特許 7015070 スクライブヘッドおよびスクライブ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-25

(45)【発行日】2022-02-02

(54)【発明の名称】スクライブヘッドおよびスクライブ装置

(51)【国際特許分類】

   B28D 5/00 20060101AFI20220126BHJP

   C03B 33/027 20060101ALI20220126BHJP

【ＦＩ】

B28D5/00 Z

C03B33/027

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020024622

(22)【出願日】2020-02-17

(65)【公開番号】P2021126883

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2021-02-22

(73)【特許権者】

【識別番号】390000608

【氏名又は名称】三星ダイヤモンド工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111383

【弁理士】

【氏名又は名称】芝野 正雅

(74)【代理人】

【識別番号】100170922

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 誠

(72)【発明者】

【氏名】西尾 仁孝

【審査官】永井 友子

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１６／１８５６４７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１１／１２９２６５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平７－２２３８２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２８Ｄ ５／００

Ｃ０３Ｂ ３３／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、
前記カッターホイールを前記基板の表面に対し接近および離間させる移動機構と、
前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、を備え、
前記移動機構は、
第１移動子と
第２移動子と、
前記第１移動子および前記第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、
前記第１移動子、前記第２移動子、および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、
前記第１移動子および前記第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、
前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、
前記圧力付与部は、前記筒部の内部空間のうち、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と、前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間とに、個別に、空気圧を供給する、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項2】

請求項１に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記第１移動子および前記第２移動子は球であり、
前記筒部の内側面は円柱形状である、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項3】

請求項２に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記第１移動子および前記第２移動子は同径であり、
前記筒部の内側面の径は一定である、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項4】

請求項２または３に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記第１移動子および前記第２移動子は磁性材料により形成され、
前記支持部は、前記第１移動子および前記第２移動子の離間方向の両端に磁石を含む、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項5】

請求項４に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれに対する前記磁石の接触面は、平面である、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項6】

請求項１ないし５の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記伝達部は、前記開口を介して前記支持部に接続される、
ことを特徴とするスクライブヘッド。

【請求項7】

請求項１ないし６の何れか一項に記載のスクライブヘッドにおいて、
さらに、前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定する測定部を備える、
ことを特徴とする、スクライブヘッド。

【請求項8】

請求項７に記載のスクライブヘッドにおいて、
前記測定部は、
前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定するロードセルと、
前記伝達部に連結され、前記ロードセルに当接する当接部材と、を含み、
前記第１空間と前記第２空間との圧力差により前記第１移動子および前記第２移動子が前記第２空間側に移動して前記カッターホイールが前記基板に当接すると、前記ロードセルは前記当接部材から離間する、
ことを特徴とする、スクライブヘッド。

【請求項9】

基板に対してスクライブを行うスクライブ装置であって、
前記基板を戴置する戴置部と、
前記基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドと、
前記スクライブヘッドを移動させる移送部と、を備え、
前記スクライブヘッドは、
前記基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、
前記カッターホイールを前記基板の表面に対し接近および離間させる移動機構と、
前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、を備え、
前記移動機構は、
第１移動子と
第２移動子と、
前記第１移動子および第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、
前記第１移動子、前記第２移動子および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、
前記第１移動子および第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、
前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、
前記圧力付与部は、前記筒部の内部空間のうち、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と、前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間とに、個別に、空気圧を供給する、
ことを特徴とするスクライブ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドおよびスクライブ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガラス基板等の脆性材料基板を分断する分断工程は、基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブラインに沿って基板を分断するブレイク工程とからなる。スクライブ工程では、スクライブヘッドを備えたスクライブ装置が用いられる。

【0003】

以下の特許文献１に開示されているスクライブヘッドは、ベースプレートと、ベースプレートに対して垂直に取り付けられたトッププレートおよびボトムプレートと、スクライビングホイールを保持するチップホルダと、チップホルダを昇降させる昇降機構と、を備える。昇降機構は、サーボモータと、カップリングと、ボールネジと、スライドブロックと、リニアウェイと、から構成される。昇降機構は、トッププレートおよびボトムプレートの間に設けられる。

【0004】

サーボモータのモータ軸には、カップリングを介してボールネジが取り付けられ、ベースプレートにはトッププレートとボトムプレートとの間にスライドブロックがリニアウェイを介して上下動自在に取り付けられている。スライドブロックにはボールネジのナット部が取り付けられ、サーボモータの回転に伴ってスライドブロックを上下動させることができる。スライドブロックの下方には、ボトムプレートを貫通して下向きにチップホルダが設けられている。

【0005】

上記の構成により、特許文献１のスクライブヘッドは、サーボモータが回転駆動するとボールネジが回転して、スライドブロックが上下方向に移動する。これにより、チップホルダに保持されているスクライビングホイールが基板に当接する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１２－０２５５９５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

近年、スマートフォン等の機器に用いられる基板として、薄型の基板の需要が高まっている。このような薄型の基板を分断する場合、基板の破損を防止するため、スクライブ荷重は低荷重に調節される。

【0008】

しかし、特許文献１に記載のスクライブヘッドでは、スライドブロックがリニアウェイに上下動自在に支持されているため、サーボモータの駆動時に、スライドブロックとリニアウェイとの間に摩擦抵抗が生じる。この摩擦抵抗により、スクライブ荷重を所定値に調節することが妨げられる。特に、上記した薄型の基板に対して、低荷重に調節することは困難である。

【0009】

かかる課題に鑑み、本発明は、基板に対するカッターホイールの荷重を精度よく調節して、基板にスクライブラインを形成することが可能なスクライブヘッドおよびスクライブ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様は、基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブヘッドに関する。本態様に係るスクライブヘッドは、基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、前記カッターホイールを前記基板の表面に対し接近および離間させる移動機構と、前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、を備え、前記移動機構は、第１移動子と、第２移動子と、前記第１移動子および前記第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、前記第１移動子、前記第２移動子、および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、前記第１移動子および前記第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、前記圧力付与部は、前記筒部の内部空間のうち、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と、前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間とに、個別に、空気圧を供給する。

【0011】

本態様に係るスクライブヘッドによれば、筒部の内部空間において、第１空間と第２空間との間に圧力差を持たせることにより、カッターホイールに付与される荷重を設定できる。このとき、第１空間および第２空間に供給された空気は、第１移動子および第２移動子と筒部の内側面との間の隙間を通って、筒部の開口から排出される。このように、隙間を空気が通ることにより、第１移動子および第２移動子は、筒部の内側面から離れる方向に圧力を受け、この圧力が均衡した位置に調心される。

【0012】

したがって、第１移動子および第２移動子は、筒部の内側面から離間した状態で調心位置に支持される。このように、第１移動子および第２移動子は、筒部の内側面に対して無接触の状態で支持されるため、移動時に摩擦抵抗を受けない。よって、第１空間と第２空間との間の圧力差によって、カッターホイールの荷重を微細かつ安定的に調節できる。

【0013】

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記第１移動子および前記第２移動子は球であり、前記筒部の内側面は円柱形状であるよう構成され得る。

