JP2004223658A - 異物除去装置および異物除去方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】水平に配置された載置台と、載置台の上方に配置されて研磨テープ20を連続的に移送するテープ移送機構と、上下動可能に配置されて研磨テープ20の裏面を載置台の方向に押圧し研磨テープ20を介して載置台に載せられた対象物11に付着する異物Aを除去する研磨ヘッド21とが備えられている異物除去装置において、テープ移送機構に研磨ヘッド21が接触する研磨テープ20の中間部裏面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段を備えさせる。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー液晶パネルを構成するカラーフィルター基板から異物を除去する際に好適に用いられる異物除去装置および異物除去方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、カラーフィルター基板を製造する際に、カラーフィルター基板が平滑であることが要求されている。これは、カラー液晶パネルの分光特性、耐熱性、耐薬品性等の特性に大きく影響するためであり、カラーフィルター基板に付着した塵、髪の毛、手垢、または溶剤や金属片等の異物はできる限り除去しなければならない。このため、近年、カラーフィルター基板に付着した異物を除去しカラーフィルター基板を平滑にする装置が提供されている。
【0003】
この装置は、カラーフィルター基板を載せる載置台と、研磨テープを連続移送させるととも研磨テープの中間部(異物除去部)を受圧ロールで押圧して載置台の方向に突出させるテープ移送機構と、載置台を前後左右に移動させる移動機構と、異物除去部がカラーフィルター基板上の異物に対向する位置に載置台を移動させるように前記移動機構を制御する移動制御部とを具備している装置である。この装置によれば、研磨テープの異物除去部はカラーフィルター基板上の異物に局部的に圧接され、カラーフィルター基板上の異物は研磨テープの研磨作用により除去される。これによって、異物が存在する特定の部分のみを研磨してその他の部分には影響を与えず、精度の高い研磨をすることができる(例えば、特許文献1参照。)。
【0004】
【特許文献1】
特開平6−198554号公報 (第3−4頁、第1図)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の装置によると、受圧ロールと研磨テープとが互いに擦れ合うため、受圧ロールまたは研磨テープのうちの少なくとも一方が微少に削れる。このとき生じる削り粕が、受圧ロール手前の研磨テープの裏面上や受圧ロールと研磨テープとの間等に残留する。この削り粕は極めて微小なため少量ではそれほどの影響はないが、従来の装置を長期間使用すると、削り粕は受圧ロール手前の研磨テープの裏面上や受圧ロールと研磨テープとの間に蓄積され、削り粕は大きな塊の塵となる。受圧ロール手前の研磨テープの裏面上で形成された塵は、受圧ロールと研磨テープとの入隅に挟み込まれるため、研磨位置と受圧ロールの中心とにずれが生じ、効率良く異物を研磨することができないという問題が存在する。また、受圧ロールと研磨テープとの間に形成された塵は、研磨テープを所定の位置より下方に位置させるため、過研磨状態の原因になり、カラーフィルター基板を平滑にすることができないという問題が存在する。
【0006】
本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、研磨テープを押圧する面と研磨テープとの擦れにより生じる削り粕を減少させることで、研磨位置のずれや過研磨状態となるのを防止することができる異物除去装置および異物除去方法を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明は、水平に配置された載置台と、該載置台の上方に配置され、研磨テープを連続的に移送するテープ移送機構と、上下動可能に配置され、前記研磨テープの裏面を前記載置台の方向に押圧して、前記研磨テープを介して前記載置台に載せられた対象物に付着する異物を除去する研磨ヘッドとが備えられている異物除去装置において、前記テープ移送機構には、前記研磨ヘッドが接触する前記研磨テープの中間部裏面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段が備えられていることを特徴としている。
【0008】
