JP2021126884A - スクライブヘッドおよびスクライブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に対するカッターホイールの荷重の変動を抑制することが可能なスクライブヘッドおよびスクライブ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】スクライブ１０は、基板Ｆの表面Ｆ１にスクライブラインを形成するためのカッターホイール１０１と、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に当接させる駆動機構６００と、を備え、駆動機構６００は、サーボモータ６１０と、サーボモータ６１０によって軸周りに回転するネジ軸６３１と、ネジ軸６３１と螺合し、ネジ軸６３１の回転によってカッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に対して接近および離間させるナット６３２と、を含み、ネジ軸６３１およびナット６３２の正効率と逆効率とが同一である。
【選択図】図２

Description

本発明は、基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドおよびスクライブ装置に関する。

ガラス基板等の脆性材料基板を分断する分断工程は、基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板を分断するブレイク工程とからなる。スクライブ工程では、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。

以下の特許文献１に開示されているスクライブヘッドは、ベースプレートと、ベースプレートに対して垂直に取り付けられたトッププレートおよびボトムプレートと、スクライビングホイールを保持するチップホルダと、チップホルダを昇降させる昇降機構と、を備える。昇降機構は、サーボモータと、カップリングと、ボールネジと、スライドブロックと、リニアウェイと、から構成される。昇降機構は、トッププレートおよびボトムプレートの間に設けられる。

サーボモータのモータ軸には、カップリングを介してボールネジのネジ軸が取り付けられ、ベースプレートにはトッププレートとボトムプレートとの間にスライドブロックがリニアウェイを介して上下方向に移動自在に取り付けられている。スライドブロックにはボールネジのナットが取り付けられているため、サーボモータが回転するとボールネジのネジ軸が回転し、ナットが上下方向に移動する。よって、ナットが取り付けられているスライドブロックが上下方向に移動することができる。

スライドブロックの下方には、ボトムプレートを貫通して下向きにチップホルダが設けられている。このため、スライドブロックが上下方向に移動すると、チップホルダに保持されているスクライビングホイールは基板に当接して、基板に荷重（スクライブ荷重）を付与しながら、基板にスクライブラインを形成する。

特開２０１２−０２５５９５号公報

特許文献１のスクライブヘッドは、上記の構成により、基板にスクライブラインが形成される。しかし、このようなスクライブヘッドでスクライブ動作が行われると、以下のような問題が生じる。

一般に、基板を完全に水平な状態で載置台に載置することは困難である。このため、結果的に基板の表面に高低差が生じたり、基板の表面自体に微小なうねり（凹凸）が生じている場合がある。

この場合、たとえば、基板の凸部から凹部にカッターホイールが降りてくるとき、カッターホイールに慣性力が作用して、カッターホイールは基板の表面から一瞬浮いた状態となる。このように、基板の表面からカッターホイールが離れるため、基板にはカッターホイールからの荷重が付与されない、いわゆる「荷重抜け」と呼ばれる現象が起こる。

一方、カッターホイールが凹部から凸部に昇っていくとき、カッターホイールに慣性力が作用して、カッターホイールは基板の表面に沈み込むような状態となる。このため、基板に対して当初設定されていた荷重よりも大きな荷重が基板に付与される。このように、基板表面において荷重の変動が生じる。

このような荷重の変動が生じると、良好にスクライブラインを形成することができず、基板の品質に影響を及ぼし得る。

かかる課題に鑑み、本発明は、基板に対するカッターホイールの荷重の変動を抑制することが可能なスクライブヘッドおよびスクライブ装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブヘッドに関する。本態様に係るスクライブヘッドは、基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、前記カッターホイールを前記基板の表面に当接させる駆動機構と、を備え、前記駆動機構は、サーボモータと、前記サーボモータによって軸周りに回転するネジ軸と、前記ネジ軸と螺合し、前記ネジ軸の回転によって前記カッターホイールを前記基板の表面に対して接近および離間させるナットと、を含み、前記ネジ軸および前記ナットの正効率と逆効率とが同一である。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、ネジ軸およびナットの正効率と逆効率とが同一であるため、カッターホイールが基板を押圧する場合と、基板からの反力を受けた場合におけるネジ軸の回転駆動力が等しい。よって、カッターホイールの応答性が向上し、その結果、カッターホイールの基板の表面に対する追従性が向上する。これにより、基板の表面の形状に対するスクライブ荷重の変動が抑制される。したがって、基板の表面のどの場所でも所定のスクライブ荷重を維持できる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記ネジ軸は、リード角が４５°であるよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、ネジ軸のリード角が４５°に設定されているため、ネジ軸およびナットによる正効率と逆効率との比が、１：１となる。よって、正効率と逆効率とを同一に設定できる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記ネジ軸および前記ナットは、すべりネジを構成し得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、ネジ軸およびナットの正効率と逆効率とを同一にする手段として、すべりネジが採用される。リード角が４５°のすべりネジは汎用品であり、容易に入手可能である。よって、駆動機構を容易に構成できる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記カッターホイールを前記基板に対し接近および離間させる他の駆動機構をさらに備えるよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、カッターホイールを基板から離間させる方向の駆動力を他の駆動機構により付与することにより、駆動機構と他の駆動機構との間の駆動力の差によって、基板に付与される荷重を、低荷重の範囲で微細に調整できる。よって、厚みが小さい基板に対して良好にスクライブラインを形成できる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記他の駆動機構は、移動機構と、前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、をさらに備え、前記移動機構は、第１移動子と前記第１移動子よりも前記基板に近付く位置に配置される第２移動子と、前記第１移動子および前記第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、前記第１移動子、前記第２移動子、および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、前記第１移動子および前記第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、前記圧力付与部は、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間のうち、少なくとも前記第２空間に、空気圧を供給するよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、サーボモータによる駆動力による荷重と、圧力付与部によって第２空間に供給される空気圧による荷重との差を、カッターホイールに付与されるスクライブ荷重として設定することができる。このとき、第２空間に供給された空気の一部は、第２移動子と筒部の内側面との間の隙間を通って、開口から排出される。このように、隙間を空気が通ることにより、第２移動子は、筒部の内側面から離れる方向に圧力を受け、この圧力が均衡した位置に調心される。また、第２空間に供給された空気の一部は、第１移動子と筒部の内側面との間の隙間を通る。これにより、第１移動子も調心される。

したがって、第１移動子および第２移動子は、筒部の内側面から離間した状態で、調心位置に支持される。このように、第１移動子および第２移動子は、筒部の内側面に対して無接触の状態で支持されるため、移動時に摩擦抵抗を受けない。このため、他の駆動機構によって、安定的に、カッターホイールに駆動力を付与できる。

よって、サーボモータによる駆動力により荷重と、圧力付与部から第２空間に供給される空気圧による荷重との差によって、カッターホイールのスクライブ荷重を微細かつ安定的に調整できる。

このように、カッターホイールのスクライブ荷重を微細かつ安定的に調整できるため、カッターホイールの基板に対するスクライブ荷重が基板の表面のどの場所でも一定に維持される。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記第１移動子および前記第２移動子は球であり、前記筒部の内側面は円柱形状であるよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、第１移動子および第２移動子と筒部の内側面との隙間がなだらかに小さくなるため、これらの隙間に空気を円滑に流通させ得る。また、内部空間において、最大径の緯線の全周に亘って隙間を均一にできるため、第１移動子および第２移動子の調心が円滑に行われ、且つ、全周に亘って非接触の状態にできる。よって、第１移動子および第２移動子を、非接触の状態で円滑に移動させ得る。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記第１移動子および前記第２移動子は同径であり、前記筒部の内側面の径は一定であるよう構成され得る。

この構成によれば、同種の球を第１移動子および第２移動子に使えるので、移動機構の構成を簡素化でき、移動機構の組み立て作業が容易になる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記第１移動子および前記第２移動子は磁性材料により形成され、前記支持部は、前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれの離間方向の両端と接する端部に磁石を含むよう構成され得る。

この構成によれば、１移動子および第２移動子が、支持部に対して、垂直な方向に移動可能になる。このため、支持部が筒部の径方向に移動不能であっても、第１移動子および第２移動子は、隙間に空気が流れることにより、支持部に対して相対的に移動して、調心位置に位置付けられる。

また、前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれに対する前記磁石の接触面は、平面であるよう構成され得る。

この構成によれば、第１移動子および第２移動子が磁石に点接触するため、支持部に対して第１移動子および第２移動子が移動しやすくなる。よって、第１移動子および第２移動子と筒部の内側面との隙間を流れる空気からの圧力により、第１移動子および第２移動子を円滑に調心位置に移動させることができる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記伝達部は、前記開口を介して前記支持部に接続されるよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、筒部に形成されている開口が空気の排出と支持部に対する伝達部の接続に共用されるため、筒部の構成を簡素化できる。

