JP2011501474A - 超クリーンルーム中における弱衝撃性ガラス板の位置決め装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板（１１）を汚すことなく運搬するための方法及び装置が開示される。前記方法及び装置は、下記の特徴を有する：ａ）ガラス板（１１）の位置決めをするために、持ち上げフレーム（１）は、この持ち上げフレーム（１）の上方にある位置決めフレーム（２）に沿うローラ（１３）間の自由空間を通して下方から引き上げられ、そして、ちょうつがいで動くような形で位置決めフレーム（２）に接続された支持支柱に取り付けられ、ローラ（１３）間の自由空間を貫通し、ローラの支持水平面を超えて突き出て、ガラス板（１１）を支持する支持部（８）を備え、：ｂ）ガラス板（１１）は、スライド部（３）に固定される回転可能結合部（６）によって前記位置決めフレーム（２）の２つの長手方向に延びる横桁に移動される動作を行う前記スライド部（３）によって、衝撃のない方法で位置決めされる。
【選択図】図１

Description

弱衝撃性ガラスの製造及びさらに処理は、大きなフラットスクリーンの製造において要求され、また大量に要求される。現在、フラットスクリーンは、古いブラウン管モニターに取って代わり、値段も下がってきている。これらは、ＴＦＴ／ＬＣＤ技術に基づくものである。ここでは、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）は画面の個々の画素において液晶を利用することを示し、ＴＦＴは薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor）を示す。ＴＦＴは、液晶配向、ひいては光透過率を制御する小さなトランジスタ要素である。

フラットスクリーン・ディスプレイは、多数の画素からなる。順に、各々の画素は、赤、緑、及び青の色に関連する３つのＬＣＤセル（サブ画素）からなる。１５インチの画面（対角線上を計測）には、８０万個の画素又はおよそ２４０万個のＬＣＤセルが含まれる。

ＬＣＤセルは、偏光サングラスと同様の働きをする。２つの偏光ガラスを、一方が他方の上に来るようにして、互いに対して回転させると、最初は見ることができるが、次第に見えなくなり、そのうち何も見えなくなる。これは、偏光ガラスが特定面で振動する光波のみに対して透過ということに起因する。２つの偏光ガラスを、一方が他方の上に来るようにして、互いに対して９０度回転すると、いくらかの光は第一のガラスを通ることができるが、第二のガラスを通ることはできない。というのも、これはやってくる光の進行方向に対する直角平面であり、光波をカットするためである。

ＬＣＤセルは、同じ原理で働く。ＬＣＤセルは、互いに対して９０度回転した２つの偏光ガラスからなり、上記の原理により、光を通さない。液晶層は、光の振動面の向きを変えるという自然の特性を持ち、これら２つの偏光ガラスの間に位置する。この液晶層は、第一の偏光ガラスを通る光の回転が９０度戻って、第二の偏光ガラスも通ることができ、例えば、観察者が肉眼で確認できるぐらいの厚みがある。

液晶分子が、電圧印加によって自然の位置から向きを変えると、セルを通る光が減少し、対応する画素が暗くなる。対応する電圧は、全てのＬＣＤセルの一部であるＴＦＴ素子によって生成される。ＬＣＤディスプレイのための光は、小さな蛍光灯によって、画面枠の後部で生成され、照明室においてはより大きな規模の蛍光灯が使用される。

各画素は、赤、緑、及び青色のためのカラーフィルターを有しているため、これらのフィルターの透明性を制御することによって、各画素は、希望の混色又は希望の色を確定することができる。

標準のオフィスへの適用のために、フラットスクリーンは、優れた鮮明さ及び十分な色品質を有する。人間工学的には、ＴＦＴはまた、より小さな空間しか必要としないことや、消費電力が管モニターの３分の１であること、放射線放出が著しく少ないことのように、多くの利点がある。

マイクロエレクトロニクスでは一般的であるが、ＴＦＴ画面の製造には、いわゆる超クリーンルームが必要である。これは、ライン運搬構造の小さなサイズという観点において、微細な粒子であっても製造過程中の障害になり得るためである。ＴＦＴ画面の製造において、そのようなライン障害は、画素の欠陥につながり得る。

クリーンルーム又は超クリーンルームは、浮遊微小粒子の濃度を制御する部屋である。室内に入った粒子又は室内で作られて蓄積された粒子の数ができるだけ少なくなる方法で構成及び利用され、温度、湿度、空気圧のような他のパラメータが、必要に応じて制御される。

