(57)【要約】【課題】工具を取り付ける際の作業性を向上しつつ、外径を小さくすることのできる気体スピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置を提供する。【解決手段】エアスピンドル９０は、主軸２と、ハウジング６０〜６３と、チャックシリンダ部３０とを備えている。主軸２はスラスト板６を有しており、かつ中空部分６４において回転可能であり、かつその一端に工具１が固定される。ハウジング６０〜６３は外周面６１ａから中空部分６４へ通じる通路を有している。チャックシリンダ部３０は給気の有無によって工具１の固定状態を制御する。チャックシリンダ部３０は給気のための取付部４９ａをハウジング６３における後端面６３ａに有している。通路は、通路１２を有している。通路１２はハウジング６１の外周面６１ａから内径方向に向かって形成されている。ハウジング６１は通路に圧縮気体Ａ１を供給するチューブ取付部材１０を取り付けるための取付部１１をさらに有している。通路１２は一つの通路で構成されている。【選択図】図１
2008180248.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能であり、かつ一端に工具が固定される主軸と、
前記主軸が配置される中空部分と、外周面から前記中空部分へ通じる通路とを有するハウジングと、
給気の有無によって前記工具の固定状態を制御するチャック部とを備え、
前記チャック部は給気のための給気口を前記ハウジングにおける前記主軸の他端側の面に有し、
前記通路は、前記ハウジングの外周面から内径方向に向かって形成された第１通路と、前記第１通路と通じ、かつ前記主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有する第２通路と、前記第２通路および前記中空部分と通ずる第３通路とを有し、
前記ハウジングは前記通路に流体を供給する流体供給器を取り付けるための取付部をさらに有し、
前記第１通路が一つの通路で構成されていることを特徴とする、気体スピンドル。
【請求項２】
前記主軸はタービンを有し、前記中空部分に面する前記第３通路の開口部は前記タービンに対向する位置に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の気体スピンドル。
【請求項３】
前記ハウジングは前記主軸を支持するための軸受をさらに有し、前記中空部分に面する前記第３通路の開口部は前記軸受に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の気体スピンドル。
【請求項４】
タービンを有し、かつ回転可能であり、かつ一端に工具が固定される主軸と、
前記主軸が配置される中空部分と、外周面から前記中空部分へ通じる通路と、前記主軸を支持するための軸受とを有するハウジングと、
給気の有無によって前記工具の固定状態を制御するチャック部とを備え、
前記チャック部は給気のための給気口を前記ハウジングにおける前記主軸の他端側の面に有し、
前記通路は、前記ハウジングの外周面から内径方向に向かって形成されたタービン用第１通路と、前記タービン用第１通路と通じ、かつ前記主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有するタービン用第２通路と、前記タービン用第２通路および前記中空部分と通ずるタービン用第３通路とを有し、前記中空部分に面する前記タービン用第３通路の開口部は前記タービンに対向する位置に形成されており、
前記通路は、前記ハウジングの外周面から内径方向に向かって形成された軸受用第１通路と、前記軸受用第１通路と通じ、かつ前記主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有する軸受用第２通路と、前記軸受用第２通路および前記中空部分と通ずる軸受用第３通路とをさらに有し、前記中空部分に面する前記軸受用第３通路の開口部は前記軸受に形成されており、
前記ハウジングは前記通路に流体を供給する流体供給器を取り付けるための取付部をさらに有し、
前記タービン用第１通路および前記軸受用第１通路の各々は一つの通路で構成されていることを特徴とする、気体スピンドル。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の気体スピンドルを備えた、パターン修正装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体スピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置に関し、より特定的には、自動工具交換用のチャックが付いたタービン駆動のエアスピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイ、ＥＬディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの大型化、高精細化に伴い、ガラス基板上の電極やリブなどに欠陥が存在する確率が高くなっており、歩留まりの向上を図るため欠陥を修正する技術が提案されている。
