JP2006058782A - 基板吸着機構、基板吸着方法、基板搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吸着時の基板の撓みを制限して吸着可能な基板吸着機構及び基板吸着方法と、この基板吸着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。
【解決手段】 搬送用吸盤４８に対して基板材料２００を挟んで対向するように昇降ステージ２８が配置される。搬送用吸盤４８が基板材料２００に接触して基板材料２００は局所的に押圧されて撓もうしても、昇降ステージ２８によって撓みが制限される。基板材料２００が略平面状に維持されるため、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。
【選択図】 図５

Description

本発明は、基板吸着機構、基板吸着方法、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吸着する基板吸着機構及び基板吸着方法と、この基板吸着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。

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。

ステージ上には、たとえば特許文献１に記載されているような予備吸着機構によって基板を吸着して搬送することができる。

ところが、基板を吸着ための吸盤からの押圧力で、吸着時に基板が撓んでしまうと、基板と吸盤との間に隙間が生じ、吸着力が低下することがある。
特開２００３−２２９４７０号公報

本発明は上記事実を考慮し、吸着時の基板の撓みを制限して吸着可能な基板吸着機構及び基板吸着方法と、この基板吸着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。

請求項１に記載の発明では、基板を支持した状態で回転して搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラに支持された基板を搬送ローラと反対側から吸着する吸着部材と、前記基板をはさんで前記吸着部材と対向して配置可能とされ、基板に接触して撓みを制限する撓み制限部材と、を有することを特徴とする。

この基板吸着機構では、たとえば、請求項６に記載の基板吸着方法で基板を吸着することができる。

すなわち、搬送ローラによって搬送された基板が、この搬送ローラ上に支持された状態で、撓み制限部材を、基板をはさんで前記吸着部材と対向して配置しておく。ここで、吸着部材によって基板を吸着すると、吸着部材によって基板は押圧されるが、その反対側から撓み制限部材が基板に接触して、撓みを制限している。このため、吸着時の基板の撓みが制限されるので、基板と吸着部材との間に隙間が生じず、吸着力を維持できる。

請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記吸着部材が複数設けられ、前記撓み制限部材が複数の前記吸着部材の各々に対応する位置に配置されていることを特徴とする。

複数の吸着部材が設けられているので、より強く基板を吸着できる。また、このように複数の吸着部材を備えた構成であっても、撓み制限部材が複数の吸着部材の各々に対応する位置に配置されているので、基板の撓みを確実に制限できる。

なお、請求項１又は請求項２の撓み制限部材は、請求項３に基材のように、吸着部材が基板を押圧したときに基板の撓みを制限可能な位置に配置すればよい。

請求項４に記載の発明では、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の発明において、前記撓み制限部材が、前記基板に接近して撓みを防止可能な接近位置と、基板から離間した離間位置との間を移動可能とされていることを特徴とする。

この基板吸着機構では、たとえば、請求項７に記載の基板吸着方法で基板を吸着することができる。

すなわち、少なくとも搬送ローラによる基板の搬送時には撓み制限部材を離間位置へと移動させておくと、搬送時に基板が撓み制限部材に不用意に接触せず、スムーズに搬送できる。吸着時にはもちろん、撓み制限部材は接近位置へと移動される。

請求項５に記載の発明では、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明において、前記撓み制限部材が、板状に形成されると共に前記搬送ローラを回避する孔部が形成された撓み制限板、とされていることを特徴とする。

撓み制限部材を板状に形成することで、基板を平面状に支持して湾曲を防止できる。また、孔部によって搬送ローラが回避されるので、撓み制限板と搬送ローラとの干渉も防止できる。撓み制限部材を１枚の撓み制限板で構成することも可能であり、これにより部品点数を少なくすることができる。

請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の基板吸着機構を備え、前記基板を吸着した吸着部材をステージ部へ搬送する吸着ユニット、を有することを特徴とする。

請求項１〜請求項５のいずれか１項に基材の基板吸着機構を備えているので、吸着時の基板の撓みを制限して、吸着力を維持できる。

そして、この基板を吸着した吸着部材を吸着ユニットでステージ部へ搬送することができる。

請求項９に記載の発明では、請求項８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。

この画像形成装置を構成する請求項８に記載の基板搬送装置は、請求項１〜請求項５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、基板の搬入方向の位置と幅方向の位置の双方を検出できる。

