JP2006058784A - Substrate positioning mechanism, substrate positioning method, substrate carrying apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、基板位置決め機構、基板位置決め方法、基板搬送装置及び画像形成装置に関し、さらに詳しくは、プリント配線基板等の基板を所定の位置に位置決めする基板位置決め機構及び基板位置決め方法と、この基板位置決め機構を備えた基板搬送装置、及びこの基板搬送装置を備え画像情報に基づいて変調された光ビームによりプリント配線基板等における描画領域を露光して画像を形成するた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a substrate positioning mechanism, a substrate positioning method, a substrate transport apparatus, and an image forming apparatus. More specifically, the present invention relates to a substrate positioning mechanism and a substrate positioning method for positioning a substrate such as a printed wiring board at a predetermined position, and this substrate positioning. The present invention relates to a substrate transport apparatus including a mechanism, and an image forming apparatus including the substrate transport apparatus and forming an image by exposing a drawing region on a printed wiring board or the like with a light beam modulated based on image information.
従来から、例えばプリント配線基板(以下、単に「基板」という場合がある)等に配線パターンを形成する画像形成装置としてのレーザー露光装置が知られている。このレーザー露光装置には、画像露光の対象となるプリント配線基板を載置する(ロードする)ステージ部材が備えられ、そのステージ部材を所定の搬送経路に沿って移動させるようになっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a laser exposure apparatus is known as an image forming apparatus that forms a wiring pattern on, for example, a printed wiring board (hereinafter sometimes simply referred to as “substrate”). This laser exposure apparatus is provided with a stage member on which a printed wiring board to be subjected to image exposure is placed (loaded), and the stage member is moved along a predetermined conveyance path.
ステージ上では、基板を所定の位置で正確に位置決めして支持する必要があるため、たとえば、検知手段からの検知信号とあらかじめ入力されるサイズ情報信号とに基づいて、移動機構部を制御して予備位置決めする予備位置決め機構が知られている(特許文献1参照)。 Since it is necessary to accurately position and support the substrate at a predetermined position on the stage, for example, the moving mechanism unit is controlled based on the detection signal from the detection means and the size information signal input in advance. A preliminary positioning mechanism that performs preliminary positioning is known (see Patent Document 1).
ところで、基板を位置決めするときには、何らかの部材に基板を突き当てて位置決めすれば、簡単な構成で位置決め可能であるが、単に基板を突き当てると、基板が変形や損傷を受けることがある。
本発明は上記事実を考慮し、簡単な構成で、基板の変形や損傷を防止して位置決め可能な基板位置決め機構及び基板位置決め方法と、この基板位置決め機構を備えた基板搬送装置、及びこの基板搬送装置を備えた画像記録装置を得ることを課題とする。 In consideration of the above-described facts, the present invention provides a substrate positioning mechanism and a substrate positioning method that can be positioned with a simple configuration while preventing deformation and damage of the substrate, a substrate transport apparatus including the substrate positioning mechanism, and the substrate transport An object is to obtain an image recording apparatus including the apparatus.
請求項1に記載の発明では、所定の搬入方向に沿って搬入された基板の先端が突き当てられる突き当て部材と、前記突き当て部材を、基板の搬入速度よりも遅い速度で搬入と同じ向きに移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。 In the first aspect of the present invention, the abutting member that abuts the front end of the substrate carried in along a predetermined carrying-in direction and the abutting member in the same direction as the carry-in at a speed slower than the carry-in speed of the substrate. And moving means for moving to.
この基板位置決め機構では、たとえば、請求項5に記載の基板位置決め方法で基板を位置決めすることができる。 In this substrate positioning mechanism, for example, the substrate can be positioned by the substrate positioning method according to claim 5.
すなわち、所定の搬入方向に沿って搬入された基板に対し、移動手段によって突き当て部材を基板の搬入速度よりも遅い速度で搬入と同じ向きに移動させながら、基板の先端を突き当て部材に突き当てる。これにより、突き当て部材が静止している場合と比較して、突き当て時の突き当て部材に対する基板の相対速度が小さくなるので、基板の変形や損傷を防止しつつ、基盤を位置決めできる。移動手段によって突き当て部材を移動させるだけなので、簡単な構成となる。 That is, the front end of the substrate is pushed against the abutting member while the abutting member is moved by the moving means in the same direction as the loading at a speed slower than the loading speed of the substrate with respect to the substrate carried in along the predetermined loading direction. Hit it. Thereby, compared with the case where the abutting member is stationary, the relative speed of the substrate with respect to the abutting member at the time of abutting is reduced, so that the substrate can be positioned while preventing deformation and damage of the substrate. Since only the abutting member is moved by the moving means, the configuration is simple.
請求項1に記載の発明では、請求項2に記載のように、移動中の前記突き当て部材に基板が突き当てられるタイミングで前記移動手段を駆動する駆動手段、を有する構成とすることが可能である。 According to the first aspect of the present invention, as described in the second aspect, it is possible to have a drive unit that drives the moving unit at a timing when the substrate is abutted against the abutting member that is moving. It is.
請求項2に記載の基板位置決め機構では、たとえば、請求項6に記載の基板位置決め方法で基板を位置決めすることができる。 In the substrate positioning mechanism according to the second aspect, for example, the substrate can be positioned by the substrate positioning method according to the sixth aspect.