【0014】

本態様に係るスクライブヘッドによれば、第１移動子および第２移動子と筒部の内側面との隙間がなだらかに小さくなるため、隙間に空気を円滑に流通させ得る。また、内部空間において、最大径の緯線の全周に亘って隙間を均一にできるため、第１移動子および第２移動子の調心が円滑に行われ、且つ、全周に亘って非接触の状態にできる。よって、第１移動子および第２移動子を、非接触の状態で円滑に移動させ得る。

【0015】

この場合、前記第１移動子および前記第２移動子は同径であり、前記筒部の内側面の径は一定であるよう構成され得る。

【0016】

この構成によれば、第１空間と第２空間が同径であるため、圧力差の調節を容易に行い得る。また、同種の球を第１移動子および第２移動子に使えるので、移動機構の構成を簡素化でき、移動機構の組み立て作業が容易になる。

【0017】

また、前記第１移動子および前記第２移動子は磁性材料により形成され、前記支持部は、前記第１移動子および前記第２移動子の離間方向の両端に磁石を含み得る。

【0018】

この構成によれば、第１移動子および第２移動子が、支持部に対して離間方向に垂直な方向に移動可能となる。このため、支持部が筒部の径方向に移動不能であっても、第１移動子および第２移動子は、隙間に空気が流れることにより、支持部に対して相対的に移動して、調心位置に位置付けられる。

【0019】

よって、第１移動子および第２移動子を円滑かつ適正に調心でき、その結果、第１移動子および第２移動子をより適切に、非接触な状態に設定できる。

【0020】

この場合、前記第１移動子および前記第２移動子のそれぞれに対する前記磁石の接触面は、平面であるよう構成され得る。

【0021】

この構成によれば、第１移動子および第２移動子が磁石に点接触するため、支持部に対して第１移動子および第２移動子が移動しやすくなる。よって、第１移動子および第２移動子と筒部の内側面との隙間を流れる空気からの圧力により、第１移動子および第２移動子を円滑に調心位置に移動させることができる。

【0022】

本態様に係るスクライブヘッドにおいて、前記伝達部は、前記開口を介して前記支持部に接続されるよう構成され得る。

【0023】

本態様に係るスクライブヘッドによれば、筒部に形成されている開口が空気の排出と支持部に対する伝達部の接続に共用されるため、筒部の構成を簡素化できる。

【0024】

本態様に係るスクライブヘッドは、さらに、前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定する測定部を備えるよう構成され得る。

【0025】

本態様に係るスクライブヘッドによれば、測定部を備えるため、スクライブラインを形成する直前に、カッターホイールの基板に対する荷重を測定できる。よって、スクライブライン形成時におけるスクライブ荷重の信頼度を高めることができる。

【0026】

この場合、前記測定部は、前記カッターホイールの前記基板に対する荷重を測定するロードセルと、前記伝達部に連結され、前記ロードセルに当接する当接部材と、を含み、前記第１空間と前記第２空間との圧力差により前記第１移動子および前記第２移動子が前記第２空間側に移動して前記カッターホイールが前記基板に当接すると、前記ロードセルは前記当接部材から離間するよう構成され得る。

【0027】

この構成によれば、カッターホイールが基板の表面に当接すると、ロードセルは当接部材から離間する。このとき、ロードセルは、当接部材から離間する直前の荷重を測定する。この測定値と予め設定されたスクライブ荷重とを比較することにより、たとえば、圧力付与部から第１空間と第２空間とに適切に空気圧を供給して、適正なスクライブ荷重に補正することができる。これにより、スクライブライン形成時におけるスクライブ荷重の信頼度をより高めることができる。

【0028】

本発明の第２の態様は、基板に対してスクライブを行うスクライブ装置に関する。本態様に係るスクライブ装置は、基板を戴置する戴置部と、前記基板にスクライブラインを形成するためのスクライブヘッドと、前記スクライブヘッドを移動させる移送部と、を備え、前記スクライブヘッドは、基板の表面にスクライブラインを形成するためのカッターホイールと、前記カッターホイールを前記基板の表面に対し接近および離間させる移動機構と、前記移動機構に空気圧を供給する圧力付与部と、を備え、前記移動機構は、第１移動子と第２移動子と、前記第１移動子および第２移動子を所定の間隔で支持する支持部と、前記第１移動子、前記第２移動子および前記支持部を収容し、前記第１移動子と前記第２移動子の間の位置に外部に連通する開口を有する筒部と、前記第１移動子および第２移動子の移動を前記カッターホイールに伝達するための伝達部と、を含み、前記第１移動子および前記第２移動子と前記筒部の内側面との間に隙間を設け、前記圧力付与部は、前記筒部の内部空間のうち、前記第１移動子に対して前記支持部と反対側の第１空間と、前記第２移動子に対して前記支持部と反対側の第２空間とに、個別に、空気圧を供給する。

【0029】

本態様に係るスクライブ装置は、第１の態様と同様の効果を奏する。

【発明の効果】

【0030】

以上のとおり、本発明によれば、基板に対するカッターホイールの荷重を精度よく調節して、基板にスクライブラインを形成することが可能なスクライブヘッドおよびスクライブ装置を提供することができる。

【0031】

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の１つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、実施形態に係るスクライブ装置の構成を模式的に示す図である。

【図2】図２は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示す斜視図である。

【図3】図３（ａ）～（ｃ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の構成を説明するための図である。図３（ａ）は、実施形態に係るカッター機構の構成を示す斜視図である。図３（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の一部をＸ軸正側から見た場合の断面図である。図３（ｃ）は、実施形態に係るスクライブヘッドのカッター機構の一部をＹ軸正側から見た場合の側面図である。

【図4】図４は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を示す分解斜視図である。

【図5】図５（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を説明するための図である。図５（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの筒部内に収容されている部材の分解斜視図である。図５（ｂ）は、実施形態に係る移動機構のうち伝達部を、図５（ａ）とは異なる方向から見た場合の斜視図である。

【図6】図６（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を説明するための図である。図６（ａ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構をＹ軸負側から見た場合の断面図である。図６（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の上面図である。

【図7】図７は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の構成を示す斜視図である。

【図8】図８は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示す斜視図である。

【図9】図９（ａ）、（ｂ）は、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構を説明するための図である。図９（ａ）は、実施形態に係る移動機構をＸ軸負側から見た場合の断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部を拡大した模式図である。

【図10】図１０は、実施形態に係るスクライブヘッドの構成を示すブロック図である。

【図11】図１１（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の動作を説明するための断面図である。

【図12】図１２（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構の動作を説明するための断面図である。

【図13】図１３は、実施形態に係るスクライブヘッドの側面図である。

【図14】図１４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施形態に係るスクライブヘッドの移動機構および測定部の動作を説明するための正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図には、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸が付記されている。Ｚ軸は、鉛直方向に平行である。上方および下方は、それぞれＺ軸正方向およびＺ軸負方向に対応する。

