JP3463236B2 - 直動機構 - Google Patents
直動機構Info
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- JP3463236B2 JP3463236B2 JP36515498A JP36515498A JP3463236B2 JP 3463236 B2 JP3463236 B2 JP 3463236B2 JP 36515498 A JP36515498 A JP 36515498A JP 36515498 A JP36515498 A JP 36515498A JP 3463236 B2 JP3463236 B2 JP 3463236B2
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- driving rods
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、直動機構に関し、
特に、真空容器内で処理対象物を所定方向に移動させる
ための直動機構に関する。
特に、真空容器内で処理対象物を所定方向に移動させる
ための直動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】レーザアニーリングは、加工対象物を真
空容器内に導入して、真空容器内を真空または低圧ガス
雰囲気とした上で、真空容器に設けられた石英窓等から
加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物のアニー
リングを行う技術である。このようなレーザアニーリン
グを、加工対象物の表面の広い範囲にわたって行うため
には、真空容器内で加工対象物を移動させるための手段
が必須である。
空容器内に導入して、真空容器内を真空または低圧ガス
雰囲気とした上で、真空容器に設けられた石英窓等から
加工対象物にレーザ光を照射して、加工対象物のアニー
リングを行う技術である。このようなレーザアニーリン
グを、加工対象物の表面の広い範囲にわたって行うため
には、真空容器内で加工対象物を移動させるための手段
が必須である。
【０００３】従来から上記のような加工対象物の移動を
実現するものとして、直動機構が有る。従来の直動機構
は、２本のリニアガイドによって、一軸方向に移動可能
に保持された、加工対象物を保持するための保持台と、
一端が保持台に固定されるとともに他端が真空容器外に
導出された駆動軸と、駆動軸と真空容器との間の機密を
保持するベローズとを有している。
実現するものとして、直動機構が有る。従来の直動機構
は、２本のリニアガイドによって、一軸方向に移動可能
に保持された、加工対象物を保持するための保持台と、
一端が保持台に固定されるとともに他端が真空容器外に
導出された駆動軸と、駆動軸と真空容器との間の機密を
保持するベローズとを有している。
【０００４】従来の直動機構では、駆動軸を駆動するこ
とにより、保持台をリニアガイドに沿った方向に移動さ
せることができる。つまり、保持台に保持された加工対
象物を、保持台を移動させることにより、リニアガイド
に沿った方向に移動させることができる。これにより、
加工対象物の広範囲にわたる加工が可能になる。
とにより、保持台をリニアガイドに沿った方向に移動さ
せることができる。つまり、保持台に保持された加工対
象物を、保持台を移動させることにより、リニアガイド
に沿った方向に移動させることができる。これにより、
加工対象物の広範囲にわたる加工が可能になる。
【０００５】ところで、レーザアニーリングを安定して
行うためには、加工対象物を加熱する必要が生じる場合
がある。このような場合に対応するため、従来の直動機
構の保持台には、ヒータが埋め込まれている。
行うためには、加工対象物を加熱する必要が生じる場合
がある。このような場合に対応するため、従来の直動機
構の保持台には、ヒータが埋め込まれている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
直動機構では、ヒータを使用して保持台を加熱した場合
に、保持台及びリニアガイドに熱歪みが発生し、保持台
の耐久性及び信頼性に重大な悪影響を与えるという問題
点がある。
直動機構では、ヒータを使用して保持台を加熱した場合
に、保持台及びリニアガイドに熱歪みが発生し、保持台
の耐久性及び信頼性に重大な悪影響を与えるという問題
点がある。
【０００７】また、保持台とリニアガイドの摺動によ
り、保持台及びリニアガイドの一方または両方が削ら
れ、摩耗屑が発生し、真空容器内をクリーンな雰囲気に
維持できないという問題点も有る。
り、保持台及びリニアガイドの一方または両方が削ら
れ、摩耗屑が発生し、真空容器内をクリーンな雰囲気に
維持できないという問題点も有る。
【０００８】さらに、従来の直動機構は、保持台を微小
回転（表面に対して垂直な軸（以下、θ軸という）に平
行な軸を回転軸とする回転）させる回転機構を組み込み
ことができず、真空容器外に設置した回転機構では、高
精度の回転制御を実現できないという問題点がある。
回転（表面に対して垂直な軸（以下、θ軸という）に平