すなわち、駆動手段が、突き当て部材への基板の突き当て後に突き当て部材の移動を停止する。このように突き当て部材の移動を停止させることで、基板を確実に位置決めできる。 That is, the drive means stops the movement of the abutting member after the substrate is abutted against the abutting member. Thus, by stopping the movement of the abutting member, the substrate can be reliably positioned.
請求項3に記載の発明では、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記突き当て部材が、前記基板に対し幅方向の少なくとも2箇所で基板の搬入方向端辺に接触可能とされていることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the abutting member can be brought into contact with the substrate loading direction edge at at least two locations in the width direction with respect to the substrate. It is characterized by.
この基板位置決め機構では、たとえば、請求項7に記載の基板位置決め方法で基板を位置決めすることができる。 In this substrate positioning mechanism, for example, the substrate can be positioned by the substrate positioning method according to claim 7.
すなわち、基板の先端を突き当て部材に突き当てるときに、基板に対し幅方向の少なくとも2箇所で基板の搬入方向端辺に接触させて突き当てる。これにより、基板の傾きを矯正することができる。 That is, when the front end of the substrate is abutted against the abutting member, it abuts against the substrate in contact with the edges in the loading direction of the substrate at at least two places in the width direction. Thereby, the inclination of the substrate can be corrected.
また、請求項7に記載の基板位置決め方法では、請求項8に記載のように、突き当て部材の停止後に突き当て部材を基板の搬入と逆向きに所定距離移動させるようにすれば、この突き当て部材の逆向きの移動で、基板の傾きをより確実に矯正することができる。
Further, in the substrate positioning method according to claim 7, as described in
請求項4に記載の発明では、請求項3に記載の発明において、前記突き当て部材よりも搬入方向上流側に設けられ基板を検出する検出手段と、前記検出手段によって基板が検出された後で移動手段を制御して突き当て部材を移動させる制御手段と、を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the detection means provided on the upstream side in the carry-in direction with respect to the abutting member, and the substrate is detected by the detection means Control means for moving the abutting member by controlling the moving means.
この基板位置決め機構では、たとえば請求項9に記載の基板位置決め方法で基板を位置決めできる。 In this substrate positioning mechanism, for example, the substrate can be positioned by the substrate positioning method according to claim 9.
すなわち、検出手段によって基板の存在が検出された後、移動手段による突き当て部材の移動を開始する。基板が存在していないときには突き当て部材を移動させないので、効率的に基板を位置決めすることができる。 That is, after the presence of the substrate is detected by the detection means, the movement of the abutting member by the movement means is started. Since the abutting member is not moved when the substrate is not present, the substrate can be positioned efficiently.
請求項10に記載の発明では、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の基板位置決め機構と、前記基板位置決め機構によって位置決めされた基板を吸着してステージ部へ搬送する吸着ユニットと、を有することを特徴とする。
In invention of
請求項1〜請求項4のいずれか1項に基材の基板位置決め機構を備えているので、簡単な構成で、基板の変形や損傷を防止しつつ、基盤を位置決めできる。
Since the substrate positioning mechanism for the base material is provided in any one of
そして、この位置決めされた基板を、吸着ユニットで吸着して、ステージ部へ搬送できる。 Then, the positioned substrate can be sucked by the suction unit and transported to the stage unit.
請求項11に記載の発明では、請求項10に記載の基板搬送装置と、前記ステージ部に載置された基板の描画領域を露光し、この描画領域に画像を形成する露光装置と、を有することを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the present invention, there is provided the substrate transfer apparatus according to the tenth aspect, and an exposure apparatus that exposes a drawing area of the substrate placed on the stage unit and forms an image in the drawing area. It is characterized by that.
この画像形成装置を構成する請求項10に記載の基板搬送装置は、請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載の基板位置決め機構を備えているので、簡単な構成で、基板の変形や損傷を防止しつつ、基盤を位置決めできる。
The substrate transfer device according to claim 10 constituting the image forming apparatus includes the substrate positioning mechanism according to any one of
そして、位置決めされ、ステージ部へ搬送された基板に対し、露光装置により、基板の描画領域に所望の画像を形成できる。 Then, a desired image can be formed on the drawing region of the substrate by the exposure apparatus on the substrate that has been positioned and transported to the stage unit.
請求項12に記載の発明では、請求項11に記載の発明において、前記ステージ部を所定の搬送経路に沿って移動させる移動機構、を備え、前記露光装置が、前記ステージ部に載置された基板の描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、この描画領域に画像を形成する、ことを特徴とする
したがって、移動機構によりステージ部を移動させつつ、ステージ部と共に移動する基板に対し露光装置により光ビームを照射して、描画領域に画像を形成できる。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the invention according to the eleventh aspect, the apparatus further comprises a moving mechanism that moves the stage unit along a predetermined transport path, and the exposure apparatus is placed on the stage unit. The drawing area of the substrate is exposed by a light beam modulated based on image information, and an image is formed in the drawing area. Accordingly, the stage unit is moved by the moving mechanism and moved together with the stage unit. An image can be formed in the drawing area by irradiating the substrate with a light beam by an exposure apparatus.
本発明は上記構成としたので、簡単な構成で、基板の変形や損傷を防止して位置決めできる。 Since the present invention has the above-described configuration, it can be positioned with a simple configuration while preventing deformation and damage of the substrate.
