測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置
【課題】 組立て誤差、作動誤差の影響を最小限とする測定部の支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 基台１１０の両端に立設された垂直移動手段３１０に対して、水平移動手段３２０との連結支持として、片側を固定支持し、他方側を水平移動手段３２０の長手方向あるいは、長手方向と長手方向と直角方向とにフリーとした支持としたことで、離れて平行に立設する垂直移動手段３１０に組立て上の誤差があっても、その影響を受けずに水平移動手段３２０を作動させることができ、組立て上の誤差等が測定結果に悪影響を与えることを抑制できる。
【解決手段】 基台１１０の両端に立設された垂直移動手段３１０に対して、水平移動手段３２０との連結支持として、片側を固定支持し、他方側を水平移動手段３２０の長手方向あるいは、長手方向と長手方向と直角方向とにフリーとした支持としたことで、離れて平行に立設する垂直移動手段３１０に組立て上の誤差があっても、その影響を受けずに水平移動手段３２０を作動させることができ、組立て上の誤差等が測定結果に悪影響を与えることを抑制できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定部の支持機構に関するものであり、さらに、その測定部支持機構を備えた薄板の表面形状を測定するための測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶基板等の大型薄板において、その厚さおよび表面形状（例えば、平坦度）等を測定するような場合、従来、例えば、特許文献１に開示されているように、測定するガラス基板を水平に置いて、自重の影響を無くす工夫がされている。この従来技術においては、ガラス基板の下方から、該ガラス基板の単位面積あたりの重量に等しい空気圧力を付与して、ガラス基板を水平に保持しようというものであるが、装置が大掛かりとなり、制御が面倒であり且つ高価となる等、デメリットも多かった。そこで、この被測定物であるガラス基板を今度は垂直に保持して自重の影響を少なくしようとする考え方が提案されている。
【０００３】
図１０、図１１は、本出願人が先に提案している表面形状測定装置について例を示す図であり、図１０に示すように、被測定物であるガラス基板１００を垂直に配置して、表面形状を測定する装置が考えられている。このような測定装置は、基台１１０の上にガラス基板１００を垂直に保持する垂直保持機構１２０および表面形状を測定する測定部１９０および測定部支持する測定部支持機構１３０を備えている。
【０００４】
この測定部支持機構１３０は、基台１１０の両端部に立設したエアスライド１４０、１４０と、その外側に配設されたねじ送り機構１５０、１５０とからなる垂直移動手段１６０を備えている。さらに、左右両側の垂直移動手段１６０、１６０のエアスライド１４０、１４０のスライド部１７０、１７０には水平移動手段１８０の両端部がそれぞれ取り付けられている。そして、水平移動手段１８０に測定部１９０が装着されている。
測定部１９０は、水平移動手段１８０によって水平移動自在に、そして、垂直移動手段１６０によって上下移動自在になっており、被測定物であるガラス基板１００の両面の表面形状を連続して非接触で測定するものである。
【０００５】
水平移動手段１８０は、図１１に示されるように、被測定物であるガラス基板１００の幅よりも長く、所定の間隔をおいて平行に配置された一対の水平スライドレール部１８１、１８１を有し、ガラス基板１００の幅方向に延在している。水平スライドレール部１８１、１８１には水平方向に移動可能なスライド部材１８２、１８２が装着されており、スライド部材１８２、１８２の対向面にはそれぞれ測定部（例えば、変位センサ）１９０、１９０が取り付けられ、測定部１９０、１９０は、ガラス基板１００を挟んで対向位置に配設されている。
【０００６】
このような２つのスライド機構が平行に装着された水平移動手段１８０においては、水平スライドレール部１８１、１８１の平行度を保つために、同一寸法の連結部材１８３、１８３を両端側へ装着して、図１１に示すように矩形形状構造に構成されている。
【０００７】
そして、水平移動手段１８０の両端部を、それぞれ垂直移動手段１６０のスライド部１７０、１７０に取り付けるには、水平移動手段１８０の矩形形状構造の端部を、スライド部１７０に取り付けられた取付部材１８４に連結載置する。この連結載置は、例えば、ねじ等により一体に固定される。
【特許文献１】特開平９−１２６７４５号公報（段落０００５、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１０に示すような装置においては、垂直移動手段１６０、１６０は、基台１１０に対して垂直でかつ平行に固定する必要があるが、組付け上、正確に垂直でかつ平行に固定することは困難であり、誤差が残る。特に、左右の垂直移動手段１６０、１６０が互いに逆方向に倒れて組付けられた場合には、垂直移動手段１６０、１６０間に配設されている水平移動手段１８０の矩形形状構造に歪み、または捩れを生じ、測定部９０へその影響が与えて、正確な測定ができない問題があり、測定結果の信頼性を低下するおそれがあった。
さらに、組付け上の誤差ばかりでなく、左右両側に配設されたねじ送り機構１５０、１５０には、上下動に関して同期誤差が生じるため、前述の組付け誤差と同様に、垂直移動手段１６０、１６０間に配設されている水平移動手段１８０の矩形形状構造に歪み、または捩れを生じ、測定部９０へその影響を与えて、正確な測定ができない問題があり、測定結果の信頼性を低下するおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、垂直移動手段の組付け誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響、および左右の垂直移動手段の上下動同期誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響を最小限とするようにして、安定した作動を達成し、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる測定部の支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基台上に載置された被測定物の両側に垂直方向に立設された垂直移動手段と、該垂直移動手段を構成する垂直スライド部材間に架設された水平移動手段と、該水平移動手段に装着され前記被測定物の表面形状を測定する測定部とを備え、前記水平移動手段の一端部が一方の前記垂直スライド部材に固定支持されると共に、前記水平移動手段の他端部が他方の前記垂直スライド部材に前記水平移動手段の長手方向にフリーになるように支持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、水平移動手段の片側が、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持されるため、左右の垂直移動手段の組付け誤差によって垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、フリー側でその誤差分のずれを吸収して、水平移動手段には無理な力が作用せず、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
