JP2014236016A

JP2014236016A - 搬送装置

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Publication number: JP2014236016A
Application number: JP2013114563A
Authority: JP
Inventors: 健史濱川; Kenji Hamakawa; 森　俊裕; Toshihiro Mori; 俊裕森; 奥田　哲也; Tetsuya Okuda; 哲也奥田
Original assignee: Toray Engineering Co Ltd
Current assignee: Toray Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-05-30
Filing date: 2013-05-30
Publication date: 2014-12-15
Anticipated expiration: 2033-05-30
Also published as: JP6189646B2

Abstract

【課題】保持部材の加工によるひずみを低減して容易に基板の搬送位置を所定の範囲内に維持することができる搬送装置の提供を目的とする。【解決手段】吸着部材１４、保持部材１７、ならびに吸着部材１４および保持部材１７を支持する支持部材１３を有する吸着保持機構９と、吸着保持機構９を移動させる搬送機構７と、を備え、基板Ｗを吸着部材１４で吸着して保持部材１７に接触させることにより、基板Ｗを所定の位置に保持しながら搬送する搬送装置６であって、吸着部材１４は、基板Ｗを吸着する吸着部である吸着パッド１５と、吸着パッド１５を支持部材１３に固定する固定部であるパッド取付具１６と、を有し、保持部材１７は、吸着部材１４のパッド取付具１６と支持部材１３とに挟み込まれることにより固定されている。【選択図】図４

Description

本発明は、搬送装置に関する。

従来、フラットパネルディスプレイ等の製造工程において、基板上にレジスト液等の塗布液を塗布する塗布システムが知られている。塗布システムは、浮上装置によって浮上させたガラス基板を搬送装置によって搬送しつつ塗布装置で塗布液を塗布する。このような塗布システムにおいて、基板を高精度に加工された保持部材に接触させて基板の搬送高さを所定の範囲内に保持し、塗布液が基板に均一に塗布されるように構成された搬送装置がある。例えば特許文献１の如くである。

特許文献１に記載の搬送装置は、基板を保持部材（ストッパ）に接触させつつ吸着部材（吸着パッド）で吸着させるために、保持部材に形成された貫通孔の内部に吸着部材が配置されている。さらに、保持部材は、貫通孔とは別個に形成された固定用の孔を用いてネジ等で固定されている。このため、保持部材は、加工形状が複雑になり、加工によるひずみが増大する。従って、搬送装置は、保持部材の加工形状が複雑になるにつれて保持部材のひずみによって基板が変形され、基板の搬送位置を所定の範囲内に保持することが困難になる問題があった。

特開２０１１−２１３４３５号公報

本発明の目的は、保持部材の加工によるひずみを低減して容易に基板の搬送位置を所定の範囲内に維持することができる搬送装置を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、本発明は、吸着部材、保持部材、ならびに吸着部材および保持部材を支持する支持部材を有する吸着保持機構と、吸着保持機構を移動させる搬送機構と、を備え、基板を吸着部材で吸着して保持部材に接触させることにより、基板を所定の位置に保持しながら搬送する搬送装置であって、吸着部材は、基板を吸着する吸着部と、吸着部を支持部材に固定する固定部と、を有し、保持部材は、吸着部材の固定部と支持部材とに挟み込まれることにより固定されているものである。

本発明は、前記保持部材の基板が接触する接触面には貫通孔が形成され、貫通孔の内部に前記吸着部材が配置されているものである。

本発明は、前記固定部には、前記吸着部材を前記支持部材に対して着脱させる治具が、前記貫通孔の外部から係合可能な係合部が形成されているものである。

本発明は、前記係合部は、互いに対向する平行な二つの平面を有するものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

本発明においては、保持部材を固定するためにのみ用いられる孔の加工が不要になり保持部材の加工形状が簡素化される。これにより、保持部材の加工によるひずみを低減して容易に基板の搬送位置を所定の範囲内に維持することができる。また、異物の堆積を低減することができる。