【0034】

また、本実施形態では、基板Ｆは、Ｘ－Ｙ平面に平行に載置されており、カッターホイールが基板Ｆに接近および離間するように、スクライブヘッドは動作する。以下の説明では、基板Ｆに接近する方向は、単に「下方」と称され、基板Ｆから離間する方向は、単に「上方」と称される場合がある。そのため、本実施形態では、スクライブヘッドの各構成が上下方向に移動するとは、基板に対して接近および離間することと同義である。

【0035】

＜実施形態＞
図１は、スクライブ装置１の構成を模式的に示す図である。

【0036】

図１に示すように、スクライブ装置１は、移動台２と、スクライブヘッド１０と、を備えている。移動台２は、ボールネジ３と螺合されている。移動台２は、一対の案内レール４によってＹ軸方向に移動可能に支持されている。モータの駆動によりボールネジ３が回転することで、移動台２が、一対の案内レール４に沿ってＹ軸方向に移動する。

【0037】

移動台２の上面には、モータ５が設置されている。モータ５は、上部に位置する載置部６をＸＹ平面で回転させて所定角度に位置決めする。モータ５により水平回転可能な載置部６は、図示しない真空吸着手段を備えている。載置部６上に載置された基板Ｆは、この真空吸着手段によって、載置部６上に保持される。

【0038】

スクライブ装置１は、移動台２とその上部の載置部６とを跨ぐように、ブリッジ７が支柱８ａ、８ｂに架設されている。ブリッジ７には、レール９が取り付けられている。レール９とスクライブヘッド１０とは、移送部１１を介して接続され、移送部１１がレール９をスライド移動することにより、スクライブヘッド１０は、Ｘ軸方向に移動するように設置されている。

【0039】

スクライブ装置１を用いて基板Ｆの表面Ｆ１にスクライブラインを形成する場合、まず、カッターホイール１０１が取り付けられたホルダユニット１１０がスクライブヘッド１０に取り付けられる。

【0040】

スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０を所定の位置に移動させ、カッターホイール１０１に対して所定の荷重を印加して、基板Ｆへ接触させる。その後、スクライブ装置１は、スクライブヘッド１０をＸ軸方向に移動させることにより、基板Ｆにスクライブラインを形成する。

【0041】

スクライブ装置１は、必要に応じて載置部６を回動ないしＹ軸方向に移動可能である。上記では、スクライブヘッド１０がＸ軸方向に移動し、載置部６がＹ軸方向に移動すると共に、回転するスクライブ装置１について示したが、スクライブ装置１はスクライブヘッド１０と載置部６とが相対的に移動するものであればよい。たとえば、スクライブヘッド１０が固定され、載置部６がＸ軸、Ｙ軸方向に移動し、かつ回転するスクライブ装置１であってもよい。

【0042】

次に、スクライブヘッド１０の構成について説明する。

【0043】

図２は、スクライブヘッド１０の構成を示す斜視図である。

【0044】

図２に示すように、スクライブヘッド１０は、プレート１２と、カッター機構１００と、移動機構２００と、測定部３００と、撮像部４００と、圧力付与部５００と、を備える。なお、測定部３００は図８で示され、圧力付与部５００は図１０で示される。

【0045】

プレート１２は、スクライブヘッド１０を支持する。スクライブヘッド１０は、プレート１２に支持された状態で、スクライブ装置１の移送部１１（図１参照）に取り付けられる。

【0046】

カッター機構１００は、基板Ｆの表面Ｆ１にスクライブラインを形成するカッターホイール１０１（図３（ａ）～（ｃ）参照）を保持する。移動機構２００は、カッターホイール１０１を基板Ｆの表面Ｆ１に接近および離間させる。測定部３００（図８参照）は、基板Ｆに対するカッターホイール１０１の荷重（スクライブ荷重）を測定する。撮像部４００は、基板Ｆと載置部６とを位置合わせするために用いられる。以下、各構成について説明する。

【0047】

図３（ａ）は、カッター機構１００の構成を示す斜視図である。

【0048】

図３（ａ）に示すように、カッター機構１００は、ホルダユニット１１０と、ジョイント１２０と、受け部１３０と、ブロック部材１４０と、カバー１５０と、を備える。カッターホイール１０１は、ホルダユニット１１０に保持される。

【0049】

図３（ｂ）は、ホルダユニット１１０およびジョイント１２０について、Ｙ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｘ軸正側から見た場合の断面図である。なお、図３（ｂ）では、ジョイント１２０にホルダユニット１１０が装着されている部分のみが示されている。また、ホルダユニット１１０のうち、ジョイント１２０から突出している部分は側面図で示されている。図３（ｃ）は、ホルダユニット１１０のうち、ジョイント１２０から突出している部分について、Ｘ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｙ軸正側から見た場合の側面図である。

【0050】

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ホルダユニット１１０は、上記したカッターホイール１０１と、ホルダ１１１と、ピン軸１１２と、を備える。

【0051】

ホルダ１１１は、傾斜面１１１ｃが形成されている上部１１１ａがジョイント１２０に装着される。ホルダ１１１の下部１１１ｂには、カッターホイール１０１を保持するための側壁１１３ａ、１１３ｂがＸ軸方向に向かい合って形成されている。側壁１１３ａ、１１３ｂは、Ｘ軸方向から見た場合に、下端に向かって幅が狭くなる台形形状に形成されている。側壁１１３ａ、１１３ｂとの間に溝１１４が形成されている。

【0052】

側壁１１３ａ、１１３ｂの下端には、円形の孔１１５ａ、１１５ｂが溝１１４を跨ぐようにして同軸上に形成されている。孔１１５ａ、１１５ｂの中心軸は、Ｘ軸に平行である。孔１１５ａ、１１５ｂと、カッターホイール１０１の孔１０１ａとが同一直線上に並ぶように、カッターホイール１０１を溝１１４に挿入する。そして、孔１１５ａ、１１５ｂと、カッターホイール１０１の孔１０１ａとに、孔１０１ａ、孔１１５ａ、１１５ｂよりも小さい径を有するピン軸１１２が通される。ピン軸１１２の両端部のそれぞれは側壁１１３ａ、１１３ｂで係止される。このようにして、カッターホイール１０１は、ホルダユニット１１０に回転可能に保持される。

【0053】

なお、図３（ｃ）では、ピン軸１１２は一点鎖線で示され、孔１１５ａ、１１５ｂは、破線で示されている。

【0054】

ホルダ１１１は、上部１１１ａと下部１１１ｂとが一体的に形成されている。または、上部１１１ａと下部１１１ｂとが別体であってもよい。

【0055】

図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、ジョイント１２０の下面には、上方（Ｚ軸正側）に向かって開口する円形の穴１２１が形成されている。穴１２１の最奥部１２１ａに磁石１２２が設置されている。また、穴１２１の内部には、穴１２１の中心軸Ｇ１と垂直な方向に位置決めピン１２３が設けられる。穴１２１にホルダ１１１の上部１１１ａが挿入されることにより、ホルダユニット１１０がジョイント１２０に装着される。

【0056】

ホルダ１１１は、少なくとも上部１１１ａが磁性材料により形成されている。このため、上部１１１ａが穴１２１に挿入されると、上部１１１ａが磁石１２２に吸引され、上部１１１ａの傾斜面１１１ｃがピン１２３に当接する。

