(57)【要約】【課題】  高分解能の外観検査において、検査対象をボール・スクリュ駆動で移動させる検査ステージの移動位置精度を向上させることができる検査ステージおよびこれを用いる外観検査装置を提供することにある。【解決手段】  この発明は、移動テーブルに設けられたボール・スクリュのボールナットを取付けるためのブラケットと、このブラケットとボールナットとの間に設けられボールナットの取付一平面を決定する３個所以上の合成ゴムとを有していて、合成ゴムが前記の一軸方向に沿って圧縮されてかつ取付一平面とブラケットとの間に所定のギャップが形成されてボールナットがブラケットに対して前後、左右、上下の６軸方向に微少移動可能に支持されているものである。【選択図】      図１
2005234260.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール・スクリュにより駆動されて所定の一軸方向へ移動テーブルを移動させる検査ステージにおいて、
前記移動テーブルに設けられた前記ボール・スクリュのボールナットを取付けるためのブラケットと、
このブラケットと前記ボールナットとの間に設けられ前記ボールナットの取付一平面を決定する３個所以上の合成ゴムとを有し、
前記合成ゴムが前記一軸方向に沿って圧縮されてかつ前記取付一平面と前記ブラケットとの間に所定のギャップが形成されて前記ボールナットが前記ブラケットに対して前後、左右、上下の６軸方向に微少移動可能に支持されている検査ステージ。
【請求項２】
前記合成ゴムは、円筒形のウレタンゴムであり、前記円筒形の底面側が前記ブラケットに固定され、前記ボールナットは、取付部材に固定され、この取付部材が前記ウレタンゴムを介して前記所定のギャップにおいて前記ブラケットに４点で支持されている請求項１記載の検査ステージ。
【請求項３】
請求項１あるいは２項記載の検査ステージと前記移動テーブルの上部に配置された一次元イメージセンサのカメラとを有し、前記移動テーブルに載置された検査対象物の外観検査をする外観検査装置。
【請求項４】
前記検査対象物は表示パネルであり、前記カメラは、前記表示パネルの前記一軸方向に対して実質的に直角となる方向に複数個配列されている請求項３記載の外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、検査ステージおよびこれを用いる外観検査装置に関し、詳細しくは、表示パネル等の検査対象の画像情報を視覚センサ部（カメラ）で電気信号に変換して検査対象の欠陥を検査する自動外観検査装置において、視覚センサ部に一次元イメージセンサ等を用いる高分解能の検査に対応させて検査対象をボール・スクリュ駆動で移動させる検査ステージの移動位置精度を向上させることができるような移動ステージの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示パネルを検査対象とする自動外観検査装置においては、近年、表示パネルの１つである液晶パネルでは、その画素数と画素密度が向上し、例えば、１ピクセルが１３μｍ程度か、これ以上となってきており、その検査ステージでは、１ピクセルに対して１／１０程度の高精度な位置決め移動が要求されている。
この種の検査装置は、バックライトが検査ステージの背後に必要なことと、液晶パネル自体が矩形で大型化されている関係で検査ステージ自体をそれ以上に大型化すると、検査装置自体がさらに大きくなる問題がある。そこで、リニアモータによる非接触型の移動ステージではなく、一般的なボール・スクリュ駆動の移動ステージが用いられている。
検査ステージの上部には、通常、視覚センサ部（カメラ）が設けられるが、この視覚センサ部には高分解能が要求される一次元イメージセンサが用いられ、表示パネルを動作させた状態で表示画面でのピクセルの欠けや異常発光、発光落ちなどの検査が表示パネルを移動させながら視覚センサ部からの検出信号でその位置とともに検出される（非特許文献１）。
【非特許文献１】非特許文献  書籍「外観検査の自動化」（電気学会発行）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ボール・スクリュの移動時のバックラッシュによる位置ずれと移動時，停止時に発生する移動テーブルの振動とにより、例えば、１．３μｍ程度の高い精度で位置決めするような液晶パネルでは、その外観検査が難しくなってきている。
そのため、移動時のバックラッシュと振動を防止するために、ボールナットをスクリュ側にばね力を利用して押圧してバックラッシュによる位置ずれを防止し、振動を吸収して移動させることが考えられる。しかし、このようなばねによる振動防止やバックラッシュによる位置ずれ防止をして液晶パネルの外観検査をした場合に、ばねの金属疲労が発生し、ばねが疲労することでバランスが崩れて高精度な検査ができない上に、耐久性がないという問題がある。