図1及び図2には、本発明の一実施形態の画像形成装置100が示されている。画像形成装置100は、レーザー露光装置126と、基板搬送装置10と、で構成されている。レーザー露光装置126は、プリント配線基板(液晶ディスプレイ用の基板等であってもよい)の材料となる薄板状の基板材料200を、画像情報により変調されたレーザービームにより露光し、その基板材料200における描画領域に、プリント配線基板の配線パターンに対応する画像(潜像)を形成するものである。また、基板搬送装置10は、図示しない前処理工程から搬入された基板材料200をレーザー露光装置126へ搬送し、かつレーザー露光装置126から露光済みの基板材料200を排出するものである。
1 and 2 show an image forming apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus 100 includes a
なお、本実施形態では、前処理工程から基板搬送装置10への搬入方向と、基板搬送装置10からレーザー露光装置126への搬送方向とは一致しているため、以下では、これらを区別することなく「搬送方向」とする。
In the present embodiment, since the carry-in direction from the pretreatment process to the
図3に示すように、基板材料200には、その露光面(上面)202に、予め配線パターンに対応する潜像が形成される複数の描画領域(図示省略)が設定されており、これら複数の描画領域にそれぞれ対応する複数組のアライメントマーク(図示省略)が形成されている。なお、以下において、ステージ部材110の移動方向を副走査方向(図4において矢印Sで示す)とし、それと直交する方向を主走査方向(図4において矢印Mで示す)とする。
As shown in FIG. 3, a plurality of drawing regions (not shown) in which a latent image corresponding to the wiring pattern is formed in advance on the exposure surface (upper surface) 202 of the
図3に示すように、レーザー露光装置126には、所定の厚さに形成された支持基台102が設けられている。支持基台102は、その上面形状が基板材料200に対する副走査方向を長手方向とする略長方形状とされており、振動が遮断されるように防振ゴム104等を介してフロア上に水平に設置されている。
As shown in FIG. 3, the
また、支持基台102の上面部には、一対のガイドレール106が副走査方向と平行に配設されており、そのガイドレール106上には、基板載置用のステージ部材110が移動可能に配置されている。ステージ部材110は、その上面形状が基板材料200に対する副走査方向を長手方向とする略長方形状とされており、その下面で、かつ四隅には、それぞれ副走査方向に沿って直線的に延伸する断面視略逆「凹」字状のガイド部材108が取り付けられている。そして、これらガイド部材108がガイドレール106に摺動可能に嵌合されている。
A pair of
また、一対のガイドレール106の間には、支持基台102上に固定されたベアリング等の軸受け(図示省略)を介して、ボールねじ112が副走査方向に沿って(ガイドレール106と平行に)設けられている。ボールねじ112の一端には、ボールねじ112を回転駆動する駆動モーター114が設けられている。そして、ステージ部材110の下面中央には、そのボールねじ112が螺合する筒状部材(図示省略)が、副走査方向に沿って配設されている。したがって、ステージ部材110は、駆動モーター114によってボールねじ112が正逆方向に回転することにより、筒状部材を介して、一対のガイドレール106に沿って進退(往復)移動可能となる。
Further, between the pair of
また、支持基台102上の副走査方向略中央には、ステージ部材110を跨ぐようにして、正面視略逆「凹」字状の支持ゲート116が立設されている。この支持ゲート116の所定位置には、基板材料200上に設けられた複数組のアライメントマークを読み取るための複数(例えば4基)のCCDカメラ118が配設されている。各CCDカメラ118は、撮像時の光源として1回の発光時間が極めて短いストロボを内蔵しており、このストロボの発光時のみ撮像が可能となるように、その感度が調整されている。
Further, a
したがって、各CCDカメラ118は、その光軸上に位置する撮像位置をステージ部材110が通過する際に、所定のタイミングでストロボを発光させることにより、基板材料200におけるアライメントマークを含む撮像範囲をそれぞれ撮像することが可能となっている。なお、各CCDカメラ118は、基板材料200の幅方向(主走査方向)に沿って、それぞれ異なる領域を撮像範囲としており、撮像対象となる基板材料200に形成された複数組のアライメントマークの位置に応じて、予め所定の位置に配設されている。
Therefore, each
また、そのCCDカメラ118が取り付けられた支持ゲート116の副走査方向下流側には、複数の露光ヘッド120を支持する露光部124が配設されている。露光ヘッド120は、その真下の露光位置を基板材料200が通過するときに、画像情報に基づいて変調された複数本のレーザービームを基板材料200の露光面202へ照射し、その露光面202に、プリント配線基板の配線パターンに対応する画像(潜像)を形成するようになっている。
An
各露光ヘッド120は、支持基台102の幅方向(主走査方向)に沿って、m行n列(例えば2行4列)の略マトリックス状に配列されており、図4(B)で示すように、1つの露光ヘッド120よる露光エリア122は、副走査方向を短辺とする矩形状で、かつ副走査方向に対して所定の傾斜角で傾斜している。
The exposure heads 120 are arranged in a substantially matrix of m rows and n columns (for example, 2 rows and 4 columns) along the width direction (main scanning direction) of the
また、このレーザー露光装置126には、ステージ部材110の移動を妨げない場所(例えば図1において、ドア92から最も遠い奥側)に、光源ユニット(図示省略)が配設されている。この光源ユニットはレーザー発生装置を収容しており、このレーザー発生装置から出射するレーザー光を光ファイバー(図示省略)を介して、各露光ヘッド120へ案内している。
In the
各露光ヘッド120は、光ファイバーによって案内されて入射されたレーザー光を空間光変調素子である図示しないデジタル・マイクロミラー・デバイス(以下、「DMD」という)によって、ドット単位で制御し、基板材料200に対してドットパターンを露光するようになっている。この複数のドットパターンを用いて1画素の濃度を表現するようになっている。
Each
