JP2013004727A - 帯状可撓性基板の案内装置 - Google Patents

帯状可撓性基板の案内装置 Download PDF

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Abstract

【課題】機構部に負担を掛けずに容易に挟持ローラの解除操作を行うことができる可撓性基板の案内装置を提供する。
【解決手段】帯状可撓性基板の案内装置(100)は、基板(1)の縁部を挟持する一対の挟持ローラ(131,132)と、それらを回転可能かつ相互に接離可能に支持する一対の支持部材(141,142)と、前記一対の支持部材を介して前記一対の挟持ローラに挟圧力を付与する付勢手段(150)と、を備え、前記支持部材の一方(142)に当接し、前記付勢手段の付勢力に抗して前記支持部材を押圧し、挟持ローラ(132)を離反させる解除レバー(161)をさらに備え、前記解除レバーは、前記支持部材の回動軸(142a)と独立した軸(161a)を中心に揺動可能に支持され、かつ、前記付勢手段の付勢力によって前記挟持ローラが離反した解除位置に保持される。
【選択図】図4

Description

本発明は、帯状可撓性基板を搬送しその搬送経路で前記基板上に、薄膜光電変換素子などを積層形成する薄膜積層体製造装置を始め、各種成膜工程、塗装、洗浄、乾燥、熱処理、表面加工などの処理工程を実施する装置における帯状可撓性基板の案内装置に関する。
半導体薄膜などの製造において、薄膜積層体の基板には、通常、剛性基板が用いられるが、軽量でロールを介した取り扱いの利便性による生産性向上やコスト低減を目的として、プラスチックフィルムなどの可撓性基板が用いられる場合がある。特許文献1および2には、巻出しロールから供給される帯状可撓性基板(ポリイミドフィルム)を所定のピッチで間欠的に搬送しながら、前記可撓性基板の搬送方向に配列された複数の成膜ユニットで、前記可撓性基板上に性質の異なる複数の薄膜を積層形成し、製品ロールとして巻取る薄膜積層体の製造装置が開示されている。
特開2009−38277号 国際公開第2010/073955号
このような薄膜積層体の製造装置には、横姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を水平方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプと、縦姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を上下方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプがある。後者は、前者に比べて設置面積が小さく、基板表面が汚染されにくい等の利点があるが、搬送スパンが長くなると、重力に抗して搬送高さを一定に維持するのが困難になり、可撓性基板の表面に皺が発生したり、可撓性基板が垂れ下がったりする傾向が顕著になる。
そこで、図1(a)〜(c)に示すように、薄膜積層体製造装置を構成する各成膜ユニット20,20間に、可撓性基板1の上下の側縁部を挟持する上側および下側挟持ローラ対30,30′を配設し、それぞれの挟持ローラの挟持部における回転方向を、可撓性基板1の搬送方向Fに対して斜上方および斜下方に向かう傾斜角(偏角)+θ,−θを有するようにして、可撓性基板1の上下の側縁部に上方および下方に向かう持ち上げ力および引き下げ力を作用させ、可撓性基板1の搬送高さを調整すると共に、上下幅方向に展張するようにしている。
上側および下側挟持ローラ対30,30′は、基本的に同じ構成のユニットを上下逆向きにして用いる。図2(a)は、可撓性基板1の搬送経路の上側に設置された挟持ローラ対30のユニット構成例を示す斜視図である。図において、挟持ローラ対30は、固定ローラ31と可動ローラ32からなり、固定ローラ31は、固定支持部材41の端部(支軸)に回転自在に支持され、可動ローラ32は、可動支持部材42の端部(支軸)に回転自在に支持されている。固定側支持部材41の上端は、ブラケット46に固定され、ブラケット46はその上部46bにおいて、真空室10の構造要素(開口40の上部)に固定されている。
