(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の梁と、
前記第１の梁の長手方向に移動し、前記第１の梁に対してその長手方向と略垂直な方向に荷重を加える移動体と、
前記第１の梁と略並行に配置された第２の梁と、
前記第１の梁と前記第２の梁との間に配置され、前記移動体により加えられる荷重を含む前記第１の梁がその長手方向と略垂直な方向に受ける荷重１を、前記第２の梁に伝達することができる伸縮可能なアクチュエータと、
を備え、
梁の長手方向において、前記アクチュエータが前記移動体と同一の位置にくるように移動し、
前記アクチュエータが、一端において、前記第１の梁に対して前記荷重１を打ち消す向きに荷重２を加え、他端において、前記第２の梁に対して前記荷重１と同じ向きに前記荷重２を加え、
前記荷重２の値が、前記アクチュエータの所定の伸縮ストローク範囲内で、前記荷重１の値と略同一であり、
前記荷重２による前記第２の梁の撓み量に応じた量だけ、前記アクチュエータが伸縮して、前記第１の梁の撓みを抑制し、
前記第２の梁の変形の影響により、前記第１の梁が変形することを防ぐ構造を有することを特徴とする移動荷重を支える構造物。
【請求項２】
前記第１の梁及び前記第２の梁のうち少なくとも１の梁の一端が、支持部材に対して回転可能な状態で接続され、他端が、梁の伸縮及び回転が可能な状態で支持部材から支持されることを特徴とする請求項１に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項３】
前記荷重１が、前記移動体により加えられる荷重と前記第１の梁の自重に基づく荷重とを含み、前記荷重２が、前記荷重１に加えて前記アクチュエータの自重も考慮して定められることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項４】
前記アクチュエータが、流体の圧力により前記荷重２を発する伸縮可能な部材から構成されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項５】
前記荷重１の値が変動する場合に、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させて、前記荷重１の値と略同一となるように制御することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項６】
所定のプログラムに従って、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする請求項５記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項７】
前記移動体により加えられる荷重を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする請求項５項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項８】
前記第１の梁の変形量を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記第１の梁の変形量を低減するように、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする請求項５に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項９】
前記アクチュエータが、バネを用いたものであることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項１０】
前記移動体と前記アクチュエータとの梁の長手方向の位置または移動距離を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記移動体と前記アクチュエータとを、梁の長手方向において同一の位置にくるように移動制御を行なうことを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項１１】
前記移動体と前記アクチュエータとを物理的または機械的に接続することによって、前記移動体と前記アクチュエータとを、梁の長手方向において同一の位置にくるように移動させることを特徴とする請求項１から９の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物。
【請求項１２】
前記移動体に基板の表面に塗布液を塗布するコーティングノズルが備えられ、前記移動体が前記第１の梁の長手方向に移動することによって、前記基板の所定の領域に塗布液の塗布を行なうことができることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物を備えたコーティング装置。
【請求項１３】
前記移動体に基板の検査を行なうための検査ヘッドが備えられ、前記移動体が前記第１の梁の長手方向に移動することによって、前記基板の検査を行なうことができることを特徴とする請求項１から１１の何れか１項に記載の移動荷重を支える構造物を備えた基板検査装置。
【請求項１４】
前記移動体と前記アクチュエータが、リニアモータによって梁の長手方向に移動することを特徴とする請求項１２または１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動荷重を支える梁を備えた構造物、及び、その構造物を用いた装置、特に、基板にコーティングを行なうコーティング装置に関する。ここで、移動荷重とは、梁の長手方向に移動する移動体から梁に加えられる荷重であって、梁の長手方向と略垂直な方向に加えられる荷重（曲げ荷重）を意味する。
【背景技術】
【０００２】
移動荷重を支える梁を備えた構造物が、産業機械や建築構造物を始めとする多くの分野
の機器、物品に用いられている。このような構造物に備えられた移動荷重を支える梁では、梁自体の自重と、移動体により加えられる荷重とにより、曲げモーメントや曲げ応力が発生し、梁の撓みを生じる。この梁の撓みについては、精密加工や薄膜のコーティングを行なう装置等については、非常に小さな撓み量しか許容できない場合がある。
【０００３】
このような装置の１つとして、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に塗布液を塗布してコーティングを行なうコーティング装置がある。このコーティング装置には様々なタイプのものがあるが、例えば、水平に置かれた基板の上方に塗布液を吐出するコーティングノズルを配置して、このコーティングノズルを水平に移動させながら塗布液を塗布して、基板の所定の領域にコーティングを行なうタイプのものがある。この場合、膜圧が均一で適正なコーティング面を得るためには、基板とコーティングノズルとの間の間隔を厳密に管理する必要がある。従って、コーティング装置を構成する構造物のうち、移動するコーティングノズルを支える梁の直線性が重要となり、一般的に、この梁の撓み量を最大でも２０μｍ以内程度に抑える必要がある。
【０００４】
梁の撓みの要因としては、上述のように、梁の自重によるものと、梁の長手方向に移動する移動体から加えられる移動荷重によるものとがあるが、自重による撓みは、一般的に移動荷重による撓みに比べて小さく、梁の上に直線性を確保したレールを組み込むことによって対処は可能である。しかし、移動荷重による撓み量はより大きく、移動荷重の大きさと位置により複雑に変動するため、これを所定範囲内に抑制することは困難である。
【０００５】
移動荷重を支える梁の撓み量を２０μｍ以内に抑えるためには、移動体の重量が大きくなればなるほど、また、梁のスパンが長くなればなるほど、非常に大きな断面サイズの梁を用いる必要がある。このような梁は、強度的にいえば全く不要といえる過剰な強度を有するものとなる。
従って、直線性を必要とする梁を備えた構造物は、非常に大きく重いものとなり、この構造物を搭載するコーティング装置も、必然的に、非常に大きく重いものとなる。これにより、設置スペースの問題も生じ、製造コストも増大する。
【０００６】
