JP2008204996A - バッファ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型のガラス基板及び工程途中のガラス基板をバッファーカセットに効率良く、且つランダムに収納、保管することのできるバッファ装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のバッファー装置１００は、ガラス基板をトレイ５０へ収納したり、取り出したりする一連の作業を行うロボット１０と、ガラス基板が収納されたトレイ５０を第１駆動ユニットの回転ローラー６３をトレイ５０の側板に接触させてガラス基板保管ユニット３０へ移動させるガラス基板アクセスユニット２０と、ガラス基板が収納されたトレイ５０を保管するためのガラス基板保管ユニット３０と、装置全体の動作を制御する制御ユニット４０とから構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラー液晶表示装置及びカラープラズマディスプレイ等に使用する大型のガラス基板及び工程途中のガラス基板をバッファーカセットに一時的に収納、保管するためのバッファ装置に関し、特に、製造ラインの各工程にガラス基板を供給したり、製造ラインの各工程で処理の終わったガラス基板をバッファーカセットに一時的に収納、保管するためのバッファ装置に関する。

カラー液晶表示装置及びカラープラズマディスプレイ等の表示パネルを作製する際、製造ラインの各工程は自動化されており、製造ラインの各工程では、ガラス基板及び工程途中のガラス基板を工程内バッファーカセットから製造ラインの各工程に効率よく供給したり、処理の終わったガラス基板を工程内バッファーカセットに効率よく収納することが行われている。この工程内バッファーカセットを用いることにより、人手を介さずに、大型のガラス基板及び工程途中のガラス基板の各工程間移動をスムーズに行うことができるようになっている。

現在一般的に認知されている工程内バッファーカセット（基板収納機構）は、クロスバー（棚式）タイプ、バックサポートタイプ及びワイヤーカセットタイプの３種類である。これら工程内バッファーカセット（基板収納機構）に共通している重要なポイントは、ガラス基板の収納効率が良いことと、ガラス基板をバッファーカセットの自由な位置へ収納すること及びバッファーカセットから自由な位置でガラス基板を取り出すことのできるランダムアクセス性である。

以下、上記３種のバッファーカセットについて説明する。
図７は、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットの一例を示す部分模式正面図である。
図７（ａ）は、側壁部材３１０と、支持部材３２０と、支持部材３２０上に所定間隔で設けられた支持ピン３３０とからなるクロスバー（棚式）タイプのバッファーカセット４００を示す部分模式正面図である。
図３（ｂ）は、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセット４００の支持ピン３３０上にガラス基板８１を載置した状態を示す部分模式正面図である。

クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットの場合、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットへのガラス基板の収納は、ロボットのアームに載置されたガラス基板をアームとガラス基板ごと上下の支持部材３２０間に挿入して、ガラス基板を支持ピン３３０に載置したところで、アームを引き出してガラス基板をクロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットへ収納する。
また、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットからガラス基板を取り出す場合は、ロボットのアームがガラス基板に接触しないように、ガラス基板と支持部材３２０との間にアームを挿入し、アームを持ち上げてアーム上にガラス基板を載置して、アームを引き出すことにより、ガラス基板をクロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットよりガラス基板を取り出すことができる。

上記クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットの場合、ガラス基板をバッファーカセットの自由な位置へ収納すること及びバッファーカセットから自由な位置でガラス基板を取り出すことのできるランダムアクセス性は優れているが、ロボットのアーム上にガラス基板を載置してガラス基板を収納し、またガラス基板を取り出す場合は、アームをカ
セット内に差し込み、ガラス基板をアームに載置した状態で取り出すため、支持部材３２０間のピッチは有る程度取る必要がある。
例えば、支持部材３２０の厚みを１６ｍｍ、支持ピン３３０の高さを８０ｍｍ、支持ピン３３０の上部から支持部材３２０の空き区間を４４ｍｍとした場合、支持部材３２０間のピッチは１４０ｍｍとなり、１９８０ｍｍ高さのバッファーカセットでは、１３枚のガラス基板しか収容できず、ガラス基板の収納効率は決して良いものではない。