【０００３】
たとえば特開２０００−２９９０５９号公報（特許文献１）には、プラズマディスプレイのリブ（隔壁）の欠陥を修正するためのパターン修正装置およびパターン修正方法が開示されている。特許文献１のパターン修正装置は、ペースト焼成用レーザ部を含む観察光学系と、カット用レーザ部と、導電性ペーストあるいは欠陥修正用インクを塗布する針からなるペースト塗布機構と、はみ出したペーストをならすスキージ機構と、余分な修正ペーストを除去するスクラッチ機構と、修正ペーストを乾燥させるＩＲ光源と、欠陥を認識する画像処理機構と、装置全体を制御するホストコンピュータと、装置機構部の動作を制御する制御用コンピュータとを主に備えている。
【０００４】
特許文献１のパターン修正方法においては、画像処理機構によって基板上のリブに欠陥が認識されると、ペースト塗布機構の塗布針に修正用ペーストが付着され、リブの欠陥部に塗布される。次に、スキージ機構を用いてリブ上面よりはみ出した修正ペーストが除去し、リブが整形される。次に、ＩＲ光源を用いて修正部分に赤外線が照射され、塗布した修正ペーストが乾燥される。次に、カット用レーザ部を用いてリブ側面よりはみ出した修正ペーストにレーザ光が照射され、はみ出した修正ペーストがカットされる。次に、スクラッチ機構を用いてはみ出した修正ペーストが除去される。その後、ペースト焼成用レーザ部を用いて修正ペーストが焼成される。
【０００５】
上記のカット用レーザによる工程およびスクラッチ機構による工程において、エアスピンドル（気体スピンドル）の軸端に小径の工具を取り付け、これを回転させつつこの工具によってリブからはみ出した修正ペーストを除去することも可能である。エアスピンドルにおいては、主軸がハウジングに対して気体（空気）によって支持されるので、油を使用せずに主軸を支持することができる。これにより、パターン修正装置からの油分の飛散を防止することができ、環境や基板の汚染を防止することができる。
【０００６】
たとえば特開２００２−３９１８１号公報（特許文献２）には、従来のエアスピンドルが開示されている。図９は、特許文献２のエアスピンドルの構成を示す断面図である。図９を参照して、このスピンドルにおいては、主軸２０１の後端（図中左端）にスラスト板２０２が固定されている。そして、スラスト板２０２の外周に設けられた複数の凹部２０３に、複数の凹部２０３と対向する位置に配設されたタービンノズル２０４から圧縮空気を吹き付けることにより主軸２０１が回転される。主軸２０１およびこれに固定されたスラスト板２０２は、ハウジング２０５、２０６に形成されたジャーナル軸受部２０７およびスラスト軸受部２０８、２０９によって、ハウジング２０５、２０６に対して非接触で回転自在に支持されている。主軸２０１の先端（図中右端）には工具（図示なし）が取り付けられる。
【０００７】
ハウジング２０６の後端面には２つの給気口２１５および２２３が形成されている。給気口２１５より供給された圧縮空気は、空気通路２１６および２１７を通じて円周溝２１９に達する。また圧縮空気の一部は円周溝２１９から空気通路２１８を通じて円周溝２２０に供給される。そして、円周溝２１９および２２０の各々と通じるジャーナル軸受ノズル２１２の各々から軸受面に噴出され、それにより主軸２０１がジャーナル軸受部２０７によって支持されている。
【０００８】
一方で圧縮空気は、円周溝２１９と通じるスラスト軸受ノズル２１３から軸受面に噴出される。また、空気通路２１６は分岐しており、給気口２１５より供給された圧縮空気は、分岐した空気通路２１６から円周溝２２１にも供給される。そして、円周溝２２１と通じるスラスト軸受ノズル２１４から軸受面に噴出され、それにより主軸２０１がスラスト軸受部２０８および２０９によって支持されている。
【０００９】
給気口２２３から供給された圧縮空気は、空気通路２２４および２２５を通じて円周溝２２６に達し、その後円周溝２２６と通じるタービンノズル２０４からスラスト板２０２の凹部２０３に向かってほぼ接線方向に噴出される。この噴出された圧縮空気は、主軸２０１に回転力を与えて排気口２２７からハウジング２０５の外部へ排出される。
【００１０】
エアスピンドルは、主軸を高速回転させて使用することを想定して高出力のモータが内蔵されているのが一般的である。しかしモータが内蔵されていると、スピンドルの外径が大きくなり、発熱も多くなる。一方、パターン修正装置のユニットとして使用されるエアスピンドルは、乾燥したペーストを除去するためのものであるので、主軸を高速回転させる必要はなく、スピンドルの駆動に大きな力は必要ない。特許文献２のエアスピンドルは、モータではなくタービンによってスピンドルを回転させるため、スピンドル外径を小さくすることができ、発熱を抑制することができる。従って、引用文献２のエアスピンドルはパターン修正装置のユニットとして適している。