このような問題に対処するため、例えば、変動する荷重を支える構造物において、流体圧シリンダを用いて、積載荷重の変動にかかわらず梁の撓みを軽減する制御装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【特許文献１】特開平５−１４１０９４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１には、荷重による撓みによって発生する引張応力に対抗する抵抗力を梁に付与するための流体シリンダを備え、このシリンダを伸縮させて付加抵抗力を変更して撓みを減少させる制御装置が記載されている。しかし、本発明は積載荷重の変動に対応することはできるが、梁の上を荷重が長手方向に移動する移動荷重に対応することはできず、上述の移動荷重を支える梁の問題を解決することはできない。
【０００８】
従って、本発明の目的は、上述の問題を解決して、必要強度に対して過剰に大きな断面サイズを有する梁を用いずに、梁の撓み量を所定値以内に抑えることができる移動荷重を支える構造物、及びこの構造物を用いた装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明の移動荷重を支える構造物の１つの実施態様は、第１の梁と、前記第１の梁の長手方向に移動し、前記第１の梁に対してその長手方向と略垂直な方向に荷重を加える移動体と、前記第１の梁と略並行に配置された第２の梁と、前記第１の梁と前記第２の梁との間に配置され、前記移動体により加えられる荷重を含む前記第１の梁がその長手方向と略垂直な方向に受ける荷重１を、前記第２の梁に伝達することができる伸縮可能なアクチュエータと、を備え、梁の長手方向において、前記アクチュエータが前記移動体と同一の位置にくるように移動し、前記アクチュエータが、一端において、前記第１の梁に対して前記荷重１を打ち消す向きに荷重２を加え、他端において、前記第２の梁に対して前記荷重１と同じ向きに前記加重２を加え、前記荷重２の値が、前記アクチュエータの所定の伸縮ストローク範囲内で、前記荷重１の値と略同一であり、前記荷重２による前記第２の梁の撓み量に応じた量だけ、前記アクチュエータが伸縮して、前記第１の梁の撓みを抑制することを特徴とする。
【００１０】
ここで、互いに略平行に配置された「第１の梁」と「第２の梁」は、水平方向（重力方向と直交する方向）に配置することもできるし、その他の方向、例えば、垂直方向（重力方向と平行な方向）に設置することも、斜めの方向に設置することもできる。また、「移動体」は、第１の梁の長手方向に移動し、第１の梁に対して梁の長手方向と略垂直な方向に荷重（曲げ荷重）を加えるものであればあらゆるものが適用できる。
【００１１】
また、移動体から第１の梁に加わる荷重に関しては、重力により移動体自体の重量が第１の梁に加わる場合も考えられるし、その他、例えば、アクチュエータの発する力によって移動体から第１の梁に力が加えられる場合も考えられるし、その他様々な場合が考えられる。
更に、移動体から第１の梁に加わる荷重は、常に値が一定の場合も考えられるし、その値が変動する場合も考えられる。この荷重が変動する態様についても、移動体の位置によって値が定まる場合も考えられるし、時間的に変化する場合やランダムに変化する場合も考えられる。
【００１２】
第１の梁が曲げ荷重として受ける「荷重１」には、上述の移動体から加えられる荷重の他に、梁が垂直に配置された場合を除き、梁自体の自重に基づく荷重が含まれる。ただし、移動体から加えられる荷重に比べて、梁の自重が小さい場合には省略することもできる。
また、「荷重２」は、アクチュエータから発生する力であり、アクチュエータが伸びる方向の力の場合も、アクチュエータが縮む方向の力の場合も含まれる。
【００１３】
「荷重１」に含まれる梁の自重に基づく荷重は、厳密に言えば、梁の長手方向の位置によって異なるが、この差は移動荷重によって加えられる荷重に比べて小さいので、梁の長手方向の何れの位置においても、「荷重１と荷重２が略同一である」という要件を満たしているといえる。
また、厳密に言えば、アクチュエータ自体の重量も考慮すべきであるが、移動荷重によって加えられる荷重に比べて小さい場合には、この重量を考慮するしないにかかわらず、「荷重１と荷重２が略同一である」という要件を満たしているといえる。
【００１４】
「アクチュエータ」としては、伸縮が可能であって、所定の伸縮ストローク内において一定の力を発生するものであれば、あらゆる物が含まれる。例えば、油圧シリンダや空圧シリンダといった流体圧シリンダや、空気バネに代表される流体を封入した流体バネが考えられる。また、電動シリンダや、バネ等も考えられ、バネについては、コイルバネを始めとするあらゆる種類のバネを用いることが可能である。
アクチュエータが発生する荷重２の大きさは、予め所定値に設定することも可能であるし、その他、例えば、移動体から加えられる荷重や梁の変形量等を検出して、その検出データに基づいて変更することも可能である。
【００１５】
移動体やアクチュエータを第１の梁の長手方向に移動させる手段については、あらゆる移動手段を用いることができる。例えば、台車を用いて移動させることが可能であり、この場合には、台車自体を自走させることもできるし、駆動されたチェーン等に台車をつなげて移動させることもできる。駆動源としては、モータ、流体圧シリンダ、電動シリンダを始めとして、あらゆるアクチュエータを用いて移動させることができる。モータを用いる場合には、通常の交流、直流モータを用いることもできるし、ステッピングモータを用いることもできるし、また、リニアモータを用いることもできる。
【００１６】
移動体とアクチュエータとを梁の長手方向において同一の位置にくるように移動させる手段としては、あらゆる手段を用いることができる。例えば、移動体とアクチュエータとを物理的に連結することも考えられるし、歯車機構やチェーン駆動により機械的に連動させることもできる。また、センサや制御装置を備えた制御手段を用いて、同一の位置にくるように移動させることもできる。このような制御手段を用いる場合には、センサとして、例えば、エンコーダを用いることもできるし、リニアスケールのような位置センサを用いることもできる。
【００１７】
本実施態様においては、アクチュエータにより荷重１と略同一の荷重２を、第１の梁に荷重１を取り消す方向にかけることによって、実質的に、第１の梁に曲げ荷重がかからない状態を作り出すことが可能であり、第１の梁の撓みを抑制することができる。つまり、第１の梁を直線性を確保するための梁として用い、第２の梁を荷重を支えるための梁として用いることになる。
従って、第１の梁では、曲げ荷重を支える必要がないので、小さな断面の梁を用いても直線性を確保することが可能であり、第２の梁は、曲げ荷重に対して十分な強度を有する断面サイズの材料を用いる必要はあるが、第１の梁のように撓み量を抑制する必要はないので、強度に比べて過剰な断面サイズの材料を用いる必要はない。
【００１８】
なお、アクチュエータの伸縮の遅れや、アクチュエータの摺動抵抗等により、荷重１と荷重２の値が同一にならない場合も考えられるが、その差は非常に小さな値であり、その差による第１の梁の撓み量は非常に小さな値であると考えられる。
【００１９】
従来の移動荷重を支える構造物であれば、梁の撓みを抑えるために、実際に必要な強度よりも遥かに大きな強度を有する大きな断面サイズの梁を用いる必要があったため、非常に大きく重い構造物となる問題が生じていた。しかし、本実施態様の構造物を用いれば、そのような大きな断面サイズの梁を用いることなく、直線性を要する梁の撓みを抑制することができる。そのため、本実施態様の構造物、及びこの構造物を用いた装置の小型化、軽量化が図られ、製造コストも低減することができる。
【００２０】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記荷重１が、前記移動体により加えられる荷重と前記第１の梁の自重に基づく荷重とを含み、前記荷重２が、前記荷重１に加えて前記アクチュエータの自重も考慮して定められることを特徴とする。
【００２１】
本実施態様では、荷重１として、移動体により加えられる荷重だけでなく、第１の梁の自重に基づく荷重も考慮し、荷重２として、荷重１だけでなく、アクチュエータの自重  も考慮して、各荷重を定めることが記載されている。ここで、アクチュエータの自重としては、例えば、アクチュエータが流体圧シリンダであれば、シリンダ本体、ピストン、ロッド、梁とのコンタクト部材が含まれる。
これは特に、移動体により加えられる荷重に比べて、第１の梁の自重やアクチュエータの自重がある程度の大きさである場合に適用することが望ましい。もちろん、これらの値が十分に小さい場合には、これらの値を考慮しなくとも「荷重１と荷重２が略同一」の要件を満たし、第１の梁の撓み量を所定の範囲内に抑制することができる。なお、梁が垂直に配置される場合には、これらの自重の影響を考慮する必要はない。