さらに、水平移動手段の片側は垂直スライド部材へ固定されているため、その固定された側を基準として固定側の移動に倣ってフリー側の水平移動手段が移動して誤差を吸収する。このため、誤差の吸収をスムーズに行うことができる。両側をフリーとして垂直移動手段に支持すると、水平移動手段の移動の基準点がなくなるため、水平移動手段の位置が不安定となってしまう。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測定部支持機構であって、前記水平移動手段の他端部は、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、水平移動手段の端部が、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであるため、左右の垂直移動手段の組付け誤差によって水平移動手段の長手方向（左右方向）の傾きに加えて水平移動手段の長手方向に直角方向（前後方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、フリー側でその誤差分のずれが吸収されて、水平移動手段には無理な力が作用せず、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の測定部支持機構であって、前記水平移動手段は、前記被測定物を間に位置して所定間隔で平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動し前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、被測定物を両側から測定するために水平移動手段を平行配置した水平スライドレールを用いて矩形形状構造として、その内部に被測定物を配置する場合において、全体で矩形形状にすることによって生じやすくなる歪みや、捩れを、水平移動手段の片側を、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持することによって、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする被測定物である薄板を基台上に垂直に保持する垂直保持機構と、該垂直保持機構によって垂直に保持された薄板の表面全面に亘って走査して前記薄板の表面形状を測定する測定部とを備え、該測定部が請求項１記載の測定部支持機構を用いて支持されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、薄板の表面形状測定装置の組立て時に生じた垂直移動手段の組付け誤差が残っていて垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置であって、前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、薄板の表面形状測定装置の組立て時に生じた垂直移動手段の組付け誤差が残っていて垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に加えて水平移動手段の長手方向に直角方向（前後方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置であって、前記水平移動手段は、所定間隔を隔てて平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動して前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、被測定物を両側から測定するために水平移動手段を平行配置した水平スライドレールを用いて矩形形状構造として、その内部に被測定物を配置する場合において、全体で矩形形状にすることによって生じやすくなる歪みや、捩れを、水平移動手段の片側を、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持することによって、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置によれば、垂直移動手段の組付け誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響、および左右の垂直移動手段の上下動同期誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響を最小限とすることができ、安定した作動を達成し、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる測定部の支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２４】
参照する図面において、図１は、本発明に係る測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図であり、図２は、図１のＡ矢視図である。また、図３は、図２の拡大図であり、図４は、水平移動手段および水平移動手段と垂直移動手段との連結部分の拡大図である。また、図５（ａ）、図６は、図４のＢ部拡大断面図であり、図５（ｂ）は、球面軸受の概略説明図である。図７、図８は、図４のＣ部拡大断面図である。図９は、図４の部分の斜視図である。なお、従来の装置（図１０、図１１）において説明した要素と同一要素について、同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図１に示すように、液晶基板等のガラス基板１００（薄板）の表面形状測定装置１は、ガラス基板１００を基台１１０の上に垂直に保持する垂直保持機構２００と、ガラス基板の表面形状を測定する測定部３３０と、測定部３３０を支持する測定部支持機構３００とから構成されている。
【００２６】
垂直保持機構２００は、下部保持部２１０と上部保持部２２０とから構成されている。下部保持部２１０は、基台１１０の略中央部に間隔を置いて２箇所設けられた下部保持部材２１１、２１１から構成され、上部保持部２２０は、基台１１０の略中央部に立設された柱状保持本体２３０に設けられている。柱状保持本体２３０の内部には、上部保持部用のねじ送り機構２４０が内蔵され、そのねじ送り機構２４０と連結した上部保持用スライド部２５０の下部に上部保持部２２０が装着されている。
【００２７】
上部保持部２２０は、上部保持部用のねじ送り機構２４０によって上下動の移動のみ自由であり、下部保持部２１０は、下部保持部材２１１、２１１の間隔が横方向に調整可能になっている（図示せず）。そして、上部保持部２２０は、常に中央に位置するように下部保持部材２１１、２１１の間隔が調整される。すなわち、下部保持部材２１１、２１１は、近づく方向、あるいは遠ざかる方向へ移動可能に構成されている。