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、さらに、前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定する測定部を備えるよう構成され得る。

本態様に係るスクライブヘッドによれば、測定部を備えるため、スクライブラインを形成する直前に、カッターホイールの基板に対する荷重を測定できる。よって、スクライブライン形成時におけるスクライブ荷重の信頼度を高めることができる。

本発明の第２の態様は、基板に対してスクライブを行うスクライブ装置に関する。本態様に係るスクライブ装置は、基板を戴置する戴置台と、前記基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドと、前記スクライブヘッドを移動させる移送部と、を備える。ここで、前記スクライブヘッドは、基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、前記カッターホイールを前記基板の表面に当接させる駆動機構と、を備える。また、前記駆動機構は、サーボモータと、前記サーボモータによって軸周りに回転するネジ軸と、前記ネジ軸と螺合し、前記ネジ軸の回転によって前記カッターホイールを前記基板の表面に対して接近および離間させるナットと、を含む。そして、前記ネジ軸および前記ナットの正効率と逆効率とが同一である。

本態様に係るスクライブ装置は、第１の態様と同様の効果を奏する。

以上のとおり、本発明によれば、基板に対するカッターホイールの荷重の変動を抑制することが可能なスクライブヘッドおよびスクライブ装置を提供することができる。

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

図１は、実施形態に係るスクライブ装置の構成を模式的に示す図である。 図２は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示す斜視図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の構成を説明するための図である。図３（ａ）は、実施形態に係るカッター機構の構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の一部をＸ軸正側から見た場合の断面図である。図３（ｃ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の一部をＹ軸正側から見た場合の側面図である。 図４（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの駆動機構の構成を示す分解斜視図である。図４（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの駆動機構の構成を示す斜視図である。 図５は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を示す分解斜視図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を説明するための図である。図６（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの筒部内に収容されている部材の分解斜視図である。図６（ｂ）は、実施形態に係る移動機構のうち伝達部を、図５とは異なる方向から見た場合の斜視図である。 図７（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を説明するための図である。図７（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構をＹ軸負側から見た場合の断面図である。図７（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の上面図である。 図８は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を示す斜視図である。 図９は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示す斜視図である。 図１０（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドに設けられているネジ軸およびナットの模式図である。図１０（ｂ）は、従来のスクライブヘッドに設けられていたネジ軸およびナットの模式図である。 図１１（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構を説明するための図である。図１１（ａ）は、実施形態に係る移動機構をＸ軸負側から見た場合の断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の一部を拡大した模式図である。 図１２は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示すブロック図である。 図１３は、実施形態に係るスクライブヘッドの側面図である。 図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構および測定部の動作を説明するための正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｚ軸は、鉛直方向に平行である。上方および下方は、それぞれＺ軸正方向およびＺ軸負方向に対応する。

また、本実施の形態では、基板Ｆは、Ｘ−Ｙ平面に平行に載置されており、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に接近および離間するように、スクライブヘッドは動作する。以下の説明では、基板Ｆの表面Ｆ１に接近する方向は、単に「下方」と称され、基板Ｆの表面Ｆ１から離間する方向は、単に「上方」と称される場合がある。そのため、本実施の形態では、スクライブヘッドの各構成が上下方向に移動するとは、基板Ｆの表面Ｆ１に対して接近および離間することと同義である。

＜実施形態＞
図１は、スクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。

図１に示すように、スクライブ装置１は、移動台２と、スクライブヘッド１０と、を備えている。移動台２は、ボールネジ３と螺合されている。移動台２は、一対の案内レール４によってＹ軸方向に移動可能に支持されている。モータ５の駆動によりボールネジ３が回転することで、移動台２が、一対の案内レール４に沿ってＹ軸方向に移動する。

移動台２の上面には、モータ５が設置されている。モータ５は、上部に位置する載置部６をＸＹ平面で回転させて所定角度に位置決めする。モータ５により水平回転可能な載置部６は、図示しない真空吸着手段を備えている。載置部６上に載置された基板Ｆは、この真空吸着手段によって、載置部６上に保持される。

スクライブ装置１は、移動台２とその上部の載置部６とを跨ぐように、ブリッジ７が支柱８ａ、８ｂに架設されている。ブリッジ７には、レール９が取り付けられている。レール９とスクライブヘッド１０とは、移送部１１を介して接続され、移送部１１がレール９をスライド移動することにより、スクライブヘッド１０は、Ｘ軸方向に移動するように設置されている。

スクライブ装置１を用いて基板Ｆの表面Ｆ１にスクライブラインを形成する場合、まず、カッターホイール１０１が取り付けられたホルダユニット１１０がスクライブヘッド１０に取り付けられる。

スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０を所定の位置に移動させ、カッターホイール１０１に対して所定の荷重を印加して、基板Ｆの表面Ｆ１へ接触させる。その後、スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０をＸ軸方向に移動させることにより、基板Ｆにスクライブラインを形成する。

スクライブ装置１は、必要に応じて載置部６を回動ないしＹ軸方向に移動可能である。上記では、スクライブヘッド１０がＸ軸方向に移動し、載置部６がＹ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置１について示したが、スクライブ装置１はスクライブヘッド１０と載置部６とが相対的に移動するものであればよい。たとえば、スクライブヘッド１０が固定され、載置部６がＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、かつ回転するスクライブ装置１であってもよい。

次に、スクライブヘッド１０の構成について説明する。

図２は、スクライブヘッド１０の構成を示す斜視図である。

図２に示すように、スクライブヘッド１０は、プレート１２と、取付板１３と、ストッパ１４と、カッター機構１００と、移動機構２００と、撮像部４００と、駆動機構６００と、を備える。この他、スクライブヘッド１０は、測定部３００（図９参照）と、管５０２に圧力を付与するための圧力付与部５００（図１２）を備える。

プレート１２は、スクライブヘッド１０を支持する。スクライブヘッド１０は、プレート１２に支持された状態で、スクライブ装置１の移送部１１（図１参照）に取り付けられる。

カッター機構１００は、基板Ｆの表面Ｆ１にスクライブラインを形成するカッターホイール１０１（図３（ａ）〜（ｃ）参照）を保持する。移動機構２００は、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に接近および離間させる。測定部３００（図９参照）は、基板Ｆに対するカッターホイール１０１の荷重（スクライブ荷重）を測定する。撮像部４００は、基板Ｆと載置部６とを位置合わせするために用いられる。以下、各構成について説明する。

図３（ａ）は、カッター機構１００の構成を示す斜視図である。

図３（ａ）に示すように、カッター機構１００は、ホルダユニット１１０と、ジョイント１２０と、受け部１３０と、ブロック部材１４０と、カバー１５０と、を備える。カッターホイール１０１は、ホルダユニット１１０に保持される。

図３（ｂ）は、ホルダユニット１１０およびジョイント１２０について、Ｙ−Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｘ軸正側から見た場合の断面図である。なお、図３（ｂ）では、ジョイント１２０にホルダユニット１１０が装着されている部分のみが示されている。また、ホルダユニット１１０のうち、ジョイント１２０から突出している部分は側面図で示されている。図３（ｃ）は、ホルダユニット１１０のうち、ジョイント１２０から突出している部分について、Ｘ−Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｙ軸正側から見た場合の側面図である。

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ホルダユニット１１０は、上記したカッターホイール１０１と、ホルダ１１１と、ピン軸１１２と、を備える。

ホルダ１１１は、傾斜面１１１ｃが形成されている上部１１１ａがジョイント１２０に装着される。ホルダ１１１の下部１１１ｂには、カッターホイール１０１を保持するための側壁１１３ａ、１１３ｂがＸ軸方向に向かい合って形成されている。側壁１１３ａ、１１３ｂは、Ｘ軸方向から見た場合に、下端に向かって幅が狭くなる台形形状に形成されている。側壁１１３ａ、１１３ｂとの間に溝１１４が形成されている。

側壁１１３ａ、１１３ｂの下端には、円形の孔１１５ａ、１１５ｂが溝１１４を跨ぐようにして同軸上に形成されている。孔１１５ａ、１１５ｂの中心軸は、Ｘ軸に平行である。孔１１５ａ、１１５ｂと、カッターホイール１０１の孔１０１ａとが同一直線上に並ぶように、カッターホイール１０１を溝１１４に挿入する。そして、孔１１５ａ、１１５ｂと、カッターホイール１０１の孔１０１ａとに、孔１０１ａ、孔１１５ａ、１１５ｂよりも小さい径を有するピン軸１１２が通される。ピン軸１１２の両端部のそれぞれは側壁１１３ａ、１１３ｂで係止される。このようにして、カッターホイール１０１は、ホルダユニット１１０に回転可能に保持される。

