(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に設けられ、水平方向へ直線的に往復移動可能な移動テーブルと、移動テーブル上に垂直軸回りに可逆回転可能に設けられ、方形ガラス板を水平に載置する回転テーブルと、前記移動テーブルの移動方向と直交する水平な方向へピストンロッドを伸縮するエアシリンダと、前記ピストンロッドの端部に上端部が係止、垂下され、下端部が前記方形ガラス板の側面に係合する１対のワークハンドとから構成され、回転テーブルに載置された方形ガラス板を前記ワークハンドでクランプし一方向目の位置合わせを行い、更に前記回転テーブルで９０°回転させ、再び方形ガラス板を前記ワークハンドでクランプし、２方向目の位置合わせを行うことにより、方形ガラス板の中心を回転テーブルの回転中心に位置決めする位置決め手段と、移動テーブルの移動経路の両側方に対向配置してベース上に設けられ、回転テーブルに載置された方形ガラス板の側面との間の距離を測定する２つのレーザ距離計と、移動テーブル、回転テーブル、位置決め手段及び両レーザ距離計の動作を制御し、かつ、両レーザ距離計のデータから方形ガラス板の縦、横の寸法及び４隅の直角度を演算する制御・演算手段と、を備えることを特徴とする方形ガラス板の形状測定装置。
【請求項２】
前記回転テーブルの上面に装着され、方形ガラス板を載置するフッ素樹脂プレートを備えることを特徴とする請求項１記載の方形ガラス板の形状測定装置。
【請求項３】
前記回転テーブルの上面に装着され、方形ガラス板を真空吸着する真空チャックを備えることを特徴とする請求項１記載の方形ガラス板の形状測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトマスクや液晶基板等の方形ガラス板の縦、横の寸法及び４隅の直角度を測定する方形ガラス板の形状測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、１台で、方形ガラス板の縦、横の寸法及び４隅の直角度を測定する方形ガラス板の形状測定装置は存在せず、縦、横の寸法と４隅の直角度を個別に測定する装置が知られている。
方形ガラス板の縦、横の寸法を測定する外形測定装置は、基準面に方形ガラス板の対向する一方の側面を押し当てた後、他方の側面に、マグネスケールに取り付けられた測定子を押し当て、基準面との差を縦、横の寸法として測定するものであり、測定結果をデジタル表示したり、簡易印字することが可能である。
一方、方形ガラス板の４隅の直角度を測定する直角度測定装置は、基準面に方形ガラス板の一側面を押し当て、隣り合う側面の中央付近の形状をダイヤルゲージで測定し、測定結果を計算機で角度に換算するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方形ガラス板の形状測定装置では、方形ガラス板の縦、横の寸法と４隅の直角度の測定を別個の装置を用い人手によって行わなければならないので、再現性が低下し、かつ、方形ガラス板のハンドリングタイムが重複することもあって、測定時間が長くなる不具合がある。
又、いずれの測定装置も接触子が金属であるため、測定した方形ガラス板に傷等の欠陥を発生させる不具合がある。
更に、方形ガラス板が、フォトマスクのように縁が面取りされた中凸の側面形状である場合、側面を測定装置の基準面に正確に押し付けることができず、測定精度が低下する不具合がある。
【０００４】
そこで、本発明は、縦、横の寸法と４隅の直角度の測定を、再現性を高めて短時間で、しかも、欠陥を生じることなく、かつ、高精度でなし得る方形ガラス板の形状測定装置を提供することを主目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の第１の方形ガラス板の形状測定装置は、ベース上に設けられ、水平方向へ直線的に往復移動可能な移動テーブルと、移動テーブル上に垂直軸回りに可逆回転可能に設けられ、方形ガラス板を水平に載置する回転テーブルと、前記移動テーブルの移動方向と直交する水平な方向へピストンロッドを伸縮するエアシリンダと、前記ピストンロッドの端部に上端部が係止、垂下され、下端部が前記方形ガラス板の側面に係合する１対のワークハンドとから構成され、回転テーブルに載置された方形ガラス板を前記ワークハンドでクランプし一方向目の位置合わせを行い、更に前記回転テーブルで９０°回転させ、再び方形ガラス板を前記ワークハンドでクランプし、２方向目の位置合わせを行うことにより、方形ガラス板の中心を回転テーブルの回転中心に位置決めする位置決め手段と、移動テーブルの移動経路の両側方に対向配置してベース上に設けられ、回転テーブルに載置された方形ガラス板の側面との間の距離を測定する２つのレーザ距離計と、移動テーブル、回転テーブル、位置決め手段及び両レーザ距離計の動作を制御し、かつ、両レーザ距離計のデータから方形ガラス板の縦、横の寸法及び４隅の直角度を演算する制御・演算手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