【0057】

また、中心軸Ｇ１を挟んで位置決めピン１２３とは反対側であってジョイント１２０の下方に、ホルダ１１１の上部１１１ａに向かってボルト１２４が嵌められている。これにより、ホルダ１１１の傾斜面１１１ｃが位置決めピン１２３に適切に当接する。

【0058】

図３（ａ）に示すように、受け部１３０は、筒状の部材であり、下面に孔１３１が形成されている。孔１３１にジョイント１２０が嵌められる。受け部１３０の上方にブロック部材１４０が接続部材１４１を介して設けられている。

【0059】

ブロック部材１４０には、Ｌ字状のカバー１５０が装着される。カバー１５０のＸ軸負側の側面に移動機構２００が連結される（図２参照）。

【0060】

図４は、移動機構２００の構成を説明するための分解斜視図である。

【0061】

図４に示すように、移動機構２００は、筒部２１０と、第１移動子２２０と、第２移動子２２１と、支持部２２２と、磁石２２３、２２４と、伝達部２３０と、を備えている。

【0062】

筒部２１０は、矩形状の箱体のＸ軸負側の側面２１０ａに、Ｚ軸方向に沿って突部２１１が一体的に設けられた形状である。筒部２１０は、上面から下面にかけて第１移動子２２０および第２移動子２２１を収容するための内部空間２１２が形成されている。内部空間２１２を形成する筒部２１０の内側面２１２ａの形状は円柱形状であり、また、筒部２１０の内側面２１２ａの径はＺ軸方向に沿って一定である。また、筒部２１０の上面および下面の開口のそれぞれに、蓋２１３が設けられている。

【0063】

突部２１１のＸ軸正側の側面２１１ａの中央部分には、トラック形状の開口２１４が形成されている。開口２１４は、内部空間２１２に連通するように形成されている。これにより、内部空間２１２は開口２１４を介して筒部２１０の外部へと連通している。

【0064】

筒部２１０のＹ軸負側の側面２１０ｂには、内部空間２１２に連通する孔２１０ｃ、２１０ｄが形成されている（図７参照）。孔２１０ｃ、２１０ｄに、管５０１、５０２が取り付けられている。管５０１、５０２は、後述の圧力付与部５００（図１０参照）から供給される空気圧を筒部２１０の内部空間２１２に供給する。

【0065】

図５（ａ）は、筒部２１０の内部空間２１２に収容される各部材の構成を示す分解斜視図である。図５（ｂ）は、図４で示した伝達部２３０をＸ軸負側から見た場合の斜視図である。

【0066】

図４、図５（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、磁性材料から形成される球であり、同一の径となるように形成されている。第１移動子２２０および第２移動子２２１の径は、筒部２１０の内側面２１２ａの径よりも僅かに小さい。

【0067】

支持部２２２は、第１移動子２２０および第２移動子２２１を所定距離だけ離間させて支持する。支持部２２２は円柱形状の部材であり、Ｚ軸方向の中央部分に、Ｘ軸方向に貫通する孔２２５が形成されている。本実施形態では、支持部２２２は第１移動子２２０および第２移動子２２１の径よりも小さく形成されている。なお、支持部２２２の径は、筒部２１０の内側面２１２ａの径よりも小さければ、第１移動子２２０および第２移動子２２１の径と同一または大きくても構わない。

【0068】

支持部２２２の両端には、孔２２５に連通する円形状の凹部２２２ａ、２２２ｂが形成されている。凹部２２２ａ、２２２ｂには、孔２２５に連通するネジ孔２２２ｃ、２２２ｄ（図６（ａ）参照）が形成されており、磁石２２３、２２４は凹部２２２ａ、２２２ｂに嵌め込まれる。

【0069】

また、支持部２２２の孔２２５に後述するピン２３２（図５（ｂ）参照）を挿入したとき、ピン２３２を孔２２５内で止めるために、ネジ２２６が用いられる。ネジ２２６は、ネジ孔２２２ｄ（図６（ａ）参照）に挿入されてネジ留めされる。

【0070】

磁石２２３、２２４は円柱形状であり、磁石２２３、２２４のそれぞれに第１移動子２２０および第２移動子２２１のそれぞれが接触する。第１移動子２２０は磁石２２３の上面２２３ａに接触する。第２移動子２２１は磁石２２４の下面２２４ａに接触する。上面２２３ａおよび下面２２４ａは、Ｘ－Ｙ平面に平行な面に形成されている。また、磁石２２３、２２４のサイズは同一である。

【0071】

図４、図５（ｂ）に示すように、伝達部２３０は、Ｘ軸負側の側面に、Ｚ軸方向に延びる溝２３１が形成されている。溝２３１の幅および深さは一定である。溝２３１の幅は、図４の突部２１１の幅よりも僅かに大きい。溝２３１の底面２３１ａの中央部分にはピン２３２が設けられている。ピン２３２は、支持部２２２に形成されている孔２２５に挿入される。このため、ピン２３２は、孔２２５の径と同一か若干小さくなるように形成されている。

【0072】

伝達部２３０は、溝２３１を挟んで側壁２３３、２３４がＹ軸方向に向かい合って形成されている。溝２３１のＹ軸方向の長さは、筒部２１０の突部２１１のＹ軸方向の長さと同一である（図６（ｂ）、図７参照）。

【0073】

次に、移動機構２００の組み立て方について説明する。

【0074】

図６（ａ）は、移動機構２００およびプレート１２をＸ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｙ軸正側から見た場合の断面図である。

【0075】

図６（ａ）に示すように、筒部２１０の内部空間２１２に支持部２２２が収容される。このとき、支持部２２２の孔２２５が筒部２１０の開口２１４から視認されるように、支持部２２２は内部空間２１２に収容される。また、支持部２２２は、支持部２２２の中心軸が内部空間２１２の中心軸と一致するように、内部空間２１２に収容される。

【0076】

このように配置された支持部２２２の孔２２５に伝達部２３０のピン２３２が挿入される。このとき、ピン２３２のＸ軸負側の端部が孔２２５のＸ軸負側から突出しないように挿入される。こうして、ピン２３２が孔２２５に挿入されると、支持部２２２のネジ孔２２２ｄにネジ２２６が挿入され、ピン２３２はネジ２２６によって孔２２５内の上方に押し付けられる。これにより、ピン２３２は支持部２２２に固定される。よって、ピン２３２を介して伝達部２３０と支持部２２２とが連結される。

【0077】

このようにしてピン２３２が支持部２２２の孔２２５内で固定されると、ピン２３２のＸ軸負側の端部が孔２２５のＸ軸負側から突出しないため、ピン２３２は筒部２１０の内側面２１２ａに接触しない。

【0078】

支持部２２２が内部空間２１２に収容されると、磁石２２３の上面２２３ａが凹部２２２ａから露出するように、支持部２２２の凹部２２２ａに磁石２２３が嵌め込まれる。同様に、磁石２２４の下面２２４ａが凹部２２２ｂから露出するように、支持部２２２の凹部２２２ｂに磁石２２４が嵌め込まれる。