なお、図３（ｃ）では、ピン軸１１２は一点鎖線で示され、孔１１５ａ、１１５ｂは、破線で示されている。

ホルダ１１１は、上部１１１ａと下部１１１ｂとが一体的に形成されている。または、上部１１１ａと下部１１１ｂとが別体であってもよい。

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ジョイント１２０の下面には、上方（Ｚ軸正側）に向かって開口する円形の穴１２１が形成されている。穴１２１の最奥部１２１ａに磁石１２２が設置されている。また、穴１２１の内部には、穴１２１の中心軸Ｇ１と垂直な方向に位置決めピン１２３が設けられる。穴１２１にホルダ１１１の上部１１１ａが挿入されることにより、ホルダユニット１１０がジョイント１２０に装着される。

ホルダ１１１は、少なくとも上部１１１ａが磁性材料により形成されている。このため、上部１１１ａが穴１２１に挿入されると、上部１１１ａが磁石１２２に吸引され、上部１１１ａの傾斜面１１１ｃがピン１２３に当接する。

また、中心軸Ｇ１を挟んで位置決めピン１２３とは反対側であってジョイント１２０の下方に、ホルダ１１１の上部１１１ａに向かってボルト１２４が嵌められている。これにより、ホルダ１１１の傾斜面１１１ｃが位置決めピン１２３に適切に当接する。

図３（ａ）に示すように、受け部１３０は、筒状の部材であり、下面に孔１３１が形成されている。孔１３１にジョイント１２０が嵌められる。受け部１３０の上方にブロック部材１４０が接続部材１４１を介して設けられている。

カバー１５０は、Ｌ字状の部材であり、ブロック部材１４０に装着される。カバー１５０の上面１５１には図示しない孔が形成されており、この孔に、後述する駆動機構６００のナット６３２が装着される（図２参照）。上面１５１には、また、ストッパ１４が設けられている。ストッパ１４については、追って図１３を参照して説明する。また、カバー１５０のＸ軸負側の側面に移動機構２００が連結される（図２参照）。

図４（ａ）は、駆動機構６００の構成を説明するための分解斜視図である。

図４（ａ）に示すように、駆動機構６００は、サーボモータ６１０と、カップリング６２０と、すべりネジ６３０と、を備えている。すべりネジ６３０は、ネジ軸６３１およびナット６３２から構成される。ナット６３２は、軸部６３３および鍔部６３４から構成される。

サーボモータ６１０の下面６１０ａには、ベアリング６１１が装着されている。サーボモータ６１０には、ベアリング６１１の孔６１１ａを貫通するようにシャフト６１２が設けられている。シャフト６１２は、サーボモータ６１０の回転軸である。

ネジ軸６３１はナット６３２に嵌め合わされている。ネジ軸６３１およびシャフト６１２は、それぞれ、カップリング６２０に固定される。このようにして組み立てられると、図４（ｂ）に示すような駆動機構６００が構成される。

なお、ベアリング６１１とカップリング６２０との間には、取付板１３が設けられる（図２参照）。

図５は、移動機構２００の構成を説明するための分解斜視図である。

図５に示すように、移動機構２００は、筒部２１０と、第１移動子２２０と、第２移動子２２１と、支持部２２２と、磁石２２３、２２４と、伝達部２３０と、を備えている。

筒部２１０は、矩形状の箱体のＸ軸負側の側面２１０ａに、Ｚ軸方向に沿って突部２１１が一体的に設けられた形状である。筒部２１０は、上面から下面にかけて第１移動子２２０および第２移動子２２１を収容するための内部空間２１２が形成されている。内部空間２１２を形成する筒部２１０の内側面２１２ａの形状は円柱形状であり、また、筒部２１０の内側面２１２ａの径はＺ軸方向に沿って一定である。また、筒部２１０の上面および下面の開口のそれぞれに、蓋２１３が設けられている。

突部２１１のＸ軸正側の側面２１１ａの中央部分には、トラック形状の開口２１４が形成されている。開口２１４は、内部空間２１２に連通するように形成されている。これにより、内部空間２１２は開口２１４を介して筒部２１０の外部へと連通している。

筒部２１０のＹ軸負側の側面２１０ｂには、内部空間２１２に連通する孔２１０ｃ、２１０ｄが形成されている（図８参照）。孔２１０ｃ、２１０ｄに、管５０１、５０２が取り付けられている。本実施の形態では、後述する圧力付与部５００（図１２参照）から供給される空気圧が管５０２から筒部２１０の内部空間２１２に供給される。管５０１には、圧力付与部５００から空気圧は供給されず、大気圧が開放されている。

図６（ａ）は、筒部２１０の内部空間２１２に収容される各部材の構成を示す分解斜視図である。図６（ｂ）は、図５で示した伝達部２３０をＸ軸負側から見た場合の伝達部２３０の斜視図である。

図５、図６（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、磁性材料から形成される球であり、同一の径となるように形成されている。第１移動子２２０および第２移動子２２１の径は、筒部２１０の内側面２１２ａの径よりも僅かに小さい。

支持部２２２は、第１移動子２２０および第２移動子２２１を所定距離だけ離間させて支持する。支持部２２２は円柱形状の部材であり、Ｚ軸方向の中央部分に、Ｘ軸方向に貫通する孔２２５が形成されている。本実施形態では、支持部２２２は第１移動子２２０および第２移動子２２１の径よりも小さく形成されている。なお、支持部２２２の径は、筒部２１０の内側面２１２ａの径よりも小さければ、第１移動子２２０および第２移動子２２１の径と同一または大きくても構わない。

支持部２２２の両端には、孔２２５に連通する円形状の凹部２２２ａ、２２２ｂが形成されている。凹部２２２ａ、２２２ｂには、孔２２５に連通するネジ孔２２２ｃ、２２２ｄ（図７（ａ）参照）が形成されており、磁石２２３、２２４は凹部２２２ａ、２２２ｂに嵌め込まれる。

また、支持部２２２の孔２２５に後述するピン２３２（図６（ｂ）参照）を挿入したとき、ピン２３２を孔２２５内で止めるために、ネジ２２６が用いられる。ネジ２２６は、ネジ孔２２２ｄ（図７（ａ）参照）に挿入されてネジ留めされる。

磁石２２３、２２４は円柱形状であり、磁石２２３、２２４のそれぞれに第１移動子２２０および第２移動子２２１のそれぞれが接触する。第１移動子２２０は磁石２２３の上面２２３ａに接触する。第２移動子２２１は磁石２２４の下面２２４ａに接触する。上面２２３ａおよび下面２２４ａは、Ｘ−Ｙ平面に平行な面に形成されている。また、磁石２２３、２２４のサイズは同一である。

図５、図６（ｂ）に示すように、伝達部２３０は、Ｘ軸負側の側面に、Ｚ軸方向に延びる溝２３１が形成されている。溝２３１の幅および深さは一定である。溝２３１の幅は、図５の突部２１１の幅よりも僅かに大きい。溝２３１の底面２３１ａの中央部分にはピン２３２が設けられている。ピン２３２は、支持部２２２に形成されている孔２２５に挿入される。このため、ピン２３２は、孔２２５の径と同一か若干小さくなるように形成されている。

伝達部２３０は、溝２３１を挟んで側壁２３３、２３４がＹ軸方向に向かい合って形成されている。溝２３１のＹ軸方向の長さは、筒部２１０の突部２１１のＹ軸方向の長さと同一である（図７（ｂ）、図８参照）。

次に、移動機構２００の組み立てについて説明する。

図７（ａ）は、移動機構２００およびプレート１２をＸ−Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｙ軸正側から見た場合の断面図である。

図７（ａ）に示すように、筒部２１０の内部空間２１２に支持部２２２が収容される。このとき、支持部２２２の孔２２５が筒部２１０の開口２１４から視認されるように、支持部２２２は内部空間２１２に収容される。また、支持部２２２は、支持部２２２の中心軸が内部空間２１２の中心軸と一致するように、内部空間２１２に収容される。

このように配置された支持部２２２の孔２２５に伝達部２３０のピン２３２が挿入される。このとき、ピン２３２のＸ軸負側の端部が孔２２５のＸ軸負側から突出しないように挿入される。こうして、ピン２３２が孔２２５に挿入されると、支持部２２２のネジ孔２２２ｄにネジ２２６が挿入され、ピン２３２はネジ２２６によって孔２２５内の上方に押し付けられる。これにより、ピン２３２は支持部２２２に固定される。よって、ピン２３２を介して伝達部２３０と支持部２２２とが連結される。

このようにしてピン２３２が支持部２２２の孔２２５内で固定されると、ピン２３２のＸ軸負側の端部が孔２２５のＸ軸負側から突出しないため、ピン２３２は筒部２１０の内側面２１２ａに接触しない。

支持部２２２が内部空間２１２に収容されると、磁石２２３の上面２２３ａが凹部２２２ａから露出するように、支持部２２２の凹部２２２ａに磁石２２３が嵌め込まれる。同様に、磁石２２４の下面２２４ａが凹部２２２ｂから露出するように、支持部２２２の凹部２２２ｂに磁石２２４が嵌め込まれる。