【００２８】
測定部支持機構３００は、基台１１０上の両端側に立設された垂直移動手段３１０、３１０と、これら垂直移動手段３１０、３１０の間に架設された水平移動手段３２０と、この水平移動手段３２０に装着された測定部３３０から構成されている。垂直移動手段３１０は、エアスライド３４０と垂直駆動用ねじ送り機構３５０とからなり、垂直駆動用ねじ送り機構３５０は、基台１１０上に設けた基台ねじ送り機構３５１を介してモータ等の駆動手段３５２へ連結されている。この駆動手段３５２の駆動によって、左右両側の垂直移動手段３１０、３１０の上下動は同期して移動するように構成されている。
【００２９】
水平移動手段３２０は、その両端部を垂直スライド部材３６０、３６０に連結して橋状に形成されており、また、水平移動手段３２０は、図２に示すように、水平方向に所定の間隔をおいて平行に２本の水平スライドレール３７０、３７０を有し、それぞれの水平スライドレール３７０、３７０には図示しないリニアモータにより移動自在な水平スライド部材３８０、３８０が装着され、その各水平スライド部材には測定部３３０を構成する変位センサ３３０ａ、３３０ｂが取り付けられている。
測定する際は、変位センサ３３０ａ、３３０ｂは、ガラス基板１００の表裏の両面側に位置し、非接触で両面の形状測定が可能なようになっている。
【００３０】
このような測定部支持機構３００によれば、測定する際に、駆動手段３５２が駆動することで、左右の垂直移動手段３１０、３１０が同期して作動して、垂直スライド部材３６０が矢印Ｚ方向（図１参照）に上下動する。さらに、左右の垂直スライド部材３６０、３６０に保持された水平移動手段３２０が作動して変位センサ３３０ａ、３３０ｂは矢印Ｘ方向（図１参照）に左右に移動する。そして、ガラス基板１００の表裏両面の全面に亘って変位センサ３３０ａ、３３０ｂを走査でき、その表面形状を測定することができる。
【００３１】
そして、この構造において、垂直駆動用ねじ送り機構３５０は、エアスライド３４０の内側（ガラス基板１００側）に配置されている。また、エアスライド３４０の垂直スライド部材３６０に水平スライドレール３７０の端部を連結するために受け板部３９０ａ、３９０ｂが設けられている。この受け板部３９０ａ、３９０ｂは、一端部が垂直スライド部材３６０の側面に取り付けられ、他端部が水平スライドレール３７０の端部下面に取り付けられ、さらに中央部が垂直駆動用ねじ送り機構３５０（ボールねじによるねじ送り機構）の送りナット４００によって支持されている。
送りナット４００と受け板部３９０ａ、３９０ｂとは送りナットフローティング機構を介して連結され、受け板部３９０ａ、３９０ｂに加わる測定部側の重量が直接ねじ送り機構側へモーメント荷重として作用しないように連結構成されている。
【００３２】
更に、図２に示す水平移動手段３２０は、図３の拡大図、または図９の斜視図に示すように、２本の水平スライドレール３７０、３７０を所定間隔に支持するスペーサ（連結部材）５００、５００が、その両端部に設けられ、水平スライドレール３７０、３７０とスペーサ５００、５００で矩形形状構造を構成している。
そして、図４に示すように、水平スライドレール３７０の両端部はそれぞれ、受け板部３９０ａ、３９０ｂで支持されている。水平スライドレール３７０の右側端部は、受け板部３９０ａに対して固定結合構造となっており、図４のＢ部分の詳細を図５、図６に示す。また、左側端部は、受け板部３９０ｂに対してフリー結合構造となっており、図４のＣ部分の詳細を図７、図８に示す。
図５（ａ）、図７は、水平スライドレール３７０の長手方向の断面図を示し、図６、図８は、水平スライドレール３７０の長手方向に直角方向の断面図を示す。
【００３３】
まず、固定結合構造について、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６を参照して説明する。
図６に示すように、水平スライドレール３７０、３７０の端部およびスペーサ５００の下面には、板部材５１０が配置されて水平スライドレール３７０側へねじ等（図示しない）で固定されている。板部材５１０の下方には、受け板部３９０ａが設けられ、板部材５１０の下面と受け板部３９０ａが板の上面との間には、球面軸受５２０が２箇所介在配置され、ねじ５３０によって受け板部３９０ａが板部材５１０に対して隙間を有して装着されている。即ち図５（ｂ）に示すように、球面軸受５２０の２箇所で板部材５１０を支持している。
球面軸受５２０の概略構造を、図５（ｂ）に示す。この球面軸受５２０を設けることによって、水平スライドレール３７０と受け板部３９０ａとの間に、多少の歪みがあっても吸収できるため、組付け性を向上することができる。
【００３４】
一方、フリー結合構造について、図７、図８を参照して説明する。
図８に示すように、水平スライドレール３７０、３７０およびスペーサ５００の下面には、板部材５４０が配置されて水平スライドレール３７０側へねじ等（図示しない）で固定されている。板部材５４０の下方には、受け板部３９０ｂが設けられ、板部材５４０の下面と受け板部３９０ｂの上面との間には、球面軸受５５０が１箇所介在配置されている。この球面軸受５５０をスリーブ５６０を介してねじ５７０によって取り付けることによって、受け板部３９０ｂが板部材５４０との間に隙間を有して装着される。前述した図５（ｂ）と同様に球面軸受５５０の１箇所で板部材５４０を支えており、反対側の球面軸受５２０、５２０の２箇所と、計３箇所で水平移動手段３２０を支持していることになる。球面軸受５５０の位置は、反対側に位置する固定結合構造の球面軸受５２０、５２０の２箇所の中間に位置されている。
スリーブ５６０の外周部には、フローティング機構６００が装着され、図３内に示した矢印Ｘ−Ｙで示すように水平な縦横方向（長手方向とそれに直角方向）にフローティング（摺動）可能に構成されている。
【００３５】
フローティング機構６００は、第１ベアリングガイド６１０と第２ベアリングガイド６２０とを上下に有して構成され、第１ベアリングガイド６１０と第２ベアリングガイド６２０との間には、スリーブ５６０に固定された第１支持部材６５０が配設され、第２ベアリングガイド６２０の下方には、受け板部３９０ｂに固定された第２支持部材６６０が配設されている。第１ベアリングガイド６１０は、受け板部３９０ｂに対して、水平スライドレール３７０を図７に矢印Ｆで示す方向へ動き得るように支持し、第１ベアリングガイド６１０の下方に配置された第２ベアリングガイド６２０は、第１ベアリングガイド６１０の動きと直交する図８に矢印Ｇ方向に動き得るように水平スライドレール３７０を支持している。
【００３６】
すなわち、第１ベアリングガイド６１０は、インナレース６１１とアウターレース６１２とから構成され（図８参照）、インナレース６１１は、スリーブ５６０に固定され、スリーブ５６０を介して水平スライドレール３７０側に固定される。また、アウターレース６１２は、受け板部３９０ｂ側に固定され、図７に矢印Ｆで示す方向への動きを可能にしている。