【0079】

磁石２２３、２２４が支持部２２２に設置されると、第１移動子２２０が内部空間２１２に収容される。第１移動子２２０は磁性材料から形成されているため、磁石２２３に吸引されることにより、磁石２２３を介して支持部２２２に支持される。このとき、第１移動子２２０は磁石２２３に対してＺ軸方向に離間することはない。第２移動子２２１も同様にして磁石２２４を介して支持部２２２に支持される。

【0080】

上記のようにして、第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、および磁石２２３、２２４が筒部２１０の内部空間２１２に収容されると、第１移動子２２０および第２移動子２２１の全周と内部空間２１２との間に隙間が形成され、支持部２２２の全周と内部空間２１２との間に隙間が形成される。

【0081】

図６（ｂ）は、図６（ａ）の移動機構２００をＺ軸正側から見た場合の上面図である。

【0082】

上記のとおり、支持部２２２の孔２２５に挿入されたピン２３２は、孔２２５から突出しないよう、支持部２２２のネジ孔２２２ｄに挿入されたネジ２２６で押さえ付けられている（図６（ａ）参照）。このため、図６（ｂ）に示すように、伝達部２３０の溝２３１が筒部２１０の突部２１１に嵌まると、筒部２１０の側面２１１ａと溝２３１の底面２３１ａとの間に隙間が生じる。このため、伝達部２３０の側壁２３３、２３４と筒部２１０の側面２１０ａとの間にも隙間が生じる。なお、図６（ｂ）中の矢印は、隙間が形成されている箇所を指している。

【0083】

こうして、筒部２１０の内部空間２１２に第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、および磁石２２３、２２４が収容された後、図４に示した２つの蓋２１３が、内部空間２１２の上面および下面の開口に装着されて、内部空間２１２の上面および下面が塞がれる。これにより、図７に示すように、移動機構２００の組み立てが完了する。

【0084】

このように、移動機構２００が組み立てられると、筒部２１０のＸ軸負側の側面がプレート１２に取り付けられる。これにより、移動機構２００がプレート１２に固定される（図２参照）。

【0085】

なお、図６（ａ）では、ネジ２２６は支持部２２２のネジ孔２２２ｄに挿入され、ピン２３２はネジ２２６で下方から押さえ付けられていたが、ネジ孔２２２ｃにネジ２２６が挿入されてもよい。この場合、ピン２３２は、ネジ２２６に上方から押さえ付けられる。または、ネジ孔２２２ｃ、２２２ｄのそれぞれにネジ２２６が挿入され、ピン２３２が上下方向から押さえ付けられて、支持部２２２の孔２２５内に固定されてもよい。

【0086】

図８は、スクライブヘッド１０の構成を示す斜視図である。ただし、説明の便宜上、図８では、カッター機構１００および撮像部４００は省略されている。

【0087】

図８に示すように、測定部３００は、ロードセル３１０と、当接部材３２０と、台３３０と、を備えている。

【0088】

ロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したとき、カッターホイール１０１が基板Ｆに対して付与する荷重（スクライブ荷重）を測定する。ロードセル３１０の上面には突起３１１が設けられている。

【0089】

当接部材３２０は、ロードセル３１０の突起３１１に当接するブロック部材である。また、当接部材３２０は、下面にナット３２１が設けられている。台３３０は、ロードセル３１０が載置される台であり、プレート１２に固定されている。

【0090】

なお、図８では、当接部材３２０のナット３２１が、ロードセル３１０の突起３１１に当接している状態が図示されている。測定部３００の動作に関しては、追って図１４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。

【0091】

図２に戻り、撮像部４００は、プレート１２に装着されている。撮像部４００は、基板Ｆの載置部６における位置決めを行う際に用いられる。撮像部４００によって撮像された画像により、ユーザは載置部６に基板Ｆが適切に位置付けられているかを把握することができる。

【0092】

上記したカッター機構１００、移動機構２００、および測定部３００は、以下のようにして連結される。

【0093】

図４、図８に示すように、伝達部２３０のＸ軸正側の側面に、カッター機構１００のカバー１５０のＸ軸負側の側面（図２、図３（ａ）参照）が当接され、伝達部２３０とカバー１５０とが図示されないボルトで固定される。これにより、図２に示すように、カッター機構１００と移動機構２００とが連結される。

【0094】

また、図８に示すように、伝達部２３０のＹ軸正側の側面に、当接部材３２０のＹ軸負側の側面が当接され、当接部材３２０のＹ軸正側の側面に形成されている孔から図示されないボルトが挿入されて、伝達部２３０と当接部材３２０とが連結される。

【0095】

こうして、図２に示すように、カッター機構１００および当接部材３２０は、移動機構２００の伝達部２３０に連結される。よって、伝達部２３０が基板Ｆに対して上下方向に移動すると、カッター機構１００および当接部材３２０も基板Ｆに対して上下方向に移動する。図６（ａ）を参照して説明したとおり、伝達部２３０は、支持部２２２にピン２３２を介して連結されており、支持部２２２は、第１移動子２２０および第２移動子２２１を支持する。したがって、伝達部２３０の移動は、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動に起因する。

【0096】

そこで、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動について説明する。

【0097】

図９（ａ）、（ｂ）は、筒部２１０の内部空間２１２における第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動と、内部空間２１２に供給される空気の流れ方を説明するための図である。

【0098】

図９（ａ）は、内部空間２１２に第１移動子２２０等が収容された筒部２１０をＹ－Ｚ平面に平行な平面で切断した場合の断面を、Ｘ軸正側から見た場合の断面図である。なお、図９（ａ）では、支持部２２２の孔２２５に伝達部２３０のピン２３２が嵌められている。すなわち、支持部２２２と伝達部２３０とが連結されている。また、図９（ａ）では、管５０１、５０２は省略されている。図９（ｂ）は、図９（ａ）で示された第１移動子２２０付近を拡大した模式図である。

【0099】

なお、以下の説明では、「第１移動子２２０に対して支持部２２２とは反対側」は、「第１移動子２２０のＺ軸正側」を意味し、単に「第１移動子２２０の上方」または「第１移動子２２０の上側」と記載される場合がある。また、「第２移動子２２１に対して支持部２２２側」は、「第２移動子２２１のＺ軸負側」を意味し、単に「第２移動子２２１の下方」または「第２移動子２２１の下側」と記載される場合がある。

【0100】

図９（ａ）に示すように、筒部２１０の内部空間２１２に、第１移動子２２０、第２移動子２２１、支持部２２２、磁石２２３、２２４が収容され、伝達部２３０のピン２３２が支持部２２２の孔２２５に挿入される。このような内部空間２１２において、第１移動子２２０に対して支持部２２２の反対側に配置される第１空間Ｒ１と、第２移動子２２１を介して支持部２２２と反対側に配置される第２空間Ｒ２とに、圧力付与部５００（図１０参照）から個別に、空気圧が矢印の方向に供給される。