この発明の目的は、このような従来技術の問題点を解決するものであって、高分解能の外観検査において、検査対象をボール・スクリュ駆動で移動させる検査ステージの移動位置精度を向上させることができる検査ステージおよびこれを用いる外観検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような目的を達成するために、この発明の検査ステージおよびこれを用いる外観検査装置の構成は、ボール・スクリュにより駆動されて所定の一軸方向へ移動テーブルを移動させる検査ステージにおいて、
移動テーブルに設けられたボール・スクリュのボールナットを取付けるためのブラケットと、このブラケットとボールナットとの間に設けられボールナットの取付一平面を決定する３個所以上の合成ゴムとを有していて、合成ゴムが前記の一軸方向に沿って圧縮されてかつ取付一平面とブラケットとの間に所定のギャップが形成されてボールナットがブラケットに対して前後、左右、上下の６軸方向に微少移動可能に支持されているものである。
【発明の効果】
【０００５】
このように、この発明にあっては、ボールナットが合成ゴムを介して移動テーブルのブラケットにギャップをもって少なくとも３点で支持されて移動テーブルを移動するようにしているので、ボール・スクリュのボールナットがブラケットに対して前後、左右、上下の６軸方向に微少移動可能に４点で合成ゴムにより許容されかつ合成ゴムが圧縮されたテーブル移動方向の一軸方向には、常に反発する力が発生する。これにより、移動テーブル移動時のバックラッシュによる位置ずれが防止される。
その結果、ボール・スクリュ駆動の検査ステージの移動位置精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１は、この発明の検査ステージの一実施例のボール・スクリュの正面図およびそのＢ−Ｂ断面図、図２は、その取付けウレタンゴムの形状の説明図とウレタンゴムのブラケットへの取付状態を示す図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図、図３は、その検査ステージの平面図および断面図である。
なお、各図において、同一の構成要素は同一の符号で示し、その説明を割愛する。
図３（ａ），（ｂ）に示す１は、検査ステージであって、その移動テーブル２には、液晶パネル３が検査対象として搭載され、視覚センサ部として設けられた一次元イメージセンサのカメラ４ａ〜４ｆがその上部に配置されている。カメラ４ａ〜４ｆは、図３（ａ）の平面図にみるように、２列で千鳥配置となっていて、全体で液晶パネル３の縦の１ライン分を６分割して６個の一次元イメージセンサでカバーし、各カメラ４ａ〜４ｆの受光面が連続するようにＹ軸に平行に配列されている。
【０００７】
移動テーブル２は、Ｘ方向の一軸方向に沿って所定間隔離れて設けられたレール２ａ，２ｂ上を移動し、これらのレール２ａ，２ｂの間にボール・スクリュ５が設けられている。ボール・スクリュ５は、ステッピングモータ６にカップリング７を介して結合され、これにより駆動される。なお、レール２ａ，２ｂと移動テーブルとの間にはボール軸受２ｃが設けられている。
図３（ｂ）に示すように、８は、移動テーブル２の背面に設けられた数本のバックライトであり、移動テーブル２にはこのバックライト８の光を透過させる孔２ｄが多数開けられていて、検査対象となる液晶パネル３が駆動されたときに同時にバックライト８が点灯される。
９は、液晶パネル３を駆動する駆動回路であり、コネクタとフレキシブルケーブル等の接続ライン９ａにより液晶パネル３に接続され、バックライト８にも接続されている。
【０００８】
図１（ａ），（ｂ）は、この移動テーブル２とボール・スクリュ５との関係を説明するものであって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）におけるボール・スクリュのＢ−Ｂ断面図である。
図１（ｂ）に示すように、移動テーブル２の中央部の裏面には、ボール・スクリュ５のボールナット５ａがスクリュ５ｂに嵌合し、矩形のブラケット１０を介して移動テーブル２に結合されている。
１３は、ボールナット５ａが固定された円筒の取付リングであり、矩形のブラケット１０とボールナット５ａとの間に介在してボールナット５ａをブラケット１０に上下、左右、前後方向での微少移動を許容するように支持する取付部材である。
ブラケット１０は、移動テーブル２の裏面に表面側から貫通するボルト１１によりその底面１２において移動テーブル２に一体的に固定されている。
【０００９】
ボールナット５ａは、取付リング１３の表面側からボルト１４の螺合によりボールナット５ａと一体化されたフランジ５ｃを介して取付リング１３に固定されている。取付リング１３は、表面側に設けられた円筒形のウレタンゴム１６を介在させてブラケット１０の裏面側から貫通孔１０ａ（図１（ｂ）参照）に遊嵌する段付きボルト１５の螺合によりブラケット１０にギャップΔｄをもって支持されている。
ウレタンゴム１６は、その特性として、その硬さが１００程度まであり、反発特性と圧縮永久ひずみが共に他の合成ゴムよりも高く、かつ、屈曲き裂特性や引き裂特性も他の合成ゴムよりも高い。そこで、これを円筒形にして接触支持することで、接触面積を増加させるとともに、上下、左右、前後方向での変形を許容することができる。