同様に、第２ベアリングガイド６２０（図７参照）も、インナレース６２１とアウターレース６２２とから構成され、インナレース６２１は、第２支持部材６６０に固定され、第２支持部材６６０を介して受け板部３９０ｂ側に固定されている。アウターレース６２２は、第１支持部材６５０に固定され、第１支持部材６５０を介してスリーブ５６０に固定され、スリーブ５６０を介して水平スライドレール３７０側に固定されている。これによって、図８に矢印Ｇで示す方向への動きを可能にしている。
【００３７】
すなわち、受け板部３９０ａ、３９０ｂと水平スライドレール３７０とのフリー側の結合構造は、受け板部３９０ｂが、第１ベアリングガイド６１０および第２ベアリングガイド６２０を介して、スリーブ５６０に連結し、スリーブ５６０が、球面軸受５５０を介して水平スライドレール３７０に結合している構造となっている。
【００３８】
以上のように、本発明の実施の形態によると、第１ベアリングガイド６１０および第２ベアリングガイド６２０からなるフローティング機構６００によって、水平スライドレール３７０は受け板部３９０ｂに対して水平方向に摺動可能となるため、垂直移動手段３１０の組付け誤差、または、左右の垂直移動手段の同期作動誤差、例えば、左右の移動量、移動開始時期等の誤差によって水平移動手段３２０に作用する歪みや、捩れを吸収できる。その結果、測定部３３０へ悪影響を与えないようにすることができ、作動精度、測定精度を向上することができる。
また、球面軸受５５０の構成によって受け板部３９０ｂに対する水平スライドレール３７０の多少の歪みも吸収することができ組付け性を向上することができる。
【００３９】
さらに、水平移動手段３２０の片側は垂直スライド部材３６０側へ固定される固定接合構造であるため、その固定接合構造側の移動に倣ってフリー結合構造側の水平移動手段３２０が移動して誤差を吸収する。このため、誤差の吸収をスムーズに行うことができる。
仮に、水平移動手段３２０の両側をフリー結合構造とすると、水平移動手段３２０の移動の基準点がなくなり、水平移動手段３２０の位置が不安定となってしまい、誤差吸収ばかりでなく通常の測定自体においても不安定となるおそれがあり、測定精度自体に悪影響を及ぼすおそれがあるが、本実施の形態ではそのようなことはなく安定した誤差の吸収をすることができる。
【００４０】
なお、フローティング機構６００として、図３の左方部分に矢印Ｘ−Ｙで示すように水平な縦横方向（長手方向とそれに直角方向）にフローティング（摺動）可能に構成されているが、Ｘ方向（長手方向）のみのフローティング（摺動）でも十分に実用性を有するものである。
前述した実施例においては、Ｘ方向、Ｙ方向を夫夫別個に構成しているが、例えば、従来から市販されているようなＸ−Ｙテーブルのような装置を組み込んで本願のように構成することも可能であり、それにより、Ｘ、Ｙ両方向をモータ駆動させることができ、フローティング動作を積極的に制御することが可能である。
【００４１】
また、受け板部３９０ａ、３９０ｂと水平スライドレール３７０との結合に、球面軸受５２０、５５０を用いて組付け性を向上させているが、部品精度によっては、不要とすることができる。
【００４２】
また、垂直移動手段３１０および水平移動手段３２０として、エアスライドの例を示したが、それに限定されることない。また、垂直移動の駆動手段として垂直駆動用ねじ送り機構３５０（ボールねじによるねじ送り機構）を説明したが、それに限定されるものではない。また、水平移動手段３２０としてリニアモータとして説明したがそれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
基台両端に立設された垂直移動手段に対して、水平移動手段との連結支持として、片側を固定支持し、他方側を水平移動手段の長手方向あるいは、長手方向と長手方向と直角方向とにフリーとした支持としたことで、離れて平行に立設する垂直移動手段に組立て上の誤差があっても、その影響を受けずに水平移動手段を作動させることができるようにしたから、組立て上の誤差等が測定結果に悪影響を与えることなく、精度よく薄板の表面形状を測定できる結果、各種薄板の表面形状測定に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】水平移動手段および水平移動手段と垂直移動手段との連結部分の拡大図である。
【図５】（ａ）は、図４のＢ部拡大断面図であり、（ｂ）は、球面軸受の概略説明図である。
【図６】図４のＢ部拡大断面図である。
【図７】図４のＣ部拡大断面図である。
【図８】図４のＣ部拡大断面図である。
【図９】図４の部分の斜視図である。
【図１０】従来の薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図である。
【図１１】従来の薄板の表面形状測定装置の水平移動手段の部分の平面視である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 表面形状測定装置
１００ ガラス基板（薄板）
１１０ 基台
２００ 垂直保持機構
３００ 測定部支持機構
３１０ 垂直移動手段
３２０ 水平移動手段
３３０ 測定部
３５０ 垂直駆動用ねじ送り機構
３６０ 垂直スライド部材
３７０ 水平スライドレール
３８０ 水平スライド部材
５００ スペーサ（連結部材）
６００ フローティング機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測定部の支持機構に関するものであり、さらに、その測定部支持機構を備えた薄板の表面形状を測定するための測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶基板等の大型薄板において、その厚さおよび表面形状（例えば、平坦度）等を測定するような場合、従来、例えば、特許文献１に開示されているように、測定するガラス基板を水平に置いて、自重の影響を無くす工夫がされている。この従来技術においては、ガラス基板の下方から、該ガラス基板の単位面積あたりの重量に等しい空気圧力を付与して、ガラス基板を水平に保持しようというものであるが、装置が大掛かりとなり、制御が面倒であり且つ高価となる等、デメリットも多かった。そこで、この被測定物であるガラス基板を今度は垂直に保持して自重の影響を少なくしようとする考え方が提案されている。
【０００３】
図１０、図１１は、本出願人が先に提案している表面形状測定装置について例を示す図であり、図１０に示すように、被測定物であるガラス基板１００を垂直に配置して、表面形状を測定する装置が考えられている。このような測定装置は、基台１１０の上にガラス基板１００を垂直に保持する垂直保持機構１２０および表面形状を測定する測定部１９０および測定部支持する測定部支持機構１３０を備えている。
【０００４】
この測定部支持機構１３０は、基台１１０の両端部に立設したエアスライド１４０、１４０と、その外側に配設されたねじ送り機構１５０、１５０とからなる垂直移動手段１６０を備えている。さらに、左右両側の垂直移動手段１６０、１６０のエアスライド１４０、１４０のスライド部１７０、１７０には水平移動手段１８０の両端部がそれぞれ取り付けられている。そして、水平移動手段１８０に測定部１９０が装着されている。