磁石２２３、２２４が支持部２２２に設置されると、第１移動子２２０が内部空間２１２に収容される。第１移動子２２０は磁性材料から形成されているため、磁石２２３に吸引されることにより、磁石２２３を介して支持部２２２に支持される。このとき、第１移動子２２０は磁石２２３に対してＺ軸方向に離間することはない。第２移動子２２１も同様にして磁石２２４を介して支持部２２２に支持される。

上記のようにして、第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、および磁石２２３、２２４が筒部２１０の内部空間２１２に収容されると、第１移動子２２０および第２移動子２２１の全周と内部空間２１２との間に隙間が形成され、支持部２２２の全周と内部空間２１２との間に隙間が形成される。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の移動機構２００をＺ軸正側から見た場合の上面図である。

上記のとおり、支持部２２２の孔２２５に挿入されたピン２３２は、孔２２５から突出しないよう、支持部２２２のネジ孔２２２ｄに挿入されたネジ２２６で押さえ付けられている（図７（ａ）参照）。このため、図７（ｂ）に示すように、伝達部２３０の溝２３１が筒部２１０の突部２１１に嵌まると、筒部２１０の側面２１１ａと溝２３１の底面２３１ａとの間に隙間が生じる。このため、伝達部２３０の側壁２３３、２３４と筒部２１０の側面２１０ａとの間にも隙間が生じる。なお、図７（ｂ）中の矢印は、隙間が形成されている箇所を指している。

こうして、筒部２１０の内部空間２１２に第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、および磁石２２３、２２４が収容された後、図５に示した２つの蓋２１３が、内部空間２１２の上面および下面の開口に装着されて、内部空間２１２の上面および下面が塞がれる。これにより、図８に示すように、移動機構２００の組み立てが完了する。

このように、移動機構２００が組み立てられると、筒部２１０のＸ軸負側の側面がプレート１２に取り付けられる。これにより、移動機構２００がプレート１２に固定される（図２参照）。

なお、図７（ａ）では、ネジ２２６は支持部２２２のネジ孔２２２ｄに挿入され、ピン２３２はネジ２２６で下方から押さえ付けられていたが、ネジ孔２２２ｃにネジ２２６が挿入されてもよい。この場合、ピン２３２は、ネジ２２６に上方から押さえ付けられる。または、ネジ孔２２２ｃ、２２２ｄのそれぞれにネジ２２６が挿入され、ピン２３２が上下方向から押さえ付けられて、支持部２２２の孔２２５内に固定されてもよい。

図９は、スクライブヘッド１０の構成を示す斜視図である。ただし、説明の便宜上、図９では、カッター機構１００、撮像部４００、および駆動機構６００は省略されている。

図９に示すように、測定部３００は、ロードセル３１０と、当接部材３２０と、台３３０と、を備えている。

ロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したとき、カッターホイール１０１が基板Ｆに対して付与するスクライブ荷重を測定する。ロードセル３１０の上面には突起３１１が設けられている。

当接部材３２０は、ロードセル３１０の突起３１１に当接するブロック部材である。また、当接部材３２０は、下面にナット３２１が設けられている。台３３０は、ロードセル３１０が載置される台であり、プレート１２に固定されている。

なお、図９では、当接部材３２０のナット３２１が、ロードセル３１０の突起３１１に当接している状態が図示されている。このような測定部３００の動作に関しては、追って図１３、〜図１４（ｂ）を参照して説明する。

図２に戻り、撮像部４００は、プレート１２に装着されている。撮像部４００は、基板Ｆの載置部６における位置決めを行う際に用いられる。撮像部４００によって撮像された画像により、ユーザは載置部６に基板Ｆが適切に位置付けられているかを把握することができる。

上記したカッター機構１００、移動機構２００、測定部３００、および駆動機構６００は、以下のようにして連結される。

図５、図９に示すように、伝達部２３０のＸ軸正側の側面に、カッター機構１００のカバー１５０のＸ軸負側の側面（図２、図３（ａ）参照）が当接され、伝達部２３０とカバー１５０とが図示されないボルトで固定される。これにより、図１に示すように、カッター機構１００と移動機構２００とが連結される。

また、図９に示すように、伝達部２３０のＹ軸正側の側面に、当接部材３２０のＹ軸負側の側面が当接され、当接部材３２０のＹ軸正側の側面に形成されている孔から図示されないボルトが挿入されて、伝達部２３０と当接部材３２０とが連結される。こうして、図２に示すように、カッター機構１００および当接部材３２０は、移動機構２００の伝達部２３０に連結される。

カッター機構１００と駆動機構６００との連結は、まず、図２に示すように、サーボモータ６１０と取付板１３とが連結される。取付板１３は、Ｌ字状の板部材であり、Ｘ−Ｙ平面に沿って平行な上壁１３ａに、図示しない孔がＺ軸方向に形成されている。この孔に、サーボモータ６１０の下面６１０ａに装着されているベアリング６１１（図４（ａ）、（ｂ）参照）が嵌め合わされるようにして、上壁１３ａと下面６１０ａとが図示しないネジでネジ留めされる。

次に、カッター機構１００のカバー１５０の上面１５１に形成されている図示しない孔に、ナット６３２の鍔部６３４が密着するようにして軸部６３３が嵌められる（図４（ａ）、（ｂ）参照）。このとき、ネジ軸６３１はナット６３２に噛み合わされた状態である。

そして、取付板１３に連結された状態のサーボモータ６１０とネジ軸６３１とが、カップリング６２０を介して接続される（図４（ａ）、（ｂ）参照）。最後に、取付板１３の上壁１３ａの端縁からＺ軸負側に延在する側壁１３ｂがプレート１２に図示しないネジでネジ留めされる。こうして、駆動機構６００は、カッター機構１００に装着された状態でプレート１２に、取付板１３を介して固定される。

サーボモータ６１０が駆動すると、シャフト６１２が回転駆動する。シャフト６１２の回転駆動力がカップリング６２０を介してネジ軸６３１に伝達される。これにより、ネジ軸６３１は回転し、このネジ軸６３１の回転によってナット６３２が上下方向に移動する。ナット６３２はカッター機構１００のカバー１５０に連結されているため、ナット６３２が上下方向に移動すると、カッター機構１００も上下方向に移動する。これにより、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に対して接近および離間させることができる。

上記駆動機構６００は、すべりネジ６３０（ネジ軸６３１およびナット６３２）の構成に大きな特徴を有する。本発明者は、スクライブヘッド１０にすべりネジ６３０を設けることにより、基板Ｆの表面Ｆ１のどの場所であっても、基板Ｆに対するカッターホイール１０１のスクライブ荷重が一定に維持されることを見出した。

以下、すべりネジ６３０の構成、および基板Ｆに対するカッターホイール１０１のスクライブ荷重について、図１０（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

図１０（ａ）は、すべりネジ６３０を模式的に示した図である。図１０（ｂ）は、従来のスクライブヘッド（比較例）に適用されていたボールネジ７００を模式的に示した図である。

図１０（ａ）に示すように、すべりネジ６３０は、ネジ軸６３１のリード角が４５°となるように設計されている。ネジ軸６３１がこのような角度に設定された場合、すべりネジ６３０の正効率と逆効率とが同一となる。

「発明が解決しようとする課題」で説明したとおり、従来のスクライブヘッドでは、基板Ｆの表面Ｆ１の場所によって、基板Ｆに対するカッターホイール１０１のスクライブ荷重に変動が生じていた。これは、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１の形状に対応して動作していないためである。逆に言えば、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１の形状に追従して動作すれば、スクライブ荷重の変動は生じないと考えられる。

カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１の形状に追従しない要因として、図１０（ｂ）に示すように、従来の多くのスクライブヘッドに設けられているボールネジ７００の正効率および逆効率の関係が挙げられる。

一般に知られているように、ボールネジの正効率とは、ネジ軸の回転運動からナットの直線運動への変換効率であり、逆効率とは、ナットの直線運動からネジ軸の回転運動への変換効率である。

サーボモータの駆動によってボールネジのネジ軸が回転し、ナットが上下方向に移動すると、カッターホイールが基板を押圧して基板Ｆにスクライブ荷重が付与される。このように、カッターホイールの動作は、ボールネジの正効率に関わる。

一方、カッターホイールから基板Ｆにスクライブ荷重が付与されると、付与されたスクライブ荷重に抗して基板からカッターホイールに反力（抵抗力）が付与される。この反力はスクライブ荷重の向きとは逆方向であるため、反力によってスクライブ荷重が低減されないよう、サーボモータは基板に対してさらにスクライブ荷重を付与する。

具体的には、基板からカッターホイールに付与された反力によってカッターホイールおよびナットが押圧される。これにより、ナットが直線運動してネジ軸が回転し、サーボモータに反力が伝達される。サーボモータに基板からの反力が伝達されると、この反力に応じたスクライブ荷重が基板に付与される。このように、反力がサーボモータに伝達されることは、ボールネジの逆効率に関わる。