行な軸を回転軸とする回転）させる回転機構を組み込み
ことができず、真空容器外に設置した回転機構では、高
精度の回転制御を実現できないという問題点がある。
【０００９】本発明は、リニアガイドを持たず、高速高
精度で長寿命で、また、保持台のθ軸に関する微小回動
が高精度で可能な、直動機構を提供することを目的とす
る。
精度で長寿命で、また、保持台のθ軸に関する微小回動
が高精度で可能な、直動機構を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【００１１】
【課題を解決するための手段】 本発明によれば、互いに
平行に配置された２本の駆動用ロッドと、該２本の駆動
用ロッドを互いに独立してその延在方向に駆動できる駆
動手段と、前記２本の駆動用ロッドの各々に対し、前記
延在方向に平行な面内で回動可能に保持された保持台と
を備え、前記駆動手段が、 前記２本の駆動用ロッドの端
部にそれぞれ設けられる４台のリニアモータであること
を特徴とする直動機構が得られる。
平行に配置された２本の駆動用ロッドと、該２本の駆動
用ロッドを互いに独立してその延在方向に駆動できる駆
動手段と、前記２本の駆動用ロッドの各々に対し、前記
延在方向に平行な面内で回動可能に保持された保持台と
を備え、前記駆動手段が、 前記２本の駆動用ロッドの端
部にそれぞれ設けられる４台のリニアモータであること
を特徴とする直動機構が得られる。
【００１２】また、本発明によれば、互いに平行に配置
された２本の駆動用ロッドと、該２本の駆動用ロッドを
互いに独立してその延在方向に駆動できる駆動手段と、
前記２本の駆動用ロッドの各々に対し、前記延在方向に
平行な面内で回動可能に保持された保持台とを備え、前
記保持台が、当該保持台を回動可能に前記２本の駆動用
ロッドにそれぞれ固定する１対の第１の保持部材と、前
記２本の駆動用ロッドにそれぞれ固定され、前記保持台
を載置する一対の第２の保持部材とによって、前記２本
の駆動用ロッドの各々に対し、前記延在方向に平行な面
内で回動可能に保持されていることを特徴とする直動機
構が得られる。
された２本の駆動用ロッドと、該２本の駆動用ロッドを
互いに独立してその延在方向に駆動できる駆動手段と、
前記２本の駆動用ロッドの各々に対し、前記延在方向に
平行な面内で回動可能に保持された保持台とを備え、前
記保持台が、当該保持台を回動可能に前記２本の駆動用
ロッドにそれぞれ固定する１対の第１の保持部材と、前
記２本の駆動用ロッドにそれぞれ固定され、前記保持台
を載置する一対の第２の保持部材とによって、前記２本
の駆動用ロッドの各々に対し、前記延在方向に平行な面
内で回動可能に保持されていることを特徴とする直動機
構が得られる。
【００１３】また、本発明によれば、前記２本の駆動用
ロッドが、真空容器を貫通して配置され、前記保持台
が、前記真空容器の内部に位置するように配置されてい
ることを特徴とする直動機構が得られる。
ロッドが、真空容器を貫通して配置され、前記保持台
が、前記真空容器の内部に位置するように配置されてい
ることを特徴とする直動機構が得られる。
【００１４】前記真空容器の気密は、前記駆動用ロッド
の端部にプレートを固定し、前記真空容器と前記プレー
トの間にベローズを配設することにより実現できる。
の端部にプレートを固定し、前記真空容器と前記プレー
トの間にベローズを配設することにより実現できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】図１（ａ）及び（ｂ）に、本発明の一実施
の形態による直動機構を、レーザ加工装置に適用した例
を示す。ここで、図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ
１−Ａ１線断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）お
けるＢ１-Ｂ１線断面図である。
の形態による直動機構を、レーザ加工装置に適用した例
を示す。ここで、図１（ａ）は、図１（ｂ）におけるＡ
１−Ａ１線断面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）お
けるＢ１-Ｂ１線断面図である。
【００１７】図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実
施の形態による直動機構は、レーザ加工装置の真空容器
１１を貫通して、両端部を真空容器１１の外部に位置さ
せる、互いに平行に配置された駆動用ロッド１２ａ及び
１２ｂと、駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂの端部または
端部付近にそれぞれ固定された４個のプレート１３と、
各プレート１３を駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂの延在
方向に直線移動させる４台のリニアモータ１４と、真空
容器１１の機密を確保するために真空容器１１の外壁と
各プレート１３との間に配設されたベローズ１５とを有
している。
施の形態による直動機構は、レーザ加工装置の真空容器