一方、ＴＦＴ画面は、現在安価になってきており、他方では、大画面の需要が目立ってきており、それは、このタイプの画面が第一に主要なイベントで安易に利用可能であり、第二に、現在の製造技術に起因する手頃な値段で手に入るようになっているからである。

しかしながら、大きな画面を製造するには、超クリーンルームにおいてでも、大きな表面積を処理するため、ここでは薄ガラス板を処理するための特別な機械を必要とする。

このため、主として多軸型産業ロボットを使用することが可能である。

様々な製品を製造するための技術における、多軸型産業ロボットの様々な実施例の利用法を従来技術から得ることができる。このタイプの産業ロボットは、大きな空間で、主に扱いにくい重量物を運搬するのに使用されるが、より小さな機械部品の製造にも有益に使用できる。いずれの場合においても大事なのは、個々の保持動作、運搬動作、及び設置動作の連続した動作の再現可能な正確さである。

ここで、これらの連続した動作が行われる状態は、多くの場合において重要ではない。例えば、連続した動作でどんな騒音が発生するのか、動作がほこりの動き又は多少の潤滑剤の流出に関連があるのかは、大抵は重要でない。摩擦の原因になる、可動の機械部品の避けることのできない摩耗もまた、大抵は重要なことではない。

それに対し、汚染による危険にさらされる環境で働く場合、例えば食品加工工場、製薬工場においてでも、このタイプの自然に派生する問題を考慮しなければならない。

そのため、EP 1 541 296 A1は、掃気媒体で充満している多数の掃気室を有する、汚染による危険にさらされる環境で使用する、産業ロボットのような、遠隔操縦機の駆動装置の領域での、遠隔操縦機について開示している。この装置の場合の達成目的は、遠隔操縦機を構造的に簡易な方法で、特に安価に、汚染による危険にさらされる環境で安全に使用できる装置をさらに作り出すことにある。

この目的は、複数の駆動装置のグループの各々に関連する専用の掃気室によって達成される（請求項１）。

産業ロボットが使用される環境は、汚染により敏感であり、標準の環境に比べて、設計配置に関する要求がより高くなるが、このタイプの特別の要求は、超クリーンルームにおいて要求される状態と比較することはできない。

上記とは別に、大きなＴＦＴ画面を製造するのに使用される薄いガラス板は、その結晶構造や比較的大質量のため、極小さな衝撃に対して極めて敏感である。従って、産業ロボットは、敏感性に欠け、位置精度も欠けるため、超クリーンルームで大きくて薄いガラス板を処理するのにふさわしくない。

DE 10 2005 062 936 A1は、運搬部を用いて運搬されるディスク形状の要素の位置収集のための装置及び方法を開示している。この位置収集は、自動的に行われるべきである。この目的を達成するために、この発明では、ディスク形状要素の外側の輪郭がセンサの検出領域に到達する都度、検出の瞬間を決定可能であるということを実質的に守っている。この装置を用いて超クリーンルームで大きく、薄いガラス板を扱うことは不可能である。

DE 692 07 737 T2は、特に段ボール、波形のついた紙板や白紙からなる束ねられた平面物品を、操作して、正しい位置に置くための装置を開示している。この装置の目的は、従来技術と比較してより空間的によりコンパクトな手法で、低価格に設計できるという点である。この目的は、実質的に、相互の関係で、垂直方向に置換可能な２つの運搬部が横方向に置き換えられること、及び他の運搬部が、互いに分離した一連の駆動ローラからなることにより実現され、この駆動ローラ間には駆動球体がある。この装置は、束ねられた段ボール、若しくは波形のついた板の平面商品を扱うものである。ガラス板の扱いには、この装置を用いることはできない。

DE 33 11 116 A1は、板上に作動している力を用いて、板を回転テーブル上の正しい位置に置くための方法及び装置に関するものである。疑わしい方法として、異なる方向や規模の力が、ローラコンタクトを介して、移動している板の複数の領域に伝わる点である。超クリーンルーム中での大きく、薄いガラス板を扱う提案は、この方法や装置から得ることが出来ない。