したがって、たとえば、正効率と逆効率とが一致しないボールネジであって、正効率は良好であるが、逆効率が正効率よりも低い場合、ボールネジのネジ軸の回転およびナットの直線運動は円滑に行われ、カッターホイールが円滑に基板に当接する。

基板からの反力をカッターホイールが受けた場合、反力によりカッターホイールを介してナットが押し上げられてネジ軸が回転する。このときのネジ軸の回転駆動力は、正効率におけるネジ軸の回転駆動力よりも小さい。このため、サーボモータへの反力の伝達が遅くなり、この反力に対して荷重を付与するタイミングも遅くなる。これにより、カッターホイールは基板表面に適切に当接することができない。

図１０（ｂ）に示すように、特許文献１等のスクライブヘッドに使用されているボールネジ７００は、ネジ軸７０１とナット７０２とから構成されている。ネジ軸７０１のリード角は、精々３３°程度に留まっており、ボールネジ７００の正効率と逆効率とは同一ではない。このようなリード角の場合、ボールネジ７００は、正効率より逆効率が低い。

ボールネジ７００の正効率と逆効率とが同一でない場合、特に、図１０（ｂ）に示すような逆効率が正効率よりも低い場合、カッターホイール１０１が基板Ｆを押圧するときのネジ軸７０１の回転駆動力Ｅ３と、基板Ｆからの反力を受けたときのネジ軸７０１の回転駆動力Ｅ４とは同一の大きさとはならず、回転駆動力Ｅ４のほうが回転駆動力Ｅ３よりも小さい。

このため、ボールネジ７００を使用した場合、基板Ｆの表面Ｆ１に対して上下方向に移動するときのカッターホイール１０１の応答性は低くなり、カッターホイール１０１の基板Ｆの表面Ｆ１に対する追従性が低い。よって、基板Ｆの表面Ｆ１が上下に変位している場合、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に対する当接を適切に維持できず、その結果、荷重変動が生じる。

これに対し、本実施の形態では、図１０（ａ）に示すように、すべりネジ６３０は、リード角が４５°に設計されているネジ軸６３１とナット６３２とで構成されている。ネジ軸６３１のリード角が４５°の場合、すべりネジ６３０の正効率と逆効率との比は、１：１であり、正効率と逆効率とが同一である。

このようなネジ軸６３１を用いると、カッターホイール１０１が基板Ｆを押圧するときのネジ軸６３１の回転駆動力Ｅ１と、基板Ｆからの反力を受けたときのネジ軸６３１の回転駆動力Ｅ２との大きさが同一となる。

これにより、カッターホイール１０１の基板Ｆの表面Ｆ１に対する応答性が向上し、カッターホイール１０１の基板Ｆの表面Ｆ１に対する追従性が向上する。したがって、基板Ｆの表面Ｆ１の形状に対するスクライブ荷重の変動が抑制される。その結果、基板Ｆの表面Ｆ１のどの場所でも所定のスクライブ荷重を維持できる。

なお、本実施の形態では、リード角が４５°に設計されているネジ軸６３１を含むすべりネジ６３０が用いられており、ボールネジは用いられていない。これは、リード角が４５°に設計されたネジ軸６３１を含むすべりネジ６３０が、汎用品として普及しており、入手しやすいためである。

上記すべりネジ６３０を備える駆動機構６００を駆動することにより、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に対して接近および離間させることができる。本実施の形態では、さらに、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に対して接近および離間させる別の構成を備えている。その構成が、図５〜図９を参照して説明した移動機構２００と、後述する圧力付与部５００の構成（図１２参照）である。

なお、特許請求の範囲における「他の駆動機構」は、移動機構２００と圧力付与部５００との組み合わせに相当する。

次に、移動機構２００の具体的な作用について、図１１、および適宜図５〜図９を参照しながら説明する。

図９を参照して説明したとおり、カッター機構１００および当接部材３２０は、移動機構２００の伝達部２３０に連結される。よって、移動機構２００では、伝達部２３０が基板Ｆの表面Ｆ１に対して上下方向に移動すると、カッター機構１００および当接部材３２０も基板Ｆの表面Ｆ１に対して上下方向に移動する。図７（ａ）を参照して説明したとおり、伝達部２３０は、支持部２２２にピン２３２を介して連結されており、支持部２２２は、第１移動子２２０および第２移動子２２１を支持する。したがって、伝達部２３０の移動は、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動に起因する。そこで、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動について説明する。

図１１（ａ）、（ｂ）は、筒部２１０の内部空間２１２における第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動と、内部空間２１２に供給される空気の流れ方を説明するための図である。

図１１（ａ）は、内部空間２１２に第１移動子２２０等が収容された筒部２１０をＹ−Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｘ軸正側から見た場合の断面図である。なお、図１１（ａ）では、支持部２２２の孔２２５に伝達部２３０のピン２３２が嵌められている。すなわち、支持部２２２と伝達部２３０とが連結されている。また、図１１（ａ）では、管５０１、５０２は省略されている。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）で示された第２移動子２２１付近を拡大した模式図である。

なお、以下の説明では、「第１移動子２２０に対して支持部２２２とは反対側」は、「第１移動子２２０のＺ軸正側」を意味し、単に「第１移動子２２０の上方」または「第１移動子２２０の上側」と記載される場合がある。また、「第２移動子２２１に対して支持部２２２側」は、「第２移動子２２１のＺ軸負側」を意味し、単に「第２移動子２２１の下方」または「第２移動子２２１の下側」と記載される場合がある。

図１１（ａ）に示すように、筒部２１０の内部空間２１２に、第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、磁石２２３、２２４が収容され、伝達部２３０のピン２３２が支持部２２２の孔２２５に挿入される。このような内部空間２１２において、第２移動子２２１を介して支持部２２２と反対側に配置される第２空間Ｒ２に、圧力付与部５００（図１２参照）から空気圧が矢印の方向に供給される。本実施の形態では、第１移動子２２０に対して支持部２２２の反対側に配置される第１空間Ｒ１には、空気圧は供給されない。

図１１（ｂ）中の矢印の方向に示すように、圧力付与部５００（図１２参照）から供給される空気は、管５０２から孔２１０ｄを通り、第２空間Ｒ２に供給される。第２空間Ｒ２において、第２移動子２２１と内部空間２１２（筒部２１０の内側面２１２ａ）との間には隙間が生じている。このため、第２空間Ｒ２に供給された空気はこの隙間を通る。また、上記のとおり、筒部２１０の開口２１４は内部空間２１２と連通するように形成されているため、第２移動子２２１と内部空間２１２との間の隙間を通った空気の一部は、開口２１４から筒部２１０の外部へと排出される。

また、圧力付与部５００（図１２参照）から第２空間Ｒ２に供給された空気のうち一部は、支持部２２２と内部空間２１２との間の隙間、および第１移動子２２０と内部空間２１２との間の隙間を通って、第１空間Ｒ１に流入する。そして、図１１（ａ）に示されている孔２１０ｃを通って管５０１から排出される。

図１１（ｂ）は、説明のために、第２移動子２２１と内部空間２１２との間の隙間、および支持部２２２と内部空間２１２との間の隙間が大きく図示されていたが、実際の隙間の間隔は非常に微小である。このため、第２空間Ｒ２に圧力付与部５００（図１２参照）から空気圧が供給されると、この空気圧によって第２移動子２２１は支持部２２２に向かって押圧される。

第２移動子２２１は、磁石２２４を介して支持部２２２に支持されており、支持部２２２には磁石２２３を介して第１移動子２２０が支持されている。よって、第２移動子２２１が第２空間Ｒ２内の空気圧に押圧されると、第２移動子２２１、支持部２２２、および第１移動子２２０が上方に移動する。

図２、図９を参照して説明したとおり、伝達部２３０を介して支持部２２２にカッター機構１００が連結されている。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動が伝達部２３０を介してカッター機構１００に伝達される。したがって、カッター機構１００は、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動とともに移動する。上記の場合、カッター機構１００およびカッターホイール１０１は、上方に移動する。

このように、圧力付与部５００から移動機構２００に供給される空気圧によって、第１移動子２２０および第２移動子２２１が上方に移動する。この移動が伝達部２３０を介してカッター機構１００に伝達されるため、カッターホイール１０１は上方に移動する。このようにして、圧力付与部５００から第２空間Ｒ２に供給される空気圧によって、カッターホイール１０１に上向きの駆動力が付与される。

これに対し、駆動機構６００のサーボモータ６１０がカッターホイール１０１を基板Ｆ側に移動させる方向（下向き）に駆動すると、すべりネジ６３０によりカッター機構１００に駆動力が付与される。これにより、カッター機構１００が下方向に移動する。このようにして、サーボモータ６１０の駆動力によって、カッターホイール１０１に下向きの駆動力が付与される。