【0101】

図９（ｂ）中の矢印の方向に示すように、圧力付与部５００（図１０参照）から供給される空気は、管５０１から孔２１０ｃを通り、第１空間Ｒ１に供給される。第１空間Ｒ１において、第１移動子２２０と内部空間２１２（筒部２１０の内側面２１２ａ）との間には隙間が生じている。このため、第１空間Ｒ１に供給された空気の一部はこの隙間を通る。また、上記のとおり、筒部２１０の開口２１４は内部空間２１２と連通するように形成されているため、第１移動子２２０と内部空間２１２との間の隙間を通った空気は、開口２１４から筒部２１０の外部へと排出される。

【0102】

図９（ｂ）は、説明のために、第１移動子２２０と内部空間２１２との間の隙間が大きく図示されていたが、実際の隙間の間隔は非常に微小である。よって、第１空間Ｒ１に供給された空気のうち、筒部２１０の外部へと排出される空気は少量である。このため、第１空間Ｒ１に圧力付与部５００（図１０参照）から空気圧が供給されると、第１移動子２２０が支持部２２２に向かって押圧される。

【0103】

図９（ｂ）に図示されていないが、第２空間Ｒ２に圧力付与部５００（図１０参照）から空気が供給されると、少量の空気が第２移動子２２１と内部空間２１２との間の隙間を通り、開口２１４から筒部２１０の外部へと排出される。これと同時に、第２空間Ｒ２に圧力付与部５００から空気圧が供給されると、第２移動子２２１は支持部２２２に向かって押圧される。

【0104】

よって、第１空間Ｒ１に供給される空気圧が第２空間Ｒ２に供給される空気圧よりも高い場合、第１移動子２２０に付与される押圧力の方が第２移動子２２１に付与される押圧力よりも大きいため、第１移動子２２０は第２移動子２２１の方に向かって移動する。すなわち、第１移動子２２０を支持する支持部２２２および支持部２２２に支持されている第２移動子２２１は、第１移動子２２０とともに下方に移動する。

【0105】

これとは逆に、第２空間Ｒ２に供給される空気圧が第１空間Ｒ１に供給される空気圧よりも高い場合、第２移動子２２１に付与される押圧力の方が第１移動子２２０に付与される押圧力よりも大きいため、第２移動子２２１は第１移動子２２０の方に向かって移動する。すなわち、支持部２２２および支持部２２２に支持されている第１移動子２２０は、第２移動子２２１とともに上方に移動する。

【0106】

このように、圧力付与部５００から第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に、個別に供給される空気圧の大きさによって、第１移動子２２０および第２移動子２２１が内部空間２１２を上下方向に移動する。

【0107】

第１移動子２２０および第２移動子２２１が内部空間２１２を上下方向に移動すると、支持部２２２も上下方向に移動する。図２、図８を参照して説明したとおり、伝達部２３０を介して支持部２２２にカッター機構１００が連結されている。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動が伝達部２３０を介してカッター機構１００に伝達される。したがって、カッター機構１００は、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動とともに移動する。

【0108】

このようにカッター機構１００が上下方向に移動すると、カッター機構１００に保持されているカッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接する。カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するとき、カッターホイール１０１から基板Ｆに荷重（スクライブ荷重）が付与される。つまり、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２に供給される空気圧の圧力差により、カッターホイール１０１に基板Ｆに対するスクライブ荷重が生じる。

【0109】

また、伝達部２３０に測定部３００の当接部材３２０が連結されている。このため、カッター機構１００と同様に、当接部材３２０は、第１移動子２２０および第２移動子２２１の移動とともに移動する。

【0110】

また、圧力付与部５００から第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給される空気の一部は、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの間に生じている隙間を通る。このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離れる方向に圧力を受けて、この圧力が均衡した位置に調心される。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離間した状態で、調心位置に支持される。

【0111】

このように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａと非接触の状態で支持部２２２に支持されるため、移動時に摩擦抵抗を受けない。このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１が内部空間２１２を、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２との間の圧力差によって上下方向に移動するとき、摩擦抵抗に妨げられることなく、円滑に移動できる。上記のとおり、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２とに供給される空気圧の圧力差により、カッターホイール１０１に基板Ｆに対するスクライブ荷重が生じる。したがって、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２との圧力差によって、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重を微細かつ安定的に調節できる。

【0112】

図１０は、スクライブヘッド１０の構成を示すブロック図である。

【0113】

図１０に示すように、スクライブヘッド１０は、図２に示したプレート１２、カッターホイール１０１、移動機構２００、測定部３００、および撮像部４００と、を備え、さらに、制御部５１０と、圧力付与部５００と、駆動部５２０と、を備える。

【0114】

圧力付与部５００は、図示しない空圧源を含み、筒部２１０の内部空間２１２すなわち第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に、個別に空気圧を供給する。

【0115】

駆動部５２０は、プレート１２を基板Ｆに対して上下方向に移動させる。上記したとおり、プレート１２には、移動機構２００の筒部２１０および測定部３００の台３３０が固定されている。このため、プレート１２が上下方向に移動すると、筒部２１０、台３３０、および台３３０に載置されているロードセル３１０が上下方向に移動する。

【0116】

制御部５１０は、ＣＰＵ等の演算処理回路や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等のメモリを含んでいる。制御部５１０は、メモリに記憶されたプログラムに従って各部を制御する。

【0117】

次に、スクライブヘッド１０の動作について、図１１（ａ）～図１４を参照して説明する。なお、これらの動作は、図１０の制御部５１０により行われる。

【0118】

図１１（ａ）、（ｂ）、図１２（ａ）、（ｂ）は、プレート１２および移動機構２００をＸ－Ｚ平面に平行な面で切断した断面であって、Ｙ軸負側から見た場合の断面を模式的に示した断面図である。

【0119】

また、図１３は、基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接したときの、スクライブヘッド１０をＹ軸負側から見た場合の側面図である。

【0120】

制御部５１０が圧力付与部５００に、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２のそれぞれに略同一の空気圧を供給させた場合、第１移動子２２０、第２移動子２２１、および伝達部２３０は、図１１（ａ）に示すように、Ｚ軸方向において基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｍ０に位置付けられる。

【0121】

図１１（ｂ）に示すように、制御部５１０が圧力付与部５００に、第２空間Ｒ２の方が第１空間Ｒ１よりも圧力が高くなるように、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に個別に空気圧を供給させた場合、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差により、第２移動子２２１は上方に押圧される。よって、第２移動子２２１および第１移動子２２０は、上方に移動する。これにより、伝達部２３０は、基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｍ０よりも第１空間Ｒ１側の位置Ｍ１に位置付けられる。

【0122】

図１２（ａ）に示すように、制御部５１０が圧力付与部５００に、第１空間Ｒ１の方が第２空間Ｒ２よりも圧力が高くなるように、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に個別に空気圧を供給させた場合、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差により、第１移動子２２０は下方に押圧される。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は下方に移動する。

【0123】

そして、伝達部２３０が基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｍ２に位置付けられる。このとき、図１３に示すように、カッター機構１００のカッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接する。このとき、プレート１２は、基板Ｆの表面Ｆ１に対してＺ軸方向の位置Ｎ０に位置付けられている。