【００２２】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記第２の梁の変形の影響により、前記第１の梁が変形することを防ぐ構造を有することを特徴とする。
【００２３】
本実施態様においては、第１の梁と第２の梁とを、それぞれ異なる構造物に接続するようにすることも可能であるし、第１の梁と第２の梁とが同じ構造物に接続されているが、第２の梁や構造物の変形の影響が、第１の梁に伝わらないようにする構造を用いることも可能である。
【００２４】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記第１の梁及び前記第２の梁のうち少なくとも１の梁の一端が、支持部材に対して回転可能な状態で接続され、他端が、梁の伸縮及び回転が可能な状態で支持部材から支持されることを特徴とする。
【００２５】
本実施態様では、第１の梁及び第２の梁のうち少なくとも１の梁を、拘束が少ない方法で支持部材に接続することによって、第２の梁や支持部材の変形の影響が、第１の梁に伝わらないようにすることができる。従って、本実施態様においては、シンプルな機構により、確実に第１の梁の変形を防ぐことができる。
【００２６】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記アクチュエータが、流体の圧力により前記荷重２を発する伸縮可能な部材から構成されることを特徴とする。
【００２７】
本実施態様のアクチュエータとして、流体圧シリンダを用いることも考えられるし、空気バネに代表される流体を封入した流体バネを用いることも考えられる。
流体圧シリンダを用いる場合には、アクチュエータと流体の供給源を接続して、所定の圧力の流体をアクチュエータに供給するような態様が考えられる。また、第２の梁の撓み量によっては、所要伸縮ストロークにおけるシリンダの体積変動に比べて、十分に大きな容積のアキュムレータや気体の貯蔵部分を用いることによって、所要伸縮ストロークにおいて一定の力を発生させることもできる。また、第２の梁の撓み量が小さい場合には、流体バネを用いることもできる。このような場合には、余分な装置を要せず、小型化が可能であり、製造コストの低減も図れる。
【００２８】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記荷重１の値が変動する場合に、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させて、前記荷重１の値と略同一となるように制御することを特徴とする。
本実施態様においては、荷重１の値が変動する場合であっても、アクチュエータが発する荷重２の値を変化させて、荷重１の値と略同一となるように制御することによって、第１の梁の撓みを抑制することができる。制御方法としては、予め定められたプログラムに従って制御することも可能であるし、また、センサを備えて、センサからの測定データに基づいてフィードバック制御を行なうこともできる。
【００２９】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、所定のプログラムに従って、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする。
本実施態様は、荷重２の変動の態様が予め判明している場合や、所定の演算式を用いて荷重２の変動が演算が可能な場合等において、適用することができる。この場合、センサ等の附帯設備を備える必要がないため、低い製造コストで所定の制御を行なうことができる。
【００３０】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記移動体により加えられる荷重を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする。
【００３１】
本実施態様によれば、移動体により加えられる荷重の値が異なる場合や、加えられる荷重が変動する場合であっても、センサにより検出されるデータに基づいて、アクチュエータが荷重１と略同一の荷重２を発生するように制御することができる。なお、荷重を検出するセンサは、移動体に設置することもできるし、移動体以外の場所に設置して検出を行い、その検出データに基づいて、荷重２を変更することもできる。
【００３２】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記第１の梁の変形量を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記第１の梁の変形量を低減するように、前記アクチュエータが発する前記荷重２の値を変化させることを特徴とする。
【００３３】
本実施態様によれば、移動体から加えられる荷重が変動しても、この荷重を検出す必要はなく、第１に梁の撓みを抑制することができる。また、第１の梁の変形を検出するので、アクチュエータの抵抗等が発生しても、第１の梁の変形がゼロとなるように最適な力をアクチュエータに発生させることができる。
【００３４】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記アクチュエータが、バネを用いたものであることを特徴とする。
【００３５】
第２の梁の撓み量が大きくない場合には、本実施態様のように、バネを用いても、必要な伸縮ストロークにおいて、実質的に一定の力を発生させることができる。本実施態様によれば、アクチュエータを簡単な構造で実現することができるので、小型化、軽量化が実現でき、製造コストの低減も図れる。
【００３６】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記移動体と前記アクチュエータとの梁の長手方向の位置または移動距離を検出するセンサを更に備え、該センサにより検出されるデータに基づいて、前記移動体と前記アクチュエータとを、梁の長手方向において同一の位置にくるように移動制御を行なうことを特徴とする。
【００３７】
本実施態様ではあらゆるタイプのセンサや機器を用いることができるが、例えば、ステッピングモータを用いることもできるし、エンコーダを用いることによって、モータの回転量、つまり移動距離を検出することもできるし、リニアスケールを用いて位置を検出することもできる。本実施態様では、移動体とアクチュエータとを、物理的、機械的に接続する必要がないので、余分な機構や構造体を有さず、構造体の小型化、軽量化を図れる。
【００３８】
本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施態様は、前記移動体と前記アクチュエータとを物理的または機械的に接続することによって、前記移動体と前記アクチュエータとを、梁の長手方向において同一の位置にくるように移動させることを特徴とする。
【００３９】
ここで、「物理的に接続する」とは、移動体と、アクチュエータまたはアクチュエータを搭載した移動装置との間を、物理的に接続すること意味し、例えば、アームやブラケットを用いて両者を接続することが考えられる。また、移動体自体に、アクチュエータを搭載することも考えられる。
また、「機械的に接続する」とは、歯車機構やチェーン機構等の機械的手段を用いて、移動体と、アクチュエータまたはアクチュエータを載せた移動手段の動きを機械的に連動させて、両者が同一の位置で移動できるようにすることを意味する。
【００４０】
本実施態様によれば、特別な制御を行なわずに、移動体とアクチュエータを同一の位置にくるように移動させることができ、電源を要さず、メンテナンスも容易に行なうことができる。
【００４１】
本発明のコーティングの１つの実施態様は、前記移動体に基板の表面に塗布液を塗布するコーティングノズルが備えられ、前記移動体が前記第１の梁の長手方向に移動することによって、前記基板の所定の領域に塗布液の塗布を行なうことができることを特徴とする。
【００４２】
従来のコーティング装置においては、例えば、第１の梁の撓み量を抑える（例えば、２０μｍ以内）ために、過剰な強度を有する大きな断面サイズの梁を用いる必要があったが、本実施態様によれば、移動体の荷重に応じた強度を有する梁を用いて、必要とする撓み量に抑えることができる。従って、装置の小型、軽量化が可能となり、製造コストの低減も図れる。
【００４３】
本発明の基板検査装置の１つの実施態様は、前記移動体に基板の検査を行なうための検査ヘッドが備えられ、前記移動体が前記第１の梁の長手方向に移動することによって、前記基板の検査を行なうことができることを特徴とする。