請求項5記載の発明は、水平に配置された載置台の上に対象物を載せ、該対象物の上方に配置されたテープ移送機構に研磨テープを取り付け、且つ該研磨テープを連続的に移送し、前記研磨テープの中間部を前記対象物の方向に前記研磨ヘッドで押圧して、前記研磨テープの表面を前記対象物に付着する異物に当接させて該異物を除去する異物除去方法において、前記研磨ヘッドが接触する前記研磨テープの裏面に、潤滑剤を塗布することを特徴としている。
【0009】
このような特徴により、テープ移送機構によって連続的に移送される研磨テープと研磨テープを押圧する研磨ヘッドとが擦れて生じる摩擦力は、研磨テープの裏面に塗布された潤滑剤によって減少される。
【0010】
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の異物除去装置において、前記潤滑剤塗布手段には、前記潤滑剤が浸透され前記研磨ヘッドより手前の前記研磨テープの裏面に当接される被浸透性部材が備えられていることを特徴としている。
【0011】
このような特徴により、研磨テープの裏面には、研磨ヘッドが接触する直前に潤滑剤が塗布され、研磨テープと研磨ヘッドとが擦れて生じる摩擦力は減少される。
【0012】
請求項3記載の発明は、請求項2に記載の異物除去装置において、前記潤滑剤塗布手段には、前記被浸透性部材に前記潤滑剤を定期的に供給する潤滑剤供給部が備えられていることを特徴としている。
【0013】
このような特徴により、研磨テープの裏面に潤滑剤を塗布する被浸透性部材には、常に潤滑剤が浸透した状態になる。
【0014】
請求項4記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載の異物除去装置において、前記潤滑剤には、少なくとも鉱油と合成炭化水素とブタンとが含有されていることを特徴としている。
【0015】
このような特徴により、潤滑剤は時間の経過により気化するため、研磨テープに潤滑剤の残留が溜まるのを軽減される。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る異物除去装置および異物除去方法の実施の形態について、図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、図1における横方向をX軸として、縦方向をY軸とするとともに、図2、図3における横方向をX軸として、縦方向をZ軸とする。
【0017】
図1、図2に示すように、架台1の上方には矩形の定盤2が設けられており、定盤2の上面中央部には上面がガラス板で形成されている載置台3が水平に設けられている。載置台3の両側方には角形のY軸ガイドレール4が定盤2の外縁に沿って二本平行に設けられており、二本のY軸ガイドレール4は定盤2の上面にそれぞれ固定されている。二本のY軸ガイドレール4には、リニアモーター5yによってY軸ガイドレール4上を摺動するY軸摺動部材6がそれぞれ嵌合されている。二つのY軸摺動部材6の間には、重り用ガイドレール7と断面形状が角形のX軸ガイドレール8とがそれぞれ平行に架設されている。
【0018】
重り用ガイドレール7には、重り用ガイドレール7上を摺動する重り9が取り付けられており、X軸ガイドレール8には、X軸ガイドレール8に沿って摺動するX軸摺動部材10が設けられている。X軸摺動部材10は、X軸ガイドレール8が挿通された中空四角柱形のものであり、X軸摺動部材10の一側面(図1における下側)には、載置台3上に載せられたカラーフィルター基板等の対象物11上の位置を測定する測定手段12と、載置台3上に載せられた対象物11上の異物Aを除去する異物除去手段13とがそれぞれ付設されている。また、X軸摺動部材10の他側面(図1における上側)には、X軸摺動部材10を移動させるためのリニアモーターコイル14、及びX軸ガイドレール8と平行に設けられているリニアモーターマグネット15から構成されるリニアモーター5xが設けられている。なお、図1に示すように、重り9はX軸摺動部材10と対称的(図1における黒塗り矢印方向)に移動し、X軸ガイドレール8の重心は常に中央に位置するため、二つのY軸摺動部材6にかかる荷重は均等に保たれる。
【0019】
図2に示すように、測定手段12は、対象物11の表面を拡大する顕微鏡16と、顕微鏡16でとらえた対象物11の光を電気信号に変えて記録するCCDカメラ17と、対象物11に光を当てる透過照明部18aと顕微鏡16の近傍から投光する照明部18bとから構成されている。顕微鏡16はX軸摺動部材10の一側面に鉛直に固定されており、顕微鏡16の上方にはCCDカメラ17が取り付けられている。透過照明部18aは載置台3の下方に顕微鏡16の移動に同期して移動され、常に顕微鏡16と対向する位置に配置されている。また、測定手段12は、図示せぬモーターによってZ方向に移動可能にされている。