上記、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットのガラス基板の収納効率を上げるために、バックサポートタイプのバッファーカセットが導入されている。
図６は、バックサポートタイプのバッファーカセットの一例を示す部分模式構成図である。
図６（ａ）は、後壁部材２１１と、支持部材２２０と、支持部材２２０上に所定間隔で設けられた支持ピン２３０とからなるバックサポートタイプのバッファーカセット３００を示す部分模式正面図である。
図６（ｂ）は、バックサポートタイプのバッファーカセット３００の支持ピン２３０上にガラス基板８１を載置した状態を示す部分模式正面図である。

バックサポートタイプのバッファーカセット３００は、支持部材２２０が後壁部材２１１の所定位置にＬ字型金具２４１等でクランプされており、支持部材２２０を片持ちで保持したものである。

バックサポートタイプのバッファーカセット３００の場合、分割された支持部材２２０が後壁部材２１１に片持ちで支持されているため、バックサポートタイプのバッファーカセットへのガラス基板の収納は、ロボットのアームに載置されたガラス基板をアームとガラス基板ごと上下の支持部材２２０と左右の支持部材２２０間に挿入して、ガラス基板を支持ピン２３０に載置したところで、アームを引き出してガラス基板をバックサポートタイプのバッファーカセットへ収納する。
また、バックサポートタイプのバッファーカセットからガラス基板を取り出す場合は、ロボットのアームがガラス基板に接触しないように、アームをガラス基板と支持部材２２０との間に挿入し、アームを持ち上げてアーム上にガラス基板を載置して、アームを引き出すことにより、ガラス基板をバックサポートタイプのバッファーカセットよりガラス基板を取り出すことができる。

ここで、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットとバックサポートタイプのバッファーカセットとを用いた場合のロボットのアームの挙動の違いについて説明する。
クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットの場合、ロボットのアームは支持部材とガラス基板の間がアームに許容された動作範囲であるため、支持ピンの高さＰ₂（図６（ｂ）参照）をアームの厚さプラス以上に設定しないと余裕を持ったアームの動作を確保できない。

これに対し、バックサポートタイプのバッファーカセットでは、ロボットのアームは分割された支持部材２２０の左右の間に挿入できるので、ロボットのアームの上下の動作範囲はガラス基板間の距離Ｐ₁となる。
このため支持ピン２３０の高さはクロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットに比べると低く設定できる。その分ガラス基板の収納枚数を増やすことができる。

このことから、バックサポートタイプのバッファーカセットにすることにより、ガラス基板の収容枚数を増やすことができ、ガラス基板をバッファーカセットの自由な位置へ収納すること及びバッファーカセットから自由な位置でガラス基板を取り出すことのできるランダムアクセス性も満たすことができる。
しかしながら、最近のガラス基板の大型化により、大型のガラス基板を片持ちのバックサポートタイプのバッファーカセットで支持できるような支持部材２２０にするには、部材選定含めてかなり大がかりなものになり、コスト的にも高いバッファーカセットにしなくてはならないと言う問題を有している。

上記の問題に対応するため、大型ガラス基板対応で収納効率を上げたワイヤーカセットタイプのバッファーカセットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
図５（ａ）及び（ｂ）は、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセットの一例を示す部分模式図である。
図５（ａ）は、側面フレーム１１１と側面フレーム１１２間にワイヤ１２１が張架されたワイヤーカセットタイプのバッファーカセット２００を示す部分模式上面図である。
図５（ｂ）は、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセット２００のワイヤ１２１上にガラス基板８１を載置した状態を示す部分模式正面図である。