１１を貫通して、両端部を真空容器１１の外部に位置さ
せる、互いに平行に配置された駆動用ロッド１２ａ及び
１２ｂと、駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂの端部または
端部付近にそれぞれ固定された４個のプレート１３と、
各プレート１３を駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂの延在
方向に直線移動させる４台のリニアモータ１４と、真空
容器１１の機密を確保するために真空容器１１の外壁と
各プレート１３との間に配設されたベローズ１５とを有
している。
【００１８】４台のリニアモータ１４のうち、駆動用ロ
ッド１２ａ及び１２ｂの一方の端部付近（図１の右側）
に設けられた２台のリニアモータには、駆動用ロッド１
２ａ及び１２ｂの位置をそれぞれ検出するためのリニア
エンコーダ１６が設けられている。４台のリニアモータ
１４は、駆動用ロッド１２ａと１２ｂとを、それぞれ駆
動する２組に分けられ、互いに独立して動作させること
が可能である。
ッド１２ａ及び１２ｂの一方の端部付近（図１の右側）
に設けられた２台のリニアモータには、駆動用ロッド１
２ａ及び１２ｂの位置をそれぞれ検出するためのリニア
エンコーダ１６が設けられている。４台のリニアモータ
１４は、駆動用ロッド１２ａと１２ｂとを、それぞれ駆
動する２組に分けられ、互いに独立して動作させること
が可能である。
【００１９】２本の駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂに
は、真空容器内１１において、加工対象物を保持するた
めの保持台１７が固定されている。その保持台１７の表
面には、複数のピン１８が突出しており、これらのピン
の上に、例えばガラス板のような加工対象物１９が載置
される。なお、保持台１７の内部には、ヒータ２０が設
けられている。
は、真空容器内１１において、加工対象物を保持するた
めの保持台１７が固定されている。その保持台１７の表
面には、複数のピン１８が突出しており、これらのピン
の上に、例えばガラス板のような加工対象物１９が載置
される。なお、保持台１７の内部には、ヒータ２０が設
けられている。
【００２０】以上の構成において、この直動機構は、通
常の動作では、４台のリニアモータ１４が、各プレート
１３を並進させるように動作する。つまり、４台のリニ
アモータが協動して駆動用ロッド１２ａと１２ｂとを同
一方向に、同一量だけ移動させるように動作する。これ
により、保持台１７は、駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂ
の延在方向に直線的に移動し、石英窓２１から入射する
レーザ光を、加工対象物の表面に広範囲にわたり照射さ
せることができる。ここで、真空容器１１内には、摺動
部のようにクリーン度を低下させるような機械要素がな
いので、高速で高精度、しかも長寿命を実現することが
できる。
常の動作では、４台のリニアモータ１４が、各プレート
１３を並進させるように動作する。つまり、４台のリニ
アモータが協動して駆動用ロッド１２ａと１２ｂとを同
一方向に、同一量だけ移動させるように動作する。これ
により、保持台１７は、駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂ
の延在方向に直線的に移動し、石英窓２１から入射する
レーザ光を、加工対象物の表面に広範囲にわたり照射さ
せることができる。ここで、真空容器１１内には、摺動
部のようにクリーン度を低下させるような機械要素がな
いので、高速で高精度、しかも長寿命を実現することが
できる。
【００２１】さて、本実施の形態による緒駆動機構で
は、上述したように、駆動用ロッド１２ａと１２ｂと
を、互いに独立して動作させることができるように構成
されている。従って、これらの駆動用ロッド１２ａ及び
１２ｂへの保持台１７の固定方法に工夫を加えること
で、保持台１７を、θ軸に平行な軸を回転の中心として
微小回転させることができる。図２を参照して、保持台
１７の駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂへの固定方法を説
明する。
は、上述したように、駆動用ロッド１２ａと１２ｂと
を、互いに独立して動作させることができるように構成
されている。従って、これらの駆動用ロッド１２ａ及び
１２ｂへの保持台１７の固定方法に工夫を加えること
で、保持台１７を、θ軸に平行な軸を回転の中心として
微小回転させることができる。図２を参照して、保持台
１７の駆動用ロッド１２ａ及び１２ｂへの固定方法を説
明する。
【００２２】図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、駆動
用ロッド１２ａ及び１２ｂには、それぞれ保持台１７を
固定するための保持部材２５ａ，２５ｂが固定されてい
る。
用ロッド１２ａ及び１２ｂには、それぞれ保持台１７を
固定するための保持部材２５ａ，２５ｂが固定されてい
る。
【００２３】保持部材２５ａは、図２（ｃ）に示すよう