本発明においては、貫通孔を利用して保持部材が支持部材に固定される。これにより、保持部材の加工によるひずみを低減して容易に基板の搬送位置を所定の範囲内に維持することができる。

本発明においては、治具によって貫通孔の外部から吸着部材が着脱される。これにより、保持部材を取り外すことなく吸着部材を交換することができる。

本発明の一実施形態に係る塗布システムの概略構成を示す斜視図。本発明の一実施形態に係る塗布システムの塗布状態を示す側面図。本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着保持機構を示す斜視図。（ａ）本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着保持機構の構成を示す一部断面図（ｂ）本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着保持機構が基板を吸着保持している状態を示す一部断面図。（ａ）本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着部材を着脱する治具を示す断面図（ｂ）本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着部材に治具が係合された状態を示す図（ｃ）本発明の一実施形態に係る塗布システムの吸着部材が保持部材に取り付けられる状態を示す一部断面図。基板の所定部位における基準面からの搬送高さを示したグラフを示す図。

まず、図１と図２とを用いて、本発明に係る搬送装置の一実施形態である塗布システム１について説明する。以下の説明では基板の搬送方向（図１および図２における矢印方向）を基準に上流側と下流側とを規定して説明する。なお、本実施形態においては、搬送装置の一実施形態として塗布システム１における搬送装置６について説明するが、これに限るものではない。

図１と図２とに示すように、塗布システム１は、浮上させた基板Ｗ（例えば、ガラス基板）を搬送しつつ塗布液を塗布するものである。塗布システム１は、主として浮上装置２、搬送装置６および塗布装置１０を具備している。

浮上装置２は、気体を噴射して基板Ｗを浮上させるものである。浮上装置２は、上流側サブユニット３、メインユニット４および下流側サブユニット５（以下、単に「各ユニット」と記す）を具備している。浮上装置２は、各ユニットが上流側から上流側サブユニット３、メインユニット４、下流側サブユニット５の順に隣接するようにして配置されている。

各ユニットは、気体を噴射可能な図示しない微細な噴射孔を有する略矩形状のステージ本体を具備する。各ユニットは、気体が供給されると各ユニットのステージ本体の平面３ａ・４ａ・５ａからその面に略垂直な方向に気体（例えば圧縮空気）が噴射するように構成されている。さらに、各ユニットには、図示しない気体の吸引孔が設けられている。

これにより、図２に示すように、各ユニットは、気体の噴射による浮力と気体の吸引による引力との制御によって、各ユニットの平面３ａ・４ａ・５ａに搬送されてきた基板Ｗを平面３ａ・４ａ・５ａに平行に浮上させることができる（図２における白抜き矢印参照）。各ユニットは、搬送方向に垂直な方向（以下、単に「幅方向」）のステージ本体の長さが基板Ｗの幅方向の長さよりも小さくなるように形成されている。

上流側サブユニット３は、図示しないローラーコンベア等によって搬送されてきた基板Ｗを浮上させるものである。メインユニット４は、上流側サブユニット３から搬送されてきた基板Ｗに塗布液をむら無く塗布するために基板Ｗを高精度に浮上させるものである。メインユニット４は、上流側サブユニット３と下流側サブユニット５とに比べて、噴射孔と吸引孔とを狭い間隔で配列することにより、基板Ｗの浮上量のばらつきが小さくなるように構成されている。下流側サブユニット５は、メインユニット４から搬送されてきた基板Ｗを図示しないローラーコンベア等に受け渡すために浮上させるものである。

図１に示すように、搬送装置６は、基板Ｗを吸着して搬送するものである。搬送装置６は、搬送機構７および吸着保持機構９を具備している。搬送装置６は、搬送機構７に複数の吸着保持機構９が設けられている。つまり、搬送装置６は、複数の吸着保持機構９を搬送機構７によって一体的に移動できるように構成されている。