このとき、カッター機構１００が下方向に移動し、この移動が伝達部２３０を介して支持部２２２に伝達される。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１はカッター機構１００とともに下方向に移動する。

このように、スクライブヘッド１０では、カッターホイール１０１に対して互いに異なる方向の駆動力が付与される。そして、この駆動力によって、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に接近および離間する。

圧力付与部５００が空気圧を付与する場合、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力の方が、サーボモータ６１０による駆動力よりも小さく設定される。この場合、第１移動子２２０および第２移動子２２１は下方向に移動し、これに伴い、カッター機構１００も下方向に移動する。これにより、カッターホイール１０１は基板Ｆの表面Ｆ１に当接させることができる。

したがって、サーボモータ６１０による駆動力と、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力との差から、カッターホイール１０１のスクライブ荷重を設定することができる。

このように、互いに方向の異なる２つの駆動力の差からスクライブ荷重を取り出して、カッターホイール１０１から基板Ｆに対してこのスクライブ荷重を付与することができる。

また、上記のように、圧力付与部５００（図１２参照）から第２空間Ｒ２に空気圧が供給されると、供給された空気は、第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの間の隙間を通る。また、この隙間を通った空気の一部は、開口２１４から筒部２１０の外部へ排出されるが、残りの空気は、第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの間に生じている隙間を通って第１空間Ｒ１に流入し、孔２１０ｃから排出される。

このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、上記隙間を空気が通ることにより、筒部２１０の内側面２１２ａから離れる方向に圧力を受けて、この圧力が均衡した位置に調心される。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離間した状態で、調心位置に支持される。

これにより、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａと非接触の状態で支持部２２２に支持されるため、移動時に摩擦抵抗を受けない。このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１が内部空間２１２を上下方向に移動するとき、摩擦抵抗に妨げられることなく、円滑に移動できる。これにより、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重を微細かつ安定的に調整できる。

図１２は、スクライブヘッド１０の構成を示すブロック図である。

図１２に示すように、スクライブヘッド１０は、図１に示したプレート１２、取付板１３、ストッパ１４、カッター機構１００、移動機構２００、測定部３００、撮像部４００、および駆動機構６００を備え、さらに、制御部５１０と、圧力付与部５００と、駆動部５２０と、を備える。

圧力付与部５００は、図示しない空圧源を含み、筒部２１０の内部空間２１２の第２空間Ｒ２に空気圧を供給する。

駆動部５２０は、プレート１２を基板Ｆに対して上下方向に移動させる。上記したとおり、プレート１２に、移動機構２００の筒部２１０および測定部３００の台３３０が固定されている。また、取付板１３を介して駆動機構６００がプレート１２に固定されている。このため、プレート１２が上下方向に移動すると、筒部２１０、台３３０、および台３３０に載置されているロードセル３１０、および駆動機構６００も上下方向に移動する。

制御部５１０は、ＣＰＵ等の演算処理回路や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等のメモリを含んでいる。制御部５１０は、メモリに記憶されたプログラムに従って各部を制御する。

次に、スクライブヘッド１０の動作について、図１３〜図１４（ｂ）を参照して説明する。なお、これらの動作は、図１２の制御部５１０により行われる。

図１３は、基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接したときの、スクライブヘッド１０をＹ軸負側から見た場合の側面図である。図１４（ａ）、（ｂ）は、スクライブヘッド１０をＸ軸正側から見た場合の側面図である。ただし、図１４（ａ）、（ｂ）では、カッター機構１００、撮像部４００、および駆動機構６００は省略されており、プレート１２、移動機構２００、および測定部３００のみ図示されている。

スクライブヘッド１０によるスクライブ動作が開始されると、制御部５１０は、サーボモータ６１０を駆動させて（図１、図４（ａ）、（ｂ）参照）、カッターホイール１０１を一旦基板Ｆの表面Ｆ１に対して退避させる。この場合、制御部５１０はサーボモータ６１０に、カッター機構１００が上方に移動するように駆動させる。

そして、制御部５１０はサーボモータ６１０を駆動させて（図１、図４（ａ）、（ｂ）参照）、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に近付ける。つまり、制御部５１０はサーボモータ６１０に、カッター機構１００が下方に移動するように駆動させる。さらに、制御部５１０は圧力付与部５００に、第２空間Ｒ２に所定の空気圧を供給させる。このようにして、カッターホイール１０１には、サーボモータ６１０による駆動力と、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力とが付与される。

図１３に示すように、制御部５１０は、上記２つの駆動力の差により、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するよう、圧力付与部５００およびサーボモータ６１０を制御する。

図１４（ａ）に示すように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、当接部材３２０のナット３２１がロードセル３１０の突起３１１に当接する。この間、ロードセル３１０はカッターホイール１０１の荷重を測定する。

そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると（図１３参照）、プレート１２が基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｎ０から下方に移動して位置Ｎ１に位置する。プレート１２には、ロードセル３１０を支持する台３３０が連結されているため、プレート１２が移動すると台３３０も移動する。これにより、台３３０が支持するロードセル３１０も移動するため、当接部材３２０の突起３１１からロードセル３１０が離間する。

このように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する。すなわち、ロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、カッターホイール１０１の荷重を測定している。したがって、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定された荷重は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したときの荷重である。すなわち、このときの測定値は、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重である。

制御部５１０は、ロードセル３１０による測定結果（ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定されたスクライブ荷重）により、予め設定されたスクライブ荷重と比較して、スクライブ荷重を校正する。

また、図２に示すように、スクライブヘッド１０は、カッター機構１００のカバー１５０の上面１５１にストッパ１４が設けられている。このストッパ１４は、カッター機構１００が上方に過剰に移動することを規制するために設けられている。圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力が、サーボモータ６１０による駆動力より過剰に大きい場合、カッター機構１００は上方に移動しようとするが、ストッパ１４が取付板１３の上壁１３ａに当接するため、カッター機構１００はこれ以上、上方に移動することができない。このようにして、ストッパ１４によってカッター機構１００の上方への移動が規制される。

次に、スクライブ荷重の校正について説明する。

サーボモータ６１０による駆動力と、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力との差が所定のスクライブ荷重となるように、制御部５１０は圧力付与部５００に対し、第２空間Ｒ２に空気圧を供給させる。また、制御部５１０はサーボモータ６１０を駆動させる。このような所定のスクライブ荷重を得るために必要な空気圧および駆動力は、予め算出することが可能である。

しかしながら、理論上計算された空気圧が第２空間Ｒ２に供給されたとしても、たとえば、基板Ｆの種類やカッターホイール１０１の仕様や状態等により、所定のスクライブ荷重を得ることができない場合がある。サーボモータ６１０による駆動力も同様である。そこで、所定のスクライブ荷重を得るため、予め試験等を繰り返し行うことで、第２空間Ｒ２に供給される空気圧およびサーボモータ６１０の駆動力の校正値が算出されたデータテーブルが作成される。このようなデータテーブルは、スクライブヘッド１０を制御するための制御部５１０に記憶される。所定のスクライブ荷重が設定されると、制御部５１０はデータテーブルを参照して、第２空間Ｒ２に適切な空気圧を圧力付与部５００に供給させる。また、制御部５１０はサーボモータ６１０を駆動させる。このように、制御部５１０にデータテーブルが備えられている場合、所定のスクライブ荷重に設定することが可能である。

一方、図１４（ａ）に示すように、本実施形態に搭載されているロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、当接部材３２０に当接された状態で、カッターホイール１０１の荷重を継続して測定している。

そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると（図１３参照）、図１４（ｂ）に示すように、ロードセル３１０と当接部材３２０とが離間する。このため、ロードセル３１０から当接部材３２０が離間する直前に測定された荷重は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したときの荷重、すなわち、スクライブ荷重に相当する。

制御部５１０は、このようにして測定されたスクライブ荷重と設定されたスクライブ荷重とを比較して、所定のスクライブ荷重が基板Ｆに付与されるよう、圧力付与部５００に適切な空気圧を供給させ、サーボモータ６１０を駆動させる。

このように、本実施の形態のスクライブヘッド１０は、スクライブラインを形成する直前のスクライブ荷重を測定できる。つまり、スクライブラインを形成する際、必ずスクライブ荷重が測定されるため、その都度、適切な空気圧が第２空間Ｒ２に供給され、サーボモータ６１０が駆動される。このため、上記したようなデータテーブルは不要である。

また、データテーブルを参照してスクライブ荷重が調整されると、スクライブ動作の直前であらためてスクライブ荷重の測定が行われていない場合がある。この場合、基板Ｆにスクライブ荷重が付与されてはいるが、真に所定のスクライブ荷重が付与されているのか不明である。