従って、本発明による装置及び方法はそれぞれ、超クリーンルーム状態で大きな薄ガラス板を運搬する際の、極めて正確な位置決めを確かにする目的に基づいている。

この目的は、請求項１記載の装置、及び請求項６記載の方法により達成される。有利な形態は、従属項で定義される。

本発明による装置の詳細を下記に記載する。

図１は、本発明に係る位置決め装置を示す。 図２は、本発明の位置決め装置に通じる運搬装置を示す。

超クリーンルームでは、マイクロ電子機器で使用されるように、超クリーンルームのクラスに対応して複数の階層的なエリアがある。このように、基材がその中で処理されている超クリーンルーム（クラス１０及びそれ以上）は、被膜や構造化のために要求されるシステムとは離れたエリアで囲まれている。真空技術に要求されるポンプは通常は階下に配置される。

アクセスは、通常、クリーンルームクラスの下降に従って一連の異なるクリーンルームエリアを通り超クリーンルームに至るものである。服装の変更は、一般的にはこれらのエリア間で要求される。床に接触する道具（例えば靴の底）で床を汚すことを最小限にするために、特別な粘着性のあるマットが各アクセスポイントに置かれている。超クリーンルームへのアクセス自体は、人や用具のための空気ロックを通って追加的に可能となり、強力な通気やフィルターシステムは、次々に、存在している粒子をぐるぐる回し、取り除き、従って、追加的な汚れは、外から部屋に持ち込まれることはない。クリーンルームで用いられる用具は、耐磨耗表面を有するものでなければならない。組み立てられたシステムや装置は、層流に最小の分裂を引き起こすのみである。クリーンルームは一般的に、過度の圧力にさらされる（過度の圧力の換気扇）。

超クリーンルームで使用されるガラス板１１は、前述の部屋の一つで洗浄され、複数の保護カバーの中に詰め込まれる。

これらの保護カバーは、その後、ガラス板１１のそれぞれの過程操作に応じて、そして、要求されるクリーンルームや超クリーンルームの状態に応じて再び取り除かれる。ガラス板１１は、空気ロックやローラコンベヤが通る、本発明に係る方向決めや位置決めが行われる部屋に入る。この種のローラコンベヤは、一連のローラ１３から成る。ローラ１３は、専用のコントロールシステムの専用駆動部、及び要求されるクリーンルームの状態に応じて設計された軸受け部、若しくは非直接的なグループでの駆動操作によって、ガラス板１１を次の所定の場所に運搬する。

仮にその後、各ガラスプレート１１が位置合わせ部の領域に至るなら、その位置はセンサ１２で検出され、ガラス板１１は、準備位置で停止に至る。

当業者が精通している構造の幅広い種類のセンサの様々な種類と範囲を、各要求に応じて、センサ１２として使用することができる。

ガラス板１１の実際の位置決めのため、位置決めフレーム２を支えている持ち上げフレーム１は、ローラの下部で引き上げられ、この位置決めフレーム２は、ローラ間の自由空間を通り、ローラの支持水平面より突き出る支持部８を有する交差補強材７を支えている。

持ち上げフレーム１は、駆動部５を用いて引き上げられ、この駆動部５は、レバー連鎖とねじ山のついたロッドの短縮を通して、持ち上げ部の偏向を引き起こす。しかしながら、当業者に知られる別のオプションを用いることも可能であり、この別のオプションは、持ち上げ動作を有し、超クリーンルームの状態に適合する。

位置決めフレーム２は、回転自在に乗せられる交差補強材７上にしっかり固定された支持部８を支え、付着のない表面を有し、裏面側からガラス板１１に接触して、その結果、後面を支える。位置決めフレーム２は、最初に駆動部４によって個別に駆動される置換部３を介して、置換支持部９上に置き換え可能に取り付けられ、結果として、連結式の手法で回転可能に取り付けられた交差補強材７に接合され、２つの長手方向に延長する位置決めフレーム２の横桁は、異なる位置に配置される。

これは、位置決めフレーム２が、全体として平行に置き換えられるのみではなく、平行四辺形のような傾いた位置に変更されることを確証し、また位置決めフレーム２は、支持部８上にあるガラス板１１を所定の位置に動かす。

ガラス板１１の正確な位置決めは、ラインレーザやマーキングを使って監視することができ、レーザ及び／又はセンサを使ってその位置を監視する。

それにより、ガラス板１１を最大限正確な位置につけ、超クリーンルーム中でのさらなる工程に送ることができる。

これは、ガラス板１１の正確な位置決めのための操作の後、センサにより監視され、持ち上げフレーム１は、ガラス板１１が再びローラ上に留まる位置に下げられることで達成される。