搬送機構７は、吸着保持機構９を移動させるものである。搬送機構７は、浮上装置２の幅方向の両側にそれぞれ配置される。搬送機構７は、レール７ａに設けられた移動テーブル８を図示しないアクチュエータ（例えば、リニアモータ）によって上流側サブユニット３から下流側サブユニット５までの範囲を往復移動することができるように構成されている。また、搬送機構７は、両側の移動テーブル８が同一の方向に同一の速度で連動して移動することができるように構成されている。

吸着保持機構９は、基板Ｗを所定の位置で吸着して保持するものである。吸着保持機構９は、搬送機構７の移動テーブル８に設けられている。本実施形態において、吸着保持機構９は、各搬送機構７にそれぞれ３つの吸着保持機構９が設けられている。吸着保持機構９は、吸着部材１４と保持部材（ストッパ１７）とを具備している（図３参照）。吸着保持機構９は、基板Ｗの幅方向の両側端部を吸着部材１４によって吸着して保持部材に接触させることで基準面（本実施形態において、平面４ａ）からの基板Ｗの位置（本実施形態においては、搬送高さ）を所定の範囲に保持することができるように構成されている。

塗布装置１０は、塗布液を塗布するものである。塗布装置１０は、略門型状に構成される。塗布装置１０は、浮上装置２の幅方向の両側から立脚するように構成されている。塗布装置１０は、浮上装置２のメインユニット４の上方にスリット１０ａ（吐出口）が搬送方向に幅方向に延伸するように設けられる。これにより、塗布装置１０は、メインユニット４上を搬送される基板Ｗの幅方向の全域に塗布液を順に塗布することができるように構成される。

このように構成される塗布システム１は、図２に示すように、基板Ｗを浮上装置２で浮上させつつ、搬送装置６の吸着保持機構９によって基板Ｗの幅方向の端部を吸着保持する。この際、塗布システム１は、基板Ｗの搬送位置が浮上装置２のメインユニット４によって浮上した基板Ｗの高さ（平面４ａから寸法Ｈ分だけ上方）と同等になるように基板Ｗを吸着保持機構９によって保持する。そして、塗布システム１は、吸着保持機構９よって保持された基板Ｗを、搬送装置６の搬送機構７によって浮上装置２の各ユニットのステージ本体の平面３ａ・４ａ・５ａ上を搬送する。塗布システム１は、基板Ｗが塗布装置１０のスリット１０ａの下方を通過する際にスリット１０ａから塗布液を基板Ｗに吐出する。

次に、図３と図４とを用いて、搬送装置６の吸着保持機構９について具体的に説明する。

図３に示すように、吸着保持機構９は、固定部材１１、エアシリンダ１２、支持部材１３、吸着部材１４および保持部材であるストッパ１７を具備する。

固定部材１１は、エアシリンダ１２等を支持するものである。固定部材１１は、側面視で略Ｌ字状に形成される。固定部材１１は、短辺部が搬送装置６の移動テーブル８に固定され、長辺部が移動テーブル８に対して垂直になるように設けられている。

アクチュエータであるエアシリンダ１２は、支持部材１３を昇降させるものである。エアシリンダ１２は、固定部材１１の長辺部に固定されている。エアシリンダ１２は、案内機構を備え、図示しないロッドの出方向が基板Ｗに近接する方向（図３における矢印方向）になるように固定部材１１に設けられている。なお、本実施形態において、アクチュエータは案内機構付きのエアシリンダ１２としたがこれに限定されるものではない。

支持部材１３は、吸着部材１４とストッパ１７とを一体的に支持するものである。支持部材１３には、吸着部材１４とストッパ１７とを固定するための板面１３ａが形成される。支持部材１３は、板面１３ａが基板Ｗに対向するようにしてエアシリンダ１２に接続されている。これにより、支持部材１３は、エアシリンダ１２によって、その板面１３ａが基板Ｗに近接することができるように構成される。支持部材１３には、基板Ｗに近接した場合における基準面から板面１３ａまでの距離を微調整するための調整機構１３ｃが具備される。