可動支持部材42は、固定側支持部材41に固着された基部から横方向に延出したブラケット43の先端部に回動軸42aで枢支されており、それにより、可動ローラ32は、固定ローラ31に対して接離可能であると共に、固定側支持部材41の基部45と、可動支持部材42の他端部44との間に介装されたスプリング50の付勢により、可動ローラ32は、可撓性基板1の縁部を挟んで固定ローラ31に圧接され、その加圧力に応じた持ち上げ力が可撓性基板1の縁部に付与されるように構成されている。
薄膜積層体製造装置には、上記のように構成された挟持ローラ対30,30′が多数設けられており、薄膜積層体製造装置への可撓性基板1の導入等のメンテナンスを行う場合には、作業者は、各挟持ローラ対30,30′の圧接を一旦解除し、可撓性基板1の縁部を各挟持ローラ対30,30′間の所定位置に導入した後に各挟持ローラ対30,30′を再圧接させる必要がある。
例えば、図2(a)に示す挟持ローラ対30では、作業者は、可動支持部材42の他端部44に回動可能に連結された操作レバー44aを、スプリング50の付勢力に抗して図中左方向に押圧し、図2(b)に示されるように、ペグ46aに引っ掛けることで、可動支持部材42が傾倒されかつ可動ローラ32が固定ローラ31から離反された解除状態に保持し、その状態で、可撓性基板1の縁部を挟持ローラ31,32間に導入した後、操作レバー44aをペグ46aから外し、挟持ローラ31,32を再圧接させる。
ところで、上記薄膜積層体製造装置は、図1に部分的に示すように、所定の真空度に維持された真空室10の内部が、成膜ユニット20毎に隔壁で区画され、各隔壁を貫通する開口40によって相互に連通されており、上記挟持ローラ対30,30′は、開口40の上下の狭いスペースに設置されている。また、真空室10は、電極21と接地電極22とで構成される成膜ユニット20毎に側壁部が開閉可能に構成されており、上述したメンテナンス時には、一方の電極21と共に開放された側壁部から真空室10の構造内にアクセスできるようになっている。
従って、作業者は、開放された成膜ユニット20側から上記挟持ローラ対30,30′の解除操作を行う必要がある。そこで、上記挟持ローラ対30,30′では、可動支持部材42の他端部44の片側を延長した延出部44bに操作レバー44aを設けているが、このように片側に張出した操作レバー44aを作業者が操作する際に、可動支持部材42の回動軸42aや各側のスプリング50にアンバランスな力が加わり、加圧力の設定が変化してしまったり、最悪の場合、これらの部品が破損したりすることが懸念された。
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、機構部に負担を掛けずに容易に挟持ローラの解除操作を行うことができる可撓性基板の案内装置を提供することにある。
上記課題を解決することを目的として、本発明は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、その搬送経路で前記基板に各種処理を行う処理装置における前記基板の案内装置であって、前記基板の縁部を挟持する一対の挟持ローラ(131,132)と、前記一対の挟持ローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する一対の支持部材(141,142)と、前記一対の支持部材を介して前記一対の挟持ローラに挟圧力を付与する付勢手段(150)と、を備えるものにおいて、前記一対の支持部材の何れか一方または両方に当接し、前記付勢手段の付勢力に抗して前記一方または両方の支持部材を押圧し、前記一対の挟持ローラを離反させる解除レバー(161)をさらに備え、前記解除レバーは、前記一方または両方の支持部材の回動軸(142a)と独立した軸(161a)を中心に揺動可能に支持され、かつ、前記付勢手段の付勢力によって、前記一対の挟持ローラが離反した解除位置に保持されるように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の他の態様は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、その搬送経路で前記基板に各種処理を行う処理装置における前記基板の案内装置であって、前記基板の縁部を挟持する一対の挟持ローラ(231,232)と、前記一対の挟持ローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