【特許文献１】特開２０００−２９９０５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３９１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献２のスピンドルはマニュアルチャック方式であるため、工具を取り付ける際には人間がスパナを用いて主軸２０１の先端のチャックを開閉する必要があり、作業性が悪かった。すなわち、近年リブで囲まれたセル部分が画面の高画質化のために小さくなっており、これに伴ない使用される工具は小径化している。スピンドルにおいては工具先端の振れを小さくするために、小径の工具を取り付ける際にはスピンドルから突き出す部分を短くする必要があり、工具を取り扱いにくい。加えて、パターン修正装置においては上述のように多くのユニットが搭載されており、スピンドル周囲のスペースが狭い。その結果、短い工具を狭いスペースにおいて人間が取り扱うことになり、作業性が悪かった。また、人がスパナを用いてチャックを締め付ける時の力のばらつきにより、取り付けられた工具の振れ量を小さな値に安定させ難かった。
【００１２】
工具を主軸２０１に取り付ける方式としては、上述のマニュアルチャック方式の他に、圧縮空気の給気の有無によってチャックを開閉するエアチャック方式がある。そこで、上記特許文献２の構成にエアチャック方式を適用し、作業性や工具振れ量の安定性を向上することが考えられる。
【００１３】
しかし、エアチャック方式では、チャックを開閉するための圧縮空気を給気するエアシリンダ部をハウジング２０６の後端面のスペースに設ける必要がある。このため、ハウジング２０６の後端面に給気口２１５および２２３を設けることができなくなり、代わりにハウジング２０５および２０６の外周面（図中上下面）に設ける必要が生ずる。
【００１４】
ところが、ハウジング２０５および２０６の外周面に給気口２１５および２２３を設けると、給気口２１５および２２３の各々に給気用チューブを取り付けるための取付部（ねじ部）２１５ａおよび２２３ａと、空気通路２１７または２１６と、円周溝２２１および２１９とをハウジング２０５および２０６に設ける必要がある。このため、スピンドルの外径が大きくなるという問題があった。パターン修正装置においては上述のようにスピンドル周囲のスペースが狭いので、スピンドルの外径を特に小さくする必要がある。
【００１５】
したがって、本発明の目的は、工具を取り付ける際の作業性を向上しつつ、外径を小さくすることのできる気体スピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一の局面における気体スピンドルは、主軸と、ハウジングと、チャック部とを備えている。主軸は回転可能であり、かつその一端に工具が固定される。ハウジングは主軸が配置される中空部分と、外周面から中空部分へ通じる通路とを有している。チャック部は給気の有無によって工具の固定状態を制御する。チャック部は給気のための給気口をハウジングにおける主軸の他端側の面に有している。通路は、第１通路と、第２通路と、第３通路とを有している。第１通路はハウジングの外周面から内径方向に向かって形成されている。第２通路は第１通路と通じており、かつ主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有している。第３通路は第２通路および中空部分と通じている。ハウジングは通路に流体を供給する流体供給器を取り付けるための取付部をさらに有している。第１通路が一つの通路で構成されている。
【００１７】
本発明の一の局面における気体スピンドルによれば、流体供給器の取付部がハウジングの外周面に形成されるので、チャック部の給気口をハウジングにおける主軸の他端側の面に形成することができ、給気の有無によって工具の固定状態を制御することができる。その結果、工具を取り付ける際の作業性を向上することができ、かつ保持された工具の振れ精度を小さく保つことができる。また、第１通路が分岐していないので、ハウジング内に第１通路の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。
【００１８】
本発明の一の局面における気体スピンドルにおいて好ましくは、主軸はタービンを有しており、中空部分に面する第３通路の開口部はタービンに対向する位置に形成されている。
【００１９】
これにより、タービンを回転させる流体を供給するための通路の第１通路が分岐していないので、ハウジング内に第１通路の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。
【００２０】
本発明の一の局面における気体スピンドルにおいて好ましくは、ハウジングは主軸を支持するための軸受をさらに有しており、中空部分に面する第３通路の開口部は軸受に形成されている。
【００２１】
これにより、主軸を支持する流体を供給するための通路の第１通路が分岐していないので、ハウジング内に第１通路の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。
【００２２】