基板の検査を行なうための検査ヘッドとしては、例えば、基板の表面の欠陥を検出するための検査ヘッドや、基板のコーティングの厚み、基板の平面度、その他の寸法を計測する検査ヘッド等が考えられ、検査、計測を行なう機器であれば、その他のあらゆる検査、計測機器を検査ヘッドとして用いることができる。
【００４４】
基板検査装置においては、正確で適切な検査を行なうため、例えば、第１の梁の撓み量を抑える（例えば、２０μｍ以内）する必要がある。このため、従来の基板検査装置では、過剰な強度を有する大きな断面サイズの梁を用いる必要があったが、本実施態様によれば、移動体の荷重に応じた強度を有する梁を用いて、必要とする撓み量に抑えることができる。従って、装置の小型、軽量化が可能となり、製造コストの低減も図れる。
【００４５】
本発明の装置のその他の実施態様は、前記移動体と前記アクチュエータが、リニアモータによって梁の長手方向に移動することを特徴とする。
【００４６】
本実施態様によれば、移動体とアクチュエータを、リニアモータによって移動させることによって、装置の軽量化、小型化を図れ、移動体とアクチュエータとの移動制御も容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上のように、従来の移動荷重を支える構造物であれば、梁の撓みを抑えるために、必要強度よりも遥かに大きな強度を有する大きな断面サイズの梁を用いる必要があったが、本発明の移動荷重を支える構造物では、必要強度に適合した断面サイズの梁を用いて、直線性を要する梁の撓みを抑制することができるので、小型化、軽量化、製造コストの低減を図ることができる。
【００４８】
また、所定のプログラムに従って、または、移動体から加えられる荷重や第１の梁の変形量の検出データに基づいて、アクチュエータが発する荷重２を制御することによって、荷重が変化、変動する場合であっても、直線性を要する梁の撓みを抑制することができる。
【００４９】
また、本発明の移動荷重を支える構造物を用いたコーティング装置や基板検査装置では、必要強度に見合った断面サイズの梁を用いて、コーティングノズルや検査ヘッドと、基板との間隔を、所定の範囲内に収めることができるので、装置の小型、軽量化、製造コストを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の移動荷重を支える構造物及びこの構造物を用いたコーティング装置の実施形態について、以下に図面を用いながら詳細に説明する。
（本発明の移動荷重を支える構造物の説明）
＜従来の構造物と本発明の構造物との比較＞
【００５１】
まず、本発明の移動荷重を支える構造物について、従来の移動荷重を支える構造物と比較しながら、その基本的な構造を説明する。図１に、従来の移動荷重を支える構造物を示し、図２に、本発明の移動荷重を支える構造物を示す。
【００５２】
図１は、従来の移動荷重を支える構造物１０１の実施例を模式的に表した図である。この実施例では、水平に置かれた梁１０２は単純梁であり、梁１０２は、その両端で支持部材により下方から支えられているが、この位置で梁は自由に伸縮、回転ができるいわゆる自由端になっている。ここで、電動モータで駆動される台車１０３ａの上にウエイト１０３ｂが載せられた移動体１０３が、梁１０２の上をその長手方向に移動できるようになっている。なお、梁１０２の上には図示されていないレール設置され、その上を台車１０３ａが移動するようになっている。図１（ａ）〜（ｃ）は、移動体１０３が、梁１０２の紙面右側から左側へ移動していくところを示している。
【００５３】
移動体１０３は、重力により梁１０２に対して、紙面下方にＷの荷重を加える。この荷重により、梁１０２に曲げモーメントＭが発生し、撓み量δだけ撓む。一方、梁１０２から移動体１０３には、紙面上向きにＷと同じ値の反力Ｒが生じ、図示された位置でバランスが保たれている。なお、この実施例では、梁１０２の自重については、Ｗに比べて小さいので、省略している。
【００５４】
ここで、図１（ａ）は、移動体１０３が梁１０２の右端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示し、図１（ｂ）は、移動体１０３が梁１０２の中央にいるところを示し、図１（ｃ）は、移動体１０３が梁１０２の左端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示す。移動体１０３が梁１０２の右端から左方に移動するにつれて、梁１０２の撓み量が増加し、移動体１０３が梁１０２の中央にきたところで、撓み量が最大となり、更に左方に進むにつれて梁１０２の撓み量が減少し、梁１０２の左端に達する。
【００５５】
ここで、移動体１０３が梁１０２の中央にいるときの、荷重Ｗによる梁１０２の最大撓み量δｍａｘを、材料力学の単純梁の公式を用いて示せば、下記のようになる。
δｍａｘ＝ＷＬ３／４８ＥＩ
ここで、
Ｅ：縦弾性係数  鋼の場合  ２．１×１０６ｋｇｆ／ｃｍ２
Ｉ：断面二次モーメント  である。
【００５６】
例えば、コーティング装置のコーティングノズルを移動させる梁を想定して、荷重Ｗを２００ｋｇと仮定し、梁１０２を、長さ３ｍで断面が１００ｍｍ（Ｈ）×１００ｍｍ（Ｂ）×６ｍｍ（ｔ１）×８ｍｍ（ｔ２）のＨ型鋼と仮定すると、その断面二次モーメントＩは、約３８０ｃｍ４である。
【００５７】
従って、この数値を上記の公式に代入して計算すると、最大撓み量δｍａｘは約１．４ｍｍと算出される。（実際には、梁の自重による撓み量も加わるが、その値は小さいので、ここでは省略する。）一般的に、コーティング装置におけるコーティングノズルと基板の間の間隔は、数十μｍから数百μｍ（例えば、３０μｍ〜５００μｍ）で管理する必要があり、コーティング装置で用いる梁の撓み量は、２０μｍ以内に抑えなければならない、従って、この構造物１０１をコーティング装置に適用するためには、梁の断面二次モーメントＩをおよそ２７，０００ｃｍ４程度にする必要があり、そのためには、梁に３５０×３５０ｍｍ程度のＨ型鋼を用いる必要がある。この場合、梁の重量は、元の梁の約８倍の重量にもなる。
【００５８】
一方、図２は、本発明の移動荷重を支える構造物１の１つの実施形態を模式的に表した図である。この実施形態では、共に水平に置かれた第１の梁２と第２の梁４は単純梁であり、それぞれ梁の両端で、支持部材により下方から支えられているが、この位置で梁は自由に伸縮、回転できるようになっている（自由端）。ここで、電動モータで駆動される台車３ａの上にウエイト３ｂが載せられた移動体３が、第１の梁２の上をその長手方向に移動できるようになっている。なお、第１の梁２の上には、図示されていないレールが設置され、その上を台車３ａが移動するようになっている。
【００５９】
図２（ａ）〜（ｃ）は、移動体３が、第１の梁２の紙面右側から左側へ移動していくところを示している。ここで、図２（ａ）は、移動体３が梁の右端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示し、図２（ｂ）は、移動体３が梁の中央にいるところを示し、図２（ｃ）は、移動体３が梁の左端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示す。
【００６０】
図１の場合と同様に、移動体３は、重力により第１の梁２に対して、紙面下方にＷの荷重を加える。しかし、本実施形態では、平行に配置された第１の梁２と第２の梁４との間に、第１の梁２が受けた荷重を第２の梁４に伝達する伸縮可能なアクチュエータ５が配置されている。このアクチュエータ５は、本実施形態では空圧シリンダであり、シリンダロッドが伸びる方向に、荷重Ｗと同じ値の荷重Ｆを発生するようになっている。
【００６１】
本実施態様では、空圧シリンダは空気供給源と接続され、所定の圧力の空気が常に供給されるようになっている。ただし、上述のように、梁の撓み量が数ｍｍ程度であるので、空気供給源から供給を受けなくとも、数ｍｍの伸縮によるシリンダの容積変動量に比べて十分な容量の空気貯蔵部（タンクまたは配管）をアクチュエータ５に接続することによっても、一定の荷重Ｆを発生させることが可能である。
【００６２】
本実施形態では、アクチュエータ５は電動モータで駆動される台車５ａに搭載され、第２の梁４上を梁の長手方向に移動できるようになっている。また、アクチュエータ５は、移動体３の動きに同調して移動し、梁の長手方向において常に移動体３と同一の位置にくるように移動することができる。なお、第２の梁４の上には、図示されていないレールが設置され、その上を台車５ａが移動するようになっている
【００６３】
