JP2009038326A - カセットフローティングステージおよびこれを用いたカセットステーション - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡便な構造でロックアンロック機構を備えたフローティング装置およびフローティング装置を用いた調整機構を提供する。
【解決手段】固定部３５に対して可動部３６を対向させ、前記固定部３５と前記可動部３６との間に転動部材３２を介在させて前記可動部３６が前記固定部３５に対して移動できるようにしたカセットフローティングステージ３０において、前記カセットフローティングステージ３０にロックアンロック機構３４を備えたものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶ガラス基板や半導体基板を移載するカセットを位置決めするカセットフローティングステージおよびこれを用いたカセットステーションに関する。

液晶ディスプレイを製造する分野においては、使用される液晶ガラス基板のサイズは年々大きくなる傾向にある。このような大きなサイズの液晶ガラス基板を複数枚まとめて収納するための容器である液晶ガラス基板カセットも、かなり大型化するとともに、重量がかなり大きくなっている。このため、人手により該液晶ガラス基板カセットを扱うことは大変困難になっている。そこで、多くの液晶ガラス基板製造メーカでは、液晶ガラス基板カセットの搬送用にＡＧＶ（無人走行搬送車）やＭＧＶ（手動基板搬送車）を使用して、液晶ガラス基板カセットを所定の基板処理装置に対して移送したり、該基板処理装置から取り出したりしている。

例えば、ＡＧＶは、自動的に指定されたある特定の基板処理装置などから液晶ガラス基板カセットを取り出し、同じく自動的に指定された他の基板処理装置に搬送する動作などを行う。このとき、前記自動基板搬送車では、その車体と前記指定された基板処理装置側のカセット載置台との間のセンター位置合わせを行う必要がある。

しかしながら、前記液晶ガラス基板カセットの製造寸法誤差、自動基板搬送車の停止位置誤差等により、通常、前記自動基板搬送車が液晶ガラス基板カセットを載置する前記カセット載置台上の位置は、いつも微妙に異なり（ばらつき）がちである。また、一方、前記手動基板搬送車（ＭＧＶ）は、必要な基板処理装置等の指定を作業者がマニュアルで行うという点において前記自動基板搬送車と異なるものの、前記自動基板搬送車と同様に、液晶ガラス基板カセットのカセット載置台に対する載置位置がばらつくという課題を有する。

そのために、従来のカセット載置台に対する載置位置を補正するフォローティング装置は２つ提案されている（例えば、特許文献１）。第１には硬球で並進回転移動するとともにばねにより求心力を得るものであり、第２にはばねによる求心力を得る代わりに永久磁石を用いるものである。

第１のフローティング装置について図６を用いて説明する。図６に示すように、固定盤１０３の上に立てられた３本の支持柱１０４によって円環状をした環状フレーム１０５を水平に支持し、環状フレーム１０５に挿通させるようにして固定盤１０３の上に可動部１０６を載置している。可動部１０６の下面には、ボールベアリング１０７が保持されており、可動部１０６はボールベアリング１０７によって固定盤１０３上を滑らかに移動きるようになっている。環状フレーム１０５と可動部１０６との間にはトグル状をした１個のスプリング１０８が張られており、可動部１０６に外力が加わっていない場合には、可動部１０６はスプリング１０８の弾性復帰力によって環状フレーム５内の中央に戻される。

第２のフローティング装置について図７を用いて説明する。フローティングユニット２２２は、固定盤２２３の上に複数個の硬球２２４を置き、硬球２２４の上に円盤状をした可動盤２２５を重ねた構造となっており、可動盤２２５が固定盤２２３と接触しないよう硬球２２４によって可動盤２２５を固定盤２２３から離間させてあり、可動盤２２５は硬球２２４によって固定盤２２３上で滑らかに移動及び回転できるようになっている。硬球２２４は、ばらばらになることのないように環状をした保持器２２６の開口２２７内に回転自在に保持されており、また可動盤２２５の外周縁から垂下されたスカート２２８によって可動盤２２５の外側へ外れるのを防止されている。
固定盤２２３の上面中央部には永久磁石２２９が固着されており、可動盤２２５の下面中央部にも永久磁石２３０が固着されており、両永久磁石２２９、２３０は互いに吸着力を及ぼし合うよう、所要の間隙を介して異極側どうしを対向させられている。両永久磁石２２９、２３０の外径は、保持器２２６の内径よりも小さくなっている。固定盤２２３、硬球２２４及び可動盤２２５は、この永久磁石２２９、２３０間の磁気的吸引力により、分離しないよう保持されている。又、永久磁石２２９、２３０と保持器２２６との間隙は、フローティング量、位置決め装置２２１の大きさ等を考慮して適宜決定される。
このような構成にしたことにより、液晶ガラス基板カセットのカセット載置台に対する載置位置を補正できるものとなっている。
特許文献１：特開２００１−２２１３号公報（第２−３頁、図２、図４）