本発明の他の局面における気体スピンドルは、主軸と、ハウジングと、チャック部とを備えている。主軸はタービンを有しており、かつ回転可能であり、かつその一端に工具が固定される。ハウジングは、主軸が配置される中空部分と、外周面から中空部分へ通じる通路と、主軸を支持するための軸受とを有している。チャック部は給気の有無によって工具の固定状態を制御する。チャック部は給気のための給気口をハウジングにおける主軸の他端側の面に有している。通路は、タービン用第１通路と、タービン用第２通路と、タービン用第３通路とを有している。タービン用第１通路はハウジングの外周面から内径方向に向かって形成されている。タービン用第２通路はタービン用第１通路と通じており、かつ主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有している。タービン用第３通路はタービン用第２通路および中空部分と通じている。中空部分に面するタービン用第３通路の開口部はタービンに対向する位置に形成されている。通路は、軸受用第１通路と、軸受用第２通路と、軸受用第３通路とをさらに有している。軸受用第１通路はハウジングの外周面から内径方向に向かって形成されている。軸受用第２通路は軸受用第１通路と通じており、かつ主軸の回転軸を法線とする平面で見て周形状を有している。軸受用第３通路は軸受用第２通路および中空部分と通じている。中空部分に面する軸受用第３通路の開口部は軸受に形成されている。ハウジングは通路に流体を供給する流体供給器を取り付けるための取付部をさらに有している。タービン用第１通路および軸受用第１通路の各々は一つの通路で構成されている。
【００２３】
本発明の他の局面における気体スピンドルによれば、流体供給器の取付部がハウジングの外周面に形成されるので、チャック部の給気口をハウジングにおける主軸の他端側の面に形成することができ、給気の有無によって工具の固定状態を制御することができる。その結果、工具を取り付ける際の作業性を向上することができ、かつ取り付けられた工具の触れ精度も小さく安定させることができる。また、タービンを回転させる流体を供給するための通路であるタービン用第１通路が分岐していないので、ハウジング内にタービン用第１通路の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。加えて、主軸を支持する流体を供給するための通路である軸受用第１通路が分岐していないので、ハウジング内に軸受用第１通路の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。
【００２４】
本発明の気体スピンドルは上記構造によりその外径を小さくすることができるため、これによってこれを搭載するパターン修正装置のＺステージを小さくできると共に、気体スピンドルに工具を取り付ける際の作業性を向上しつつ、かつ取り付けた工具の触れ精度を安定させる気体スピンドルの外径を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の気体スピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置によれば、気体スピンドルの工具を取り付ける際の作業性を向上しつつ、気体スピンドルの外径を小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるエアスピンドルの構成を示す断面図である。図１を参照して、本実施の形態における気体スピンドルとしてのエアスピンドル９０は、主軸２と、ハウジング６０〜６３と、チャックシリンダ部３０（チャック部）とを備えている。ハウジング６０〜６２の各々は円筒形状を有しており、ハウジング６３は略円盤形状を有している。ハウジング６０〜６３の各々は、互いに接触してこの順序で後側（図中右側）へ向かって配列しており、ハウジング６０〜６３によって中空部分６４が形成されている。中空部分６４には主軸２が配置されている。主軸２は図中横方向に延在しており、ハウジング６０〜６３に対して相対的に回転可能である。主軸２の後部の中空部分６４にはチャックシリンダ部３０が配置されている。
【００２７】
主軸２はスラスト板６と、チャック本体５と、皿ばね４と、ドローバ３と、チャック先端部９とを有している。チャック本体５は図中横方向に延在しており、チャック本体５の後部にはスラスト板６が配置されている。主軸２の回転軸を法線とする平面（紙面に対して垂直でかつ図中縦方向に延びる平面）で見た場合に円形状を有している。スラスト板６の外周側面には複数の凹部７が形成されている。この構成により、スラスト板６はタービンとして機能する。チャック本体５の中空部分にはドローバ３およびチャック先端部９が配置されている。チャック本体５とドローバ３との間には皿ばね４が配置されており、ドローバ３は皿ばね４によって常時後方へ引かれている。チャック先端部９はドローバ３の先端側（図中左側）にねじで固定されており、チャック先端部９の先端には工具１が固定されている。ドローバ３およびチャック先端部９はチャック本体５内を図中横方向に移動可能である。
【００２８】
ハウジング６０および６１は軸受部材４０〜４２を有しており、軸受部材４０〜４２は中空部分６４の内周面に面するように埋め込まれている。軸受部材４２の内径は後側で小さくなっており、軸受部材４２は段差部分を有している。軸受部材４０〜４２の各々はハウジング６０〜６３よりも摩擦係数の小さい材料で形成されている。主軸２は、軸受部材４０および４１によってラジアル方向に支持されており、軸受部材４１および４２によってスラスト方向に支持されている。