アクチュエータ５が移動体３と同じ位置にくるように移動するために、本実施形態では、台車３ａと台車５ａにそれぞれエンコーダが搭載され、その検出データに基づいて各台車の移動距離を演算し、移動体３とアクチュエータ５が同一の位置にくるように電動モータの制御を行なっている。ただし、移動体３とアクチュエータ５が同一の位置にくるようにするための手段は、電動モータの制御に限られる訳ではなく、その他の様々な手段を用いることができる。例えば、ブラケット等を出して、移動体３とアクチュエータ５を物理的に接続することも可能であるし、台車３ａと台車５ａを、歯車で連結された駆動チェーン等に接続して、機械的に連結させる方法を用いることも可能である 
【００６４】
以上のように、移動体３とアクチュエータ５は梁の長手方向において同一の位置にいるので、第１の梁２は、アクチュエータ５のロッド先端部から紙面上向きに荷重Ｆを受ける。ここで、荷重Ｆと荷重Ｗの値は同じなので、移動体３から加えられる下向きの荷重Ｗと、アクチュエータ５から加えられる上向きの荷重Ｆが互いに打ち消しあって、実質的に、第１の梁２には曲げ荷重がかからない状態となる。従って、第１の梁２は、撓みが生じず直線性を保つことができる。
【００６５】
なお、本実施形態では、梁、台車等の自重を省略して、荷重Ｗを荷重１として取り扱っているが、これらの値が移動体３から加えられる荷重に比べて無視できないぐらいの大きさの場合には、これらの値を考慮して荷重１を算出する必要がある。同様に、アクチュエータの自重が、移動体３から加えられる荷重に比べて無視できないぐらいの大きさの場合には、アクチュエータの自重を考慮して、アクチュエータが発生する荷重Ｆ（荷重２）の値を定める必要がある。
【００６６】
一方、アクチュエータ５の下側（台車５ａの部分）において、アクチュエータ５は、第２の梁４に対して紙面下向きに荷重Ｆをかける。この荷重Ｆは、第２の梁４に対する曲げ荷重となり、第２の梁４は曲げモーメントＭを発生して撓みが生じる。一方、第２の梁４では、紙面上向きに値Ｗと等しい反力Ｒを発生し、図示された位置でバランスが保たれている。
【００６７】
ここで、移動体３が梁の右端から左方に移動するにつれて、第２の梁４の撓み量が増加し、移動体３が梁の中央にきたところで、撓み量が最大となり、更に左方に進むにつれて梁の撓み量が減少し、梁の左端に達する。第２の梁の撓み量については、移動体３により加えられる荷重Ｗ、梁の寸法が、図１に示す実施例と同様であれば、同様の値となる。
アクチュエータ５は伸縮可能であるので、移動体３の各位置における第２の梁４の撓み量に応じた量だけアクチュエータ５が伸縮することにより、第１の梁２は撓まずに直線性を保つことができる。
【００６８】
なお、更に詳細に述べれば、アクチュエータ５が伸縮するときには、伸縮の遅れもあり、摺動抵抗もあるので、第１の梁２にかかる荷重については、上方からの荷重Ｗと下方からの荷重Ｆが全く同一にはならない。しかし、これらの差は小さな値であり、第１の梁２の直線性に問題を生じることはない。ちなみに、仮に、第１の梁も１００ｘ１００ｍｍのＨ形鋼であり、荷重の差が２ｋｇと仮定すると、計算上は、その撓み量が１４μｍである。
【００６９】
以上のように、図１と図２を用いて、移動荷重が梁の上に載っている実施形態を示したが、次に、図３と図４を用いて、移動荷重が梁から吊り下げられた場合の実施態様を示す。図３には従来の移動荷重を支える梁の実施例を示し、図４には本発明の移動荷重を支える梁の１つの実施形態を示す。
【００７０】
図３に示す実施例では、図１と同様に水平に置かれた梁１０２は単純梁であり、梁１０２は、その両端でサポートにより下方から支えられているが、この位置で梁は自由に伸縮、回転できるようになっている（自由端）。ここで、電動モータで駆動される台車１０３ａからウエイト１０３ｂが吊り下げられた移動体１０３が、図示されないレールの設置された梁１０２の上を、その長手方向に移動できるようになっている。
【００７１】
図３（ａ）〜（ｃ）は、移動体１０３が、梁１０２の紙面右側から左側へ移動していくところを示している。ここで、図３（ａ）は、移動体１０３が梁１０２の右端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示し、図３（ｂ）は、移動体１０３が梁１０２の中央にいるところを示し、図３（ｃ）は、移動体１０３が梁１０２の左端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示す。
【００７２】
移動体１０３は、重力により梁１０２に対して、紙面下方にＷの荷重を加える。この荷重により、梁１０２に曲げモーメントＭが発生し、撓み量δだけ撓む。一方、梁１０２から移動体１０３には、紙面上向きに値Ｗの反力Ｒが生じ、図示された位置でバランスが保たれている。
【００７３】
移動体３が梁１０２の右端から左方に移動するにつれて、梁１０２の撓み量が増加し、移動体３が梁１０２の中央にきたところで、撓み量が最大となり、更に左方に進むにつれて梁１０２の撓み量が減少し、梁１０２の左端に達する。この梁１０２の撓み量については、移動体１０３から加えられる荷重Ｗ、梁の断面寸法が図１に示す実施例と同様であれば、梁１０２と同様の値となる。
【００７４】
一方、図４に示す本発明の移動荷重を支える構造物１の実施形態では、共に水平に置かれた第１の梁２と第２の梁４は単純梁であり、それぞれ梁の両端で、サポートにより下方から支えられているが、この位置で梁は自由に伸縮、回転できるようになっている（自由端）。ここで、電動モータで駆動される台車３ａからウエイト３ｂが吊り下げられた移動体３が、図示されないレールの設置された第１の梁２の上を、梁の長手方向に移動できるようになっている。
【００７５】
図４（ａ）〜（ｃ）は、移動体３が、第１の梁２の紙面右側から左側へ移動していくところを示している。図４（ａ）は、移動体３が梁の右端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示し、図４（ｂ）は、移動体３が梁の中央にいるところを示し、図４（ｃ）は、移動体３が梁の左端から梁の全長の１／４だけ離れた位置にいるところを示す。
【００７６】
移動体３は、重力により第１の梁２に対して、紙面下方にＷの荷重を加える。しかし、本実施形態では、平行に配置された第１の梁２と第２の梁４との間に、第１の梁２が受けた荷重を第２の梁４に伝達する伸縮可能なアクチュエータ５が備えられている。このアクチュエータ５は、本実施形態では引張りバネであり、所定の伸縮範囲において、バネが縮む方向に、荷重Ｗとほぼ同じ値の荷重Ｆを発生するようになっている。上述のように、梁の撓み量が数ｍｍ程度であるので、アクチュエータ５としてバネを用いた場合であっても、適切なバネ定数と予め与えておく適切な引張り量により、所定伸縮範囲において、ほぼ一定の荷重Ｆを発生することができる。
【００７７】
また、アクチュエータ５は電動モータで駆動される台車５ａから吊り下げられており、台車５ａは図示されないレールの設置された第２の梁４の上を移動し、アクチュエータ５は、梁の長手方向に移動できるようになっている。また、アクチュエータ５は、移動体３の動きに同調して移動し、梁の長手方向のおいて常に移動体３と同一の位置にくるように移動することができる。また、アクチュエータ５が移動体３と同じ位置にくるように移動するための手段は、図２に示す実施形態と同様である。
【００７８】
以上のように、移動体３とアクチュエータ５は同一の位置にいるので、第１の梁２は、アクチュエータ５の先端部から紙面上向きに引張り荷重Ｆを受ける。荷重Ｆと荷重Ｗの値はほぼ同じなので、移動体３から加えられる下向きの荷重Ｗと、アクチュエータ５から加えられる上向きの荷重Ｆが互いに打ち消しあって、第１の梁２にほぼ曲げ荷重がかからない状態を作ることができる。従って、第１の梁２は、ほとんど撓み生じず直線性を保つことができる。
【００７９】
一方、アクチュエータ５の上側（台車５ａの部分）において、アクチュエータ５は、第２の梁４に対して紙面下向きに荷重Ｆをかける。この荷重Ｆは、第２の梁４に対する曲げ荷重となり、第２の梁４は曲げモーメントＭを発生して撓みが生じる。一方、第２の梁４では、紙面上向きに値がＷと同一の反力Ｒを発生し、図示された位置でバランスが保たれている。
【００８０】
移動体３が梁の右端から左方に移動するにつれて、第２の梁４の撓み量が増加し、移動体３が梁の中央にきたところで、撓み量が最大となり、更に左方に進むにつれて梁の撓み量が減少し、梁の左端に達する。第２の梁の撓み量については、移動体３により加えられる荷重Ｗ、梁の寸法が図１に示す実施例と同様であれば、同様の値となる。
【００８１】