しかしながら、従来のフローティング装置では、ばねの復元力や永久磁石の吸引力により求心力が得られるようになっているが、フローティング装置にロックアンロック機構が備えられていないために、予めずれた状態でカセットがフローティング装置に載置されると、位置ずれを調整する際に十分なストロークが得られずに調整できないという問題が生じていた。
また、ばねを用いたフローティング装置では、繰り返し位置ずれを調整すると、ばねの弾性疲労が生じ、十分な復元力が得られないことが生じ、調整できないなどの問題が生じていた。
また、永久磁石を用いたフローティング装置の場合には、カセット重量が重くなるにもかかわらず、非磁性材料の中でも耐摩耗性のプラスチック材料に限定され、強度不足による割れや撓みが生じ、精度良く調整することができない等の問題が生じていた。
本発明は、このような問題点を鑑みてなされたものであり、簡便な構造でロックアンロック機構を備えたフローティング装置およびフローティング装置を用いた調整機構を提供することを目的とする。

上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成した。
請求項１記載の発明は、固定部に対して可動部を対向させ、前記固定部と前記可動部との間に転動部材を介在させて前記可動部が前記固定部に対して移動できるようにしたカセットフローティングステージにおいて、前記カセットフローティングステージにロックアンロック機構を備えたものである。
請求項２記載の発明は、前記固定部が略中央部に開口部を備え、前記可動部下面が傾斜して形成されており、ロックアンロック機構が形成されたものである。
請求項３記載の発明は、前記固定部の前記開口部に接するようにロック機構が配置され、前記開口部と前記ロック機構との接触の有無によりロックアンロック機構が設定されるものである。
請求項４記載の発明は、前記ロック機構がカセット受け上にカセットが載置された際には前記固定部の前記開口との接触が外れ、アンロック状態となり、前記カセット受け上に前記カセットが載置されていないと前記固定部の前記開口とが接触することでロック状態になるものである。
請求項５記載の発明は、前記ロック機構が前記カセット受け上に前記カセットが取り除かれた場合、前記カセット受けの下部に備えられたばねの復元力により前記固定部の前記開口と接触するようにしたものである。
請求項６記載の発明は、前記可動部がカセット受け上にカセットが載置された際には前記固定部の開口との接触が外れ、アンロック状態になったのちに、前記転動部材を介して前記固定部上をロック機構と前記開口のすきまの範囲で自在に移動するものである。
請求項７記載の発明は、カセットを載置するカセットフローティングステージと、カセットを位置決めするための位置決め装置とを備えたカセットステーションにおいて、前記カセットフローティングステージがロックアンロック機構を備えたものである。
請求項８記載の発明は、前記カセットフローティングステージがカセット中心に対して略軸対称の位置に配置されたものである。
請求項９記載の発明は、前記位置決め装置が前記カセットの対角位置に配置されたものである。
請求項１０記載の発明は、前記位置決め装置が前記カセットの角部を狭持するように少なくとも２つの円形部材から構成されたものである。
請求項１１記載の発明は、前記位置決め装置が少なくとも２つ設けられ、いずれか１つの前記位置決め装置の推力が他の前記位置決め装置の推力よりも大きいものである。
請求項１２記載の発明は、前記位置決め装置が少なくとも２つ設けられ、いずれか１つの前記位置決め装置の推力が他の前記位置決め装置の推力よりも大きく、前記位置決め装置の推力がつりあう位置で前記カセットが位置決めされるものである。
請求項１３記載の発明は、前記位置決め装置がエアシリンダで駆動され、前記カセットに保管されている基板が操作されている間、ロック状態を維持するものである。

請求項１から６に記載の発明によると、ロックアンロックする構成にしたことによりカセットが載置されていない場合には、カセットフローティングステージの略中央部にカセットを載置するカセット受けが配置されるので、カセットの位置ずれを調整する十分なストロークが確実に得ることができる。
また、請求項７から１３に記載の発明によると、カセットフローティングステージと位置決め装置からなるカセットステーションにすることで、カセットステーションに載置されたカセットの位置ずれを精度良く調整でき、載置位置がばらつくということがなくなり、自動化された一連の作業を実行することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