ワイヤーカセットタイプのバッファーカセット２００は、側面フレーム１１１と側面フレーム１１２間にワイヤ１２１が張架されており、側面フレーム１１１と側面フレーム１１２間は補強フレーム１３１で一定の間隔が保持されるようになっている。
処理ラインのコンベアから搬送されてきたガラス基板をバッファーカセット２００内の各段へ１枚ずつ収納するとともに、バッファーカセット２００内の各段に収納されたガラス基板８１を下流側の処理ラインのコンベアへ１枚ずつ排出する。
このように、バッファーカセット２００は、コンベアラインで搬送されてきたガラス基板をバッファーカセット内に効率よく収納するために考案されたものである。

上記したように、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセット２００では、大型のガラス基板を効率よく収納、排出することができるが、ガラス基板のバッファーカセット２００への収納は、バッファーカセット２００の上段から、排出はバッファーカセット２００の下段から順次行う。
このように、バッファーカセット２００では、バッファーカセット２００の上段、もしくは下段から順次にしかガラス基板の収納、排出ができない。
このような状況下で、大型のガラス基板を効率良く、且つランダムに収納、排出できるバッファー装置が望まれていた。
特開２００４−０７５２０３号公報

本発明は、上記要望に鑑み考案されたもので、カラー液晶表示装置及びカラープラズマディスプレイ等に使用する大型のガラス基板及び工程途中のガラス基板をバッファーカセットに効率良く、且つランダムに収納、保管することのできるバッファ装置を提供することを目的とする。

本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、少なくともトレイ５０へのガラス基板の収納、取り出し作業を行うロボット１０と、ガラス基板アクセスユニット２０と、ガラス基板保管ユニット３０と、装置全体を制御する制御ユニット４０と、から構成されていることを特徴とするバッファー装置としたものである。

また、請求項２においては、前記ガラス基板アクセスユニット２０では、トレイ５０へのガラス基板の収納及びトレイ５０からの取り出し作業が行われ、ガラス基板が収納されたトレイ５０をガラス基板保管ユニット３０へ移動するための第１駆動ユニット６１が設
けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッファー装置としたものである。

また、請求項３においては、前記ガラス基板保管ユニット３０では、ガラス基板が収納されたトレイ５０が保管され、ガラス基板が収納されたトレイ５０を移動するための第２駆動ユニット６２が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバッファー装置としたものである。

また、請求項４においては、前記トレイ５０は、少なくとも枠部５１と、ガラス基板を保持する保持部５２と、スペーサー５４と、前記枠部５１の上側面に設けられた側板５３とから構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバッファー装置としたものである。

さらにまた、請求項５においては、ガラス基板が収納された前記トレイ５０は、前記トレイ５０に設けられた側板５３と第１駆動ユニット６１及び第２駆動ユニット６２に設けられた回転ローラー６３とが接触することにより移動できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバッファー装置としたものである。

本発明のバッファー装置は、簡単な構造の側板を有するトレイを介して、ガラス基板の収納、排出を行うため、大型のガラス基板をガラス基板保管ユニットに効率良く収納、保管することができ、且つガラス基板保管ユニットのランダムな位置にガラス基板を収納したり、ランダムな位置からガラス基板を取り出すことができる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１は、本発明のバッファー装置の一実施例を示す模式構成図である。
本発明のバッファー装置１００は、ガラス基板をトレイ５０へ収納したり、取り出したりする一連の作業を行うロボット１０と、ガラス基板が収納されたトレイ５０を第１駆動ユニットの回転ローラー６３をトレイ５０の側板に接触させてガラス基板保管ユニット３０へ移動させるガラス基板アクセスユニット２０と、ガラス基板が収納されたトレイ５０を保管するためのガラス基板保管ユニット３０と、装置全体の動作を制御する制御ユニット４０とから構成されている。

以下、本発明のバッファー装置１００を用いたガラス基板保管ユニット３０へのガラス基板の収納、取り出しの一連の動作について説明する。
まず、プロセス処理ラインのコンベアから搬送されてきたガラス基板は、ロボット１０にて保持されて、ガラス基板アクセスユニット２０の第１駆動ユニット６１の回転ローラー６３上に載置されたトレイ５０へ収納される。