これに対し、本実施の形態のスクライブヘッド１０は、スクライブ動作を行う直前のスクライブ荷重が必ず測定される。よって、スクライブ荷重の信頼性が高まり、設定されたスクライブ荷重でスクライブラインを形成することができる。

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

図４（ａ）、（ｂ）、図１０（ａ）に示すように、すべりネジ６３０の正効率と逆効率とが同一であるように構成されている。この構成により、カッターホイール１０１が基板Ｆを押圧する場合と、基板Ｆからの反力を受けた場合におけるネジ軸６３１の回転駆動力Ｅ１、Ｅ２が等しい。よって、カッターホイール１０１の応答性が向上し、その結果、カッターホイール１０１の基板Ｆの表面Ｆ１に対する追従性が向上する。これにより、基板Ｆの表面Ｆ１の形状に対するスクライブ荷重の変動が抑制される。したがって、基板Ｆの表面Ｆ１のどの場所でも所定のスクライブ荷重を維持できる。

また、ネジ軸６３１のリード角が４５°に設計されている。この構成により、すべりネジ６３０の正効率と逆効率との比が１：１となる。よって、すべりネジ６３０の正効率と逆効率とを同一に設定できる。

また、上記のとおり、スクライブヘッド１０では、すべりネジ６３０が採用されている。リード角が４５°のすべりネジ６３０は汎用品であり、容易に入手可能である。よって、駆動機構６００を容易に構成できる。

図１、図５〜図９に示すように、スクライブヘッド１０は、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に対し接近および離間させる他の駆動機構をさらに備える。この場合、他の駆動機構は、移動機構２００および圧力付与部５００である。

この構成により、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１から離間させる方向の駆動力を移動機構２００および圧力付与部５００により付与することにより、駆動機構６００と駆動力の差によって、基板Ｆに付与されるスクライブ荷重を、低荷重の範囲で微細に調整できる。よって、厚みが小さい基板Ｆに対して良好にスクライブラインを形成できる。

図２、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０は、圧力付与部５００から第２空間Ｒ２に空気圧を供給する。

この構成により、サーボモータ６１０による駆動力と、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力との差を、カッターホイール１０１に付与されるスクライブ荷重として設定することができる。このとき、第２空間Ｒ２に供給された空気の一部は、第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの間の隙間を通って、開口２１４から排出される。このように、隙間を空気が通ることにより、第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離れる方向に圧力を受け、この圧力が均衡した位置に調心される。また、第２空間Ｒ２に供給された空気の一部は、第１移動子２２０と筒部２１０の内側面２１２ａとの間の隙間を通る。これにより、第１移動子２２０も調心される。

したがって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離間した状態で、調心位置に支持される。また、第１移動子２２０の方も、筒部２１０の内側面２１２ａとの間に隙間が設けられるように支持部２２２に配置されている。このように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａに対して無接触の状態で支持されるため、移動時に摩擦抵抗を受けない。このため、移動機構２００および圧力付与部５００によって、安定的に、カッターホイール１０１に駆動力を付与できる。

よって、サーボモータ６１０による駆動力と、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力との差によって、カッターホイール１０１のスクライブ荷重を微細かつ安定的に調整できる。

このように、カッターホイール１０１のスクライブ荷重を微細かつ安定的に調整できるため、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重が基板Ｆの表面Ｆ１のどの場所でも一定に維持される。

図５に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、球であり、筒部２１０の内部空間２１２は円柱形状である。

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの隙間がなだらかに小さくなるため、第２空間Ｒ２に圧力付与部５００から供給される空気を円滑に流通させ得る。また、筒部２１０の内側面２１２ａの最大径の緯線の全周に亘って隙間を均一にできるため、第１移動子２２０および第２移動子２２１の調心が円滑に行われ、且つ、第１移動子２２０および第２移動子２２１の全周に亘って非接触の状態にできる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、内部空間２１２を非接触の状態で円滑に上下方向に移動することができる。

図７（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、同径に形成されており、筒部２１０の内側面２１２ａの径は、一定である。

この構成により、同種の球を第１移動子２２０および第２移動子２２１として使用できるので、移動機構２００の構成を簡素化でき、組み立て作業が容易にできる。

また、第１移動子２２０および第２移動子２２１は磁性材料により形成され、支持部２２２は第１移動子２２０および第２移動子２２１の離間方向の両端に磁石２２３、２２４を備える。

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１が、支持部２２２に対して、離間方向に垂直な方向に移動可能になる。このため、支持部２２２が筒部２１０の径方向に移動不能であっても、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、隙間に空気が流れることにより、支持部２２２に対して相対的に移動して、調心位置に位置付けられる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１を円滑かつ適正に調心できる。その結果、内部空間２１２において、第１移動子２２０および第２移動子２２１をより適切に非接触な状態に設定できる。

図６（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１に対する磁石２２３の上面２２３ａおよび磁石２２４の下面２２４ａは平面である。

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１が磁石２２３、２２４に点接触するため、支持部２２２に対して第１移動子２２０および第２移動子２２１が移動しやすくなる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの隙間を流れる空気からの圧力により、第１移動子２２０および第２移動子２２１を円滑に調心位置に移動させることができる。

図５、図７（ａ）に示すように、伝達部２３０は開口２１４を介して支持部２２２に接続される。

この構成により、開口２１４は、第２空間Ｒ２に供給された空気の排出と、伝達部２３０の接続とに共用されるため、筒部２１０の構成を簡素化できる。

また、たとえば、サーボモータ６１０による駆動力より圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力の方が過剰に高い場合、基板Ｆにカッターホイール１０１が当接しているのにも関わらず、さらに基板Ｆにスクライブ荷重が付与されようとする。このような場合、基板Ｆに過剰にスクライブ荷重が付与されて、基板Ｆが破損する等の虞がある。

しかし、伝達部２３０のピン２３２は、開口２１４の範囲内で移動可能である。つまり、伝達部２３０の移動が規制される。よって、上記のような場合、第１移動子２２０および第２移動子２２１が下方に移動しようとしても、ピン２３２が開口２１４の下端に当接するため、第１移動子２２０および第２移動子２２１はそれ以上下方への移動することができない。これにより、基板Ｆに過剰なスクライブ荷重が付与される虞は生じない。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、ピン２３２がネジ２２６により支持部２２２の孔２２５内で固定されると、ピン２３２の端部が孔２２５から突出しないため、ピン２３２は筒部２１０の内側面２１２ａに接触しない。また、伝達部２３０のピン２３２が支持部２２２の孔２２５に挿入されると、筒部２１０の側面２１１ａと、溝２３１の底面２３１ａとの間に隙間が生じ、また、伝達部２３０の側壁２３３、２３４と筒部２１０の側面２１０ａとの間にも隙間が生じるように、伝達部２３０の溝２３１が突部２１１に嵌められる。

このような構成により、伝達部２３０と筒部２１０との間の接触面積が低減される。このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１が移動すると、伝達部２３０も移動するが、伝達部２３０と筒部２１０との間の摩擦抵抗が低減される。よって、カッターホイール１０１のスクライブ荷重をより微細に調整することができる。

図１３〜図１４（ｂ）に示すように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、当接部材３２０からロードセル３１０が離間する。ロードセル３１０は、当接部材３２０が離間する直前のカッターホイール１０１の荷重を測定する。この荷重は、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重である。

これにより、ユーザが設定したスクライブ荷重値と、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定したスクライブ荷重値とが異なっていた場合、制御部５１０は、ロードセル３１０による測定値に応じて、圧力付与部５００に対して第２空間Ｒ２に適切な圧力を供給させる。このようにして、適切なスクライブ荷重が調節される。これにより、スクライブ荷重の信頼性が高められた状態で、スクライブヘッド１０はスクライブラインを形成することができる。

また、スクライブ動作を開始する際、スクライブ荷重が測定される。この測定により、所定のスクライブ荷重が基板Ｆに付与されるよう、圧力付与部５００から第２空間Ｒ２に空気圧が供給される。また、サーボモータ６１０により駆動力が出力される。このため、スクライブ荷重の校正値がデータ化されたデータテーブルをスクライブヘッド１０に搭載する必要はない。

また、カッターホイールが基板に当接した位置（０点位置）を検出するために、通常、カッターホイールの先端にセンサが設けられる。これにより、基板にカッターホイールが当接するとセンサが基板に接触して、０点位置が検出される。しかしながら、センサが基板に何度も接触するうちに、センサが劣化し、０点位置が正確に検出されない場合がある。このような場合、基板の表面の位置が特定されず、所定のスクライブラインを形成することができない。

この点、上記のとおり、本実施形態のスクライブヘッド１０では、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、ロードセル３１０はカッターホイール１０１の荷重を継続して測定している。そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する。ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に荷重値が変化する。すなわち、荷重値が変化した時点が、基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接した時点であり、このときのカッターホイール１０１の位置が０点位置である。