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。

請求項１０に記載の発明では、請求項９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。

本発明は上記構成としたので、吸着時の基板の撓みを制限して吸着できる。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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が本発明の基板吸着機構１３を備えており、搬入された基板材料２００を吸着保持して、ステージ部材１１０に送る。

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。

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。

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。

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。

図５（Ｂ）に示すように、搬入部１２（基板吸着機構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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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）。

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。

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。

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。

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）。

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）。

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。

上記の説明から分かるように、本実施形態では、搬送用吸盤４８による吸着時に、基板材料２００を挟んで搬送用吸盤４８と反対側に昇降ステージ２８が位置するようにし、搬送用吸盤４８で押圧された基板材料２００の局所的な湾曲を制限している。基板材料２００と搬送用吸盤４８との間に隙間が生じないので、搬送用吸盤４８の吸着力を高く維持できる。

なお、基板材料２００の湾曲を制限するためには、たとえば、搬送用吸盤４８と基板材料２００を挟んで対向する位置のそれぞれに分割して、複数の撓み制限部材を配置してもよいが、本実施形態のように１枚の昇降ステージ２８で構成すると、部品点数が少なくなると共に、構造も簡単になる。

また、昇降ステージ２８は、必ずしも接近位置と離間位置との間を移動可能とされている必要はなく、常に接近位置にあってもよいが、離間位置へ移動可能とすると、搬送中の基板材料２００との不用意な接触等を防止でき、好ましい。

本発明の第１実施形態の画像形成装置を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置において基板搬送装置の内部露出状態で示す斜視図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置のレーザー露光装置を内部露出状態で示す斜視図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係るレーザー露光装置での露光領域を示す説明図であり、（Ｂ）はこのレーザー露光装置の配列パターンを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置の概略構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置の基板半固定機構を示す概略ブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置の位置決め用センサーが取り付けられたセンサホルダーを示す斜視図である。る。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置の制御ブロックを示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置での基板位置決め・搬送シーケンスを示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置での基板と先端位置決めユニットの速度を示すタイミングチャートである。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る基板搬送装置において基板を位置決めし搬送する工程を示す平面図である。

符号の説明

１０ 基板搬送装置
１２ 搬入部
１３ 基板吸着機構
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
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

Claims (10)

1. 基板を支持した状態で回転して搬送する搬送ローラと、
   前記搬送ローラに支持された基板を搬送ローラと反対側から吸着する吸着部材と、
   前記基板をはさんで前記吸着部材と対向して配置可能とされ、基板に接触して撓みを制限する撓み制限部材と、
   を有することを特徴とする基板吸着機構。
2. 前記吸着部材が複数設けられ、
   前記撓み制限部材が複数の前記吸着部材の各々に対応する位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の基板吸着機構。
3. 前記撓み制限部材が、前記吸着部材が基板を押圧したときに基板の撓みを制限可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板吸着機構。
4. 前記撓み制限部材が、前記基板に接近して撓みを防止可能な接近位置と、基板から離間した離間位置との間を移動可能とされていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の基板吸着機構。
5. 前記撓み制限部材が、板状に形成されると共に前記搬送ローラを回避する孔部が形成された撓み制限板、とされていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の基板吸着機構。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の基板吸着機構を用いて基板を所定位置に位置決めする基板吸着方法であって、
   前記搬送ローラによって基板を支持した状態で前記撓み制限部材を基板をはさんで前記吸着部材と対向して配置し、吸着部材によって基板を吸着することを特徴とする基板吸着方法。
7. 請求項４に記載の基板吸着機構を用いた請求項６に記載の基板吸着方法であって、
   少なくとも前記搬送ローラによる基板の搬送時には前記撓み制限部材を前記離間位置へと移動させることを特徴とする基盤吸着方法。
8. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の基板吸着機構を備え、前記基板を吸着した吸着部材をステージ部へ搬送する吸着ユニット、
   を有することを特徴とする基板搬送装置。
9. 請求項８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画像形成装置。
10. 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、
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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