ここで、アクチュエータ５は伸縮可能であるので、移動体３の各位置における第２の梁４の撓み量分に応じた量だけアクチュエータ５が伸縮することによって、第１の梁２は撓まずに直線性を保つことができる。
【００８２】
なお、図２、４に示す実施形態では、梁が水平に配置され、重力による移動荷重を支える実施形態を示したが、梁が水平に配置される場合だけではなく、斜めに配置された梁において、重力による移動荷重を受ける場合もある。また、移動荷重は、重力によるものだけではなく、その他の力を受ける場合も考えられ、梁の配置の方向も任意の方向が考えられる。
例えば、図５に示すように、梁が斜めに配置され、固定壁上を移動する移動体３に備えられたアクチュエータから所定の移動荷重を受ける場合も考えられる。
【００８３】
＜梁の変形の影響を防ぐ構造＞
次に、第２の梁の変形の影響を受けて、第１の梁が変形することを防ぐ構造について説明する。上述のように、本発明の移動荷重を支える構造物を用いることによって、第１の梁の撓みを防ぐことができるが、第２の梁の変形により関連する構造物が変形し、その影響で第１の梁が変形する恐れがある。それを防ぐための１つの方法は、第１の梁と第２の梁をそれぞれ異なる構造物に接続させて、影響を及ぼさないようにすることが挙げられる。
しかし、スペースや製造コスト等を考慮すると、共通する構造物に第１の梁と第２の梁を接続する構造を取ることも必要になる。
【００８４】
共通する構造物に第１の梁と第２の梁を接続する場合において、第２の梁の撓みの影響を防ぐ構造について、図６を用いて説明する。図６（ａ）に示す構造物１では、第１の梁２がその両端で、支持部材７と支持部材８に接合され、第２の梁４も同一の支持部材７と支持部材８に接合されている。
【００８５】
ここで、上述のように移動体３から移動荷重を第１の梁２に加えると、アクチュエータ５によって荷重は第２の梁４に伝達され、第２の梁４に撓みを生じる。図６（ａ）では、第２の梁４が撓んだ状態を二点差線で示す。第２の梁４の撓みの影響を受けて、梁の両端で接合された支持部材７と支持部材８が内側へ倒れ込むように傾く。そして、この支持部材７と支持部材８の傾きの影響を受けて、第１の梁２が図６（ａ）のように変形する問題が生じる。
【００８６】
この問題に対処する１つの方法として、図６（ｂ）のような構造を用いることが考えられる。図６（ｂ）に示す移動荷重を支える構造物１では、第２の梁の変形の影響を、他の構造物に伝達させないようにしている。
【００８７】
具体的な構造は、下部において、ベース部材６の両端に支持部材７と支持部材８が接合され、支持部材７と支持部材８の上端において、第１の梁２が接合されて、一体の構造物を形成している。そして、支持部材７の中間部において、ピン９を介して、第２の梁４の一端が回転可能な状態で接続されている。第２の梁の他端は、サポート１０によって下方から支えられた自由端となっており、伸縮、回転が可能な状態になっている。
以上のように、第２の梁４がその両端で回転自由な状態にあり、梁の伸縮が生じても自由端でカバーすることができる。従って、第２の梁４が撓んでも、支持部材７や支持部材８に影響を与えることがなく、第１の梁２が変形することを防ぐことができる。
【００８８】
次に、図７を用いて、第２の梁の変形の影響を第１の梁に与えないための、その他の実施形態の説明を行なう。まず、図７（ａ）に示す移動荷重を支える構造物１は、基本的な構造は図６（ｂ）に示す構造物１と同様であるが、支持部材７の上端において、第１の梁２の一端が、ピン９を介して回転可能な状態で接続され、他端が、支持部材８の上端のサポート１０によって下方から支えられた自由端となっている。以上の構造により、仮に、第２の梁４の撓みの影響によって、支持部材７、８が変形したとしても、その影響が第１の梁２に影響を与えることを防ぎ、第１の梁２が変形することを防いでいる。
なお、図７（ａ）に示す構造物では、第２の梁４の両端を、ピン接合により回転可能な状態で支持部材７、８に接続しているが、この接続方法に限定されるものではなく、第２の梁４を支持部材７や支持部材８に固定することも考えられるし、また、第１の梁２と同様に、一端をピン接続にして、他端を自由端にする接続方法を採用することもできる。
【００８９】
ここで、第２の梁４をピン接合と自由端で支持部材７、８に接続する構造（図６（ｂ）参照）、及び、第１の梁２をピン接合と自由端で支持部材７、８に接続する構造（図７（ａ）のうち、どちらの構造を採用すべきかについては、構造物の大きさ、第１の梁２が要求される直線精度、その他の荷重条件等に基づいて最適な構造を選択すべきであると考えられる。
【００９０】
また、図７（ｂ）に示す移動荷重を支える構造物１は、基本的な構造は図６（ｂ）に示す構造物１と同様であるが、第２の梁４の支持方法が異なる。本実施形態では、第２の梁４の両端が、サポート１０、１１によって下方から支えられる自由端となっており、両端で伸縮、回転が可能な状態になっている。従って、第２の梁４が撓んでも、支持部材７や支持部材８に影響を与えることがなく、第１の梁２が変形することを防ぐことができる。
ただし、第２の梁４の両端が自由端であるので、第２の梁４の位置が確定できないことになるが、直線性を要する第１の梁２に影響を及ぼすことはない。
【００９１】
＜移動荷重を支える構造物のその他の実施形態＞
上述の移動荷重を支える構造物１では、移動体３により加えられる荷重の値が変化した場合に、アクチュエータ５として流体圧シリンダを用いている場合には、作動流体の供給圧力を調整することによって、新たな荷重に対応した力を発生させることができる。また、アクチュエータ５として電動モータを用いる場合にも、モータの回転トルクや減速比を変更することによって、アクチュエータ５から発生する力を変更することができる。更に、アクチュエータ５としてバネを用いる場合には、予め与えておく引張り量や圧縮量を調整することによって、新たな荷重に対応した力を発生させることができる。
【００９２】
アクチュエータ５として、流体圧シリンダを用いる場合には、移動体３により第１の梁２に加える荷重が変動しても、制御手段によって、その変動量に応じて作動流体の供給圧力を調整することにより、常に荷重に対応した力を発生させることができる。
このような制御手段を備えた移動荷重を支える構造物１の実施形態として、まず、予め定められたプログラムに従って、アクチュエータ５が発する力を変更する制御を採用した形態が考えられる。この制御では、例えば、移動体の梁の長手方向の位置や時間等をパラメータとして、変動する荷重の値を演算できる場合には、その演算式に基づいたプログラミングを行なうことによって、アクチュエータ５が発する荷重２を荷重１に一致させる制御を行なうことができる。
また、２基の移動荷重を支える構造物１を、移動体の移動方向の両脇に配置したような場合であって、移動体に載せられた物体が、梁の長手方向と直行する方向（横方向）に移動する場合には、その横方向の位置によって、両脇に配置された各々の構造物１にかかる荷重が変動する場合がある。この場合には、移動体に載せられた物体の横方向の位置をパラメータとして、変動する荷重の値を演算することができる。従って、その演算式に基づいたプログラミングを行なうことによって、アクチュエータ５が発する荷重２を荷重１に一致させる制御を行なうことができる。
【００９３】
次に、センサによる検出データに基づいて、アクチュエータ５から発生する力を変更する制御を行なう実施形態について、図８と図９を用いて説明する。図８に示す実施形態では、アクチュエータ５として油圧シリンダが用いられ、タンク２６に貯蔵された作動油がポンプ２５により吐出され、コントロールバルブ２４により所定の圧力に調整されて、ホース２３を介してアクチュエータ５へ供給される。また、移動体５については、台車５ａの上に重量センサ２０が備えられ、その上に載せられたウエイト３ｂの重量を検出できるようになっている。
【００９４】
重量センサ２０で検出されたデータは、コード２１を介して制御装置２２へ送信される。制御装置２２は所定の演算を行なって、制御信号を、結線２８を介してコントロールバルブ２４へ送信する。制御装置では、検出されたデータに基づいて、アクチュエータ５が発生する力が第１の梁２にかかる荷重と等しくなるように、作動油の圧力を調整するための制御信号を、コントロールバルブ２４へ送信する。
以上のようなフィードバック制御により、ウエイト３ｂの重量が変動するような場合でも、その変動に合わせてアクチュエータ５から発生する力を調整することによって、常に第１の梁２の直線性を保つことができる。
【００９５】