【００２９】
チャックシリンダ部３０は、一定圧に保たれた給気の有無によって工具１の固定状態を制御する部分であり、取付部４９ａと、シリンダ５１と、シリンダ５２と、ばね５４とを有している。シリンダ５２はＴ字型の断面形状を有しており、主軸２の後側に配置されている。シリンダ５２の軸５２ａはハウジング６１の中空部分６４に配置されている。ハウジング６１とシリンダ５２との間にはばね５４が配置されており、シリンダ５２はばね５４によって常時後方へ引かれている。このため、シリンダ５２の軸５２ａとドローバ３の後端面３ａとは通常の状態では互いに接触していない。シリンダ５１はシリンダ５２の後方に配置されており、ハウジング６２および６３の中空部分６４に配置されている。シリンダ５１はシリンダ５２に接触しており、また通常の状態ではハウジング６３にも接触している。ハウジング６３の後端面６３ａには給気口４９が形成されている。給気口４９には取付部４９ａが形成されており、取付部４９ａには中空部分６４に圧縮空気（流体）Ａ３を供給するチューブ取付部材５０が取り付けられている。
【００３０】
図２は図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図１〜図３を参照して、ハウジング６１には外周面６１ａから中空部分６４へ通じる通路が形成されている。具体的には、ハウジング６１の図１中下側の外周面６１ａから内径方向（図１中上方向）に向かって通路１２（タービン用第１通路）が形成されている。通路１２は分岐しておらず、一つの通路で構成されている。軸受部材４２はハウジング６１と接する位置に円周溝１３（タービン用第２通路）を有しており、通路１２はこの円周溝１３に通じている。円周溝１３は、主軸２の回転軸を法線とする平面で見て周形状、たとえば円周形状を有している。円周溝１３の上部からは外径方向（図１中上方向）に向かって通路１４（タービン用第３通路）が延びている。通路１４は、直角に曲がって主軸２の回転軸に平行（図１中左方向）に延び、その後内径方向（図１中下方向）に向かって延びている。中空部分６４に面する通路１４の開口部には軸受ノズル１６が形成されており、軸受ノズル１６はスラスト板６の凹部７に対向している。
【００３１】
また、ハウジング６１の図１中上側の外周面６１ａから内径方向（図１中下方向）に向かって通路２２（軸受用第１通路）が形成されている。通路２２は分岐しておらず、一つの通路で構成されている。軸受部材４２はハウジング６１と接する位置であって円周溝１３よりも先端側の位置に円周溝２３（軸受用第２通路）を有しており、通路２２はこの円周溝２３に通じている。円周溝２３は、主軸２の回転軸を法線とする平面で見て周形状、たとえば円周形状を有している。円周溝２３の下部からは外径方向（図１中下方向）に向かって通路２７（軸受用第３通路）が延びている。通路２７は、直角に曲がって主軸２の回転軸に平行（図１中左方向）に延び、その後複数の通路に分岐し、内径方向（図１中下方向）に向かって延びている。中空部分６４に面する通路２７の開口部の各々には軸受ノズル２８ａ〜２８ｄの各々が形成されており、軸受ノズル２８ａ〜２８ｄの各々は軸受部材４０および４１に形成されている。また、円周溝２３からは、主軸２の回転軸に平行（図１中左方向）に軸受ノズル３１が延びている。軸受ノズル３１は中空部分６４に面しており、スラスト板６の主面６ａに対向している。
【００３２】
さらに、ハウジング６１の外周面６１ａには取付部１１および２１が形成されている。取付部１１には通路１２、円周溝１３、および通路１４に圧縮空気（流体）Ａ１を供給するチューブ取付部材１０（流体供給器）が取り付けられており、取付部２１には通路２２、円周溝２３、および通路２７に圧縮空気（流体）Ａ２を供給するチューブ取付部材２０（流体供給器）が取り付けられている。
【００３３】
なお、上記通路の他に、ハウジング６１には中空部分６４から外周面６１ａに通じる排気路８が形成されている。中空部分６４に供給された空気Ｂは排気路８を通って外部へ排出される。
【００３４】
続いて、本実施の形態におけるエアスピンドル９０の動作について説明する。チューブ取付部材１０および２０にチューブ（図示なし）を取り付け、チューブから中空部分６４へ圧縮空気を供給する。チューブ取付部材１０を介して供給される圧縮空気Ａ１は、通路１２、円周溝１３、および通路１４を通って、軸受ノズル１６からスラスト板６の凹部７へ向けて噴射される。圧縮空気Ａ１はスラスト板６の接線方向に噴射される。その結果、圧縮空気Ａ１の圧力によってスラスト板６および主軸２が回転する。
【００３５】
同時に、チューブ取付部材２０を介して供給される圧縮空気Ａ２は、通路２２、円周溝２３、および通路２７を通って、軸受ノズル２８ａ〜２８ｄの各々から中空部分６４の内周面と主軸２の外周面との間へ向けて噴射される。また圧縮空気Ａ２の一部は、通路２２、円周溝２３を通って、軸受ノズル３１から中空部分６４の内周面とスラスト板６の主面６ａとの間へ向けて噴射される。その結果、スラスト板６および主軸２は、ハウジング６０および６１に対して圧縮空気Ａ２によって回転可能に支持される。