【0020】
図3に示すように、異物除去手段13には、二つの中空円筒形状のカラー19の間に跨って設けられている帯状の研磨テープ20と、二つのカラー19の間に設けられている上下動可能な先端が半球状である棒状の研磨ヘッド21とが備えられている。研磨テープ20の両端は二つのカラー19にそれぞれロール状に巻装されており、研磨テープ20は二つのカラー19の間で巻張されている。図3において右側には送り出し用のカラー19が設けられており、左側には巻き取り用のカラー19が設けられている。また、巻張されている研磨テープ20の中間部裏面は研磨ヘッド21によって下方に押圧されており、研磨ヘッド21の下端部を折り返し点として折り返されている。また、異物除去手段13は、図示せぬモーターによってZ方向に移動可能にされている。
【0021】
カラー19の両端面には対向する二枚の円形状のカバープレート22がそれぞれ設けられており、送り出し用のカラー19の中には軸端に図示せぬエンコーダーが取り付けられた回転自在の軸ロッド23aが挿通され、巻き取り用のカラー19の中には図示せぬモーターが設けられている軸ロッド23bとが挿通されており、また、研磨ヘッド21の両側方には、巻張されている研磨テープ20の表面に接触するローラー24が回転自在にそれぞれ設けられており、二つのローラー24は研磨テープ20が巻き取り用のカラー19に巻き取られることにより白抜き矢印の方向に回転させられる。二つのカラー19と、二つのカラー19の両端面にそれぞれ設けられているカバープレート22と、二つのカラー19に巻装されている研磨テープ20とはユニット化されている。
【0022】
図3、図4に示すように、図3における右側の研磨テープ20の中間部裏面には、潤滑剤が浸透されている布材等からなる被浸透性部材25が当接されており、被浸透性部材25は外殻26に設けられた図示せぬ貫通孔の中に挿通されている。被浸透性部材25の上方には、潤滑剤を貯留する中空円筒形の潤滑剤貯留容器27が配置され、潤滑剤貯留容器27の下端と被浸透性部材25の上端とは、円錐形の筒部材28を介して連通されている。潤滑剤貯留容器27と円錐形の筒部材28とにより、被浸透性部材25に潤滑剤を定期的に供給する潤滑剤供給部29が構成されている。
【0023】
一方、図3に示すように、研磨ヘッド21の両側には、対象物11上の異物Aを探知するとともに異物Aの高さを測定する左右一対のセンサー30がそれぞれ設けられている。一方(図3において右側)のセンサー30により研磨前の異物Aの高さは測定され、他方のセンサー30により研磨後の異物Aの高さは測定される。センサー30には、研磨ヘッド21の両側に鉛直に配置されて下端が対象物11の表面上を摺動する感知レバー31が備えられており、感知レバー31に異物Aが当接すると基板等の対象物11に鉛直上方に押され、その信号が図示せぬ制御盤に伝達される。図示せぬ制御盤は、前述したCCDカメラ17および図示せぬモーターにそれぞれ接続されている。
【0024】
なお、研磨テープ20を連続的に移送するテープ移送機構は、二つのカラー19に両端がそれぞれ巻装された研磨テープ20の中間部にローラー24を接触させ、巻き取り用の軸ロッド23bを回転させることで研磨テープ20を移送する構成からなっている。また、潤滑剤を研磨テープ20の中間部裏面に塗布する潤滑剤塗布手段は、連続的に移送される研磨テープ20の中間部裏面に潤滑剤が浸透した被浸透性部材25を当接させて潤滑剤を塗布する構成からなっている。
【0025】
次に、上記した構成からなる異物除去装置による異物除去方法について説明する。
【0026】
まず、図1、図2、図3に示すように、水平が保たれている載置台3の上に対象物11を載せる。このとき、対象物11の水平を確保する。また、研磨ヘッド21をローラー24より上方に移動させ、二つの軸ロッド23a、23bにカラー19をそれぞれ挿通し、ユニット化されたカラー19とカバープレート22と研磨テープ20とをセットする。その後、研磨ヘッド21を下方に移動させて対象物11に当接する手前に配置する。研磨ヘッド21は、研磨テープ20の中間部裏面を押圧し、研磨テープ20を折り返して下方に突出させる。上記した状態で異物除去手段13を待機させる。
【0027】