したがって、図4(A)に示すように、ステージ部材110の移動に伴い、基板材料200には露光ヘッド120毎に帯状の露光済み領域204が形成されるが、二次元配列のドットパターンは、副走査方向に対して傾斜されていることで、副走査方向に並ぶ各ドットが、副走査方向と交差する方向に並ぶドット間を通過するようになっている。このため、実質的なドット間ピッチを狭めることができ、高解像度化を実現することができる。
Therefore, as shown in FIG. 4A, with the movement of the
ここで、このレーザー露光装置126の作用を説明する。まず、ロード・アンロード位置に待機しているステージ部材110に基板材料200が載置されると、駆動モーター114の駆動によりボールねじ112が回転し、ステージ部材110が副走査方向に移動する。そして、CCDカメラ118によってアライメントマークが撮像される。撮像されたアライメントマークの位置情報に基づき、1つの描画領域に対応して設けられた複数個のアライメントマークの位置をそれぞれ判断し、これらのアライメントマークの位置から描画領域の副走査方向及び主走査方向(幅方向)に沿った位置及び描画領域の副走査方向に対する傾き量をそれぞれ判断する。
Here, the operation of the
そして、基板材料200における描画領域の主走査方向(幅方向)に沿った位置及び副走査方向に対する傾き量に基づいて、画像情報(配線パターン)に対する変換処理を実行し、変換処理した画像情報をフレームメモリー内に格納する。この画像情報は、画像を構成する各画素の濃度を2値(ドットの記録の有無)で表したデータである。
Then, based on the position of the drawing region in the
なお、変換処理の内容としては、座標原点を中心として画像情報を回転させる座標変換処理、副走査方向に沿った画像の回転処理、主走査方向(幅方向)に対応する座標軸に沿って画像情報を平行移動させる座標変換処理が含まれる。更に、必要に応じて、描画領域の主走査方向(幅方向)及び副走査方向に沿った伸長量及び縮長量に対応させて、画像情報を伸長又は縮長させる歪み補正処理を実行する。 The contents of the conversion processing include coordinate conversion processing for rotating image information around the coordinate origin, image rotation processing along the sub-scanning direction, and image information along the coordinate axis corresponding to the main scanning direction (width direction). Includes a coordinate transformation process for translating. Furthermore, if necessary, a distortion correction process for expanding or contracting image information is executed in accordance with the expansion amount and the reduction amount along the main scanning direction (width direction) and sub-scanning direction of the drawing area.
その後、ステージ部材110が移動し、基板材料200における描画領域の先端が露光ヘッド120真下の露光位置に達するタイミングに同期して、フレームメモリーに記憶された画像情報を複数ライン分ずつ順次読み出し、その画像情報に基づいて各DMDがオン・オフ制御される。そして、そのDMDにレーザー光が照射されると、DMDがオン状態のときに反射されたレーザー光が、図示しないレンズ系により基板材料200の露光面202上に結像される。
Thereafter, the
このようにして、光源ユニットから出射されたレーザー光が画素毎にオン・オフされることにより、基板材料200の描画領域が、DMDの使用画素数と略同数の画素単位(露光エリア122)で露光される。つまり、ステージ部材110が一定の走査速度で移動されることにより、基板材料200は、そのステージ部材110の移動方向と反対方向に複数のレーザービームで走査・露光され、各露光ヘッド120毎に帯状の露光済み領域204が形成される(図5(A)参照)。
In this way, the laser light emitted from the light source unit is turned on / off for each pixel, so that the drawing area of the
次に、以上のようなレーザー露光装置126へ基板材料200を搬入し、かつレーザー露光装置126から露光済みの基板材料200を排出する基板搬送装置10について説明する。図2に示すように、レーザー露光装置126のステージ部材110の移動する副走査方向と直交する左右両側で、かつステージ部材110の移動方向始端側(ロード・アンロード位置)には、それぞれ搬入部12と排出部14が隣接して配置されている。図2において、基板材料200が右(矢印Rで示す)から搬入され、左(矢印Lで示す)から排出されると仮定すると、右側が搬入部12となり、左側が排出部14となる。この搬入部12が本発明の基板位置決め機構13を備えており、搬入された基板材料200を位置決めして、ステージ部材110に送る。
Next, the
搬入部12、ステージ部材110、排出部14の上方には、そのステージ部材110の移動方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)に、一対の図示しないガイドレールが架設されており、そのガイドレールに、1又は複数(図2では2つ)の走行体30が、移動可能に支持されている。
A pair of guide rails (not shown) are installed above the carry-in
ガイドレール26の隣には、ボールねじ27がガイドレール26と平行に架設されており、走行体30のねじ孔(図示省略)に螺合されている。したがって、走行体30は、駆動モーター38によってボールねじ27が正逆方向に回転することにより、ガイドレール26に沿って主走査方向に往復移動する。
Next to the guide rail 26, a ball screw 27 is installed in parallel with the guide rail 26 and screwed into a screw hole (not shown) of the traveling
