JP3703278B2 - 加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば液晶表示装置のガラス基板などの加工を行う加工装置に関し、特に静電気によるワークの破壊を防止する搬送機構を備えた加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置のガラス基板などに代表されるワークに、工作機械などの装置を用いて例えば孔あけ加工、はんだ付けなど種々の作業を行う場合、一般的には装置内のステージ上に搬入されたワークが支持されて作業が行われ、作業終了後にワークがステージ上から搬出されるとともに、また次のワークがステージ上に搬入されるという方法を採ることが多い。
【０００３】
このステージ上へのワークの搬送方法としては、ワークをステージ上面に対して水平方向から搬入、搬出する方法、ワークをステージ上方から搬入、搬出する方法の２つに大別することができる。ワークをステージ上面に対して水平方向から搬入、搬出する方法としては、ころ搬送、ビーム搬送などを例示することができる。また、ワークをステージ上方から搬入、搬出する方法としては、ワークを吸着部材に吸着させた状態で吸着部材とともに搬送するなどの例を挙げることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図４は、ステージ上からワークが水平方向に搬出される途中の状態を示す拡大断面図である。図４においては、ステージ１上での作業を終了したワーク２が図中右方向に搬出されようとしており、ステージ１の外側にワーク２の一部が突出した状態を示している。
ワークは各工程を流れる間に静電気を帯びることがあるが、上記のようにワーク２の一部がステージ１から突出した状態になると、突出部分の静電容量が突出していない部分に比べて小さくなり、表面電位は大きくなる。そのため、ワーク２内で表面電位が偏り、その結果絶縁層や電子部品などが静電気により破壊される恐れがある。これは、ワーク２がステージ１上に搬入される場合についても同様である。
【０００５】
図５は、ステージ上からワークがステージ上方に搬出される途中の状態を示す拡大断面図である。図５においては、ステージ６上での作業を終了したワーク７が図中上方向に搬出されようとしている。
ステージ６からワーク７がステージ６上方に搬出される過程において、ステージ６の上面に対してワーク７が完全に平行状態を保ったまま搬出される場合には問題ないが、図５のように、ステージ６の上面に対してワーク７が傾いた状態となる場合には、上述と同様にワーク７の表面電位が偏り、その結果絶縁層や電子部品などが静電気により破壊される恐れがある。これは、ワーク７がステージ６上に搬入される場合についても同様である。
上記の点に鑑み、本発明は、静電気によるワークの破壊を防止する搬送機構を備えた加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
一般に、ワークの帯電電荷量をＱ₀、静電容量をＣ、ワークの表面電位をＶとすると、これらの間には以下の式のような関係が成り立つ。
Ｖ＝Ｑ₀／Ｃ ・・・（１）
すなわち、ワークの帯電電荷量Ｑ₀が一定ならば、ワークの表面電位Ｖは静電容量Ｃに反比例することになる。また、静電容量Ｃは極板（ここではワーク下面およびステージ上面のワーク対向部分）の面積Ｓに比例し、極板間（ここではワーク下面とステージ上面の間）の距離ｄに反比例する。
【０００７】
図４に示すように、ステージ１とワーク２との距離ｄ₁は、ステージ基部３とワーク２との距離ｄ₂より短いので、上記の静電容量と極板間の距離の関係によれば、ワーク２の左側部分、すなわちステージ１上にあるワーク２左側の静電容量Ｃ₁は、ワーク２の右側部分、すなわちステージ１上から突出しているワーク２右側の静電容量Ｃ₂より大きくなる。ワーク２の帯電電荷量Ｑ₀は一定であるから、上記（１）式によりワーク２の左側部分の表面電位Ｖ₁は、右側部分の表面電位Ｖ₂より小さくなる。このため、ワーク２の表面電位が偏り、ワーク２のステージ１上にある部分とステージ１上から突出している部分の境界付近に電位差が生じ、この付近の絶縁層や電子部品などが静電気により破壊される恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明者らは、ワークがステージ上から突出した状態になっても、突出した部分の静電容量がステージ上に残った部分の静電容量と等しくなるようにすれば静電気によるワークの破壊を防ぐことが可能になると考え、鋭意研究の結果本発明に想到したものである。