【００３６】
中空部分６４に噴射された圧縮空気Ａ１およびＡ２は、主軸２の後部に形成された中空部分６４のポケット４３に流れ込み、ポケット４３から排気路８を通って外部へ排気される。
【００３７】
また、工具１を交換する場合には、圧縮空気Ａ１の供給を止め、チューブ取付部材５０にチューブ（図示なし）を取り付け、チューブから中空部分６４へ圧縮空気Ａ３を供給する。圧縮空気Ａ３が供給された場合のエアスピンドルの状態を図４に示す。図４を参照して、シリンダ５１および５２の各々は、圧縮空気Ａ３の圧力によって先端方向（図中左方向）に移動する。これにより、シリンダ５２の軸５２ａの先端がドローバ３の後端面３ａに接触し、ドローバ３が皿ばね４の力に逆らって先端方向に移動する。その結果、チャック先端部９が開き、工具１の固定が解かれる。そして、別の工具１をチャック先端部９に取り付けて、圧縮空気Ａ３の供給を止めることにより、シリンダ５１、５２、およびドローバ３が元の位置に戻って別の工具１が固定され、工具１の交換が完了する。
【００３８】
本実施の形態におけるエアスピンドル９０は、主軸２と、ハウジング６０〜６３と、チャックシリンダ部３０とを備えている。主軸２はスラスト板６を有しており、かつ回転可能であり、かつその一端に工具１が固定される。ハウジング６０〜６３は、主軸２が配置される中空部分６４と、外周面６１ａから中空部分６４へ通じる通路と、主軸２を支持するための軸受部材４０〜４２とを有している。チャックシリンダ部３０は給気の有無によって工具１の固定状態を制御する。チャックシリンダ部３０は給気のための取付部４９ａをハウジング６３における後端面６３ａに有している。通路は、通路１２と、円周溝１３と、通路１４とを有している。通路１２はハウジング６１の外周面６１ａから内径方向に向かって形成されている。円周溝１３は通路１２と通じており、かつ主軸２の回転軸を法線とする平面で見て円周形状を有している。通路１４は円周溝１３および中空部分６４と通じている。中空部分６４に面する通路１４の軸受ノズル１６はスラスト板の凹部７に対向する位置に形成されている。通路は、通路２２と、円周溝２３と、通路２７とをさらに有している。通路２２はハウジング６１の外周面６１ａから内径方向に向かって形成されている。円周溝２３は通路２２と通じており、かつ主軸２の回転軸を法線とする平面で見て円周形状を有している。通路２７は円周溝２３および中空部分６４と通じている。中空部分６４に面する通路２７の軸受ノズル２８ａ〜２８ｄおよび３１は軸受部材４０〜４２に形成されている。ハウジング６１は通路に圧縮気体Ａ１およびＡ２を供給するチューブ取付部材１０および２０の各々を取り付けるための取付部１１および２１の各々をさらに有している。通路１２および２２の各々は一つの通路で構成されている。
【００３９】
本実施の形態のエアスピンドル９０によれば、チューブ取付部材１０および２０の取付部１１および２１がハウジング６１の外周面６１ａに形成されるので、チューブ取り付け部材５０の取付部４９ａをハウジング６３の後端面６３ａに形成することができ、チャックシリンダ部３０への圧縮空気Ａ３の給気の有無によって工具１の固定状態を制御することができる。その結果、短い工具１を狭いスペースにおいて人間が取り扱う必要がなくなり、工具１を取り付ける際の作業性を向上することができる。
【００４０】
また図５を参照して、スラスト板６を回転させる圧縮空気Ａ１を供給するための通路１２が分岐していないので、ハウジング６１は、円周溝１３の厚みＷ１と、取付部１１の厚みＷ２とが確保できるような外径（図中縦方向の長さ）を有していればよい。一方、図６を参照して、仮に通路１２が分岐路２００を有している場合には、ハウジング６１は、厚みＷ１およびＷ２に加えて、分岐路２００の厚みＷ３をも確保できるよう外径を有している必要があり、スピンドルの大径化を招く。したがって、本実施の形態におけるスピンドル９０によれば、ハウジング６１に通路１２の分岐路２００がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。加えて、主軸２を支持する圧縮空気Ａ２を供給するための通路２２が分岐していないので、ハウジング６１に通路２２の分岐路がない分だけスピンドルの外径を小さくすることができる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては圧縮空気Ａ１およびＡ２を中空部分６４へ供給する場合について示したが、本発明において供給される気体は圧縮空気以外の気体であってもよい。また、タービン用第１通路である通路１２および軸受用第１通路である通路２２の両方が一つの通路で構成されている場合について示したが、本発明においては通路１２または通路２２のうち少なくとも一方が一つの通路で形成されていればよい。また、取付部１１および２１が別々に形成されている場合について示したが、これらの取付部が一の取付部で形成されていてもよい。
【００４２】
（実施の形態２）