走行体30には、吸着ユニット40が昇降自在に取り付けられている。吸着ユニット40には複数の搬送用吸盤48が設けられており、各搬送用吸盤48には、エア吸引用の図示しないチューブが接続されている。そして、このチューブを介して搬送用吸盤48の先端からエアが吸引されることにより、搬送用吸盤48による基板材料200の吸着が可能となる。
An
吸着ユニット40は、昇降機構56によって昇降移動可能となっている。したがって、基板材料200の厚さの変化に柔軟に対応可能である。
The
図5(B)に示すように、搬入部12(基板位置決め機構13)は、基板材料200の搬送路よりも下方に位置するホルダー22を備えている。ホルダー22にはボールねじ23が螺合されており、幅方向移動モーター24によるボールねじ23の回転で基板材料200の幅方向(矢印W方向)へと移動するようになっている。この移動により、後述するように、基板材料200の幅方向の中心を、基板搬送装置10における搬送中心C1に一致させることができる。
As shown in FIG. 5B, the carry-in unit 12 (substrate positioning mechanism 13) includes a
図5(A)に示すように、ホルダー22には、搬入方向に沿って一定間隔をあけて配置された複数の搬送支持ローラ16と、搬送支持ローラ16よりも搬送方向上流側に設けられた導入ローラ18とが備えられている。搬送支持ローラ16及び導入ローラ18は同一の径及び長さとされており、搬送モーター20の回転駆動力を受けて回転する。したがって、搬送支持ローラ16及び導入ローラ18で基板材料200を支持しつつ回転することで、基板材料200を搬送することができる。
As shown in FIG. 5A, the
さらにホルダー22には、図示しない昇降支持部材によって、略平板状の昇降ステージ28が昇降可能に配置されている。昇降ステージ28にはボールねじ29が螺合されており、ステージ昇降モーター32の駆動によって、搬送支持ローラ16に支持された基板材料200に接近する接近位置(たとえば図5(B)参照)と、基板材料200から離間する離間位置(たとえば図14(B)参照)との間を昇降する。また、搬送用吸盤48に対しては、基板材料200を挟んで昇降ステージ28が対向するようになっている。したがって、後述するように、接近位置では、搬送用吸盤48によって押圧された基板材料200が撓んだ場合に、この撓んだ基板材料200が昇降ステージ28に接触して撓みが制限される。また、離間位置では、基板材料200の搬送に支障が出ないように搬送経路から退避している。昇降ステージ28の昇降量は、昇降量センサ31によって検出される。
Furthermore, a substantially
なお、昇降ステージ28には、搬送支持ローラ16及び後述する固定用吸盤34と干渉することなく、これらを回避するように孔部が形成されている。
Note that a hole is formed in the elevating
ホルダー22には、搬送支持ローラ16の間に位置する固定用吸盤34が設けられている。図6に示すように、固定用吸盤34には、フィルタ36及び弁42を介してポンプ44とサイレンサ46とが選択的に接続されている(ポンプ44にもサイレンサ47が接続されている)。弁42の切換によってポンプ44との接続状態とすれば、固定用吸盤34内を吸引して、搬送支持ローラ16に支持された基板材料200を一時的に吸着固定することができる。また、ポンプ44との接続を解除すれば、基板材料200の吸着固定も解除される。
The
搬送支持ローラ16の間(図5(B)では、搬送方向下流側から2番目の搬送支持ローラ16と3番目の搬送支持ローラ16の)間には、基板有無を検知する上流側センサ58が設けられており、基板材料200の有無を検出できるようになっている。
Between the conveyance support rollers 16 (in FIG. 5B, between the second
また、ホルダー22に設けられた中心位置センサ66が、昇降ステージ28のセンサドグ68を検出して、昇降ステージ28の幅方向での位置を検出できるようになっている。
A
搬送支持ローラ16よりも搬送方向下流側には、先端位置決めユニット50が配置されている。先端位置決めユニット50は、幅方向に一定間隔をあけて配置された複数(本実施形態では7つ)のセンサホルダー52と、これらセンサホルダー52を一体的に保持する保持ブロック54と、を有しており、これら複数のセンサホルダー52と保持ブロック54とで、本発明の突き当て部材が構成されている。。保持ブロック54に形成されたねじ孔にはボールねじ59が螺合されており、先端位置決めモーター60によってボールねじ59を回転させることで、先端位置決めユニット50を全体として搬送方向下流側へと所定の移動速度で移動させることができる。
A
図7に詳細に示すように、センサホルダー52は、昇降ステージ28に向かって開放された横U字状に形成されており、その上部52A及び下部52Cに位置決め用センサ62が対向するように取り付けられており、基板材料200の有無を検出することができるようになっている。
As shown in detail in FIG. 7, the
位置決め用センサ62のアパーチャは、搬送される基板材料200と平行な平面で見て円形に形成されており、検出感度に方向性が生じないようになっている。したがって、たとえば搬送方向であっても幅方向であっても同一の感度で基板材料200の有無を検出できる。
The aperture of the
センサホルダー52は、中間部52Bが基板材料200の幅方向に沿って直線状に並ぶように位置調整されて、保持ブロック54に取り付けられている。したがって、たとえば基板材料200が搬送方向に対して傾斜している場合でも、先端位置決めユニット50で基板材料200の先端辺を複数箇所(少なくとも2箇所)押圧することで、この傾斜を矯正して搬送方向に傾きが無いようにすることができる。
The position of the
先端位置決めユニット50の下方には下流側センサ70が配置されており、この下流側センサ70によって、この位置での基板材料200及び先端位置決めユニット50の有無が検出されるようになっている。ここで、あらかじめ図示しない直角冶具を使用し、下流側センサ70で検出した基板材料200のホームポジション位置からこの直角冶具までのパルス数により、複数のセンサホルダー52の幅方向に対する傾き(傾き基準値)が測定されている。
A
なお、本実施形態では7つのセンサホルダー52のうち1つを幅方向の中心に配置し、5つを搬送方向の右側(図面では下側)に、そして残った1つをその反対側に配置している。このようにセンサホルダー52、すなわち位置決め用センサ62を配置することで、必要以上に位置決め用センサ62を多く設けることなく、各種幅の基板材料200に対応してその有無を検出できるようになっている。
In this embodiment, one of the seven
図8に示すように、上流側センサ58、位置決め用センサ62、下流側センサ70、搬送モーター20、ステージ昇降モーター32、先端位置決めモーター60及び吸着ユニット40は、制御装置64に接続されている。制御装置64では、上流側センサ58、位置決め用センサ62での基板材料200の有無情報に基づいて、搬送モーター20、ステージ昇降モーター32、先端位置決めモーター60及び吸着ユニット40を制御する。また、制御装置64では、一定間隔のパルスによって搬送モーター20、ステージ昇降モーター32及び先端位置決めモーター60を所望のタイミングで制御する。