に、上部材２６と下部材２７とを有し、これらで駆動用
ロッド１２ａ，１２ｂを挟み込むとともに、これらを互
いにネジにより締結することにより、駆動用ロッド１２
ａ，１２ｂに固定される。上部材２６の上面には、固体
潤滑されたセラミックボール２８が取り付けられてお
り、保持台１７は、このセラミックボール２８の上に載
置される。つまり、保持部材２５ａは、駆動用ロッド１
２ａ，１２ｂには固定されるが、保持台１７を駆動用ロ
ッド１２ａ，１２ｂに固定するものではない。
に、上部材２６と下部材２７とを有し、これらで駆動用
ロッド１２ａ，１２ｂを挟み込むとともに、これらを互
いにネジにより締結することにより、駆動用ロッド１２
ａ，１２ｂに固定される。上部材２６の上面には、固体
潤滑されたセラミックボール２８が取り付けられてお
り、保持台１７は、このセラミックボール２８の上に載
置される。つまり、保持部材２５ａは、駆動用ロッド１
２ａ，１２ｂには固定されるが、保持台１７を駆動用ロ
ッド１２ａ，１２ｂに固定するものではない。
【００２４】一方、保持部材２５ｂは、図２（ｄ）に示
すように、上部材２９と、下部材３０と、回動支持部材
３１とを有している。上部材２９及び下部材３０は、保
持部材２５ａの場合と同様、駆動用ロッド１２ａ，１２
ｂを挟み、ネジにより互いに締結されている。そして、
下部材３０は、回動支持部材３１により、θ軸に平行な
軸を回転軸として回動可能に保持されている。
すように、上部材２９と、下部材３０と、回動支持部材
３１とを有している。上部材２９及び下部材３０は、保
持部材２５ａの場合と同様、駆動用ロッド１２ａ，１２
ｂを挟み、ネジにより互いに締結されている。そして、
下部材３０は、回動支持部材３１により、θ軸に平行な
軸を回転軸として回動可能に保持されている。
【００２５】保持部材２５ｂの拡大図（一部断面図）を
図３に示す。図３に示すように、回動支持部材３１は、
真空用軸受け３２を有し、下部材３０に固定された回動
軸３３を保持している。これにより、保持部材２５ｂの
上部材２９及び下部材３０は、θ軸を回転軸として回転
可能となっている。
図３に示す。図３に示すように、回動支持部材３１は、
真空用軸受け３２を有し、下部材３０に固定された回動
軸３３を保持している。これにより、保持部材２５ｂの
上部材２９及び下部材３０は、θ軸を回転軸として回転
可能となっている。
【００２６】以上のように、保持部材２５ａ及び２５ｂ
を用いて保持台１７を保持させ、２組のリニアモータを
互いに逆方向に（あるいは、一方の組のみ）駆動する
と、保持台１７は、θ軸と平行な軸を回転軸としてわず
かに回転する。この場合において、保持台１７の回転角
度は、リニアモータに取り付けられているリニアエンコ
ーダを用いて、各駆動用ロッドの位置を検出することで
求められる。
を用いて保持台１７を保持させ、２組のリニアモータを
互いに逆方向に（あるいは、一方の組のみ）駆動する
と、保持台１７は、θ軸と平行な軸を回転軸としてわず
かに回転する。この場合において、保持台１７の回転角
度は、リニアモータに取り付けられているリニアエンコ
ーダを用いて、各駆動用ロッドの位置を検出することで
求められる。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、２本の駆動用ロッドに
駆動手段を設け、さらに、支持台をこれらの駆動用ロッ
ドに取り付けるようにしたことで、支持台の加熱による
影響がなく、また、支持台の移動に伴う摩耗屑の発生が
なく、高速高精度、クリーンな状態でレーザアニール等
の処理を行うことができる。
駆動手段を設け、さらに、支持台をこれらの駆動用ロッ
ドに取り付けるようにしたことで、支持台の加熱による
影響がなく、また、支持台の移動に伴う摩耗屑の発生が
なく、高速高精度、クリーンな状態でレーザアニール等
の処理を行うことができる。
【００２８】また、本発明によれば、２本の駆動用ロッ
ドを互いに独立して駆動できるようにするとともに、支
持台を２本の駆動用ロッドに対して回動可能に保持させ
るようにしたことで、特別な回転機構を設けることな
く、支持台を微小回転させることができる。
ドを互いに独立して駆動できるようにするとともに、支
持台を２本の駆動用ロッドに対して回動可能に保持させ
るようにしたことで、特別な回転機構を設けることな
く、支持台を微小回転させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略図である。
【図２】図１の直動機構における保持台１７及び保持部
材２５ａ，２５ｂを説明するための、（ａ）は、平面
図、（ｂ）は、正面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ１−Ｃ１
線断面図、及び（ｄ）は、（ａ）のＤ１−Ｄ１線断面図
である。
材２５ａ，２５ｂを説明するための、（ａ）は、平面
図、（ｂ）は、正面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ１−Ｃ１
線断面図、及び（ｄ）は、（ａ）のＤ１−Ｄ１線断面図
である。
【図３】図２の保持部材２５ｂの拡大図である。
１１ 真空容器