測定部１９０は、水平移動手段１８０によって水平移動自在に、そして、垂直移動手段１６０によって上下移動自在になっており、被測定物であるガラス基板１００の両面の表面形状を連続して非接触で測定するものである。
【０００５】
水平移動手段１８０は、図１１に示されるように、被測定物であるガラス基板１００の幅よりも長く、所定の間隔をおいて平行に配置された一対の水平スライドレール部１８１、１８１を有し、ガラス基板１００の幅方向に延在している。水平スライドレール部１８１、１８１には水平方向に移動可能なスライド部材１８２、１８２が装着されており、スライド部材１８２、１８２の対向面にはそれぞれ測定部（例えば、変位センサ）１９０、１９０が取り付けられ、測定部１９０、１９０は、ガラス基板１００を挟んで対向位置に配設されている。
【０００６】
このような２つのスライド機構が平行に装着された水平移動手段１８０においては、水平スライドレール部１８１、１８１の平行度を保つために、同一寸法の連結部材１８３、１８３を両端側へ装着して、図１１に示すように矩形形状構造に構成されている。
【０００７】
そして、水平移動手段１８０の両端部を、それぞれ垂直移動手段１６０のスライド部１７０、１７０に取り付けるには、水平移動手段１８０の矩形形状構造の端部を、スライド部１７０に取り付けられた取付部材１８４に連結載置する。この連結載置は、例えば、ねじ等により一体に固定される。
【特許文献１】特開平９−１２６７４５号公報（段落０００５、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、図１０に示すような装置においては、垂直移動手段１６０、１６０は、基台１１０に対して垂直でかつ平行に固定する必要があるが、組付け上、正確に垂直でかつ平行に固定することは困難であり、誤差が残る。特に、左右の垂直移動手段１６０、１６０が互いに逆方向に倒れて組付けられた場合には、垂直移動手段１６０、１６０間に配設されている水平移動手段１８０の矩形形状構造に歪み、または捩れを生じ、測定部９０へその影響が与えて、正確な測定ができない問題があり、測定結果の信頼性を低下するおそれがあった。
さらに、組付け上の誤差ばかりでなく、左右両側に配設されたねじ送り機構１５０、１５０には、上下動に関して同期誤差が生じるため、前述の組付け誤差と同様に、垂直移動手段１６０、１６０間に配設されている水平移動手段１８０の矩形形状構造に歪み、または捩れを生じ、測定部９０へその影響を与えて、正確な測定ができない問題があり、測定結果の信頼性を低下するおそれがあった。
【０００９】
そこで、本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、垂直移動手段の組付け誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響、および左右の垂直移動手段の上下動同期誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響を最小限とするようにして、安定した作動を達成し、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる測定部の支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、基台上に載置された被測定物の両側に垂直方向に立設された垂直移動手段と、該垂直移動手段を構成する垂直スライド部材間に架設された水平移動手段と、該水平移動手段に装着され前記被測定物の表面形状を測定する測定部とを備え、前記水平移動手段の一端部が一方の前記垂直スライド部材に固定支持されると共に、前記水平移動手段の他端部が他方の前記垂直スライド部材に前記水平移動手段の長手方向にフリーになるように支持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、水平移動手段の片側が、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持されるため、左右の垂直移動手段の組付け誤差によって垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、フリー側でその誤差分のずれを吸収して、水平移動手段には無理な力が作用せず、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
さらに、水平移動手段の片側は垂直スライド部材へ固定されているため、その固定された側を基準として固定側の移動に倣ってフリー側の水平移動手段が移動して誤差を吸収する。このため、誤差の吸収をスムーズに行うことができる。両側をフリーとして垂直移動手段に支持すると、水平移動手段の移動の基準点がなくなるため、水平移動手段の位置が不安定となってしまう。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の測定部支持機構であって、前記水平移動手段の他端部は、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、水平移動手段の端部が、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであるため、左右の垂直移動手段の組付け誤差によって水平移動手段の長手方向（左右方向）の傾きに加えて水平移動手段の長手方向に直角方向（前後方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、フリー側でその誤差分のずれが吸収されて、水平移動手段には無理な力が作用せず、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の測定部支持機構であって、前記水平移動手段は、前記被測定物を間に位置して所定間隔で平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動し前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、被測定物を両側から測定するために水平移動手段を平行配置した水平スライドレールを用いて矩形形状構造として、その内部に被測定物を配置する場合において、全体で矩形形状にすることによって生じやすくなる歪みや、捩れを、水平移動手段の片側を、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持することによって、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする被測定物である薄板を基台上に垂直に保持する垂直保持機構と、該垂直保持機構によって垂直に保持された薄板の表面全面に亘って走査して前記薄板の表面形状を測定する測定部とを備え、該測定部が請求項１記載の測定部支持機構を用いて支持されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、薄板の表面形状測定装置の組立て時に生じた垂直移動手段の組付け誤差が残っていて垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