する一対の支持部材(241,242)と、前記一対の支持部材を介して前記一対の挟持ローラに挟圧力を付与する付勢手段(250)と、を備えるものにおいて、前記一対の支持部材の何れか一方の回動軸(242a)に剛結合され該支持部材と一体的に回動する延長アーム(244)と、前記回動軸と独立した軸(261a)を中心に前記延長アームに揺動可能に支持され、前記付勢手段の付勢力に抗して前記延長アームを押圧し、前記一対の挟持ローラを離反させる解除レバー(261)と、をさらに備え、前記解除レバーは、前記付勢手段の付勢力によって、前記一対の挟持ローラが離反した解除位置に保持されるように構成されていることを特徴とする。
本発明に係る基板案内装置は、上述の通り、解除レバーが、挟持ローラを回転可能に支持する支持部材の回動軸と独立した軸を中心に揺動可能に支持され、かつ、付勢手段の付勢力によって解除位置に保持されるように構成されているので、解除操作時に、支持部材の軸や付勢手段に不要な力が加わることがなく、加圧力の設定や構成部品への悪影響を防止でき、機構部に負担を掛けずに容易に挟持ローラの解除操作を行うことができる。
また、本発明は、前記一対の挟持ローラを構成する各ローラが、挟持部における回転方向が前記可撓性基板の搬送方向に対して幅方向斜外方に向かう微小偏角を有するように、前記各支持部材に回転可能に支持されており、前記一対の挟持ローラの挟圧力に応じた展張力が前記可撓性基板に付与されるように構成されている基板案内装置に好適に実施可能である。
(a)は薄膜積層体製造装置の一部を示す概略平面図、(b)は概略側面図、(c)は(b)のA−A断面図である。 (a)は従来の基板案内装置による可撓性基板の挟持状態を示す斜視図、(b)は解除状態を示す斜視図である。 (a)は本発明第1実施形態に係る基板案内装置による可撓性基板の挟持状態を示す斜視図、(b)は解除状態を示す斜視図である。 (a)は本発明第1実施形態に係る基板案内装置の解除状態を示す正面図、(b)はその要部拡大図である。 (a)は本発明第2実施形態に係る基板案内装置による可撓性基板の挟持状態を示す正面図、(b)は解除状態を示す正面図、(c)は解除状態への移行を示す要部正面図である。 (a)は本発明第2実施形態に係る基板案内装置による可撓性基板の挟持状態を示す斜視図である。
以下、本発明の実施形態について、本発明を太陽電池用の薄膜光電変換素子を構成する薄膜積層体製造装置における帯状可撓性基板の案内装置に実施する場合を例にとり、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下において、各実施形態に共通または対応する構成には、共通または対応する符号を付すことで説明を省略する場合がある。
先述した通り、薄膜積層体製造装置は、図1(a)〜(c)に部分的に示すように、所定の真空度に維持された真空室10の内部に、帯状の可撓性基板1(フレキシブルフィルム)を縦姿勢すなわち幅方向を鉛直方向にして水平方向に搬送する搬送経路を有し、この搬送経路に沿って並設された複数の成膜ユニット20(成膜部)で、可撓性基板1の表面に薄膜を積層形成するものである。基板案内装置は、可撓性基板1の上下方向の位置を制御し搬送高さを一定に維持するとともに、可撓性基板1を幅方向すなわち上下方向に展張するために、隣接する成膜ユニット20,20間の上下各側に配設され、基本的に同構成のユニットを上下逆向きにして用いる。
成膜部の搬送方向上流側および下流側には、搬送手段を構成するフィードローラやテンションローラなどが配設され、さらにそれらの搬送方向上流側および下流側に、可撓性基板1の巻出しロールおよび巻取りロールが配設されている。また、上流側および下流側のフィードローラと成膜部との間には、成膜部の上流側および下流側で可撓性基板1を折り返すように案内し、成膜部での可撓性基板1の直線的な搬送経路を設定するガイドローラ(アイドルローラ)が配設されている。これらの構成は、従来と同様であるため、図示を省略する。
(第1実施形態)
図3(a)(b)は、本発明第1実施形態に係る基板案内装置100を構成する挟持ローラ対130を搬送方向下流側から見た斜視図であり、図3(a)は、挟持ローラ対130により可撓性基板1の上縁部を挟持した状態を示し、図3(b)は、挟持ローラ対130による挟持を解除した状態を示しており、図4(a)は解除状態の正面図である。各図において、挟持ローラ130対を構成する各ローラ131,132は、一方が固定ローラ131、他方が可動ローラ132である。
