここで反転法は、真直度マスターの一方の面を用いて測定対象物の真直度の測定を行った後、真直度マスターを長手方向の軸周りに180°回転させ、同じ面を用いて測定対象物の真直度の測定を行い、２つの測定結果を用いて真直度マスター自体が持つ誤差をキャンセルして測定対象物の真直度を測定する方法である。

ところで検査装置のステージのＸ軸またはＹ軸の真直度を標準尺を用いて測定する場合においては、標準尺の目盛を上方より顕微鏡を介してカメラにより撮影し目盛の位置を測定しているため、標準尺の上面に形成されている目盛の位置を顕微鏡を介してカメラにより上方より撮影した後に、標準尺を長手方向の軸周りに180°回転させた場合には、目盛が標準尺の下面に位置することになり、顕微鏡を介してカメラにより撮影できないため反転法を用いることができなかった。

本発明の目的は、測定対象物の真直度測定に反転法を用いることができる標準尺及び該標準尺を用いた真直度測定方法を提供することである。

本発明の標準尺は、所定の長さを有し、長さ方向の断面が矩形形状を有する透明な基体部と、前記基体部の中立軸上に間隔を置いて形成された目盛とを備えることを特徴とする。

また本発明の標準尺は、前記基体部が、長さ方向の断面が前記基体部の１／２の高さを有する矩形形状の第１基体部と、長さ方向の断面が前記基体部の１／２の高さを有する矩形形状であって、前記第１基体部に対向する面に前記目盛を有する第２基体部と、を備え、前記第１基体部と前記第２基体部の対向する面同士が接合されていることを特徴とする。

また本発明の標準尺は、前記目盛が前記中立軸上に形成された十字マークであることを特徴とする。

また本発明の標準尺は、前記基体部がガラス製であることを特徴とする。

本発明の真直度測定方法は、本発明の標準尺を用いた真直度測定方法であって、前記標準尺を真直度を測定する測定対象物の軸に平行に設置する設置工程と、前記標準尺の前記目盛を前記標準尺の一方の面側から測定する第１測定工程と、前記標準尺を前記中立軸周りに１８０°回転させる回転工程と、前記標準尺の前記目盛を前記標準尺の他方の面側から測定する第２測定工程と、前記第１測定工程における測定結果及び前記第２測定工程における測定結果を用いて前記軸の真直度を算出する算出工程とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、測定対象物の真直度測定に反転法を用いることができる標準尺及び該標準尺を用いた真直度測定方法を提供することができる。

実施の形態に係る標準尺の概略構成を示す斜視図である。実施の形態に係る標準尺の製造方法を説明する図である。実施の形態に係る標準尺を用いて真直度測定を行う２次元座標測定装置の平面図である。実施の形態に係る真直度測定方法の工程を示すフローチャートである。実施の形態に係る標準尺の反転を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る標準尺について説明する。図１は、実施の形態に係る標準尺の概略構成を示す斜視図である。標準尺２は、所定の長さを有し透明なガラスにより形成されている基体部３を備えている、基体部３は長さ方向の断面が矩形形状を有しており、基体部３の中立軸（図５参照）上に間隔を置いて十字マークの目盛８が形成されている。ここで中立軸は、基体部３における撓みによる変位が最も小さい軸である。

標準尺２を製造する場合には、まず図２（ｂ）に示す、長さ方向の断面が基体部３の１／２の高さを有する矩形形状の第１基体部６と、図２（ａ）に示す、長さ方向の断面が基体部３の１／２の高さを有する矩形形状であって、第１基体部６に対向する面に目盛８を有する第２基体部４とを用意し、第１基体部６と第２基体部４の対向する面同士、即ち第１基体部６の対向面６ａと第２基体部４の対向面４ａをＵＶ接合することにより張り合わせて製造する。これにより基体部３の中立軸上に目盛が形成された標準尺２を製造することができる。なお第１基体部６の第２基体部４に対向する対向面６ａと第２基体部４の第１基体部６に対向する対向面４ａは、張り合わせた場合に平行になるようきわめて精密に研磨されている。

次に実施の形態に係る標準尺２を用いた２次元座標測定装置のステージのＸ軸、Ｙ軸の真直度測定について説明する。図３は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等のフラットパネルの生産工程において用いられる２次元座標測定装置の平面図である。なお以下の説明においては、ＸＹ直交座標系を設定し、このＸＹ直交座標系を参照して説明する。ＸＹ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸が水平面に対して平行となるように設定されている。

２次元座標測定装置１０は、定盤１２上に液晶パネルや有機ＥＬパネルを載置する矩形状の平板形状を有するテーブル１４を備えている。また２次元座標測定装置１０の定盤１２のＸ軸方向の両端部には、Ｙ軸方向に平行に一対のガイドレール１６が設けられている。更に両端部がガイドレール１６にガイドされてＹ軸方向にスライド可能なフレーム１８が設けられている。フレーム１８には顕微鏡２０ａを有しフレーム１８に沿ってＸ軸方向に移動可能な顕微鏡部２０が支持されている。なお顕微鏡部２０には、顕微鏡２０ａにより拡大された画像を撮像するカメラが備えられている。

標準尺２を用いて２次元座標測定装置１０のＹ軸方向に延びるガイドレール１６の真直度を測定する場合には、図３に示すように標準尺２をテーブル１４上において測定対象物であるガイドレール１６（Ｙ軸方向）に平行に設置する（設置工程：図４のステップＳ１０）。