置であって、前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、薄板の表面形状測定装置の組立て時に生じた垂直移動手段の組付け誤差が残っていて垂直移動手段が水平移動手段の長手方向（左右方向）に加えて水平移動手段の長手方向に直角方向（前後方向）に傾いていても、または左右の垂直移動手段の上下動同期誤差が生じても、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置であって、前記水平移動手段は、所定間隔を隔てて平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動して前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の測定部支持機構を用いて支持された測定部によって薄板の表面形状が測定されるため、被測定物を両側から測定するために水平移動手段を平行配置した水平スライドレールを用いて矩形形状構造として、その内部に被測定物を配置する場合において、全体で矩形形状にすることによって生じやすくなる歪みや、捩れを、水平移動手段の片側を、水平移動手段の長手方向にフリーになるように垂直スライド部材に支持することによって、歪みや、捩れの発生が防止されて、安定した作動を達成することができ、その結果、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置によれば、垂直移動手段の組付け誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響、および左右の垂直移動手段の上下動同期誤差によって生ずる測定結果へ及ぼす悪影響を最小限とすることができ、安定した作動を達成し、測定精度を向上し、測定結果の信頼性を向上することができる測定部の支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２４】
参照する図面において、図１は、本発明に係る測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図であり、図２は、図１のＡ矢視図である。また、図３は、図２の拡大図であり、図４は、水平移動手段および水平移動手段と垂直移動手段との連結部分の拡大図である。また、図５（ａ）、図６は、図４のＢ部拡大断面図であり、図５（ｂ）は、球面軸受の概略説明図である。図７、図８は、図４のＣ部拡大断面図である。図９は、図４の部分の斜視図である。なお、従来の装置（図１０、図１１）において説明した要素と同一要素について、同一符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図１に示すように、液晶基板等のガラス基板１００（薄板）の表面形状測定装置１は、ガラス基板１００を基台１１０の上に垂直に保持する垂直保持機構２００と、ガラス基板の表面形状を測定する測定部３３０と、測定部３３０を支持する測定部支持機構３００とから構成されている。
【００２６】
垂直保持機構２００は、下部保持部２１０と上部保持部２２０とから構成されている。下部保持部２１０は、基台１１０の略中央部に間隔を置いて２箇所設けられた下部保持部材２１１、２１１から構成され、上部保持部２２０は、基台１１０の略中央部に立設された柱状保持本体２３０に設けられている。柱状保持本体２３０の内部には、上部保持部用のねじ送り機構２４０が内蔵され、そのねじ送り機構２４０と連結した上部保持用スライド部２５０の下部に上部保持部２２０が装着されている。
【００２７】
上部保持部２２０は、上部保持部用のねじ送り機構２４０によって上下動の移動のみ自由であり、下部保持部２１０は、下部保持部材２１１、２１１の間隔が横方向に調整可能になっている（図示せず）。そして、上部保持部２２０は、常に中央に位置するように下部保持部材２１１、２１１の間隔が調整される。すなわち、下部保持部材２１１、２１１は、近づく方向、あるいは遠ざかる方向へ移動可能に構成されている。
【００２８】
測定部支持機構３００は、基台１１０上の両端側に立設された垂直移動手段３１０、３１０と、これら垂直移動手段３１０、３１０の間に架設された水平移動手段３２０と、この水平移動手段３２０に装着された測定部３３０から構成されている。垂直移動手段３１０は、エアスライド３４０と垂直駆動用ねじ送り機構３５０とからなり、垂直駆動用ねじ送り機構３５０は、基台１１０上に設けた基台ねじ送り機構３５１を介してモータ等の駆動手段３５２へ連結されている。この駆動手段３５２の駆動によって、左右両側の垂直移動手段３１０、３１０の上下動は同期して移動するように構成されている。
【００２９】
水平移動手段３２０は、その両端部を垂直スライド部材３６０、３６０に連結して橋状に形成されており、また、水平移動手段３２０は、図２に示すように、水平方向に所定の間隔をおいて平行に２本の水平スライドレール３７０、３７０を有し、それぞれの水平スライドレール３７０、３７０には図示しないリニアモータにより移動自在な水平スライド部材３８０、３８０が装着され、その各水平スライド部材には測定部３３０を構成する変位センサ３３０ａ、３３０ｂが取り付けられている。
測定する際は、変位センサ３３０ａ、３３０ｂは、ガラス基板１００の表裏の両面側に位置し、非接触で両面の形状測定が可能なようになっている。
【００３０】
このような測定部支持機構３００によれば、測定する際に、駆動手段３５２が駆動することで、左右の垂直移動手段３１０、３１０が同期して作動して、垂直スライド部材３６０が矢印Ｚ方向（図１参照）に上下動する。さらに、左右の垂直スライド部材３６０、３６０に保持された水平移動手段３２０が作動して変位センサ３３０ａ、３３０ｂは矢印Ｘ方向（図１参照）に左右に移動する。そして、ガラス基板１００の表裏両面の全面に亘って変位センサ３３０ａ、３３０ｂを走査でき、その表面形状を測定することができる。
【００３１】
そして、この構造において、垂直駆動用ねじ送り機構３５０は、エアスライド３４０の内側（ガラス基板１００側）に配置されている。また、エアスライド３４０の垂直スライド部材３６０に水平スライドレール３７０の端部を連結するために受け板部３９０ａ、３９０ｂが設けられている。この受け板部３９０ａ、３９０ｂは、一端部が垂直スライド部材３６０の側面に取り付けられ、他端部が水平スライドレール３７０の端部下面に取り付けられ、さらに中央部が垂直駆動用ねじ送り機構３５０（ボールねじによるねじ送り機構）の送りナット４００によって支持されている。
送りナット４００と受け板部３９０ａ、３９０ｂとは送りナットフローティング機構を介して連結され、受け板部３９０ａ、３９０ｂに加わる測定部側の重量が直接ねじ送り機構側へモーメント荷重として作用しないように連結構成されている。
【００３２】
更に、図２に示す水平移動手段３２０は、図３の拡大図、または図９の斜視図に示すように、２本の水平スライドレール３７０、３７０を所定間隔に支持するスペーサ（連結部材）５００、５００が、その両端部に設けられ、水平スライドレール３７０、３７０とスペーサ５００、５００で矩形形状構造を構成している。