As shown in FIG. 8, the
次に、本実施形態の基板搬送装置10によって基板を位置決めして搬送する工程を、図9に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、搬送される基板材料200のサイズは、作業者からの入力操作、あるいは図示しないセンサでの検出によって、あらかじめ制御装置64に入力されている。また、制御装置64には、たとえば基準板等によって、あらかじめ各位置決め用センサ62の搬送中心C1からのズレ量が固有パラメータとして記憶されている。
Next, the process of positioning and transporting the substrate by the
まず、基板材料200が基板搬送装置10に搬入される前に、ステップ302で、昇降ステージ28を離間位置へと降下させておく(図5(A)及び(B)参照)。さらに、ステップ304で、先端位置決めユニット50を搬送方向上流側へと移動(前進)させておく。
First, before the board |
次に、ステップ306で搬送モータ20を駆動して搬送支持ローラ16を回転させる。搬入された基板材料200は搬送支持ローラ16で支持されつつ搬送される。昇降ステージ28は離間位置にあるので、搬入される基板材料200が不用意に昇降ステージ28に接触することはなく、スムーズに搬入できる。このときの搬送速度は、図10に示すように、たとえば100mm/秒〜250mm/秒とされる。
Next, in
ステップ308では、上流側センサ58で基板材料200の先端が検出されるか否かを判断し、検出された場合(図11(A)及び(B)参照)には、ステップ310で、検出から所定時間(たとえばパルス数a)だけ経過後に、搬送支持ローラ16の回転速度を低下させ始める。これにより、基板材料200の搬送速度も、たとえば20mm/秒〜60mm/秒に減速される。
In
次に、ステップ312でさらに、位置決め用センサ62のいずれか(たとえば幅方向中央の位置決め用センサ62)で基板材料200の先端が検出されるか否かを判断し、検出された場合(図12(A)及び(B)参照)には、ステップ314で、先端位置決めモータ60を駆動して、先端位置決めユニット50を搬送方向下流側へ後退させる。この後退速度は、図10に示すように、たとえば10mm/秒とされる。
Next, in
そして、所定時間経過後(たとえばパルス数b)、ステップ316において、所定位置に先端位置決めユニット50を停止させる。このときの先端位置決めユニット50の後退速度は、基板材料200の搬送速度よりも遅く、且つ後退開始から停止までの間に基板材料200の先端が先端位置決めユニット50(保持ブロック54又はセンサホルダー52の中間部52B)に接触する速度とされている(たとえば10mm/秒)。このように、先端位置決めユニット50を後退させつつ基板材料200の先端を接触させることで、先端位置決めユニット50を停止させた状態で接触させる構成と比較して、先端位置決めユニット50に対する基板材料200の相対速度が小さくなる。これにより、接触時の接触圧が緩和され、基板材料200の変形や損傷が防止される(図13(A)及び(B)参照)。
Then, after elapse of a predetermined time (for example, the number of pulses b), in step 316, the
次に、ステップ318で、先端位置決めユニット50の後退停止から所定時間経過後(たとえばα秒)に搬送モータ20を停止して搬送支持ローラ16の回転を停止させ、基板材料200の搬送も停止する。
Next, in step 318, after a predetermined time has elapsed since the
ステップ320では、弁42をポンプ44に切替えてポンプ44を駆動し、固定用吸盤34で基板材料200を吸着固定する。ただし、この固定は、基板材料200を搬送支持ローラ16等と一体にできれば十分であるため、いわゆる半固定でよい。
In step 320, the
さらに、ステップ322においてステージ昇降モータ32を駆動して、昇降ステージ28を上昇させる(図14(A)及び(B)参照)。昇降ステージ28の上面が、複数の搬送支持ローラ16の外周面のうち上端に位置している部分と略面一になる。したがって、昇降ステージ28の上面は、基板材料200に接触するか、若しくは極めて僅か(たとえば1mm程度)の隙間をあけて対向している。
Further, in
次に、ステップ324で、先端位置決めモータ60を駆動(正転)し、先端位置決めユニット50を所定距離だけ搬送方向上流側へ前進させる(図15(A)及び(B)の二点鎖線で示す先端位置決めユニット50を参照)。これにより、基板材料200は、その先端辺が先端位置決めユニット50(保持ブロック54又はセンサホルダー52の中間部52B)に接触した状態で搬送方向上流側へ押され、所定の位置に位置決めされる。したがって、この段階で、搬送方向での基板材料200の位置合わせ(位置矯正)は終了する。また、基板材料200が搬送方向に対して傾いている場合には、傾きが矯正される。
Next, in
さらに、ステップ326で先端位置決めモータ60を逆転し、先端位置決めユニット50を所定距離だけ搬送方向下流側へ後退させる(図15(A)及び(B)の実線で示す先端位置決めユニット50を参照)。この後退量は、ステップ324での先端位置決めユニット50の先進量よりも長くすることが好ましい。これにより、センサホルダー52の中間部52Bが基板材料200の先端辺から離間する。ただしこの状態でも、位置決め用センサ62は基板材料200の先端辺近傍を検出可能となるように後退量の上限が決められている。
Further, in step 326, the
次に、ステップ328で幅方向移動モーター24を駆動し、昇降ステージ28を幅方向へ移動させる(図16(A)及び(B)参照)。この移動量は、基板材料200のサイズがあらかじめ分かっているので、このサイズ情報から演算した所定の移動量とされる。
Next, in
ステップ330では、この幅方向への移動によって位置決め用センサ62のいずれかにおける基板材料200を検出状態の変化を検出するまで、この幅方向への移動を続ける。すなわち、基板材料200の幅方向への移動によって、位置決め用センサ62のいずれかは、基板材料200を検出しない状態から検出した状態へと変化するので、このような検出状態の変化があれば、幅方向への移動を停止する。この移動に要した時間(パルス数)と移動速度から、幅方向への移動距離(実測値)が分かる。
In
ここで、制御装置64には、各位置決め用センサ62の搬送中心C1からのズレ量が固有パラメータとして記憶されている。ステップ332では、あらかじめ分かっている基板材料200の幅と、ステップ33で得られた基板材料200の幅方向への移動距離(検出パルス数)を基に、昇降ステージ28の幅方向のホームポジション(中心位置センサ66で検出される)からのズレ量を演算する。