【0124】

図１３に示すように基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接すると、図１２（ｂ）に示すように、制御部５１０は駆動部５２０にプレート１２を基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｎ０から位置Ｎ１に移動させる。プレート１２には筒部２１０が連結されているため、プレート１２の移動とともに筒部２１０も移動する。

【0125】

図１４（ａ）、（ｂ）は、スクライブヘッド１０をＸ軸正側から見た場合を模式的に示した正面図である。ただし、図１４（ａ）、（ｂ）では、カッター機構１００および撮像部４００は省略されており、プレート１２、移動機構２００、および測定部３００のみ図示されている。

【0126】

図１４（ａ）に示すように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、当接部材３２０のナット３２１がロードセル３１０の突起３１１に当接する。この間、ロードセル３１０はカッターホイール１０１の荷重を測定する。

【0127】

そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると（図１３参照）、図１４（ｂ）に示すように、プレート１２が基板Ｆの表面Ｆ１に対して位置Ｎ０から下方に移動して位置Ｎ１に位置する。プレート１２には、ロードセル３１０を支持する台３３０が連結されているため、プレート１２が移動すると台３３０も移動する。これにより、台３３０が支持するロードセル３１０も移動するため、当接部材３２０の突起３１１からロードセル３１０が離間する。これは、図１２（ｂ）の状態に対応する。

【0128】

このように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する。すなわち、ロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、カッターホイール１０１の荷重を測定している。したがって、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定された荷重は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したときの荷重である。すなわち、このときの測定値は、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重である。

【0129】

制御部５１０は、ロードセル３１０による測定結果（ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定されたスクライブ荷重）により、予め設定されたスクライブ荷重と比較して、スクライブ荷重を校正する。

【0130】

次に、スクライブ荷重の校正について説明する。

【0131】

所定のスクライブ荷重で基板Ｆにスクライブラインを形成することが設定された場合、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差によって得られる推力が所定のスクライブ荷重となるように、制御部５１０は圧力付与部５００に、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に空気圧を供給させる。このような所定のスクライブ荷重を得るために必要な空気圧（圧力付与部５００により第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給される空気圧）は、予め算出することが可能である。

【0132】

しかしながら、理論上計算された空気圧が第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給されたとしても、たとえば、基板Ｆの種類やカッターホイール１０１の仕様や状態等がスクライブ荷重の変動に影響することにより、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差から所定のスクライブ荷重を得ることができない場合がある。そこで、所定のスクライブ荷重を得るため、予め試験等を繰り返し行うことで、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給される空気圧の校正値が算出されたデータテーブルが作成される。このようなデータテーブルは、スクライブヘッド１０を制御するための制御部５１０に記憶される。所定のスクライブ荷重が設定されると、制御部５１０はデータテーブルを参照して、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に適切な空気圧を圧力付与部５００に供給させる。このように、制御部５１０にデータテーブルが備えられている場合、所定のスクライブ荷重に設定することが可能である。

【0133】

一方、図１４（ａ）に示すように、本実施形態に搭載されているロードセル３１０は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、当接部材３２０に当接された状態で、カッターホイール１０１の荷重を継続して測定している。

【0134】

そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると（図１３参照）、図１４（ｂ）に示すように、ロードセル３１０と当接部材３２０とが離間する。このため、ロードセル３１０から当接部材３２０が離間する直前に測定された荷重は、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接したときの荷重、すなわち、スクライブ荷重に相当する。

【0135】

制御部５１０は、このようにして測定されたスクライブ荷重と設定されたスクライブ荷重とを比較して、所定のスクライブ荷重が基板Ｆに付与されるよう、圧力付与部５００に適切な空気圧を供給させる。

【0136】

このように、本実施形態のスクライブヘッド１０は、スクライブラインを形成する直前のスクライブ荷重を測定できる。つまり、スクライブラインを形成する際、必ずスクライブ荷重が測定されるため、その都度、適切な圧力が第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給される。このため、上記したようなデータテーブルは不要である。

【0137】

また、データテーブルを参照してスクライブ荷重が調節されると、スクライブ動作の直前であらためてスクライブ荷重の測定が行われていない場合がある。この場合、基板Ｆにスクライブ荷重が付与されてはいるが、真に所定のスクライブ荷重が付与されているのか不明である。

【0138】

これに対し、本実施形態のスクライブヘッド１０は、スクライブ動作を行う直前のスクライブ荷重が必ず測定される。よって、スクライブ荷重の信頼性が高まり、設定されたスクライブ荷重でスクライブラインを形成することができる。

【0139】

＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。

【0140】

図２、図６（ａ）、（ｂ）に示すように、スクライブヘッド１０は、圧力付与部５００から第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に、個別に、空気圧を供給する。

【0141】

これにより、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差によって、第１移動子２２０および第２移動子２２１が上下方向、つまり、基板Ｆと反対側が基板Ｆ側に移動する。これにより、第１移動子２２０および第２移動子２２１と伝達部２３０を介して連結されているカッター機構１００が上下方向に移動する。よって、カッターホイール１０１は基板Ｆに対して上下方向に移動する。

【0142】

この場合、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの間に隙間が生じている。このため、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に圧力付与部５００から供給された空気は、この隙間を通って開口２１４から筒部２１０の外部へ排気される。

【0143】

このように、隙間を空気が通ることにより、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離れる方向に圧力を受け、この圧力が均衡した位置に調心される。したがって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａから離間した状態で、調心位置に支持される。第１移動子２２０および第２移動子２２１は、筒部２１０の内側面２１２ａに対して非接触の状態で支持されるため、移動している間、摩擦抵抗を受けない。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、内部空間２１２を滑らかに移動できる。このため、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２との間の圧力差によって、カッターホイール１０１のスクライブ荷重を微細かつ安定的に調節できる。

【0144】

図５（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は球であり、筒部２１０の内部空間２１２は円柱形状である。

【0145】

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの隙間がなだらかに小さくなるため、第１空間Ｒ１と第２空間Ｒ２とに圧力付与部５００から供給される空気を円滑に流通させ得る。また、筒部２１０の内側面２１２ａの最大径の緯線の全周に亘って隙間を均一にできるため、第１移動子２２０および第２移動子２２１の調心が円滑に行われ、且つ、第１移動子２２０および第２移動子２２１の全周に亘って非接触の状態にできる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、内部空間２１２を非接触の状態で円滑に上下方向に移動することができる
図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、同径に形成されており、筒部２１０の内側面２１２ａの径は一定である。

【0146】

この構成により、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２の圧力差の調節が容易になる。また、同種の球を第１移動子２２０および第２移動子２２１として使用できるので、移動機構２００構成を簡素化でき、組み立て作業が容易にできる。

【0147】

第１移動子２２０および第２移動子２２１は磁性材料により形成され、支持部２２２は第１移動子２２０および第２移動子２２１の離間方向の両端に磁石２２３、２２４を備える。

【0148】

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１が、支持部２２２に対して、離間方向に垂直な方向に移動可能になる。このため、支持部２２２が筒部２１０の径方向に移動不能であっても、第１移動子２２０および第２移動子２２１は、隙間に空気が流れることにより、支持部２２２に対して相対的に移動して、調心位置に位置付けられる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１を円滑かつ適正に調心できる。その結果、内部空間２１２において、第１移動子２２０および第２移動子２２１をより適切に非接触な状態に設定できる。