固定ローラ131は、固定側支持部材141の下端部に回転可能に支持されている。固定側支持部材141の上端は、ブラケット146に固定され、ブラケット146はその上部146bにおいて、真空室10の構造要素(開口40の上部)に固定されている。より詳細には、図4(a)に示されるように、ベースプレート147に不図示のシムを挟んで固定され、このシムの厚さを調整することで、ブラケット146の取付け角度、すなわち、挟持ローラ対130の傾斜角θを設定可能となっている。実用的な傾斜角θは2度以下の小さい角度に固定されるため、このような取付け方法が採用されている。
可動ローラ132は、可動側支持部材142の下端部に回転可能に支持されている。可動側支持部材142は、その中間部において、固定側支持部材141から横方向に延出したブラケット143の先端部に回動軸142aで揺動可能に枢支され、この回動軸142aを中心とした可動側支持部材142の揺動により、可動ローラ132が固定ローラ131に対して接離可能となっている。
可動側支持部材142の上端部に固着された保持板144と、固定側支持部材141の基部に固着された保持板145との間には、スプリング150(圧縮スプリング)が介装されており、該スプリング150の付勢により、可動ローラ132は、可撓性基板1の縁部を挟んで固定ローラ131に圧接されるように構成されている。
リテーナーバー145aの基部は、保持板145を貫通するネジ孔に螺合されており、スプリング150を挿通したリテーナーバー145aの先端部は、保持板144の長孔に挿通されている。リテーナーバー145aを回動して保持板145に対する螺合位置を調節することで、スプリング150の付勢力を調整可能であり、かつ、リテーナーバー145aの他端側にナット145bを螺合することで、任意の位置にリテーナーバー145aを固定可能である。
上記のような基本構造を有する基板案内装置100は、挟持ローラ対130(131,132)を離反させ圧接状態を解除する解除手段160として、解除レバー161を備えている。解除レバー161は、ブラケット143の下部に設けた軸161aを中心に揺動可能に枢支され、軸161aを挟んで操作部と反対側に位置した先端部161cは、可動側支持部材142の側面(142c)に接離可能である。
上記構成により、解除レバー161を、図3(a)および図4(a)に二点鎖線で示される非操作位置から、図3(b)および図4(a)に実線で示される操作位置(解除位置)に押し下げることで、解除レバー161の先端部161cで可動側支持部材142が図中右側に押圧され、スプリング150の付勢力に抗して、可動ローラ132が固定ローラ131から離反し、それらの圧接状態が解除されるように構成されている。
図4(b)に示されるように、解除レバー161の先端部161cが押し当てられる可動側支持部材142の側面には、浅い窪み142c(係合部)が形成されており、上記解除状態では、解除レバー161の先端部161cが窪みに係合することで、スプリング150の付勢力Pによって、解除レバー161が操作位置(解除位置)に保持される。
この場合、図示例のように、窪み142cの下側部分と、解除レバー先端部161cの中心線とがなす臨界角αが90度以下であれば、スプリング150の付勢力Pは、接触面の摩擦係数とは無関係に、解除レバー先端部161cと窪み142cの係合が維持される方向に作用する。窪み142cはごく浅いので、解除レバー161を引き上げれば、先端部161cを窪み142cから容易に離脱させることができ、離脱しさえすれば、スプリング150の付勢力Pによって、解除レバー161が非操作位置に押し戻され、可動ローラ132が固定ローラ131に直ちに圧接される。
上記解除レバー161の軸161aは、可動側支持部材142の回動軸142aと独立しており、スプリング150の付勢力が入力される保持板144とも独立しているので、解除レバー161を操作する操作力が、可動側支持部材142の機構部や、スプリング150の付勢力の調整部(145a,145b)に影響を与えることがない。