図９に示す実施形態においても、アクチュエータ５として油圧シリンダが用いられ、タンク２６の貯蔵された作動油がポンプ２５で吐出され、コントロールバルブ２４によって、所定の圧力に調整されて、ホース２３を介してアクチュエータ５へ供給される。ただし、移動体３には重量センサ２０は備えられず、代わりに、第１の梁２上に、第１の梁２の変形を検出する歪ゲージ２７が取り付けられている。
【００９６】
歪ゲージ２７による検出データは、結線２１を介して、制御装置２２へ送信される。制御装置２２は所定の演算を行なって、制御信号を、結線２８を介してコントロールバルブ２４へ送信する。制御装置２２では、検出データに基づいて、第１の梁２の変形が最小となるように、作動油の圧力を調整するための制御信号をコントロールバルブ２４へ送信する。
以上のようなフィードバック制御により、ウエイト３ｂの重量が変動して第１の梁２が撓みを生じるような場合でも、この第１の梁２の変形が最小になるようにアクチュエータ５から発生する力を調整することによって、第１の梁２の直線性を保つことができる。
【００９７】
（本発明の構造物を用いたコーティング装置の説明）
次に、本発明の移動荷重を支える構造物を用いたコーティング装置の実施形態の説明を行なう。本実施形態のコーティング装置では、水平に置かれた基板の上方に、塗布液を塗布するためのコーティングノズルが配置され、このコーティングノズルが移動しながら塗布液を塗布することによって、基板の所定の領域にコーティングを行なう。この場合、一定の膜圧の適切なコーティング面を得るためには、コーティングノズルと基板との間の間隔を、厳密に管理する必要がある。このためには、移動するコーティングノズルを支える梁の撓み量を、２０μｍ以内に抑える必要がある。
【００９８】
従来の構造物を用いて移動するコーティングノズルを支える場合には、梁の撓み量を２０μｍ以内に抑えることは非常に難しく、実現するには、必要強度に比べてはるかに大きな強度を有する過剰な断面サイズの梁を用いる必要がある。
しかし、上述の本発明の移動荷重を支える構造物を用いて移動するコーティングノズルを支えれば、そのような過剰なサイズの梁を用いることなく、梁の撓み量を２０μｍ以内に抑えることができる。
【００９９】
ここで、図１０に、本発明の移動荷重を支える構造物を用いたコーティング装置の１つの実施形態を示す。このコーティング装置では、ベース部材６の両端に支持部材７と支持部材８が接合され、支持部材７と支持部材８の上端には第１の梁２が接合され、構造物のフレームが構成されている。また、支持部材７には、第２の梁４の一端がピン９を介して回転可能な状態で接続され、第２の梁４の他端は、サポート１０により下方から支持され、伸縮、回転が自由な状態になっている。
なお、第１の梁２の要求される直線精度や、支持部材７、８にかかる荷重の状態によっては、第２の梁４の代わりに、または、第２の梁４と共に、第１の梁２を、一端をピン接続にして、他端を自由端とする接続方法をとることも考えられる。
【０１００】
第２の梁４の上には、リニアモータ３１が設置されている。リニアモータ３１は、ベース３１ｂが第２の梁４の上面に敷設され、このベース３１ｂの上をムービングキャリッジ３１ａが電磁力により移動できるようになっている。このムービングキャリッジ３１ａの上には、アクチュエータ５が搭載されている。ここで、アクチュエータ５としては、空圧シリンダが用いられており、空圧シリンダのシリンダロッドの先端部が第１の梁２の底面と接して、第１の梁２に加わった荷重を第２の梁４に伝達するようになっている。なお、空圧シリンダへの空気の供給に関しては、空圧シリンダとエア供給源とを接続して、空気が常にアクチュエータ５に供給されるようにすることもできるし、空圧シリンダに所定量の空気を貯蔵できるタンクや配管を接続して、空気を封入しておくこともできる。
【０１０１】
また、第１の梁２の上にも、リニアモータ３０が設置されている。リニアモータ３０は、ベース３０ｂが第１の梁２の上面に敷設され、このベース３０ｂの上をムービングキャリッジ３０ａが電磁力により移動できるようになっている。
このコーティング装置では、本発明の移動荷重を支える構造物１が、コーティングノズル３２の移動方向の両脇に配置されており、コーティングノズル３２の両サイドが、各々の構造物のムービングキャリッジ３０ａの上に載せられている。
【０１０２】
以上のように、リニアモータ３０によって、コーティングノズル３２は梁の長手方向に移動可能であり、図示されないベッド上に配置された基板３３（二重鎖線で表示）に塗布液を塗布することができる。また、同様に、リニアモータ３１によってアクチュエータ５は移動し、梁の長手方向において、アクチュエータ５がコーティングノズル３２の位置にくるように移動制御を行なう。
なお、リニアモータを用いているので、ムービングキャリッジの位置や移動距離を検出することは容易であり、コーティングノズル３２とアクチュエータ５の位置を一致させて移動させる移動制御も容易に行なうことができる。
【０１０３】
以上のようなリニアモータの制御によって、第１の梁２に加わるコーティングノズルの荷重を、第２の梁４に伝達することができるので、第１の梁２の撓みを抑制してその直線性を保つことができる。従って、コーティングノズル３２と基板３３の間の間隔を許容範囲内に収めることができ、適正なコーティングを行なうことができる。
【０１０４】
なお、第１の梁２は、コーティングノズルの荷重を支える必要がないので、大きな断面サイズの材料を用いる必要はない。また、第２の梁４は、加えられる荷重に対して十分な強度は有するだけの断面サイズの材料を用いる必要はあるが、それよりも過剰な強度を有する材料を用いる必要はない。
【０１０５】
また、空圧シリンダであるアクチュエータ５に供給する空気の圧力を変化させることによって、アクチュエータ５が発する力を変化させて、変動する荷重に一致させる制御を行なうことも可能である。例えば、リニアモータ３０を介して第１の梁２の上に載せられたコーティングノズル３２の移動ノズルが、梁の長手方向と直行する方向（横方向）、つまり、図１０の紙面と垂直な方向に移動する場合には、この移動ノズルの横方向の位置によって、コーティングノズル３２の両脇に配置された各々の構造物１にかかる荷重が変動する。この場合、この移動ノズルの横方向の位置をパラメータとして、変動する荷重の値を演算することができる。従って、この演算式に基づいて予めプログラミングして、アクチュエータ５が発する力をこのプログラムに従って変化させることにより、変動する荷重と一致させ、第１の梁２の撓みを抑制してその直線性を保つことができる。
【０１０６】
また、本実施形態では、コーティングノズルやアクチュエータの移動のためにリニアモータを用いたが、上述のようなその他のあらゆる手段を用いることができる。また、本実施形態では、基板が水平に配置されているが、基板を垂直に配置することも可能であるし、その他あらゆる方向の配置が可能である。また、本実施形態では、コーティングノズルを移動させて塗布を行なっているが、基板側を移動させるコーティング装置に本発明の構造物を用いることもできる。
【０１０７】
（本発明の構造物を用いた基板検査装置の説明）
上記の実施形態では、本発明の移動荷重を支える構造物の移動体にコーティングノズルを設置しているが、この移動体に基板面の検査ヘッドを設置することによって、本発明の移動荷重を支える構造物を用いた基板検査装置も実現することができる。例えば、検査光を基板へ照射する光源と、基板からの反射光を検出する検出機器を備えた検査ヘッドを移動体に設置し、この検査ヘッドを移動させて基板面の欠陥を走査する基板検査装置を得ることができる。
【０１０８】
この基板検出装置では、検査ヘッドの移動に伴う梁の撓み量を２０μｍ以内といった非常に小さな値に抑えることができるので、微細な欠陥を検出する精密な検査を行なうことができる。また、基板の欠陥の検査だけでなく、検査ヘッドを移動させて、基板のコーティング厚みを測定したり、基板の平面度、所定の寸法等を測定する基板検査装置を実現することもできる。
また、コーティング装置や検査（測定）装置だけでなく、その他のあらゆる用途の装置に本発明の移動荷重を支える構造物を用いることができる。
【０１０９】
（梁の撓み試験の説明）
次に、実際に本発明の移動荷重を支える構造物を用いた梁の撓み試験の結果を、図１１〜１４を用いて説明する。この試験に用いる移動荷重を支える構造物１の構造を、図１１に示す。図１１（ａ）には、  試験に用いた構造物１の概要を示す側面図（正面図）であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の矢印Ｘから見た側面図（右側面図）である。