次に、図1、図2に示すように、リニアモーター5yを駆動させてY軸摺動部材6をY軸方向に移動させる。二つのY軸摺動部材6は同期しながら同じ方向に移動し、二つのY軸摺動部材6の間に架設されたX軸ガイドレール8はY軸方向に移動する。X軸ガイドレール8に設けられたX軸摺動部材10はY軸方向に移動し、X軸摺動部材10に設けられた測定手段12と異物除去手段13とをY軸方向に移動させる。また、リニアモーター5xによってX軸摺動部材10はX軸方向に移動し、X軸摺動部材10に設けられた測定手段12と異物除去手段13とをX軸方向に移動させる。
【0028】
リニアモーター5xおよびリニアモーター5yによって測定手段12を異物Aの上方に移動させ、測定手段12で当該異物Aが確認された後に、リニアモーター5xとリニアモーター5yによって異物除去手段13の感知レバー31が当該異物Aの近傍のZ方向上方に位置するように異物除去手段13を移動させる。その後異物除去手段13は、図示せぬモーターによって感知レバー31の下端が対象物11に当接するまでZ方向に降下する。その位置から、異物除去手段13をリニアモーター5xによってX軸方向に水平移動させ、感知レバー31によって異物Aの高さを測定する。その後研磨ヘッド21が、リニアモーター5xとリニアモーター5yによって異物Aの直上に移動し、図示せぬモーターによって所定の高さまで降下する。
【0029】
図3に示すように、一方(図3における右側)の感知レバー31が対象物11の表面上の異物Aに接触すると、その情報を図示せぬ制御盤に伝達する。図示せぬ制御盤は図示せぬモーターを駆動させるとともに、研磨ヘッド21を下方に移動させる。図示せぬモーターが駆動すると、巻き取り用の軸ロッド23bは回転し、巻き取り用のカラー19に巻装された研磨テープ20は巻取方向に回転し、ローラー24に接触している研磨テープ20は破線矢印の方向に移動する。この際、送り出し用の軸ロッド23aに取り付けられた研磨テープ20の図示せぬ外径測定センサーによって検出された当該外径に基づき、送り出し用の軸ロッド23aの図示せぬエンコーダーから検出される軸ロッド23aの回転数より、研磨テープ20の移送スピードが一定となるように巻き取り用の軸ロッド23bに設けられた図示せぬモーターが制御される。なお、前記外径測定センサーの代わりに軸ロッド23aの回転数、研磨テープ20の厚さ及び初期研磨テープ20の外径から、研磨テープ20の使用量を計算し、使用中の研磨テープ20の外径を算出し、その外径に基づき巻き取り用の軸ロッド23bに設けられた図示せぬモーターの制御をしてもよい。また、研磨ヘッド21が下方に移動すると、研磨ヘッド21の下端に折り返された研磨テープ20は異物Aに当接する。研磨テープ20は移送されるとともに異物Aに当接されて対象物11上の異物Aを研磨する。なお、このとき研磨ヘッド21をX軸方向に微小に揺動させてもよい。
【0030】
異物Aを研磨した後に、X軸摺動部材10を移動させ、他方(図3における左側)の感知レバー31によって研磨後の異物Aの高さを測定する。異物Aが適当な高さまで研磨されていなければX軸摺動部材10を戻して、再び研磨テープ20を移送するとともに研磨ヘッド21で押圧して異物Aを研磨する。この作業を繰り返すことで異物Aを完全に除去する。
【0031】
一方、図3、図4に示すように、潤滑剤貯留容器27に貯留されている潤滑剤は筒部材28から被浸透性部材25内に浸透する。被浸透性部材25の下端まで浸透した潤滑剤は、被浸透性部材25の下端に当接している研磨テープ20の裏面に付着する。潤滑剤には、鉱油と合成炭化水素とブタンとが含有されている防錆潤滑剤を使用している。
【0032】
以上のような構成からなる異物除去装置および異物除去方法によると、潤滑剤が浸透した被浸透性部材25を研磨テープ20の中間部裏面に当接させることで潤滑剤を塗布しているため、連続的に移送される研磨テープ20と研磨テープ20を押圧する研磨ヘッド21とが擦れて生じる摩擦力は減少する。これによって、研磨テープ20と研磨ヘッド21との擦れにより生じる削り粕は減少し、削り粕によって生じる塵が研磨ヘッド21と研磨テープ20との入り隅(研磨ヘッド21と研磨テープ20との成す角部分)に蓄積されることや、研磨ヘッド21と研磨テープ20との隙間に挟み込まれることがなく、研磨位置のずれや過研磨状態を防止することができる。
【0033】
また、被浸透性部材25には潤滑剤供給部29が備えられているため、研磨テープの裏面に潤滑剤を塗布する被浸透性部材25には、常に潤滑剤が浸透した状態になる。これによって、連続的に移送される研磨テープ20の中間部裏面に切れ目なく潤滑剤を塗布することができる。
【0034】