そして、図４に示すように、水平スライドレール３７０の両端部はそれぞれ、受け板部３９０ａ、３９０ｂで支持されている。水平スライドレール３７０の右側端部は、受け板部３９０ａに対して固定結合構造となっており、図４のＢ部分の詳細を図５、図６に示す。また、左側端部は、受け板部３９０ｂに対してフリー結合構造となっており、図４のＣ部分の詳細を図７、図８に示す。
図５（ａ）、図７は、水平スライドレール３７０の長手方向の断面図を示し、図６、図８は、水平スライドレール３７０の長手方向に直角方向の断面図を示す。
【００３３】
まず、固定結合構造について、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６を参照して説明する。
図６に示すように、水平スライドレール３７０、３７０の端部およびスペーサ５００の下面には、板部材５１０が配置されて水平スライドレール３７０側へねじ等（図示しない）で固定されている。板部材５１０の下方には、受け板部３９０ａが設けられ、板部材５１０の下面と受け板部３９０ａが板の上面との間には、球面軸受５２０が２箇所介在配置され、ねじ５３０によって受け板部３９０ａが板部材５１０に対して隙間を有して装着されている。即ち図５（ｂ）に示すように、球面軸受５２０の２箇所で板部材５１０を支持している。
球面軸受５２０の概略構造を、図５（ｂ）に示す。この球面軸受５２０を設けることによって、水平スライドレール３７０と受け板部３９０ａとの間に、多少の歪みがあっても吸収できるため、組付け性を向上することができる。
【００３４】
一方、フリー結合構造について、図７、図８を参照して説明する。
図８に示すように、水平スライドレール３７０、３７０およびスペーサ５００の下面には、板部材５４０が配置されて水平スライドレール３７０側へねじ等（図示しない）で固定されている。板部材５４０の下方には、受け板部３９０ｂが設けられ、板部材５４０の下面と受け板部３９０ｂの上面との間には、球面軸受５５０が１箇所介在配置されている。この球面軸受５５０をスリーブ５６０を介してねじ５７０によって取り付けることによって、受け板部３９０ｂが板部材５４０との間に隙間を有して装着される。前述した図５（ｂ）と同様に球面軸受５５０の１箇所で板部材５４０を支えており、反対側の球面軸受５２０、５２０の２箇所と、計３箇所で水平移動手段３２０を支持していることになる。球面軸受５５０の位置は、反対側に位置する固定結合構造の球面軸受５２０、５２０の２箇所の中間に位置されている。
スリーブ５６０の外周部には、フローティング機構６００が装着され、図３内に示した矢印Ｘ−Ｙで示すように水平な縦横方向（長手方向とそれに直角方向）にフローティング（摺動）可能に構成されている。
【００３５】
フローティング機構６００は、第１ベアリングガイド６１０と第２ベアリングガイド６２０とを上下に有して構成され、第１ベアリングガイド６１０と第２ベアリングガイド６２０との間には、スリーブ５６０に固定された第１支持部材６５０が配設され、第２ベアリングガイド６２０の下方には、受け板部３９０ｂに固定された第２支持部材６６０が配設されている。第１ベアリングガイド６１０は、受け板部３９０ｂに対して、水平スライドレール３７０を図７に矢印Ｆで示す方向へ動き得るように支持し、第１ベアリングガイド６１０の下方に配置された第２ベアリングガイド６２０は、第１ベアリングガイド６１０の動きと直交する図８に矢印Ｇ方向に動き得るように水平スライドレール３７０を支持している。
【００３６】
すなわち、第１ベアリングガイド６１０は、インナレース６１１とアウターレース６１２とから構成され（図８参照）、インナレース６１１は、スリーブ５６０に固定され、スリーブ５６０を介して水平スライドレール３７０側に固定される。また、アウターレース６１２は、受け板部３９０ｂ側に固定され、図７に矢印Ｆで示す方向への動きを可能にしている。
同様に、第２ベアリングガイド６２０（図７参照）も、インナレース６２１とアウターレース６２２とから構成され、インナレース６２１は、第２支持部材６６０に固定され、第２支持部材６６０を介して受け板部３９０ｂ側に固定されている。アウターレース６２２は、第１支持部材６５０に固定され、第１支持部材６５０を介してスリーブ５６０に固定され、スリーブ５６０を介して水平スライドレール３７０側に固定されている。これによって、図８に矢印Ｇで示す方向への動きを可能にしている。
【００３７】
すなわち、受け板部３９０ａ、３９０ｂと水平スライドレール３７０とのフリー側の結合構造は、受け板部３９０ｂが、第１ベアリングガイド６１０および第２ベアリングガイド６２０を介して、スリーブ５６０に連結し、スリーブ５６０が、球面軸受５５０を介して水平スライドレール３７０に結合している構造となっている。
【００３８】
以上のように、本発明の実施の形態によると、第１ベアリングガイド６１０および第２ベアリングガイド６２０からなるフローティング機構６００によって、水平スライドレール３７０は受け板部３９０ｂに対して水平方向に摺動可能となるため、垂直移動手段３１０の組付け誤差、または、左右の垂直移動手段の同期作動誤差、例えば、左右の移動量、移動開始時期等の誤差によって水平移動手段３２０に作用する歪みや、捩れを吸収できる。その結果、測定部３３０へ悪影響を与えないようにすることができ、作動精度、測定精度を向上することができる。
また、球面軸受５５０の構成によって受け板部３９０ｂに対する水平スライドレール３７０の多少の歪みも吸収することができ組付け性を向上することができる。
【００３９】
さらに、水平移動手段３２０の片側は垂直スライド部材３６０側へ固定される固定接合構造であるため、その固定接合構造側の移動に倣ってフリー結合構造側の水平移動手段３２０が移動して誤差を吸収する。このため、誤差の吸収をスムーズに行うことができる。
仮に、水平移動手段３２０の両側をフリー結合構造とすると、水平移動手段３２０の移動の基準点がなくなり、水平移動手段３２０の位置が不安定となってしまい、誤差吸収ばかりでなく通常の測定自体においても不安定となるおそれがあり、測定精度自体に悪影響を及ぼすおそれがあるが、本実施の形態ではそのようなことはなく安定した誤差の吸収をすることができる。
【００４０】
なお、フローティング機構６００として、図３の左方部分に矢印Ｘ−Ｙで示すように水平な縦横方向（長手方向とそれに直角方向）にフローティング（摺動）可能に構成されているが、Ｘ方向（長手方向）のみのフローティング（摺動）でも十分に実用性を有するものである。
前述した実施例においては、Ｘ方向、Ｙ方向を夫夫別個に構成しているが、例えば、従来から市販されているようなＸ−Ｙテーブルのような装置を組み込んで本願のように構成することも可能であり、それにより、Ｘ、Ｙ両方向をモータ駆動させることができ、フローティング動作を積極的に制御することが可能である。
【００４１】
また、受け板部３９０ａ、３９０ｂと水平スライドレール３７０との結合に、球面軸受５２０、５５０を用いて組付け性を向上させているが、部品精度によっては、不要とすることができる。
【００４２】