図４（ａ）に示すように、吸着部材１４は、基板Ｗを吸着するものである。吸着部材１４は、基板を吸着する吸着部である吸着パッド１５と、吸着パッド１５を支持部材１３に固定する固定部であるパッド取付具１６とから構成される。吸着パッド１５は、一端側に蛇腹が形成された筒状部材からなる。吸着パッド１５は、ゴム等の弾性部材から構成される。吸着パッド１５は、他端側がパッド取付具１６の一端側に取り付けられている。

パッド取付具１６は、一端側にパッド取付部１６ａが形成され、他端側に雄ネジ部１６ｂが形成される。また、パッド取付具１６には、パッド取付部１６ａと雄ネジ部１６ｂとの間に吸着パッド１５の他端側が押し当てられる段付部１６ｃが形成される。段付部１６ｃの雄ネジ部１６ｂ側には、ストッパ１７に押し当てられる当接面１６ｄが形成される。パッド取付具１６には、一端側から他端側まで連通された図示しない気体通路が形成される。これにより、吸着部材１４は、パッド取付具１６の他側から吸引することで、吸着パッド１５によって基板Ｗを吸着することができる。

保持部材であるストッパ１７は、基板Ｗを基準面から所定の寸法Ｈに保持するものである。ストッパ１７は、基板Ｗを傷つけないために樹脂（例えば、ピーク材）から形成される。一般に、樹脂は加工時に反りなどのひずみが生じやすい。従って、ストッパ１７を高精度で加工するためには、ストッパ１７の形状をできるだけ簡素に構成することが重要である。

ストッパ１７は、直方体状に形成されている。ストッパ１７は、一の側面を取付面１７ａとして形成される。ストッパ１７は、取付面１７ａが支持部材１３の板面１３ａに密接するように配置される。この際、ストッパ１７は、長辺が搬送方向と平行になるように配置される。ストッパ１７は、その側面のうち取付面１７ａと対向する側面を基板Ｗとの接触面１７ｂとして形成される。すなわち、ストッパ１７は、接触面１７ｂが基板Ｗに対向するように配置される。

ストッパ１７は、取付面１７ａに対する接触面１７ｂの平行度および取付面１７ａと接触面１７ｂとの平面度が所定の範囲内に収まるように加工されている。ストッパ１７は、支持部材１３に固定された状態で基板Ｗを接触面１７ｂに接触させることで、基板Ｗを基準面から所定の寸法Ｈに保持するように構成されている（図４（ｂ）参照）。

ストッパ１７は、接触面１７ｂから取付面１７ａに向けて７つの貫通孔１８が形成されている（図３参照）。貫通孔１８は、取付面１７ａ側の小径部１８ａと接触面１７ｂ側の大径部と１８ｂとから構成されている。つまり、貫通孔１８は、途中部に段付部１８ｃが形成されている。貫通孔１８の大径部１８ｂは、パッド取付具１６の最大外径よりも大きく、ストッパ１７の短辺よりも小さい内径の孔に形成される。これにより、ストッパ１７は、直方体状の外形を維持しつつ貫通孔１８が形成されている。また、貫通孔１８の小径部１８ａは、パッド取付具１６の雄ネジ部１６ｂの外径よりも大きく、パッド取付具１６の当接面１６ｄの外径よりも小さい内径の孔に形成される。なお、本実施形態において、ストッパ１７は、貫通孔１８の数を７つとしたがこれに限定するものではない。