図７は、本発明の実施の形態２におけるパターン修正装置の構成を示す斜視図である。図７を参照して、本実施の形態におけるパターン修正装置１０１は、たとえば基板１６０表面上に形成されたリブなどのパターンを修正するためのパターン修正装置であって、作業台１４１と、基板１６０を固定するためのガラス定盤１４８と、基板１６０の表面を撮影するための撮影光学系１４３と、欠陥修正用ペーストを欠陥部分に塗布するための塗布機構１４２と、塗布したペーストを乾燥または焼成するためのレーザ機構１４７と、リブ上面の突起欠陥または正常なパターンの上面に対してはみ出した欠陥修正用ペーストを除去するためのテープ研磨ユニット１５０と、正常なリブの幅からはみ出した余分な欠陥修正用ペーストを除去するためのスピンドル９０と、基板１６０までの距離を測定するためのレーザ変位計１５１と、撮像光学系１４３、塗布機構１４２、レーザ機構１４７、テープ研磨ユニット１５０、スピンドル９０、およびレーザ変位計１５１を搭載し、かつこれらをＺ軸方向（垂直方向）に移動させるためのＺステージ１４４と、Ｚステージを搭載し、Ｘ軸方向に移動させるためのＸステージ１４５と、Ｘステージを搭載し、かつＹ軸方向に移動させるためのＹステージ１４６とを備えている。スピンドル９０としては実施の形態１のスピンドルが用いられ、レーザ機構１４７としてはたとえば連続発振ＣＯ2レーザなどが用いられる。
【００４３】
作業台１４１上にガラス定盤１４８が設けられており、ガラス定盤１４８の表面には、ガラス定盤１４８に基板１６０を載置する時にリフタピン（図示せず）が突出するための貫通穴１４８ａおよび基板１６０を吸着固定するための溝１４８ｂが複数形成されている。作業台１４１上にはＹステージ１４６が設けられている。Ｙステージ１４６は２つのレール１４６ａと台１４６ｂとを有している。２つのレール１４６ａはガラス定盤１４８のＸ軸方向の両端に設けられており、レール１４６ａの各々はＹ軸方向に伸びている。台１４６ｂはガラス定盤１４８を跨ぐようにレール１４６ａ上に設けられている。台１４６ｂはレール１４６ａに沿ってＹ軸方向に移動可能である。台１４６ｂ上にはＸステージ１４５が設けられている。Ｘステージ１４５はレール１４５ａと台１４５ｂとを有している。レール１４５ａはＸ軸方向に沿って設けられており、台１４５ｂはレール１４５ａ上に設けられている。台１４５ｂはレール１４５ａに沿ってＸ軸方向に移動可能である。台１４５ｂ上にはＺステージ１４４が設けられている。Ｚステージ１４４は図示しないレールと台１４４ａとを有している。台１４４ａはレールに沿ってＺ軸方向に移動可能である。台１４４ａには撮像光学系１４３、塗布機構１４２、レーザ機構１４７、テープ研磨ユニット１５０、スピンドル９０、およびレーザ変位計１５１が固定されている。図中中央部には撮影光学系１４３が設けられており、撮影光学系１４３の図中右側には塗布機構１４２が設けられている。撮影光学系１４３の図中左側にはスピンドル９０およびレーザ機構１４７が設けられており、それらの左側にはレーザ変位計１５１が設けられており、その左側にはテープ研磨ユニット１５０が設けられている。
【００４４】
続いて、本実施の形態におけるパターン修正装置を用いたパターン修正方法の一例について説明する。始めに、表面にパターンが形成された基板１６０が、ロボット（図示せず）により搬入され、リフタピンがガラス定盤１４８の貫通穴１４８ａから突出し、基板１６０をロボットから受け取る。その後、リフタピンが下降し、ガラス定盤１４８上に基板１６０が配置される。この時、複数の溝１４８ｂからは圧縮エアーが噴射している。これにより、基板１６０がガラス定盤１４８から浮上した状態で保持され、基板１６０の裏面とガラス定盤１４８の接触による傷付が防止される。そして、稼動ピン（図示せず）により、基板１６０の側面を押し、図示しない位置決めピンに押し付けることで、基板１６０はガラス定盤１４８の所定の位置に移動される。その後、複数の溝１４８ｂを減圧することで基板１６０を吸引し、ガラス定盤１４８上に固定する。次に、Ｚステージ１４４によって撮影光学系１４３と基板１６０との距離を調節し、次に、Ｚステージ１４４によって撮影光学系１４３と基板１６０との距離を調節し、撮影光学系１４３のピントを基板１６０の表面に合わせる。続いて、撮影光学系１４３で撮影されたパターンを図示しないモニタで観察し、パターンの欠陥の有無を検査する。
【００４５】
パターンに欠陥が見つかったら、欠陥の真上に塗布機構１４２が位置するようにＸステージ１４５およびＹステージ１４６を用いて塗布機構１４２を移動させる。そしてレーザ変位計１５１を用いて基板１６０までの距離を測定しながら、Ｚステージ１４４を用いて塗布機構１４２を下降させ、欠陥修正用ペーストを欠陥部分に塗布する。
【００４６】
続いて、塗布機構１４２と同様の方法で欠陥の真上にレーザ機構１４７を移動させ、塗布した欠陥修正用ペーストにレーザ光を照射し、欠陥修正用ペーストを乾燥させる。
【００４７】