また、解除レバー161は、スプリング150の付勢力によって解除位置に保持されるので、図2に示したペグ46aや、可動支持部材42の他端部44に回動可能に連結された操作レバー44aのような保持機構を別途設ける必要がなく、解除状態保持のために、操作レバー44aをペグ46aに掛けるような操作も不要である。
(第2実施形態)
次に、図5(a)(b)は、本発明第2実施形態に係る基板案内装置200を構成する挟持ローラ対230を搬送方向下流側から見た正面図であり、図5(a)は、挟持ローラ対230により可撓性基板1の上縁部を挟持した状態を示し、図5(b)は、挟持ローラ対230による挟持を解除した状態を示しており、図6は挟持状態の斜視図である。基本構成は第1実施形態と同様であるので、以下、変更点を中心に説明する。
各図において、挟持ローラ230対を構成する各ローラ231,232は、第1実施形態と同様に、一方が固定ローラ231、他方が可動ローラ232であり、可動側支持部材242は、上端部において、固定側支持部材241から横方向に延出したブラケット243の先端部に回動軸242aで揺動可能に枢支され、この回動軸242aを中心とした可動側支持部材242の揺動により、可動ローラ232が固定ローラ231に対して接離可能となっている。固定側支持部材241の上端がブラケット246に固定され、ブラケット246の上部246bが、真空室10の構造要素(開口40の上部)に固定されている点も第1実施形態と同様である。
可動側支持部材242の回動軸242aの図中手前側の端部には、延長アーム244が剛結合されており、可動側支持部材242と一体的に揺動する。すなわち、正面視において可動側支持部材242と延長アーム244とがなす角度(図示例では90度)は常に一定に維持されている。さらに、延長アーム244の先端部は、スプリング250(引張スプリング)を介してブラケット246に連結され、該スプリング250により、ブラケット246に近づく方向に付勢されており、それに伴い、可動ローラ232は、可撓性基板1の縁部を挟んで固定ローラ231に圧接されるように構成されている。
挟持ローラ対230の解除手段260を構成する解除レバー261は、第1実施形態のような固定側の部材ではなく、可動側の部材である延長アーム244の先端部に軸261aを中心に揺動可能に枢支されており、軸261aを挟んで操作部と反対側に位置した解除レバー261の先端部261cは、固定側の部材であるブラケット246の下面246cに接離可能となっている。
上記構成により、解除レバー261を、図5(a)および図6に示される非操作位置から、図5(b)に示される操作位置(解除位置)に引き上げることで、解除レバー261の先端部261cがブラケット下面246cに押し当てられ、かつ、延長アーム244がスプリング250の付勢力に抗してブラケット下面246cから離れる方向に回動されることで、延長アーム244と回動軸242aを介して一体の可動側支持部材242が図中右側に揺動し、可動ローラ232が固定ローラ231から離反し、それらの圧接状態が解除されるように構成されている。
この第2実施形態では、解除レバー261の先端部261cに平坦部分を有しており、図5(b)に示されるように、この平坦部分(261c)が、平坦なブラケット下面246cに一致した状態で、スプリング250の付勢力により、解除レバー261が操作位置(解除位置)に安定的に保持される。また、平坦部分(261c)の少なくとも片側(図示例では両側)に滑らかな円弧状部分261dが形成されているので、図5(c)に示されるように、操作位置(解除位置)に容易に移行でき、かつ、非操作位置(圧接位置)に容易に戻すことができる。
第2実施形態においても、解除レバー261の軸261aは、可動側支持部材242の回動軸242aと独立し、図では省略されているスプリング250の付勢力の調整部(延長アーム244の先端部)とも軸261aを介しているので、解除レバー261の操作力が、可動側支持部材242の機構部やスプリング250の付勢力の調整部に影響を与えることがない。また、第1実施形態と同様に、解除レバー261は、スプリング250の付勢力によって解除位置に保持され、保持機構を別途設ける必要がなく、解除状態を保持するための操作も不要である。
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