ストッパ１７は、貫通孔１８の小径部１８ａにパッド取付具１６の雄ネジ部１６ｂが挿入され、貫通孔１８の大径部１８ｂに吸着パッド１５（およびパッド取付具１６のパッド取付部１６ａ）とパッド取付具１６の段付部１６ｃとが挿入される。この際、パッド取付具１６は、雄ネジ部１６ｂが支持部材１３の雌ネジ部１３ｂにねじ込まれる。これにより、パッド取付具１６は、当接面１６ｄがネジの締結力により貫通孔１８の段付部１８ｃに押し付けられる。ストッパ１７は、パッド取付具１６の当接面１６ｄと支持部材１３の板面１３ａとに挟み込まれることで支持部材１３に固定される。すなわち、ストッパ１７は、吸着部材１４のみによって支持部材１３に固定されている。なお、本実施形態において、吸着部材１４によるストッパ１７の固定方法はネジによるものであるが、吸着部材１４によってストッパ１７が支持部材１３に固定される構成であればよい。

ストッパ１７の貫通孔１８は、貫通孔１８の内部に配置された吸着パッド１５の一端側が接触面１７ｂよりも所定寸法Ｓだけ突出するように形成されている。このように、吸着パッド１５が接触面１７ｂよりも突出していることにより、基板Ｗが反りによってストッパ１７よりも上方にある場合でも吸着パッド１５は確実に基板Ｗを保持することができる。そして、吸着パッド１５は、基板Ｗを吸引することにより蛇腹部分が負圧により所定寸法Ｓだけ縮む。これにより、吸着パッド１５は、基板Ｗをストッパ１７の接触面１７ｂに接触させることができる。

このように構成される吸着保持機構９は、図３と図４（ｂ）とに示すように、エアシリンダ１２によって支持部材１３を基板Ｗに近接させて、浮上装置２によって浮上された基板Ｗを吸着部材１４で吸着する。そして、吸着保持機構９は、吸着部材１４によって基板Ｗをストッパ１７の接触面１７ｂに接触させることで基板Ｗを基準面からの所定の寸法Ｈに保持する。

以上より、吸着保持機構９のストッパ１７は、吸着部材１４を配置するための貫通孔１８以外の孔加工が不要になり加工形状が簡素化される。これにより、ストッパ１７は、孔加工によるひずみの発生が抑制され、取付面１７ａに対する接触面１７ｂの平行度および取付面１７ａと接触面１７ｂとの平面度の精度を容易に高くすることができる。すなわち、搬送装置６は、ストッパ１７のひずみによる基板Ｗの変形を低減することができる。

具体的には、図６に示すように、基板Ｗの端部から幅方向に５ｍｍの位置（図１における位置Ｐ）での搬送方向の各測箇所（図１における白抜き矢印上の所定位置）における基板Ｗの基準面からの高さのばらつきの幅は、ストッパ１７が専用のネジで固定されている従来の吸着保持機構に比べて１／３程度に低減されている。従って、本発明に係る搬送装置６は、ストッパ１７の加工によるひずみを低減して基板Ｗのたわみ量を考慮した搬送位置を所定の範囲内に維持することができる。また、ストッパ１７の加工形状が簡素化されるので接触面１７ｂにおける異物の堆積を抑制することができる。

次に、図４と図５とを用いて吸着部材１４の着脱について説明する。吸着部材１４の着脱は、治具１９を用いて行う。

図５（ａ）に示すように、吸着部材１４のパッド取付具１６は、段付部１６ｃに互いに対向する平行な二つの平面からなる２組の係合部１６ｅ・１６ｅが形成される。係合部１６ｅ・１６ｅの平面間の寸法は、吸着部材１４の吸着パッド１５の外径よりも大きく形成される。なお、本実施形態において、パッド取付具１６には２組の係合部１６ｅ・１６ｅが形成されているが２組に限定されるものではない。

図５に示すように、治具１９は、吸着部材１４の取り付けと取り外しとを行うものである。治具１９は、ストッパ１７の貫通孔１８の大径部１８ｂよりも小さい外径部分を具備する略円柱状に形成される。図５（ａ）に示すように、治具１９の一端側には、２本の係合爪１９ａ・１９ａが対向するようにして形成されている。２本の係合爪１９ａ・１９ａの間隔は、パッド取付具１６の係合部１６ｅ・１６ｅが挿入可能な程度の寸法に設定される。