液晶ガラスカセットのカセットステーションへのセッティングについて図１を用いて説明する。図１において、１はＡＧＶであり、カセットを搬送してカセットステーションへカセットの引き渡し及びカセットステーションからカセットの回収を行う。２はカセットであり、３はカセットステーションである。
ＡＧＶ（無人走行搬送車）１がカセット２を運搬し、カセットステーション３の前で位置決め停止する。カセットステーション３には、ターゲットプレートが設けられており、ターゲットプレートの反射信号を利用して、ＡＧＶ１は位置決め停止している。ＡＧＶ１は、ターゲットプレートで位置決め停止している。ＡＧＶ１には、カセット２を上下移動、前後移動させる腕が設けてあり、停止後、ＡＧＶ１は、カセット２を持ち上げて、前方へ押し出して（図１（ｂ）の状態）、カセット２をカセットステージの上に載せて引き渡した後、ＡＧＶ１は、腕を後退し、下降させた後、他のカセットステーションへ移動する（図１（ｃ）の状態）。

次に、カセットフローティングステージの詳細を図２および図３を用いて説明する。図に示すように３０はカセットフローティングステージ、３１はカセット受けであり、カセット２を支えている。３２は硬球であり、硬球３２上を可動部３７が移動する。３３は圧縮バネであり、カセット受け３１を押し上げている。３４はロック機構であり、カセットフローティングステージ３０をロックアンロックする。３５はカセットステージに固定された固定部である。３６は固定部３５に設けられた円形状の開口部であり、開口部３６の範囲で可動部３７は自由に移動できる。
カセットフローティングステージ３０の中央部には、カセット受け３１があり、カセットはカセット受け３１の上に載せられる。カセット受け３１の下部に圧縮バネ３３を設け、カセット受け３１は、圧縮バネ３３で支えられる機構となっている。
また、圧縮バネ３３の下部にロック機構３４を設け、カセットが未搭載のときは圧縮バネ３３の復元力によってロック機構３４が上昇して開口部３６と接触し、固定部３５に対する可動部３７の相対運動が規制されている。すなわち、ロック状態となっている。カセット搭載のときはカセット２の自重によって圧縮バネ３３が押し下げられ、ロック機構３４が下降して開口部３６と非接触となると、固定部３５に対して可動部３７は、ロック機構３４と開口部３６との間にできた隙間の範囲内で硬球３２上を相対移動できるようになり、すなわち、アンロック状態となる。図４に示すカセットの対角線上に設けてある複数の位置決めポスト２２をカセットの中心方向へ前進させ、カセットを対角線上から挟み込むことによってカセットは所定位置に位置決めロックされ、ロボットがカセットから液晶ガラス基板を取り出せる状態となる。
一連の処理工程が終了したカセットは、ＡＧＶによってカセットステーションから取り出されるが、このとき、カセットフローティングステージ３０は、再び圧縮バネ３３の復元力によって、ロック機構３４が上昇して開口部３６と接触することになるが、ロック機構３４が傾斜構造になっているため、可動部３７は固定部３５の中心方向に戻されることになり、カセットフローティングステージ３０は、再びカセット未搭載の初期状態に戻されることになる。

次に、カセットステーションの構成およびカセットの位置決め方法について図４を用いて説明する。カセット２が載ったカセットフローティングステージ３０はアンロック状態となっており、外力によって移動できるようになっている。カセットフローティングステージ３０は、カセット２の中心に対して軸対称に６台配置されて構成されている。また、カセット位置決めのためにカセットの対角線上には複数の位置決め装置２０が配置されている。位置決め装置２０は、位置決めポスト２２と駆動源となるエアシリンダ２１から構成されており、カセットの対角線上を前後移動できるように第１の位置決め装置２０Ａおよび第２の位置決め装置２０Ｂが配置されている。また、位置決めポスト２２は、カセットの下部の角部を狭持するように２つの円形部材から構成されている。
カセット２がカセットフローティングステージ３０上に載った後、位置決めポスト２２をカセット２の中心方向へ前進させ、位置決めポスト２２がカセット２の下部の角部に接触し、カセット２を対角線上から挟み込むことによって、カセット２は所定位置に位置決めロックされ、図示しないロボットがカセットから液晶ガラス基板を取り出せる状態となる。
この時、第１のエアシリンダと第２のエアシリンダでは、第１のエアシリンダ２１Ａの推力が第２のエアシリンダ２１Ｂの推力より大きく設定されている。そのためにカセット２は、第１の位置決めポスト２２Ａにより押し込まれ、第２の位置決めポスト２２Ｂは引き込み動作をすることになる。つまり、第１のエアシリンダ２１Ａと第２のエアシリンダ２１Ｂの推力がつりあう位置でカセット２はロックされることになる。例えば、第１の位置決めポスト２２Ａは最大ストロークまで移動し、第２の位置決めポスト２２Ｂとでカセット２を狭持するものである。