そこで、貫通孔１０ａに遊嵌する段付きボルト１５で取付リング１３を円筒形のウレタンゴム１６を介してブラケット１０にウレタンゴム１６を圧縮させて遊びをもって固定することで、ウレタンゴム１６の変形によりボールナット５ａは、上下、左右、前後方向での微少移動が可能になる。
【００１０】
図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図に示すように、ブラケット１０には、あらかじめ、図２（ａ）に示す円筒形のウレタンゴム１６を４個を取付ける取付孔１７が９０゜の角度で点対称に設けられている。そこに、ウレタンゴム１６は、嵌合し、ねじ１８の螺合によりその底部が固定されて、ブラケット１０の表面側に４個配置される。この場合の取付において、ウレタンゴム１６は、筒の長さが約２０ｍｍ前後であり、ブラケット１０の表面側から円筒部の先端側が４ｍｍ〜５ｍｍ程度突出している。
取付リング１３をブラケット１０の裏面側から取付ける段付きボルト１５は、ウレタンゴム１６の位置の間に位置するように、９０゜の角度で点対称の位置で取付リング１３に螺合している。
図１（ｂ）に示すように、取付リング１３の裏面とブラケット１０の表面との間には、段付きボルト１５の螺合によりウレタンゴム１６の円筒部の先端側が１ｍｍ〜２ｍｍ程度圧縮されて数ｍｍのギャップΔｄが確保される。
なお、この場合の圧縮距離は、数ｍｍは、バックラッシュのずれよりもはるかに大きい値である。このギャップΔｄにより移動テーブル２の移動時のＸ軸方向（図面左右方向）の揺れを許容し、かつ、制振することができる。
【００１１】
このように、４点で円筒のウレタンゴム１６を介在させて、取付リング１３を介してボールナット５ａをブラケット１０に取付け、このブラケット１０を介して移動テーブル２を移動させるようにすることで、圧縮された円筒のウレタンゴム１６を介してスクリュ５ｂの溝の側面にボールナット５ａを押しつけて、バックラッシュによる位置ずれを防止できる。さらに、移動時や停止時にブラケット１０に伝達される上下、左右、前後方向での振動を抑制することができる。
ここで、ウレタンゴム１６のボールナット５ａの支持を４点としているが、移動方向（左右方向）に対して直交する上下前後方向の取付け一平面は、３点で決定されるので、支持点は３点であってもよい。
円筒のウレタンゴム１６が３点において取付け一平面を決定するものであれば、上下前後方向の制振が可能である。また、左右の移動方向（Ｘ軸方向）の制振は、円筒のウレタンゴム１６の圧縮された方向でなされる。
【００１２】
以上説明してきたが、実施例の円筒状のウレタンゴムは、底面側を移動テーブル側のブラケットに固定しているが、逆にウレタンゴムは、取付リング側に底面側が固定されていてもよい。
また、実施例では、円筒形のウレタンゴムを用いているが、このゴムは、ウレタンゴム（Ｕ）に限定されるものではない。
ただし、振動減衰特性が高いが反発特性が小さいブチルゴム（ＨＲ）ではなく、１．５以上に体積弾性率が高く、ボールナット５ａが下方に垂れることのない硬さ、例えば、５０〜１００程度の高い硬さを有し、反発特性と圧縮永久ひずみが高い合成ゴム、例えば、シリコーンゴム（Ｓｉ）等を使用することができる。また、その形状は、円筒であることに限定されないが、ギャップを残して圧縮状態で取付け時の形状を実質的に維持していることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００１３】
ところで、実施例では、液晶パネルの例を挙げているが、この発明は、液晶パネルのほか、有機ＥＬパネル、プラズマディスプレイ、フィールドエミッシンディスプレイ等の平面パネル、その他の各種の検査物に適用できることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１（ａ）は、この発明の検査ステージの一実施例のボール・スクリュの正面図、そして図１（ｂ）は、そのＢ−Ｂ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、その取付けウレタンゴムの形状の説明図，図２（ｂ）は、ウレタンゴムのブラケットへの取付状態を示す図１（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図３（ａ）は、その検査ステージの平面図、図３（ｂ）は、その断面図である。
【符号の説明】
【００１５】
１…検査ステージ、２…移動テーブル、３…液晶パネル、
４ａ〜４ｆ…カメラ、５…ボール・スクリュ、５ａ…ボールナット、
５ｂ…スクリュ、６…ステッピングモータ、
７…カップリング、８…バックライト、
９…駆動回路、９ａ…接続ライン、
１０…ブラケット、１０ａ…貫通孔、
１１，１４…ボルト、１２…底面、
１３…取付リング、１５…段付きボルト、
１６…ウレタンゴム、１７…取付孔、１８…ねじ。
【図１】
2005234260.tif 000003
【図２】
2005234260.tif 000004
【図３】
2005234260.tif 000005