また、図５（ｂ）と図５（ｃ）とに示すように、治具１９は、係合爪１９ａと係合爪１９ａとの間に、治具１９の軸方向に向かって治具１９と吸着パッド１５との干渉を回避するためのぬすみ（本実施形態においては孔）が形成される。このように形成されることにより、治具１９は、その係合爪１９ａをパッド取付具１６の係合部１６ｅ・１６ｅに係合することができる。なお、本実施形態において、治具１９の係合爪１９ａ・１９ａは、２本であるがこれに限定されるものではない。

図４（ａ）に示すように、吸着部材１４（パッド取付具１６に取り付けられた吸着パッド１５）がストッパ１７の貫通孔１８の内部に固定される場合、吸着部材１４は、ストッパ１７の貫通孔１８にパッド取付具１６の雄ネジ部１６ｂ側から挿入される（図４（ａ）における矢印方向）。

次に、図５（ｃ）に示すように、貫通孔１８の中に治具１９の係合爪１９ａ・１９ａが挿入される。吸着部材１４は、貫通孔１８の中でパッド取付具１６の係合部１６ｅ・１６ｅに係合爪１９ａ・１９ａが係合される。そして、吸着部材１４は、治具１９を介してパッド取付具１６の雄ネジ部１６ｂが支持部材１３の雌ネジ部１３ｂにねじ込まれる方向に回転される。この結果、吸着部材１４は、ストッパ１７を取り外すことなくストッパ１７の貫通孔１８の内部に固定される。

ストッパ１７の貫通孔１８の内部に固定されている吸着部材１４を取り外す場合、始めに、ストッパ１７の貫通孔１８の中に治具１９の係合爪１９ａ・１９ａが挿入される。吸着部材１４は、貫通孔１８の中でパッド取付具１６の係合部１６ｅ・１６ｅに係合爪１９ａ・１９ａが係合される。そして、吸着部材１４は、治具１９を介してパッド取付具１６の雄ネジ部１６ｂが支持部材１３の雌ネジ部１３ｂから離脱される方向に回転される。この結果、吸着部材１４は、ストッパ１７を取り外すことなくストッパ１７の貫通孔１８の内部から取り外される。

以上より、吸着部材１４は、簡易な形状の治具１９によって、ストッパ１７の貫通孔１８を通じて貫通孔１８の内部に容易に取り付けることができる。同様に、吸着部材１４は、治具１９によって、貫通孔１８の内部から取り外すことができる。これにより、ストッパ１７を取り外すことなく吸着部材１４を交換することができる。また、吸着部材１４の別実施形態として、パッド取付具１６の図示しない気体通路に六角レンチ用の係合部を形成する構成でもよい。

６搬送装置
７搬送機構
９吸着保持機構
１３支持部材
１４吸着部材
１５吸着パッド
１６パッド取付具
１７保持部材
Ｗ基板

Claims

吸着部材、保持部材、ならびに吸着部材および保持部材を支持する支持部材を有する吸着保持機構と、吸着保持機構を移動させる搬送機構と、を備え、基板を吸着部材で吸着して保持部材に接触させることにより、基板を所定の位置に保持しながら搬送する搬送装置であって、
吸着部材は、基板を吸着する吸着部と、吸着部を支持部材に固定する固定部と、を有し、
保持部材は、吸着部材の固定部と支持部材とに挟み込まれることにより固定されている搬送装置。
前記保持部材の基板が接触する接触面には貫通孔が形成され、
貫通孔の内部に前記吸着部材が配置されている請求項１に記載の搬送装置。
前記固定部には、前記吸着部材を前記支持部材に対して着脱させる治具が、前記貫通孔の外部から係合可能な係合部が形成されている請求項２に記載の搬送装置。
前記係合部は、互いに対向する平行な二つの平面を有する請求項３に記載の搬送装置。