よって、ロードセル３１０によりスクライブ荷重が得られると同時に、０点位置が検出される。このように、センサを用いることなく、高精度にカッターホイール１０１の０点位置を検出することができる。

また、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、プレート１２が下方に移動し、当接部材３２０のナット３２１とロードセル３１０の突起３１１とが離間する。

これにより、カッターホイール１０１は基板Ｆの表面Ｆ１に生ずるうねり（凹凸）に追従して上下方向に移動しながら、基板Ｆにスクライブラインを形成することができる。

また、スクライブヘッド１０が使用されていない間でも、第２空間Ｒ２には常時、圧力付与部５００から一定の空気圧が付与され得る。これにより、カッター機構１００が常時、上方に位置付けられる。すなわち、カッターホイール１０１は基板Ｆや載置部６等に対して常時、上方に位置付けられる。よって、スクライブヘッド１０の不使用時、スクライブヘッド１０が自重により落下してカッターホイール１０１が基板Ｆや載置部６等に衝突して破損することを確実に防止することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の実施形態も上記以外に種々の変更が可能である。

たとえば、上記実施の形態では、カッターホイール１０１に対して上方からサーボモータ６１０による駆動力が付与され、下方から圧力付与部５００による空気圧が付与された。

変形例では、カッターホイール１０１に対して上方からサーボモータ６１０による駆動力に加えて、さらに、圧力付与部５００による空気圧が付与される。
この構成によれば、高荷重でスクライブラインを形成するように変更することもできる。

この場合、図２、図５に示される管５０１と圧力付与部５００とが図示しない配管で接続され、空圧源からの空気圧が第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に、個別に供給されるように構成される。

また、図１１（ａ）に示すように、第１空間Ｒ１に供給される空気圧は、第１移動子２２０および第２移動子２２１を下向きに押圧する。また、上記のとおり、サーボモータ６１０による駆動力の向きは、カッターホイール１０１を基板Ｆ側に移動させる方向（下向き）である。これに対し、圧力付与部５００によって第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力は上向きである。

つまり、第１空間Ｒ１に供給される空気圧による駆動力およびサーボモータ６１０による駆動力と、第２空間Ｒ２に付与される空気圧による駆動力との差が、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重に相当する。

上記したとおり、本発明のサーボモータ６１０は、正効率と逆効率とが同一に設定されたボールネジが搭載されている。このため、サーボモータ６１０に加えて空気圧による駆動力が付加されると、より大きなスクライブ荷重を、より効率よく基板Ｆに付与することができる。

たとえば、セラミックスから形成される基板は硬質であるため、低荷重のスクライブ荷重では適切にスクライブラインを形成することができない。この点、スクライブヘッド１０が上記のように構成されると、カッターホイール１０１は基板Ｆに対してより大きなスクライブ荷重を付与することができるため、硬質の基板や、厚みの大きい基板であってもスクライブラインを適切に形成することができる。

なお、第１空間Ｒ１に空気圧が供給される場合、第１空間Ｒ１に供給される空気の一部は、第１移動子２２０と内部空間２１２との間の隙間を通って、開口２１４から筒部２１０の外部へ排出される。このとき、第１移動子２２０は、筒部２１０の内側面２１２ａから離れる方向に圧力を受けて、この圧力が均衡した位置に調心される。よって、第１移動子２２０は、筒部２１０の内側面２１２ａから離間した状態で、調心位置に確実に支持される。

また、たとえば、基板の厚みが薄い基板は、より低荷重のスクライブ荷重を付与することが必要である。そこで、基板Ｆに低荷重のスクライブ荷重を付与したい場合、サーボモータ６１０に替えて圧力付与部５００によって空気圧を付与することもできる。

この場合、上記したように、図２、図５に示される管５０１と圧力付与部５００とが図示しない配管で接続され、空圧源からの空気圧が第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に、個別に供給される。これにより、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差からスクライブ荷重を得ることができ、微小なスクライブ荷重を基板Ｆに付与することができる。

また上記実施の形態では、ネジ軸６３１のリード角が４５°に設計されていたが、正効率と逆効率とが略等しくなるようにネジ軸６３１が設計されていればよい。たとえば、リード角が４５°から数度程度の範囲内にある角度に設計されてもよい。

また、上記実施の形態では、送りネジとしてすべりネジ６３０を用いたが、正効率と逆効率とが略等しくなるように設計されているネジ軸を含む送りネジであれば、上記実施の形態のすべりネジ６３０に限られない。

たとえば、リード角が４５°付近となるように設計されたネジ軸を含む専用のボールネジであってもよい。

また、上記の実施形態では、載置部６が回転して基板Ｆを回転することにより、スクライブラインの形成方向を９０°変更することができるが、変形例として、カッターホイール１０１自体が９０°回転するように構成されてもよい。この場合、図３（ａ）〜（ｃ）に示すカッターホイール１０１を保持するホルダユニット１１０が回転可能なように構成される。

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

１…スクライブ装置
６…載置部
１１…移送部
１０…スクライブヘッド
１００…カッター機構
１０１…カッターホイール
２００…移動機構
２１０…筒部
２１２…内部空間
２１２ａ…筒部の内側面
２１４…開口
２２０…第１移動子
２２１…第２移動子
２２２…支持部
２２３、２２４…磁石
２２３ａ…上面（接触面）
２２４ａ…下面（接触面）
２２５…孔
２３０…伝達部
２３２…ピン
３００…測定部
３１０…ロードセル
３２０…当接部材
５００…圧力付与部
６００…駆動機構
６１０…サーボモータ
６３０…すべりネジ
６３１…ネジ軸
６３２…ナット
Ｆ…基板
Ｆ１…基板の表面
Ｒ１…第１空間
Ｒ２…第２空間

Claims (12)

1. 基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、
   前記カッターホイールを前記基板の表面に当接させる駆動機構と、を備え、
   前記駆動機構は、
   サーボモータと、
   前記サーボモータによって軸周りに回転するネジ軸と、
   前記ネジ軸と螺合し、前記ネジ軸の回転によって前記カッターホイールを前記基板の表面に対して接近および離間させるナットと、を含み、
   前記ネジ軸および前記ナットの正効率と逆効率とが同一である、
   ことを特徴とする、スクライブヘッド。
2. 請求項１に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記ネジ軸は、リード角が４５°である、
   ことを特徴とする、スクライブヘッド。
3. 請求項１または２に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記ネジ軸および前記ナットは、すべりネジを構成する、
   ことを特徴とする、スクライブヘッド。
4. 請求項１ないし３の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記カッターホイールを前記基板に対し接近および離間させる他の駆動機構をさらに備える、
   ことを特徴とする、スクライブヘッド。
5. 前記他の駆動機構は、
   移動機構と、
   前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、をさらに備え、
   前記移動機構は、
   第１移動子と
   前記第１移動子よりも前記基板に近付く位置に配置される第２移動子と、
   前記第１移動子および前記第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、
   前記第１移動子、前記第２移動子、および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、
   前記第１移動子および前記第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、
   前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、
   前記圧力付与部は、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間のうち、少なくとも前記第２空間に、空気圧を供給する、
   ことを特徴とするスクライブヘッド。
6. 請求項５に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記第１移動子および前記第２移動子は球であり、
   前記筒部の内側面は円柱形状である、
   ことを特徴とするスクライブヘッド。
7. 請求項５または６に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記第１移動子および前記第２移動子は同径であり、
   前記筒部の内側面の径は一定である、
   ことを特徴とするスクライブヘッド。
8. 請求項４ないし７の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記第１移動子および前記第２移動子は磁性材料により形成され、
   前記支持部は、前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれの離間方向の両端と接する端部に磁石を含む、
   ことを特徴とするスクライブヘッド。
9. 請求項８に記載のスクライブヘッドにおいて、
   前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれに対する前記磁石の接触面は、平面である、
   ことを特徴とするスクライブヘッド。
10. 請求項４ないし９の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
    前記伝達部は、前記開口を介して前記支持部に接続される、
    ことを特徴とするスクライブヘッド。
11. 請求項１ないし１０の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
    さらに、前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定する測定部を備える、
    ことを特徴とする、スクライブヘッド。
12. 基板に対してスクライブを行うスクライブ装置であって、
    前記基板を戴置する戴置部と、
    前記基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドと、
    前記スクライブヘッドを移動させる移送部と、を備え、
    前記スクライブヘッドは、
    基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、
    前記カッターホイールを前記基板の表面に当接させる駆動機構と、を備え、
    前記駆動機構は、
    サーボモータと、
    前記サーボモータによって軸周りに回転するネジ軸と、
    前記ネジ軸と螺合するナットと、を含み、
    前記ネジ軸と螺合し、前記ネジ軸の回転によって前記カッターホイールを前記基板の表面に対して接近および離間させるナットと、
    前記ネジ軸および前記ナットの正効率と逆効率とが同一である、
    ことを特徴とする、スクライブ装置。

Images