すなわち、本発明に係る加工装置は、静電気によるワークの破壊を防止する搬送機構を備えた加工装置であって、ワークの加工時にワークを支持するとともに、少なくともワークの搬送時にワークと非接触な状態にされるステージに隣接して設けられ、該ステージと高さが等しく、かつ該ステージと電位が等しく、前記ワークと非接触なワーク搬入路およびワーク搬出路と、ワークをワーク搬入路およびワーク搬出路上で水平方向に移送する移送手段とを備え、前記ステージと前記ワークとの距離および前記ワーク搬入路と前記ワークとの距離を互いに等しく保ち、および／または前記ステージと前記ワークとの距離および前記ワーク搬出路と前記ワークとの距離を互いに等しく保ちつつ、前記ワークを水平方向に移送することを特徴とする。
また、前記ステージ、前記ワーク搬入路、および前記ワーク搬出路はいずれも、接地されるか、または同電圧の電流を印加するか、あるいは互いに電気的に接続され、前記ステージと前記ワーク搬入路と前記ワーク搬出路との互いの電位を同一に保つことを特徴とする。さらに、前記ワーク搬入路および／または前記ワーク搬出路は、前記ステージに隣接していない側の末端部を５度以下の角度で下方向へ傾斜させたことを特徴とする。そして、前記ワークに接触して前記ワーク表面に付着した塵埃を除去する粘着層を有するローラーをさらに備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記のような加工装置において、ステージ上とワーク搬入路上にワークがまたがった状態にある場合、ステージとワーク間の距離およびワーク搬入路とワーク間の距離は等しくなっているので、ステージ上の部分のワークの静電容量と、ワーク搬入路上の部分のワークの静電容量はほぼ等しい。従って、ステージ上の部分のワークの表面電位と、ワーク搬入路上の部分のワークの表面電位もほぼ等しくなる。これにより、ワークの搬入時にワーク上で電位差が生じることはなく、静電気によるワークの破壊を防止することができる。
【００１０】
同様に、上記のような加工装置において、ステージ上とワーク搬出路上にワークがまたがった状態にある場合も、ステージ上の部分のワークの表面電位と、ワーク搬出路上の部分のワークの表面電位はほぼ等しくなるので、ワークの搬出時にワーク上で電位差が生じることはなく、静電気によるワークの破壊を防止することができる。
ここで、ステージと、ワーク搬入路およびワーク搬出路の電位を等しくするためには、ステージ、ワーク搬入路、ワーク搬出路とも接地する、ステージ、ワーク搬入路、ワーク搬出路に同じ電圧を印加する、ステージ、ワーク搬入路、ワーク搬出路を電気的に接続するなどの方法を例示することができる。
【００１１】
また、図５に示すように、ステージ６の上面に対してワーク７が傾いた状態となる場合、ステージ６とワーク７の図中左側部分との距離は、ステージ６とワーク７の図中右側部分との距離より長いので、上記の静電容量と極板間の距離の関係によれば、ワーク７の左側部分の静電容量Ｃ₃は、ワーク７の右側部分の静電容量Ｃ₄より小さくなる。ワーク７の帯電電荷量Ｑ₀は一定であるから、上記（１）式によりワーク７の左側部分の表面電位Ｖ₃は、右側部分の表面電位Ｖ₄より大きくなる。このため、ワーク７の表面電位が偏り、ワーク７の中央部付近の絶縁層や電子部品などが静電気により破壊される恐れがある。
【００１２】
そこで、本発明者らは、ワークがステージ上で傾いた状態になっても、ワーク上の静電容量が偏らないようにすれば静電気によるワークの破壊を防ぐことが可能になると考え、鋭意研究の結果本発明に想到したものである。
すなわち、本発明に係る加工装置は、ワークが吸着固定される接地された吸着部材と、ワークの加工時にワークを支持するステージに対して前記吸着部材を移動させる移動手段とを有するワーク搬送機構を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記のような加工装置において、ステージ上にワークが搬入される時も搬出される時も、ワークは接地されている吸着部材に吸着されているので、ワークの吸着部材に吸着されている面の電位は零となる。従って、ワークの吸着部材に吸着されていない面の電位は上記（１）式により一定となるので、ワークの搬入時および搬出時にステージとワークの平行関係がくずれたとしても、ワーク上で電位差が生じることはなく、静電気によるワークの破壊を防止することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態例のみに限定されるものではない。