１２ 駆動用ロッド
１３ プレート
１４ リニアモータ
１５ ベローズ
１６ リニアエンコーダ
１７ 保持台
１８ ピン
１９ 加工対象物
２０ ヒータ
２１ 石英窓
２５ａ，２５ｂ 保持部材
２６ 上部材
２７ 下部材
２８ セラミックボール
２９ 上部材
３０ 下部材
３１ 回動支持部材
３２ 真空用軸受け
３３ 回動軸
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−216138（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−267245（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−123034（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−211173（ＪＰ，Ａ)
特開2001−62682（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−277379（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−105094（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−25325（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F16H 21/00 - 21/44
B23Q 5/00 - 5/58
B23Q 1/00 - 1/30
G12B 1/00 - 17/08
H01L 21/268
Claims (4)
- 【請求項１】 互いに平行に配置された２本の駆動用ロ
ッドと、該２本の駆動用ロッドを互いに独立してその延
在方向に駆動できる駆動手段と、前記２本の駆動用ロッ
ドの各々に対し、前記延在方向に平行な面内で回動可能
に保持された保持台とを備え、 前記駆動手段が、前記２本の駆動用ロッドの端部にそれ
ぞれ設けられる４台のリニアモータであることを特徴と
する直動機構。 - 【請求項２】 互いに平行に配置された２本の駆動用ロ
ッドと、該２本の駆動用ロッドを互いに独立してその延
在方向に駆動できる駆動手段と、前記２本の駆動用ロッ
ドの各々に対し、前記延在方向に平行な面内で回動可能
に保持された保持台とを備え、 前記保持台が、当該保持台を回動可能に前記２本の駆動
用ロッドにそれぞれ固定する１対の第１の保持部材と、
前記２本の駆動用ロッドにそれぞれ固定され、前記保持
台を載置する一対の第２の保持部材とによって、前記２
本の駆動用ロッドの各々に対し、前記延在方向に平行な
面内で回動可能に保持されていることを特徴とする直動
機構。 - 【請求項３】 前記２本の駆動用ロッドが、真空容器を
貫通して配置され、前記保持台が、前記真空容器の内部
に位置するように配置されていることを特徴とする請求
項１または２の直動機構。 - 【請求項４】 前記駆動用ロッドの端部にプレートが固
定されており、前記真空容器と前記プレートの間にベロ
ーズを配設して、前記真空容器の気密を維持するように
したことを特徴とする請求項３の直動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36515498A JP3463236B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 直動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP36515498A JP3463236B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 直動機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000186753A JP2000186753A (ja) | 2000-07-04 |
| JP3463236B2 true JP3463236B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18483562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36515498A Expired - Fee Related JP3463236B2 (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | 直動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463236B2 (ja) |
-
1998
- 1998-12-22 JP JP36515498A patent/JP3463236B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000186753A (ja) | 2000-07-04 |
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