例えば、付勢手段としてのスプリング150,250は、コイルスプリング以外に、スパイラルスプリング、トーションスプリング、リーフスプリング等、周知の各種スプリングを使用することができ、それに応じてスプリング保持部の形態は変更され得る。
また、上記各実施形態では、挟持ローラ対130,230が、軸方向に平行な周面を有する円筒状ローラの場合について述べたが、本発明に係る解除手段160,260は、挟持ローラが、軸方向と傾斜した周面を有する円錐ローラや、断面円弧状の周面を有するローラの場合にも実施可能である。
さらに、上記実施形態では、本発明に係る基板案内装置を太陽電池用の薄膜積層体の製造装置に実施する場合について述べたが、本発明に係る基板案内装置は、有機EL等の半導体薄膜の製造装置は勿論、塗装、洗浄、乾燥、熱処理、表面加工など、成膜以外にも、可撓性基板に対する挟持状態の解除操作が求められる各種装置に適用できる。
1 可撓性基板
10 真空室
20 成膜ユニット(成膜部)
21 電極
22 接地電極
40 開口部
100,200 基板案内装置
130、230 挟持ローラ対
131,231 固定ローラ
132,232 可動ローラ
140,240 支持機構
141,241 固定側支持部材
142,242 可動側支持部材
142a,242a 回動軸
142c 窪み(係合部)
143,146 ブラケット
144,145 保持板
150,250 スプリング(付勢手段)
160,260 解除手段
161,261 解除レバー
161a,261a 軸
244 延長アーム
261c 先端部(平坦部分)
261d 円弧状部分

Claims (3)

  1. 帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、その搬送経路で前記基板に各種処理を行う処理装置における前記基板の案内装置であって、
    前記基板の縁部を挟持する一対の挟持ローラと、
    前記一対の挟持ローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する一対の支持部材と、
    前記一対の支持部材を介して前記一対の挟持ローラに挟圧力を付与する付勢手段と、
    を備えるものにおいて、
    前記一対の支持部材の何れか一方または両方に当接し、前記付勢手段の付勢力に抗して前記一方または両方の支持部材を押圧し、前記一対の挟持ローラを離反させる解除レバーをさらに備え、前記解除レバーは、前記一方または両方の支持部材の回動軸と独立した軸を中心に揺動可能に支持され、かつ、前記付勢手段の付勢力によって、前記一対の挟持ローラを離反させた解除位置に保持されるように構成されていることを特徴とする帯状可撓性基板の案内装置。
  2. 帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、その搬送経路で前記基板に各種処理を行う処理装置における前記基板の案内装置であって、
    前記基板の縁部を挟持する一対の挟持ローラと、
    前記一対の挟持ローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する一対の支持部材と、
    前記一対の支持部材を介して前記一対の挟持ローラに挟圧力を付与する付勢手段と、
    を備えるものにおいて、
    前記一対の支持部材の何れか一方の回動軸に剛結合され該支持部材と一体的に回動する延長アームと、前記回動軸と独立した軸を中心に前記延長アームに揺動可能に支持され、前記付勢手段の付勢力に抗して前記延長アームを押圧し、前記一対の挟持ローラを離反させる解除レバーと、をさらに備え、前記解除レバーは、前記付勢手段の付勢力によって、前記一対の挟持ローラを離反させた解除位置に保持されるように構成されていることを特徴とする帯状可撓性基板の案内装置。
  3. 前記一対の挟持ローラを構成する各ローラが、挟持部における回転方向が前記可撓性基板の搬送方向に対して幅方向斜外方に向かう微小偏角を有するように、前記各支持部材に回転可能に支持されており、前記一対の挟持ローラの挟圧力に応じた展張力が前記可撓性基板に付与されるように構成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の帯状可撓性基板の案内装置。
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