図２（ａ）は、トレイの一実施例を示すトレイ５０の模式斜視図を、図２（ｂ）は、図２（ａ）をＡ−Ａ’線で切断した模式構成断面図を、図２（ｃ）は、トレイ５０にガラス基板８１を載置した状態を示す模式構成断面図をそれぞれ示す。
トレイ５０は、枠部５１と、枠部５１の上側面に設けた側板５３と、ガラス基板を保持する保持部５２と、ガラス基板８１を保持部５２に載置する際、ガラス基板を最小面積で支持できるように設けたスペーサー５４とから構成されている。

トレイ５０は、枠部５１の上側面に設けた側板５３を設けたのが特徴で、この側板５３と第１駆動ユニット６１及び第２駆動ユニット６２の回転ローラー６３とを接触させることにより、トレイ５０の移動、搬送を行い、トレイ５０のガラス基板保管ユニット３０へのランダムな位置への保管、取り出しを実現したものである。

トレイ５０へのガラス基板８１の収納、取り出しについて説明する。
図３（ａ）〜（ｄ）は、リフトピン機構を用いたガラス基板８１の収納状態を示す説明図である。
図３（ａ）は、ガラス基板アクセスニット２０の第１駆動ユニット６１の回転ローラー６３上に載置されたトレイ５０とリフトピン機構を示す。
トレイ５０の支持部５２には、リフトピン機構のリフトピンが通過できるようなスペースが設けられており、まず、リフトピン機構を押し上げて、リフトピンを支持部５２上に突き出す（図３（ｂ）参照）。

次に、プロセス処理ラインのコンベアから搬送されてきたガラス基板８１をロボット１０にて掴み、リフトピン機構のリフトピン上に載置する（図３（ｃ）参照）。

次に、リフトピン機構のリフトピンを下げることにより、ガラス基板８１はトレイ５０のスペーサー５４上に載置され、トレイ５０にガラス基板８１が収納される（図３（ｄ）参照）。

ガラス基板８１が収納されたトレイ５０は、第１駆動ユニット６１の回転ローラー６３にて駆動され、ガラス基板保管ユニット３０に搬送される。

図４は、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセットを用いたガラス基板保管ユニット３０の一例を示す模式正面図である。
ガラス基板保管ユニット３０には、回転ローラー６３を備えた第２駆動ユニット６２が設けられており、第２駆動ユニット６２は上下、左右に動いてワイヤ７２間のトレー５０を回転ローラー６３にて搬送し、所定に位置のワイヤ７１上に載置する。

ガラス基板アクセスニット２０から第１駆動ユニット６１にて搬送されてきたガラス基板８１が収納されたトレイ５０は、ガラス基板保管ユニット３０の所定の位置で待機する第２駆動ユニット６２の回転ローラー６３に受け渡され、所定の位置まで搬送されたところで、回転ローラー６３が停止し、トレイ５０の下面がワイヤ７１に接するまで第２駆動ユニット６２が下降し、第２駆動ユニット６２は次の収納位置まで移動する。
ここで、トレイ５０の収納位置の設定は、ガラス基板保管ユニット３０を上下動することにより、所定位置に位置決めされる。
これら一連の動作を繰り返して、ガラス基板アクセスニット２０から搬送されてきたガラス基板８１が収納されたトレイ５０はガラス基板保管ユニット３０の所定位置に格納される。
上記一連の動作は、制御ユニット４０にて制御される。

上記では、ガラス基板８１が収納されたトレイ５０をガラス基板アクセスニット２０からガラス基板保管ユニット３０に格納する事例について説明したが、ガラス基板８１が収納されたトレイ５０をガラス基板保管ユニット３０からガラス基板アクセスニット２０に搬送し、プロセス処理ラインのコンベアへガラス基板８１を供給する場合もトレイ５０及び第１駆動ユニット６１、第２駆動ユニット６２の回転ローラー６３の動きが逆になるだけで、動作は同じである。