【０１１０】
この移動荷重を支える構造物１は、脚部１２を介して定磐に設置されており、第１の梁２及び第２の梁４は、それぞれスパンが１０００ｍｍであって、５０ｍｍ×５０ｍｍ×２．３ｍｍ（ｔ）の角パイプで構成されている。ただし、第１の梁２は、両端において、１つのピンを介して、回転可能な状態で支持部材７、８に接続されており、一方、第２の梁４は、両端において、各々２つのピンを介して支持部材７、８に固定されている。また、第１の梁２と第２の梁４の間には、空圧シリンダであるアクチエータ５が配置されている。
【０１１１】
この移動荷重を支える構造物１において、第１の梁２に１００ｍｍピッチで測定点を設け、その位置で２５ｋｇの荷重をかけた場合の梁の撓み量を測定した。各々の測定点における詳細な測定条件を、下記に示す。
Ａ．  ２５ｋｇの荷重を第２の梁４の上に載せて、第１の梁２の撓み量を測定。
Ｂ．  次に、アクチュエータ５により荷重にほぼ等しい力を発生させて、第１の梁２の撓み量を測定。
Ｃ．  次に、アクチュエータ５が発する力を取り除いて、再び第１の梁２の撓み量を測定。
Ｄ．  次に、２５ｋｇの荷重を取り除いて、第１の梁２の撓み量を測定。
【０１１２】
以上のようにして第１の梁２の撓み量を計測した結果を、図１２の表に示す。図１２の表に示す第１の梁２の測定値Ａ〜Ｄが、上述のＡ〜Ｄに示す測定条件における第１の梁２の撓み量の測定値である。また、同様に、第２の梁４の測定値Ａ’〜Ｄ’が、上述のＡ〜Ｄに示す測定条件における第２の梁４の撓み量の測定値である。また、第１の梁２と第２の梁の撓み量を、視覚的に表したグラフを図１３に示す。  なお、図１２に示す表では、図１１（ａ）に示す梁の左端を０として、右端の１０００ｍｍの地点まで、１００ｍｍピッチで撓み量の計測を行なった結果が示されている。
【０１１３】
初めに、第１の梁２の撓み量の測定結果を説明する。
まず、２５ｋｇの荷重を第１の梁２に載せた状態における、アクチュエータ５が力を発していない状態の測定値Ａと、アクチュエータ５が力を発している状態の測定値Ｂとを比較する。この場合、測定値Ａでは、梁の中央部において１００μｍを越える撓みが生じているのに比べて、測定値Ｂでは、全て撓み量が３０μｍ以内に収まっており、本発明の移動荷重を支える構造物の効果を確認することができる。なお、この計測では、梁の左端（＝０）における測定値Ｂが−２３μｍとなっており、荷重によって第１の梁２全体が下方に移動していることを示している。従って、実際の第１の梁２の撓み量は非常に小さく、２０μｍ以内に収まっていることは明らかである。
また、アクチュエータ５が力を発しない状態に戻して、再び測定した測定値Ｃは、アクチュエータ５が力を発する前に測定した測定値Ａと、ほぼ同一の値になっている。更に、２５ｋｇの荷重を第１の梁２から取り除いて計測した測定値Ｄは、ほぼ０の値に戻っている。従って、第１の梁２の撓み試験の再現性を確認することができる。
【０１１４】
次に、第２の梁４の撓み量の測定結果を説明する。
まず、２５ｋｇの荷重を第１の梁２に載せた状態における、アクチュエータ５が力を発していない状態の測定値Ａ’と、アクチュエータ５が力を発している状態の測定値Ｂ’とを比較する。この場合、測定値Ｂ’の値が測定値Ａ’の値に比べてかなり大きくなっており、測定値Ｂ’では、アクチュエータ５により荷重が伝達されて、第２の梁４で荷重を支えていることが確認できる。
【０１１５】
また、第２の梁４の撓みの再現性を確認するため、再びアクチュエータ５が力を発しない状態に戻して測定した測定値Ｃ’は、アクチュエータ５が力を発生する前の測定値Ａ’とほぼ同一の値になっている。更に、２５ｋｇの荷重を第１の梁２から取り除いた後に計測した測定値Ｄ’は、ほぼ０の値に戻っている。従って、第１の梁２と同様に、第２の梁４の撓み試験の再現性を確認することができる。
【０１１６】
ここで、梁が荷重を支えている第１の梁２の測定値Ａ、Ｃと、梁が荷重を支えている第２の梁４の測定値Ｂ’とを比較すると、第２の梁４の測定値Ｂ’の値の方が小さくなっている。これは、第１の梁２が、回転可能な状態で支持部材７、８に接続されているのに対して、第２の梁４が、支持部材７，８に２点で固定されているため、曲げ荷重を支持部材７、８でも支えているためと考えられる。
【０１１７】
次に、図１３（ａ）には、第１の梁２の撓み量の測定値をグラフで示し、図１３（ｂ）には、第２の梁４の撓み量の測定値をグラフで示す。また、図１４には、アクチュエータ５が力を発する状態の第１の梁２の測定値Ｂ、アクチュエータ５が力を生しない状態の第１の梁２の測定値Ｃ、及び、アクチュエータ５が力を発する状態の第２の梁４の測定値Ｂ’をグラフで示した図である。
図１４に明確に示されるように、本発明の移動荷重を支える構造物を用いることによって、梁の寸法を大きくすることなく、直線性を必要とする第１の梁２の撓み量を大幅に減少させることができることが確認できる。
【０１１８】
本発明の移動加重を支える構造物、及びこの構造物を用いたコーティング装置は、上述の実施形態だけでなく、その他の様々な実施形態が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】従来の移動荷重を支える構造物の実施例を模式的に示す図。
【図２】本発明の移動荷重を支える構造物の１つの実施形態を模式的に示す図。
【図３】従来の移動荷重（吊り下げられた荷重）を支える構造物の実施例を模式的に示す図。
【図４】本発明の移動荷重（吊り下げられた荷重）を支える構造物の他の実施形態を模式的に示す図。
【図５】本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施形態を模式的に示す図。
【図６】本発明の第２の梁の撓みの影響を防ぐ構造物の１つの実施形態を模式的に示す図。
【図７】本発明の第２の梁の撓みの影響を防ぐ構造物の他の実施形態を模式的に示す図。
【図８】アクチュエータが発する力の制御手段を備えた本発明の移動荷重を支える構造物の１つの実施形態を模式的に示す図。
【図９】アクチュエータが発する力の制御手段を備えた本発明の移動荷重を支える構造物の他の実施形態を模式的に示す図。
【図１０】本発明の移動荷重を支える構造物を用いたコーティング装置の１つの実施形態を模式的に示す図。
【図１１】梁の撓み試験を行なうための本発明の移動荷重を支える構造を示す図。
【図１２】梁の撓み試験の測定結果を示す表。
【図１３】梁の撓み試験の測定結果を示すグラフ。
【図１４】梁の撓み試験の測定結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１２０】
１      移動荷重を支える構造物
２      第１の梁
３      移動体
３ａ    台車
３ｂ    ウエイト
４      第２の梁
５      アクチュエータ
５ａ    台車
６      ベース部材
７      支持部材
８      支持部材
９      ピン
１０    サポート
１１    サポート
１２    脚部
２０    重量センサ
２１    コード、結線
２２    制御装置
２３    ホース
２４    コントロールバルブ
２５    ポンプ
２６    タンク
２７    歪ゲージ
２８    結線
３０    リニアモータ
３０ａ  ベース
３０ｂ  ムーバブルキャリッジ
３１    リニアモータ
３１ａ  ベース
３１ｂ  ムーバブルキャリッジ
３２    コーティングノズル
３３    基板
１０１  移動荷重を支える構造物
１０２  梁
１０３  移動体
１０３ａ  台車
１０３ｂ  ウエイト
【図１】
0004607688.tif 000002
【図２】
0004607688.tif 000003
【図３】
0004607688.tif 000004
【図４】
0004607688.tif 000005
【図５】
0004607688.tif 000006
【図６】
0004607688.tif 000007
【図７】
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【図８】
0004607688.tif 000009
【図９】
0004607688.tif 000010
【図１０】
0004607688.tif 000011
【図１１】
0004607688.tif 000012
【図１２】
0004607688.tif 000013
【図１３】
0004607688.tif 000014
【図１４】
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