第２の方形ガラス板の形状測定装置は、第１のものにおいて、前記回転テーブルの上面に装着され、方形ガラス板を載置するフッ素樹脂プレートを備えることを特徴とする。
【０００７】
又、第３の方形ガラス板の形状測定装置は、第１のものにおいて、前記回転テーブルの上面に装着され、方形ガラス板を真空吸着する真空チャックを備えることを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明の第１の方形ガラス板の形状測定装置においては、方形ガラス板の縦、横の寸法と４隅の直角度の測定が、１台で、かつ、非接触で、自動的に行われる。
【０００９】
位置決め手段としては、移動テーブルの移動経路の一方の端部において移動テーブルを跨ぐようにしてベースに立設した門形の支持フレームと、支持フレームの梁部の下面中央に取り付けられ、ピストンロッドを移動テーブル２の移動方向と直交する水平な方向へ片側２本ずつ同期して伸縮可能に設けたブロック状のエアシリンダと、エアシリンダの両側のピストンロッドの端部に上端部を係止して垂下され、下端部を回転テーブルに載置される方形ガラス板の側面に係合可能に設けた１対のワークハンドとからなるものが用いられる。
【００１０】
第２の方形ガラス板の形状測定装置においては、第１のものによる作用の他、回転テーブル上での方形ガラス板の移動が円滑になる。
【００１１】
又、第３の方形ガラス板の形状測定装置においては、第１のものによる作用の他、回転テーブル上での方形ガラス板の位置ずれ防止が可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１、図２、図３及び図４は本発明に係る方形ガラス板の形状測定装置の実施の形態の一例を示す平面図、図１におけるII−II線矢視断面図、一部を省略した右側面図及び図１におけるIV−IV線矢視断面図である。
図中１は４隅を面取りした矩形板状のベースで、このベース１は、図示しないレベリングブロックを介して上面が水平となるように設置されるものである。
ベース１上には、方形板状の移動テーブル２が、ベース１上にその長手方向へ敷設した２条の平行なガイドレール３及びガイドレール３に摺動自在に係合した複数のスライダ４を介してガイドレール３に沿って移動自在に設けられていると共に、ガイドレール３と平行で、移動テーブル２の下面に取り付けたナット部材５に螺入されたボールねじ６を、ベース１の一端部（図１においては右端部）に付設したステンピングモータ等の可逆回転可能な回転駆動装置により正逆回転することによって、水平方向へ直線的に往復移動可能に設けられている。
移動テーブル２上には、円板状の回転テーブル８が、移動テーブル２に付設したステッピングモータ等の可逆回転可能な回転駆動装置、ウォーム、ウォームホイール等（いずれも図示せず）により垂直軸回りに可逆回転可能に設けられており、この回転テーブル８の上面には、方形ガラス板Ｗを水平に載置するほぼ方形板状のフッ素樹脂プレート９が装着されている。
【００１３】
又、ベース１上には、フッ素樹脂プレート９に載置された方形ガラス板Ｗの中心を回転テーブル８の回転中心に位置決めする（センタリング）位置決め手段１０が、移動テーブル２の移動経路の一方の端部（図１、図２においては左端部）に位置させて設けられている。
位置決め手段１０は、移動テーブル２の移動経路の一方の端部において移動テーブル２を跨ぐようにしてベース１に立設した門形の支持フレーム１１と、支持フレーム１１の梁部１１ａの下面中央に取り付けられ、ピストンロッド１２ａを移動テーブル２の移動方向と直交する水平な方向へ片側２本ずつ同期して伸縮可能に設けたブロック状のエアシリンダ１２と、エアシリンダ１２の両側のピストンロッド１２ａの端部に上端部を係止して垂下され、下端部をフッ素樹脂プレート９に載置される方形ガラス板Ｗの側面に係合可能に設けた１対のワークハンド１３とから構成されている。
【００１４】
更に、ベース１上には、移動テーブル２の移動に従って回転テーブル８と共に移動するフッ素樹脂プレート９に載置された方形ガラス板Ｗの側面との間の距離を測定する２つのレーザ距離計１４が、ベース１に立設したスタンド１５を介して、移動テーブル２の移動経路の途中の両側方に対向配置されている。
【００１５】
一方、上述した移動テーブル２、回転テーブル８、位置決め手段１０及び両レーザ距離計１４を操作するコンピュータ（図示せず）には、上記移動テーブル２等の動作を制御し、かつ、両レーザ距離計１４のデータから方形ガラス板Ｗの縦、横の寸法及び４隅の直角度を演算する制御・演算手段が備えられていると共に、演算結果を表示する表示手段、その他が備えられ、又、演算結果をプリントアウトする印字手段が付設されている。
図１〜図３において１６は回転テーブル８のモータの電源及び制御用ケーブルで、１７，１８はこのケーブルをベース１及び移動テーブル２に取り付けるための支持金具である。
又、図１〜図４において１９は移動テーブル２の移動を阻止すべくベース１に立設したストッパである。
【００１６】