Here, the
ステップ334では、この演算されたズレ量に基づいて幅方向移動モーター24を所定時間だけ駆動し、基板材料200をズレ量の1/2だけ移動させて、幅方向の中心を搬送中心C1に一致させる(図17(A)及び(B)参照)。
In
ステップ336では、先端位置決めモータ60を逆転させて先端位置決めユニット50を搬送方向下流側へ後退させる(図18(A)及び(B)参照)。先端位置決めユニット50の後退中に、ステップ338において、基板材料200の搬送方向に対する傾き量を演算する。すなわち、後退中に位置決め用センサ62で基板材料200の検出状態をモニターする。ここで、たとえば基板材料200が搬送方向に対して傾いている場合には、位置決め用センサ62において基板材料200の検出状態が変化するタイミング(位置決め用センサ62がオフになるパルス数)に差が生じる。そして、この時間差を基に、あらかじめ図示ない直角冶具で測定しておいた前述の傾き基準値と比較することで、基板材料200の傾き量が分かる。
In
ステップ340では、演算した基板材料200の傾き量が臨界値を超えているか否かを判断し、超えている場合には、ステップ342で、図示しない報知手段によってその旨を報知する。なお、報知手段による報知に代えて(あるいは並行して)基板材料200の傾き量を矯正するようにリトライしたり、あるいは基板材料200を基板搬送装置10の外部へ排出する処理を行ってもよい。
In
基板材料200の傾き量が臨界値を超えていない場合には、ステップ344で、先端位置決めモータ60を駆動停止し、先端位置決めユニット50の後退を停止する。この後退量は、基板材料200がセンサホルダー52の上部52Aと下部52Cの間から完全に抜け出る後退量とされる。したがって、後工程で基板材料200を上昇させるときに、基板材料200がセンサホルダー52に接触することはない。
If the amount of inclination of the
そして、ステップ346で吸着ユニット40を駆動し、搬送用吸盤48を基板材料200に接触させて吸引する。これと同時に、ポンプ44を駆動停止すると共に弁42をサイレンサ46に接続して、基板材料200の固定用吸盤34による仮固定を解除する(図20(A)及び(B)参照)。
In step 346, the
搬送用吸盤48が基板材料200に接触すると、基板材料200は局所的に押圧されて撓もうとする。しかし、基板材料200を挟んで搬送用吸盤48と対向する位置には昇降ステージ28が位置しているので、この撓みが制限され、基板材料200が略平面状に維持される。このため、搬送用吸盤48と基板材料200との密着状態が維持され、確実に吸着することができる。このように吸着した状態で、吸着ユニット40は基板材料200を昇降ステージ28上からステージ部材110上へ移動させる(図21(A)及び(B)参照)。
When the
以上により、本実施形態の基板搬送装置10において、1枚の基板材料200を位置決めして搬送する一連の工程が終了する。
Thus, a series of steps for positioning and transporting one
上記の説明から分かるように、本実施形態では、基板材料200を搬入して先端位置決めユニット50で位置決めするときに、先端位置決めユニット50を後退させながら基板材料200が接触するようにしている。このため、先端位置決めユニット50を停止させた状態で基板材料200を接触させる構成と比較して、基板材料200の先端(先端位置決めユニット50への接触部分)の変形や損傷を防止できる。特に、厚みの薄い基板材料200であっても変形や損傷を防止して位置決めできる。先端位置決めユニット50を後退させるだけなので、簡単な構成で済む。
As can be seen from the above description, in this embodiment, when the
なお、上記の先端位置決めユニット50に代えて、たとえば複数の突き当てピンが幅方向に沿って配置された構成でもよい。
Instead of the
10 基板搬送装置
12 搬入部
13 基板位置決め機構
14 排出部
16 搬送支持ローラ
18 導入ローラ
20 搬送モーター
22 ホルダー
24 幅方向移動モーター
26 ガイドレール
28 昇降ステージ
30 走行体
32 ステージ昇降モーター
34 固定用吸盤
36 フィルタ
38 駆動モーター
40 吸着ユニット
42 弁
44 ポンプ
46 サイレンサ
48 搬送用吸盤
50 先端位置決めユニット
52 センサホルダー
52A 上部
52B 中間部
52C 下部
54 保持ブロック
56 昇降機構
58 上流側センサ
60 先端位置決めモーター
62 位置決め用センサ(検出手段)
64 制御装置
66 中心位置センサ
68 センサドグ
70 下流側センサ
92 ドア
100 画像形成装置
102 支持基台
104 防振ゴム
106 ガイドレール
108 ガイド部材
110 ステージ部材
114 駆動モーター
116 支持ゲート
118 カメラ
120 露光ヘッド
122 露光エリア
124 露光部
126 レーザー露光装置
200 基板材料
202 露光面
204 露光済み領域
F 搬送方向
W 幅方向
DESCRIPTION OF
64
Claims (12)
前記突き当て部材を、基板の搬入速度よりも遅い速度で搬入と同じ向きに移動させる移動手段と、
を有することを特徴とする基板位置決め機構。 An abutment member against which the tip of the substrate carried in along a predetermined carry-in direction is abutted;
Moving means for moving the abutting member in the same direction as loading at a speed slower than the loading speed of the substrate;
A substrate positioning mechanism comprising:
を有することを特徴とする請求項1に記載の基板位置決め機構。 Drive means for driving the moving means at a timing when the substrate is abutted against the abutting member being moved;
The substrate positioning mechanism according to claim 1, wherein:
前記検出手段によって基板が検出された後で移動手段を制御して突き当て部材を移動させる制御手段と、
を有することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の基板位置決め機構。 Detection means provided on the upstream side of the abutting member in the loading direction to detect the substrate;