続いて、塗布機構１４２と同様の方法で欠陥の真上にスピンドル９０を移動して下降させる。そしてスピンドル９０に固定された工具を回転させ、正常なリブの幅からはみ出した欠陥修正用ペーストを除去する。図８は、スピンドルを用いて欠陥修正用ペーストを除去する様子を模式的に示す図である。図７および図８を参照して、リブの欠陥部分１６２に欠陥修正用ペースト１６１が塗布されており、欠陥修正用ペースト１６１は正常なリブ１６３の幅からはみ出したはみ出し部分１６４を有している。スピンドル９０に固定された工具１を回転させ、はみ出し部分１６４に接触させることにより、はみ出し部分１６４を除去する。これにより、欠陥修正用ペースト１６１の側面が整形される。
【００４８】
続いて、塗布機構１４２と同様の方法で欠陥の真上にレーザ機構１４７を移動させ、塗布した欠陥修正用ペーストにレーザ光を照射し、欠陥修正用ペーストを焼成させる。焼成時のレーザ光は、乾燥時のレーザ光の出力よりも強い出力で照射される。
【００４９】
その後、塗布機構１４２と同様の方法で欠陥の真上にテープ研磨ユニット１５０を移動して下降させる。そしてテープ研磨ユニット１５０の研磨テープによって、塗布した欠陥修正用ペースト上面のはみ出した欠陥修正用ペーストを除去する。これにより、欠陥修正用ペーストの上面が整形される。
【００５０】
以上の工程によりパターンが修正される。なお、上記の工程を繰り返し、複数の欠陥修正用ペースト１６１の層によって欠陥部分１６２を埋めてもよい。
【００５１】
上記構造によってエアスピンドル９０の外径を小さくすることができるため、本実施の形態におけるパターン修正装置１０１は、本スピンドルを搭載するＺステージをコンパクトにできる。また、実施の形態１のエアスピンドル９０を備えているので、エアスピンドル９０に工具１を取り付ける際の作業性を向上することができ、かつ取り付けた工具の触れ精度の安定性を向上することができる。
【００５２】
以上に開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正や変形を含むものと意図される。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の気体スピンドルおよびこれを用いたパターン修正装置は、プラズマディスプレイパネルのリブ（隔壁）のパターンを修正するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるエアスピンドルの構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。
【図４】圧縮空気Ａ３が供給された場合のエアスピンドルの状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるエアスピンドルの要部の構成を示す断面図である。
【図６】エアスピンドルの通路が分岐路を有している場合のエアスピンドルの外径の増加を説明するための他の断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２におけるパターン修正装置の構成を示す斜視図である。
【図８】スピンドルを用いて欠陥修正用ペーストを除去する様子を模式的に示す図である。
【図９】特許文献２のエアスピンドルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  工具、２，２０１  主軸、３  ドローバ、３ａ  ドローバ後端面、５  チャック本体、６，２０２  スラスト板、６ａ  スラスト板主面、７，２０３  スラスト板凹部、８  排気路、９  チャック先端部、１０，２０，５０  チューブ取付部材、１１，２１，４９ａ，２１５ａ，２２３ａ  取付部、１２，１４，２２，２７  通路、１３，２３，２１９〜２２１，２２６  円周溝、１６，２８ａ〜２８ｄ，３１  軸受ノズル、３０  チャックシリンダ部、４０〜４２  軸受部材、４３  ポケット、４９，２１５，２２３  給気口、５１，５２  シリンダ、５２ａ  シリンダ軸、６０〜６３，２０５，２０６  ハウジング、６１ａ  ハウジング外周面、６３ａ  ハウジング後端面、６４  中空部分、９０  エアスピンドル、１０１  パターン修正装置、１４１  作業台、１４２  塗布機構、１４３  撮影光学系、１４４  Ｚステージ、１４４ａ  Ｚステージの台、１４５  Ｘステージ、１４５ａ  Ｘステージのレール、１４５ｂ  Ｘステージの台、１４６  Ｙステージ、１４６ａ  Ｚステージのレール、１４６ｂ  Ｚステージの台、１４８  ガラス定盤、１４８ａ  貫通穴、１４８ｂ  溝、１５０  テープ研磨ユニット、１５１  レーザ変位計、１６０  基板、１６１  欠陥修正用ペースト、１６２  欠陥部分、１６３  リブ、１６４  はみ出し部分、２００  分岐路、２０４  タービンノズル、２０７  ジャーナル軸受部、２０８  スラスト軸受部、２１２  ジャーナル軸受ノズル、２１３  スラスト軸受ノズル、２１４  スラスト軸受ノズル、２１６〜２１８，２２４  空気通路、２２７  排気口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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