各場合における動作部及びセンサ１２の双方向制御には、特別な制御プログラムが必要である。

１ 位置決め部のための持ち上げフレーム
２ 位置決めフレーム
３ 置換部
４ 置換部の駆動部
５ 持ち上げフレームの駆動部
６ 位置決めフレームの回転可能結合部
７ 交差補強材、押し込み部の収容設備
８ 押し込み部、支持部
９ 位置決めフレームのための置換支持部
１０ 持ち上げ部のための中心軸受け部
１１ ガラス板
１２ センサ
１３ ローラ

Claims (10)

1. 弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板（１１）を汚すことなく位置決めするための装置において、
   ａ）位置決め部の上にガラス板（１１）を運搬するための専用駆動部を有する各ローラ（１３）と、
   ｂ）前記ガラス板（１１）の位置決めをするための装置であり、ここで、上方に横たわる位置決めフレーム（２）を有する持ち上げフレーム（１）は、前記ローラ（１３）間の自由空間を通って下方より持ち上げられ、そして、前記位置決めフレーム（２）は、連結式の手法で接合される回転可能な交差補強材（７）を有し、この交差補強材（７）は、支持部（８）を有して前記ローラ（１３）間の自由空間を通り、前記ローラ（１３）の支持水平面から突き出て、前記ガラス板（１１）を支持する当該装置と、
   ｃ）個別に動作可能な駆動部（４）により操作され、スライド部（３）上に固定される回転可能結合部（６）によって前記位置決めフレーム（２）の２つの長手方向に延びる横桁に移動される動作を行うスライド部（３）によってガラス板（１１）の衝撃のない位置決めを行うための装置と、を備えることを特徴とする装置。
2. 前記持ち上げフレーム（１）は、駆動部（５）を用いて持ち上げられ、前記駆動部（５）は、レバー連鎖とねじ山のついたロッドの短縮を通して、持ち上げ部の偏向を引き起こすことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記支持部（８）は、付着のない、耐磨耗性材料で構成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 中心軸受け部（１０）、回転可能結合部（６）、及びスライド支持部（９）の結合部は、排ガス規制された手法で密閉され、耐磨耗性材料で構成され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装置。
5. 前記ガラス板（１１）の位置決めは、レーザ及び／又はセンサを使って監視される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装置。
6. 弱衝撃性の薄い結晶板、特にガラス板（１１）を汚すことなく位置決めするための方法において、
   ａ）ガラス板（１１）は、クリーンルームから超クリーンルームへの気密室を通して、専用駆動部を有する各ローラ（１３）を介して運ばれ、
   ｂ）超クリーンルームで、前記ガラス板（１１）は、専用の駆動部を有する各ローラ（１３）を通して位置決め部に運送され、
   ｃ）前記ガラス板（１１）は、前記ローラ（１３）間の自由空間を通して下方よりその上に横たわる位置決めフレーム（２）を有する持ち上げフレーム（１）を持ち上げることにより位置決めされ、この位置決めフレーム（２）は、連結式の手法で接合される回転可能な交差補強材（７）を有し、この交差補強材（７）は、支持部（８）を有し、前記ローラ（１３）間の自由空間を通過して、前記ローラ（１３）の支持水平面から突き出て前記ガラス板（１１）を支持し、
   ｄ）前記ガラス板（１１）は、個別に操作可能な駆動部（４）により操作され、スライド部（３）上に固定される回転可能結合部（６）によって前記位置決めフレーム（２）の２つの長手方向に延びる横桁に移動される動作を行う前記スライド部（３）によって、衝撃のない方法で位置決めされ、
   ｅ）位置決め操作の後、前記持ち上げフレーム（１）は前記ガラス板（１１）が再度前記ローラ（１３）上に留まる位置まで下げられることを特徴とする方法。
7. 前記持ち上げフレーム（１）は、前記駆動部（５）を用いて引き上げられ、この駆動部（５）は、レバー連鎖とねじ山のついたロッドの短縮を介して、持ち上げ部の偏向を引き起こすことを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記ガラス板（１１）の位置決めは、レーザ及び／又はセンサを使って監視されることを特徴とする請求項６又は７に記載の方法。
9. プログラムをコンピュータによって実行する場合、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのプログラムコードを有することを特徴とするプログラム。
10. プログラムをコンピュータによって実行する場合、請求項６乃至８のいずれか一項に記載の方法を実行するためのコンピュータプログラムのプログラムコードを有することを特徴とするコンピュータ読取可能な記録媒体。

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