また、垂直移動手段３１０および水平移動手段３２０として、エアスライドの例を示したが、それに限定されることない。また、垂直移動の駆動手段として垂直駆動用ねじ送り機構３５０（ボールねじによるねじ送り機構）を説明したが、それに限定されるものではない。また、水平移動手段３２０としてリニアモータとして説明したがそれに限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
基台両端に立設された垂直移動手段に対して、水平移動手段との連結支持として、片側を固定支持し、他方側を水平移動手段の長手方向あるいは、長手方向と長手方向と直角方向とにフリーとした支持としたことで、離れて平行に立設する垂直移動手段に組立て上の誤差があっても、その影響を受けずに水平移動手段を作動させることができるようにしたから、組立て上の誤差等が測定結果に悪影響を与えることなく、精度よく薄板の表面形状を測定できる結果、各種薄板の表面形状測定に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態に係る測定部支持機構およびそれを備えた薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図である。
【図２】図１のＡ矢視図である。
【図３】図２の拡大図である。
【図４】水平移動手段および水平移動手段と垂直移動手段との連結部分の拡大図である。
【図５】（ａ）は、図４のＢ部拡大断面図であり、（ｂ）は、球面軸受の概略説明図である。
【図６】図４のＢ部拡大断面図である。
【図７】図４のＣ部拡大断面図である。
【図８】図４のＣ部拡大断面図である。
【図９】図４の部分の斜視図である。
【図１０】従来の薄板の表面形状測定装置の全体を示す正面図である。
【図１１】従来の薄板の表面形状測定装置の水平移動手段の部分の平面視である。
【符号の説明】
【００４５】
１ 表面形状測定装置
１００ ガラス基板（薄板）
１１０ 基台
２００ 垂直保持機構
３００ 測定部支持機構
３１０ 垂直移動手段
３２０ 水平移動手段
３３０ 測定部
３５０ 垂直駆動用ねじ送り機構
３６０ 垂直スライド部材
３７０ 水平スライドレール
３８０ 水平スライド部材
５００ スペーサ（連結部材）
６００ フローティング機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台上に載置された被測定物の両側に垂直方向に立設された垂直移動手段と、該垂直移動手段を構成する垂直スライド部材間に架設された水平移動手段と、該水平移動手段に装着され前記被測定物の表面形状を測定する測定部とを備え、
前記水平移動手段の一端部が一方の前記垂直スライド部材に固定支持されると共に、前記水平移動手段の他端部が他方の前記垂直スライド部材に前記水平移動手段の長手方向にフリーになるように支持されることを特徴とする測定部支持機構。
【請求項２】
前記水平移動手段の他端部は、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする請求項１に記載の測定部支持機構。
【請求項３】
前記水平移動手段は、前記被測定物を間に位置して所定間隔で平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動し前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定部支持機構。
【請求項４】
被測定物である薄板を基台上に垂直に保持する垂直保持機構と、該垂直保持機構によって垂直に保持された薄板の表面全面に亘って走査して前記薄板の表面形状を測定する測定部とを備え、該測定部が請求項１記載の測定部支持機構を用いて支持されていることを特徴とする薄板の表面形状測定装置。
【請求項５】
前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置。
【請求項６】
前記水平移動手段は、所定間隔を隔てて平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動して前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置。
【請求項１】
基台上に載置された被測定物の両側に垂直方向に立設された垂直移動手段と、該垂直移動手段を構成する垂直スライド部材間に架設された水平移動手段と、該水平移動手段に装着され前記被測定物の表面形状を測定する測定部とを備え、
前記水平移動手段の一端部が一方の前記垂直スライド部材に固定支持されると共に、前記水平移動手段の他端部が他方の前記垂直スライド部材に前記水平移動手段の長手方向にフリーになるように支持されることを特徴とする測定部支持機構。
【請求項２】
前記水平移動手段の他端部は、前記長手方向のフリーに加えて長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする請求項１に記載の測定部支持機構。
【請求項３】
前記水平移動手段は、前記被測定物を間に位置して所定間隔で平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動し前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の測定部支持機構。
【請求項４】
被測定物である薄板を基台上に垂直に保持する垂直保持機構と、該垂直保持機構によって垂直に保持された薄板の表面全面に亘って走査して前記薄板の表面形状を測定する測定部とを備え、該測定部が請求項１記載の測定部支持機構を用いて支持されていることを特徴とする薄板の表面形状測定装置。
【請求項５】
前記測定部支持機構を構成する水平移動手段の他端は、長手方向のフリーに加えて該長手方向に直角方向にもフリーであることを特徴とする請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置。
【請求項６】
前記水平移動手段は、所定間隔を隔てて平行に配置された水平スライドレールと、該水平スライドレールに沿って移動して前記測定部が装着される水平スライド部材とを有し、前記水平スライドレールの両端部には前記水平スライドレールを所定間隔に支持する連結部材が設けられ、前記水平スライドレールと前記連結部材によって略矩形形状に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の薄板の表面形状測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３０８２９６（Ｐ２００６−３０８２９６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１２７５７４（Ｐ２００５−１２７５７４）
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月２６日（２００５．４．２６）
【出願人】（０００１７０８５３）黒田精工株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]