ここで、ガラス基板保管ユニット３０へのガラス基板８１が収納されたトレイ５０のランダムな位置への格納、取り出しについて説明する。
本発明のバッファー装置１００のガラス基板保管ユニット３０には上下、左右に動くことのできる第２駆動ユニット６２を備えているので、第２駆動ユニット６２の回転ローラー６３を格納、取り出したい位置のトレー５０側板５１に接触させるだけで、ガラス基板８
１が収納されたトレイ５０のガラス基板保管ユニット３０への格納、取り出しがランダムに対応できる。

上記したように、本発明のバッファ装置は、処理ラインで処理されたガラス基板をガラス基板保管ユニットへ効率よく、且つランダムな位置へ格納、取り出しすることが可能となる。

本発明のバッファー装置の一実施例を示す模式構成図である。 （ａ）は、トレイの一例を示す模式斜視図である。（ｂ）は、（ａ）をＡ−Ａ’線で切断したトレイの模式構成断面図である。（ｃ）は、トレイにガラス基板を載置した状態を示す模式構成断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、リフトピン機構を用いてガラス基板をトレイに収納している状態を示す説明図である。 ガラス基板保管ユニット３０の一実施例を示す模式正面図である。 （ａ）は、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセットの一例を示す模式上面図である。（ｂ）は、ワイヤーカセットタイプのバッファーカセットの一例を示す模式正面図である。 （ａ）は、バックサポートタイプのバッファーカセットの一例を示す模式側面図である。（ｂ）は、バックサポートタイプのバッファーカセットにガラス基板を載置した状態を示す模式正面図である。 （ａ）は、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットの他の例を示す模式正面図である。（ｂ）は、クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセットにガラス基板を載置した状態を示す模式正面図である。

符号の説明

１０……ロボット
２０……ガラス基板アクセスユニット
３０……ガラス基板保管ユニット
４０……制御ユニット
５０……トレイ
５１……枠部
５２……支持部材
５３……側板
５４……スペーサー
５２……挿入ピン
６１……第１駆動ユニット
６２……第２駆動ユニット
６３……回転ローラー
７１、１２１……ワイヤ
８１……ガラス基板
１００……バッファー装置
１１１、１１２……側面フレーム
１３１……補強フレーム
２００……ワイヤーカセットタイプのバッファーカセット
２１１……後壁部材
２２０、３２０……支持部材
２３０、３３０……支持ピン
２４１……Ｌ字型金具
３００……バックサポートタイプのバッファーカセット
３１０……側壁部材
４００……クロスバー（棚式）タイプのバッファーカセット

Claims (5)

1. 少なくともトレイ（５０）へのガラス基板の収納、取り出し作業を行うロボット（１０）と、ガラス基板アクセスユニット（２０）と、ガラス基板保管ユニット（３０）と、装置全体を制御する制御ユニット（４０）と、から構成されていることを特徴とするバッファー装置。
2. 前記ガラス基板アクセスユニット（２０）では、トレイ（５０）へのガラス基板の収納及びトレイ（５０）からの取り出し作業が行われ、ガラス基板が収納されたトレイ（５０）をガラス基板保管ユニット（３０）へ移動するための第１駆動ユニット（６１）が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のバッファー装置。
3. 前記ガラス基板保管ユニット（３０）では、ガラス基板が収納されたトレイ（５０）が保管され、ガラス基板が収納されたトレイ（５０）を移動するための第２駆動ユニット（６２）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のバッファー装置。
4. 前記トレイ（５０）は、少なくとも枠部（５１）と、ガラス基板を保持する保持部（５２）と、スペーサー（５４）と、前記枠部（５１）の上側面に設けられた側板（５３）とから構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のバッファー装置。
5. ガラス基板が収納された前記トレイ（５０）は、前記トレイ（５０）に設けられた側板（５３）と第１駆動ユニット（６１）及び第２駆動ユニット（６２）に設けられた回転ローラー（６３）とが接触することにより移動できるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のバッファー装置。