さらに、潤滑剤には、鉱油と合成炭化水素とブタンとが含有されている防錆潤滑剤を使用しているため、研磨テープ20に塗布された潤滑剤は時間の経過により気化し、研磨テープ20に残留する潤滑剤が減少する。これによって、潤滑剤によって装置が汚れることはなく、メンテナンスの手間が軽減できる。
【0035】
以上、本発明に係る異物除去装置および異物除去方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では被浸透性部材25には潤滑剤供給部29が備えられているが、本発明は予め潤滑剤が浸透された被浸透性部材25を使用し、潤滑剤が出なくなったら取り替えるものでもよい。なお、被浸透性部材25には布材のほか、綿やスポンジ等でもよい。
【0036】
また、本実施の形態では、潤滑剤には鉱油と合成炭化水素とブタンとを含有する防錆潤滑剤が使用されているが、本発明は上記した潤滑剤に限定されるものではなく、潤滑剤の種類を問わず使用することができる。
【0037】
また、本実施の形態では巻き取り用の軸ロッド23bに図示せぬモーターが設けられ、軸ロッド23bを回転させることで研磨テープ20を移送させているが、本発明はローラー24に図示せぬモーターを設け、ローラー24を白抜き矢印方向に回転させることでローラー24に接触した研磨テープ20を破線矢印方向に移送させてもよい。さらに、軸ロッド23bとローラー24との双方に図示せぬモーターを設けて、研磨テープ20を移送させてもよい。
【0038】
また、本実施の形態では接触式のセンサー30によって対象物11上の異物Aの高さを測定しているが、非接触式のセンサーによって異物Aの高さを測定してもよい。
【0039】
【発明の効果】
本発明にかかる異物除去装置および異物除去方法によると、研磨ヘッドと擦れ合う研磨テープの中間部裏面に潤滑剤が塗布されるため、研磨ヘッドと研磨テープとの摩擦は軽減されて削り粕の量が減少し、研磨ヘッドと研磨テープとの間に削り粕の塊(塵)が溜まることはなく、研磨位置のずれや過研磨状態になることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る異物除去装置および異物除去方法を説明する平面図である。
【図2】本発明に係る異物除去装置および異物除去方法を説明する正面図である。
【図3】本発明に係る異物除去装置および異物除去方法を説明する部分図である。
【図4】本発明に係る異物除去装置および異物除去方法を説明する部分詳細図である。
【符号の説明】
3 載置台
11 対象物
20 研磨テープ
21 研磨ヘッド
25 被浸透性部材
29 潤滑剤供給部
A 異物
Claims (5)
- 水平に配置された載置台と、
該載置台の上方に配置され、研磨テープを連続的に移送するテープ移送機構と、
上下動可能に配置され、前記研磨テープの中間部裏面を前記載置台の方向に押圧して、前記研磨テープを介して前記載置台に載せられた対象物に付着する異物を除去する研磨ヘッドとが備えられている異物除去装置において、
前記テープ移送機構には、前記研磨ヘッドが接触する前記研磨テープの裏面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段が備えられていることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1に記載の異物除去装置において、
前記潤滑剤塗布手段には、前記潤滑剤が浸透され前記研磨ヘッドより手前の前記研磨テープの裏面に当接される被浸透性部材が備えられていることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項2に記載の異物除去装置において、
前記潤滑剤塗布手段には、前記被浸透性部材に前記潤滑剤を定期的に供給する潤滑剤供給部が備えられていることを特徴とする異物除去装置。 - 請求項1から3のいずれかに記載の異物除去装置において、前記潤滑剤には、少なくとも鉱油と合成炭化水素とブタンとが含有されていることを特徴とする異物除去装置。
- 水平に配置された載置台の上に対象物を載せ、
該対象物の上方に配置されたテープ移送機構に研磨テープを取り付け、且つ該研磨テープを連続的に移送し、
前記研磨テープの中間部を前記対象物の方向に前記研磨ヘッドで押圧して、前記研磨テープの表面を前記対象物に付着する異物に当接させて該異物を除去する異物除去方法において、
前記研磨ヘッドが接触する前記研磨テープの裏面に、潤滑剤を塗布することを特徴とする異物除去方法。
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