【0149】

図５（ａ）、図６（ａ）に示すように、第１移動子２２０および第２移動子２２１に対する磁石２２３の上面２２３ａおよび磁石２２４の下面２２４ａは平面である。

【0150】

この構成により、第１移動子２２０および第２移動子２２１が磁石２２３、２２４に点接触するため、支持部２２２に対して第１移動子２２０および第２移動子２２１が移動しやすくなる。よって、第１移動子２２０および第２移動子２２１と筒部２１０の内側面２１２ａとの隙間を流れる空気からの圧力により、第１移動子２２０および第２移動子２２１を円滑に調心位置に移動させることができる。

【0151】

図４、図６（ａ）に示すように、伝達部２３０は開口２１４を介して支持部２２２に接続される。

【0152】

この構成により、開口２１４は、第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に供給された空気の排出と、伝達部２３０の接続とに共用されるため、筒部２１０の構成を簡素化できる。

【0153】

また、たとえば、第１空間Ｒ１の圧力が第２空間Ｒ２よりも過剰に高い場合、基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接しているのにも関わらず、さらに基板Ｆにスクライブ荷重が付与されようとする。このような場合、基板Ｆに過剰にスクライブ荷重が付与されて、基板Ｆが破損する等の虞がある。

【0154】

しかし、伝達部２３０のピン２３２は、開口２１４の範囲内で移動可能である。つまり、伝達部２３０の移動が規制される。よって、上記のような場合、第１移動子２２０および第２移動子２２１が下方に移動しようとしても、ピン２３２が開口２１４の下端に当接するため、第１移動子２２０および第２移動子２２１はそれ以上下方への移動することができない。これにより、基板Ｆに過剰なスクライブ荷重が付与される虞は生じない。

【0155】

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、ピン２３２がネジ２２６により支持部２２２の孔２２５内で固定されると、ピン２３２の端部が孔２２５から突出しないため、ピン２３２は筒部２１０の内側面２１２ａに接触しない。また、伝達部２３０のピン２３２が支持部２２２の孔２２５に挿入されると、筒部２１０の側面２１１ａと、溝２３１の底面２３１ａとの間に隙間が生じ、また、伝達部２３０の側壁２３３、２３４と筒部２１０の側面２１０ａとの間にも隙間が生じるように、伝達部２３０の溝２３１が突部２１１に嵌められる。

【0156】

このような構成により、伝達部２３０と筒部２１０との間の接触面積が低減される。このため、第１移動子２２０および第２移動子２２１が移動すると、伝達部２３０も移動するが、伝達部２３０と筒部２１０との間の摩擦抵抗が低減される。よって、カッターホイール１０１のスクライブ荷重をより微細に調節することができる。

【0157】

図１２（ｂ）～図１４（ｂ）に示すように、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、当接部材３２０からロードセル３１０が離間する。ロードセル３１０は、当接部材３２０が離間する直前のカッターホイール１０１の荷重を測定する。この荷重は、カッターホイール１０１の基板Ｆに対するスクライブ荷重である。

【0158】

これにより、ユーザが設定したスクライブ荷重値と、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に測定したスクライブ荷重値とが異なっていた場合、制御部５１０は、ロードセル３１０による測定値に応じて、圧力付与部５００に対して第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に適切な圧力を供給させる。このようにして、適切なスクライブ荷重が調節される。よって、スクライブ荷重の信頼性が高められた状態で、スクライブヘッド１０はスクライブラインを形成することができる。

【0159】

また、スクライブ動作を開始する際、スクライブ荷重が測定される。この測定により、所定のスクライブ荷重が基板Ｆに付与されるよう、圧力付与部５００から第１空間Ｒ１および第２空間Ｒ２に空気圧が供給される。このため、スクライブ荷重の校正値がデータ化されたデータテーブルをスクライブヘッド１０に搭載する必要はない。

【0160】

また、カッターホイールが基板に当接した位置（０点位置）を検出するために、通常、カッターホイールの先端にセンサが設けられる。これにより、基板にカッターホイールが当接するとセンサが基板に接触して、０点位置が検出される。しかしながら、センサが基板に何度も接触するうちに、センサが劣化し、０点位置が正確に検出されない場合がある。このような場合、基板の表面の位置が特定されず、所定のスクライブラインを形成することができない。

【0161】

この点、上記のとおり、本実施形態のスクライブヘッド１０では、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接するまでの間、ロードセル３１０はカッターホイール１０１の荷重を継続して測定している。そして、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する。ロードセル３１０が当接部材３２０から離間する直前に荷重値が変化する。すなわち、荷重値が変化した時点が、基板Ｆの表面Ｆ１にカッターホイール１０１が当接した時点であり、このときのカッターホイール１０１の位置が０点位置である。

【0162】

よって、ロードセル３１０によりスクライブ荷重が得られると同時に、０点位置が検出される。このように、センサを用いることなく、高精度にカッターホイール１０１の０点位置を検出することができる。

【0163】

また、カッターホイール１０１が基板Ｆの表面Ｆ１に当接すると、プレート１２が下方に移動し、当接部材３２０のナット３２１とロードセル３１０の突起３１１とが離間する。

【0164】

これにより、カッターホイール１０１は基板Ｆの表面Ｆ１に生ずるうねり（凹凸）に追従して上下方向に移動しながら、基板Ｆにスクライブラインを形成することができる。

【0165】

また、スクライブヘッド１０が使用されていない間でも、第２空間Ｒ２には常時、圧力付与部５００から一定の空気圧が付与され得る。これにより、カッター機構１００が常時、上方に位置付けられる。すなわち、カッターホイール１０１は基板Ｆや載置部６等に対して常時、上方に位置付けられる。よって、スクライブヘッド１０の不使用時、スクライブヘッド１０が自重により落下してカッターホイール１０１が基板Ｆや載置部６等に衝突して破損することを確実に防止することができる。

【0166】

＜変形例＞
上記の実施形態では、載置部６が回転して基板Ｆを回転することにより、スクライブラインの形成方向を９０°変更することができるが、変形例として、カッターホイール１０１自体が９０°回転するように構成されてもよい。この場合、図３（ａ）～（ｃ）に示すカッターホイール１０１を保持するホルダユニット１１０が回転可能なように構成される。

【0167】

この他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0168】

１…スクライブ装置
６…載置部
１１…移送部
１０…スクライブヘッド
１００…カッター機構
１０１…カッターホイール
２００…移動機構
２１０…筒部
２１２…内部空間
２１２ａ…筒部の内側面
２１４…開口
２２０…第１移動子
２２１…第２移動子
２２２…支持部
２２３、２２４…磁石
２２３ａ…上面（接触面）
２２４ａ…下面（接触面）
２２５…孔
２３０…伝達部
２３２…ピン
３００…測定部
３１０…ロードセル
３２０…当接部材
５００…圧力付与部
Ｆ…基板
Ｒ１…第１空間
Ｒ２…第２空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】