上述した方形ガラス板の形状測定装置によって、方形ガラス板Ｗ、例えば、フォトマスクの形状を測定するには、以下のようにして行う。
１）図１、図２に示すように、移動テーブル２を移動経路の一方の端部に位置させた状態で、オペレータが方形ガラス板Ｗをフッ素樹脂プレート９に載置する。
２）位置決め手段１０におけるエアシリンダ１２のピストンロッド１２ａを縮小作動させ、１対のワークハンド１３を接近移動させて方形ガラス板Ｗをクランプし、その一方向目の位置合わせを行った後、ワークハンド１３を原位置に復帰させる。
３）回転テーブル８を９０°回転させ、再度ワークハンド１３で方形ガラス板Ｗをクランプし、その２方向目の位置合わせを行った後、ワークハンド１３を原位置に復帰させる。
以上の操作で、方形ガラス板Ｗの中心が回転テーブル８の回転中心に位置決めされる。
４）移動テーブル２を移動経路の他方の端部へ移動させながら、一方のレーザ距離計１４により、それと対向する方形ガラス板Ｗの一側面の数個所の測定点との間の距離を測定する。
５）移動テーブル２の移動距離とレーザ距離計１４の測定値とから座標を求め、方形ガラス板Ｗの一側面の近似直線を算出する。
６）近似直線から、レーザ距離計１４に対する方形ガラス板Ｗの一側面の傾きを算出し、方形ガラス板Ｗの一側面がレーザ距離計１４に対して直角となるように、回転テーブル８を適宜に回転し、方形ガラス板Ｗの一側面の傾きを修正する（方形ガラス板の一側面を基準面とする）。
７）再度、移動テーブル２を移動して２つのレーザ距離計１４間に方形ガラス板Ｗを通過させ、両レーザ距離計１４により方形ガラス板１４の縦の寸法を同時測定する。この時、直角度を演算するため、両側面の測定点の座標を求め、近似直線を算出しておく。
８）直角度算出のため、回転テーブル８を正確に９０°回転させた後、両レーザ距離計１４間に方形ガラス板Ｗを通過させ、残りの対向する２側面の近似直線を求める。
９）隣り合う側面の近似直線と回転テーブル８の回転角から方形ガラス板の直角度を算出する。
１０）一方の側面を基準とし、６）と同様にして方形ガラス板Ｗの傾きを修正した後、７）と同様にして方形ガラス板Ｗの横の寸法を求める。
以上の操作で、方形ガラス板Ｗの縦、横の寸法及び４隅の直角度の測定が完了する。
【００１７】
上記方形ガラス板Ｗの形状測定に際し、予め、トレーサビリティ（測定結果の高い信頼性、統一性）の確立されたマスタワークを用い、移動テーブル２の移動精度の補正係数、レーザ距離計１４の測定精度の補正係数及び回転テーブル８の回転精度の補正係数を求めておき、測定値の校正に用いる。
このようにすることにより、高精度の測定が可能となる。
【００１８】
なお、上述した実施の形態においては、方形ガラス板Ｗの移動を円滑にするため、回転テーブル８の上面にフッ素樹脂プレート９を装着する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、フッ素樹脂プレート９を用いなくてもよく、あるいはフッ素樹脂プレート９に代え、回転テーブル８の上面に、方形ガラス板Ｗを真空吸着する真空チャックを装着するようにしてもよい。
真空チャックを回転テーブル８の上面に装着すると、方形ガラス板Ｗの位置ずれ防止が可能になるので、移動テーブル２及び回転テーブル８の動作速度を上げることができ、タクトタイムの向上が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１の方形ガラス板の形状測定装置によれば、方形ガラス板の縦、横の寸法と４隅の直角度の測定が、１台で、かつ、非接触で、自動的に行われるので、方形ガラス板の縦、横の寸法と４隅の直角度の測定を、再現性を高めて短時間で、しかも、欠陥を生じることなく、かつ、高精度で行うことができる。
【００２０】
第２の方形ガラス板の形状測定装置によれば、第１のものによる作用効果の他、回転テーブル上での方形ガラス板の移動が円滑になるので、位置決めをスムースに行うことができる。
【００２１】
又、第３の方形ガラス板の形状測定装置によれば、第１のものによる作用効果の他、回転テーブル上での方形ガラス板の位置ずれ防止が可能になるので、移動テーブル及び回転テーブルの動作速度を上げることができ、タクトタイムを一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る方形ガラス板の形状測定装置の実施の形態の一例を示す平面図である。
【図２】図１におけるII−II線矢視断面図である。
【図３】図１の装置の一部を省略した右側面図である。
【図４】図１におけるIV−IV線矢視断面図である。
【符号の説明】
１  ベース
２  移動テーブル
３  ガイドレール
８  回転テーブル
９  フッ素樹脂プレート
１０  位置決め手段
１１  支持フレーム
１２  エアシリンダ
１２ａ  ピストンロッド
１３  ワークハンド
１４  レーザ距離計
Ｗ  方形ガラス板
【図１】
0004627938.tif 000002
【図２】
0004627938.tif 000003
【図３】
0004627938.tif 000004
【図４】
0004627938.tif 000005