Control means for moving the abutting member by controlling the moving means after the substrate is detected by the detecting means;
The substrate positioning mechanism according to claim 1, wherein the substrate positioning mechanism is provided.
前記移動手段によって前記突き当て部材を基板の搬入速度よりも遅い速度で搬入と同じ向きに移動させながら、基板の先端を突き当て部材に突き当てることを特徴とする基板位置決め方法。 A substrate positioning method for positioning a substrate at a predetermined position using the substrate positioning mechanism according to any one of claims 1 to 4,
A substrate positioning method, wherein the abutting member is abutted against the abutting member while the abutting member is moved in the same direction as the carry-in by the moving means at a speed slower than the carrying-in speed of the substrate.
前記駆動手段が、前記突き当て部材への基板の突き当て後に突き当て部材の移動を停止することを特徴とする基板位置決め方法。 The substrate positioning method according to claim 5, wherein the substrate positioning mechanism according to claim 2 is used.
The substrate positioning method, wherein the driving means stops the movement of the abutting member after the substrate is abutted against the abutting member.
基板の先端を突き当て部材に突き当てるときに、基板に対し幅方向の少なくとも2箇所で基板の搬入方向端辺に接触させて突き当てることを特徴とする基板位置決め方法。 The substrate positioning method according to claim 6, wherein the substrate positioning mechanism according to claim 3 is used.
A substrate positioning method, wherein when a front end of a substrate is abutted against an abutting member, the substrate is brought into contact with and abutted against at least two positions in the width direction with respect to the substrate.
前記検出手段によって基板の存在が検出された後、前記移動手段による前記突き当て部材の移動を開始することを特徴とする基板位置決め方法。 A substrate positioning method according to any one of claims 5 to 8, wherein the substrate positioning mechanism according to claim 4 is used.
After the presence of the substrate is detected by the detection means, the movement of the abutting member by the moving means is started.
前記基板位置決め機構によって位置決めされた基板を吸着してステージ部へ搬送する吸着ユニットと、
を有することを特徴とする基板搬送装置。 The substrate positioning mechanism according to any one of claims 1 to 4,
A suction unit for sucking and transporting the substrate positioned by the substrate positioning mechanism to the stage unit;
A substrate transfer apparatus comprising:
前記ステージ部に載置された基板の描画領域を露光し、この描画領域に画像を形成する露光装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 The substrate transfer apparatus according to claim 10,
An exposure apparatus that exposes a drawing area of the substrate placed on the stage unit and forms an image in the drawing area;
An image forming apparatus comprising:
を備え、
前記露光装置が、前記ステージ部に載置された基板の描画領域を画像情報に基づいて変調された光ビームにより露光し、この描画領域に画像を形成する、
ことを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。 A moving mechanism for moving the stage unit along a predetermined transport path;
With
The exposure apparatus exposes a drawing region of the substrate placed on the stage unit with a light beam modulated based on image information, and forms an image in the drawing region;
The image forming apparatus according to claim 11.
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