次に、図５を用いてロボットによる液晶ガラス基板の移送について説明する。カセット位置決め後、液晶ガラス基板はロボット１１によって順次、カセットから取り出され、装置１２側へ収納されて処理されていく。装置において処理された液晶ガラス基板は、再びロボット１１によって順次装置１２側から取り出され、カセットへ回収されていく。

液晶ガラス基板が回収完了後、位置決めポストをカセットの中心方向から後退させることによって、カセットは位置決めアンロックされ、一連の処理工程が終了したカセットは、ＡＧＶによってカセットステーションから取り出され、次工程のカセットステーションへと搬送される。
以上が、液晶ガラス基板がＡＧＶにより持ち込まれ、処理室で処理され、次の処理を行うまでの一連の動作である。

カセットステーションを含むシステム構成を示す斜視図 本発明の実施例を示すカセットフローティングステージの平面図 本発明の実施例を示すカセットフローティングステージの正断面図 正断面図本発明の実施例を示すカセットステーションの平面図 ロボットと装置の配置図 第１の従来のカセットフローティングステージの平面図 第２の従来のカセットフローティングステージの平面図

符号の説明

１ ＡＧＶ
２ カセット
３ カセットステーション
２０ 位置決め装置
２１ エアシリンダ
２２ 位置決めポスト
３０ カセットフローティングステージ
３１ カセット受け
３２ 硬球
３３ 圧縮ばね
３４ ロック機構
３５ 固定部
３６ 開口部
３７ 可動部

Claims (13)

1. 固定部に対して可動部を対向させ、前記固定部と前記可動部との間に転動部材を介在させて前記可動部が前記固定部に対して移動できるようにしたカセットフローティングステージにおいて、
   前記カセットフローティングステージにロックアンロック機構を備えたことを特徴とするカセットフローティングステージ。
2. 前記固定部は、略中央部に開口部を備え、前記可動部下面が傾斜して形成されており、ロックアンロック機構が形成されたことを特徴とする請求項１記載のカセットフローティングステージ。
3. 前記固定部の前記開口部に接するようにロック機構が配置され、前記開口部と前記ロック機構との接触の有無によりロックアンロック機構が設定されることを特徴とする請求項１記載のカセットフローティングステージ。
4. 前記ロック機構は、カセット受け上にカセットが載置された際には前記固定部の前記開口との接触が外れ、アンロック状態となり、前記カセット受け上に前記カセットが載置されていないと前記固定部の前記開口とが接触することでロック状態になることを特徴とする請求項３記載のカセットフローティングステージ。
5. 前記ロック機構は、前記カセット受け上に前記カセットが取り除かれた場合、前記カセット受けの下部に備えられたばねの復元力により前記固定部の前記開口と接触するようにしたことを特徴とする請求項３記載のカセットフローティングステージ。
6. 前記可動部は、カセット受け上にカセットが載置された際には前記固定部の開口との接触が外れ、アンロック状態になったのちに、前記転動部材を介して前記固定部上をロック機構と前記開口のすきまの範囲で自在に移動することを特徴とする請求項１記載のカセットフローティングステージ。
7. カセットを載置するカセットフローティングステージと、カセットを位置決めするための位置決め装置とを備えたカセットステーションにおいて、
   前記カセットフローティングステージは、ロックアンロック機構を備えたことを特徴とするカセットステーション。
8. 前記カセットフローティングステージは、カセット中心に対して略軸対称の位置に配置されたことを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。
9. 前記位置決め装置は、前記カセットの対角位置に配置されたことを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。
10. 前記位置決め装置は、前記カセットの角部を狭持するように少なくとも２つの円形部材から構成されたことを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。
11. 前記位置決め装置は、少なくとも２つ設けられ、いずれか１つの前記位置決め装置の推力が他の前記位置決め装置の推力よりも大きいことを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。
12. 前記位置決め装置は、少なくとも２つ設けられ、いずれか１つの前記位置決め装置の推力が他の前記位置決め装置の推力よりも大きく、前記位置決め装置の推力がつりあう位置で前記カセットが位置決めされることを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。
13. 前記位置決め装置は、エアシリンダで駆動され、前記カセットに保管されている基板が操作されている間、ロック状態を維持することを特徴とする請求項７記載のカセットステーション。

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