次に標準尺２の目盛８を標準尺２の一方の面側（図５に示すＡ面側）から測定する（第１測定工程：図４のステップＳ１２）。即ち顕微鏡２０ａを標準尺２の目盛８（１）上に移動させ目盛８（１）を、顕微鏡２０ａを介して顕微鏡部２０のカメラにより撮影し、目盛８（１）の位置Ａ１を測定する。顕微鏡のＸ軸方向の位置を固定したまま顕微鏡２０ａを―Ｙ方向に移動させて目盛８（２）の位置Ａ２を測定する。同様にして順次目盛８（ｎ）の位置Ａｎまで測定し、第１測定の測定結果（Ａ１〜Ａｎ）を得る。

次に図５に示すように、標準尺２を中立軸周りに１８０°回転させる（回転工程：図４のステップＳ１４）。

次に標準尺２の目盛８を標準尺の他方の面側（図５に示すＢ面側）から測定する（第２測定工程：図４のステップＳ１６）。即ち顕微鏡２０ａを標準尺２の目盛８（１）上に移動させ目盛８（１）を、顕微鏡２０ａを介して顕微鏡部２０のカメラにより撮影し、目盛８（１）の位置Ｂ１を測定する。顕微鏡のＸ軸方向の位置を固定したまま顕微鏡２０ａを―Ｙ方向に移動させて目盛８（２）の位置Ｂ２を測定する。同様にして順次目盛８（ｎ）の位置Ｂｎまで測定し、第２測定の測定結果（Ｂ１〜Ｂｎ）を得る。

次に第１測定工程における測定結果及び第２測定工程における測定結果を用いてガイドレール１６の真直度を算出する（算出工程：図４のステップＳ１８）。即ち標準尺２の目盛８（１）のＹ軸方向の位置のスライダー１６の真直度Ｙ１を（Ａ１＋Ｂ１）／２により算出する。同様にして標準尺２の目盛８（２）〜目盛８（ｎ）のＹ軸方向の位置のスライダー１６の真直度Ｙ２〜Ｙｎを算出する。このようにして算出されたスライダー１６の真直度Ｙ１〜Ｙｎは標準尺２の目盛８が持つ真直度方向の誤差がキャンセルされたものとなる。

また標準尺２を用いて２次元座標測定装置２のＸ軸方向に延びるフレーム１８の真直度を測定する場合には、標準尺２をテーブル１４上において測定対象物であるフレーム１８（Ｘ軸方向）に平行に設置する（設置工程：図４のステップＳ１０）。

次に標準尺２の目盛８を標準尺２の一方の面側（図５に示すＡ面側）から測定する（第１測定工程：図４のステップＳ１２）。即ち標準尺２の目盛８（１）〜８（ｎ）を顕微鏡２０ａを介してカメラにより順次撮影し、第１測定の測定結果（Ｃ１〜Ｃｎ）を得る。

次に標準尺２の目盛８を標準尺２の他方の面側（図５に示すＢ面側）から測定する（第２測定工程：図４のステップＳ１６）。即ち標準尺２の目盛８（１）〜８（ｎ）を顕微鏡２０ａを介してカメラにより順次撮影し、第２測定の測定結果（Ｄ１〜Ｄｎ）を得る。

次に第１測定工程における測定結果及び第２測定工程における測定結果を用いてフレーム１８の真直度を算出する（算出工程：図４のステップＳ１８）。即ち標準尺２の目盛８（１）のＸ軸方向の位置のフレーム１８の真直度Ｘ１を（Ｃ１＋Ｄ１）／２により算出する。同様にして標準尺２の目盛８（２）〜目盛８（ｎ）のＸ軸方向の位置のスライダー１６の真直度Ｘ２〜Ｘｎを算出する。このようにして算出されたフレーム１８の真直度Ｘ１〜Ｘｎは標準尺２の目盛８が持つ真直度方向の誤差がキャンセルされたものとなる。

この実施の形態に係る標準尺２によれば、測定対象物の真直度測定に反転法を用いることが可能になるため、きわめて正確に測定対象物の真直度を測定することができる。従って正確に２次元座標測定装置の真直度を補正することができる。

なお上述の実施の形態においては、基体部３としてガラス製の基体部を用いているが、線膨張係数が小さく透明な樹脂製の基体部を用いてもよい。

２…標準尺、３…基体部、４…第１基体部、４a…対向面、６…第２基体部、６a…対向面、８…目盛、１０…２次元座標測定装置、１２…定盤、１４…テーブル、１６…ガイドレール、１８…フレーム、２０…顕微鏡部、２０a…顕微鏡

Claims

所定の長さを有し、長さ方向の断面が矩形形状を有する透明な基体部と、
前記基体部の中立軸上に間隔を置いて形成された目盛と、
を備えることを特徴とする標準尺。
前記基体部は、
長さ方向の断面が前記基体部の１／２の高さを有する矩形形状の第１基体部と、
長さ方向の断面が前記基体部の１／２の高さを有する矩形形状であって、前記第１基体部に対向する面に前記目盛を有する第２基体部と、
を備え、
前記第１基体部と前記第２基体部の対向する面同士が接合されていることを特徴とする請求項１記載の標準尺。
前記目盛は、前記中立軸上に形成された十字マークであることを特徴とする請求項１または２記載の標準尺。
前記基体部はガラス製であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の標準尺。
請求項１〜４の何れか一項に記載の標準尺を用いた真直度測定方法であって、
前記標準尺を真直度を測定する測定対象物の軸に平行に設置する設置工程と、
前記標準尺の前記目盛を前記標準尺の一方の面側から測定する第１測定工程と、
前記標準尺を前記中立軸周りに１８０°回転させる回転工程と、
前記標準尺の前記目盛を前記標準尺の他方の面側から測定する第２測定工程と、
前記第１測定工程における測定結果及び前記第２測定工程における測定結果を用いて前記軸の真直度を算出する算出工程と
を含むことを特徴とする真直度測定方法。