図１は本発明の加工装置の第一の実施形態例を示す拡大断面図であり、図中符号１１はステージ、符号１２はワーク、符号１３は搬入用アースプレート（ワーク搬入路）、符号１４は搬出用アースプレート（ワーク搬出路）である。図１においては、ステージ１１上での作業を終了したワーク１２が図中右方向に搬出されようとしており、ステージ１１の外側にワーク１２の一部が突出した状態を示している。
【００１５】
図１において、搬入用アースプレート１３はステージ１１の左側に隣接して、搬出用アースプレート１４はステージ１１の右側に隣接して設けられており、ステージ１１、搬入用アースプレート１３、搬出用アースプレート１４の上面の高さは等しくなっている。また、ステージ１１、搬入用アースプレート１３、搬出用アースプレート１４はともに接地されているので、その電位は等しくなっている。また、ワーク１２を水平方向に移動させる図示しない移送手段が設けられている。この移送手段としては、ころ搬送、ビーム搬送、シャトル搬送、ロボット搬送などを例示することができる。
【００１６】
この図示しない移送手段によりワーク１２が搬入用アースプレート１３上を通ってステージ１１上に、搬入用アースプレート１３およびステージ１１との水平関係を保って搬入される時は、ワーク１２と搬入用アースプレート１３およびワーク１２とステージ１１の距離は等しくなるので、ワーク１２の静電容量Ｃは一定となる。また、搬入用アースプレート１３とステージ１１との電位は等しいので、ワーク１２がステージ１１と搬入用アースプレート１３上にまたがっていてもワーク１２上で電位差が生じることはなく、静電気によるワーク１２の破壊は防止される。
【００１７】
同様に、図示しない移送手段によりワーク１２が搬出用アースプレート１４上を通ってステージ１１上から、ステージ１１および搬出用アースプレート１４との水平関係を保って搬出される時は、ワーク１２とステージ１１およびワーク１２と搬出用アースプレート１４の距離は等しくなっており、ステージ１１と搬出用アースプレート１４との電位は等しくなるので、ワーク１２の静電容量は一定となる。このため、ワーク１２がステージ１１と搬出用アースプレート１４上にまたがっていてもワーク１２上で電位差が生じることはなく、静電気によるワーク１２の破壊は防止される。
【００１８】
尚、搬入用アースプレート１３および搬出用アースプレート１４の、ステージ１１に隣接していない側の末端部は、５度以下の角度で下方向へ曲げておくことが好ましい。この構造とした場合、搬入用アースプレート１３にワーク１２が導入される際に、ワーク１２と搬入用アースプレート１３の距離が少しずつ変化するのに伴って静電容量が微小変化し、ワーク１２の表面電位を静電破壊を起こさない程度にわずかづつ変化させることができる。搬出用アースプレート１４からワーク１２が導出される際も同様の効果が得られる。
【００１９】
図２は、図１の加工装置を応用したクリーニング装置の一例を示す概略構成図であり、図中符号１５はワーク、符号１６は上ローラー、符号１７は下ローラー、符号１８は搬入用アースプレート、符号１９は搬出用アースプレートである。この装置は、上ローラー１６および下ローラー１７の表面に粘着層を備えており、ワーク１５に接触することでワーク１５の表面のほこり、よごれなどを除去することができる。このクリーニング装置を使用する際、搬入用アースプレート１８および搬出用アースプレート１９をともに接地して、電位を等しくしておく。これにより、ワーク１５の表面を上ローラー１６および下ローラー１７によりクリーニングする工程において、ワーク１５の表面電位は偏りにくくなるので、ワーク１５が静電気により破壊されることはない。
【００２０】
図３は本発明の加工装置の第二の実施形態例を示す側面図であり、図中符号２１はステージ、符号２２はワーク、符号２３は吸着プレート（吸着部材）、符号２４は吸着プレート支柱である。図３においては、ステージ２１上での作業を終了したワーク２２が図中上方向に搬出されようとしており、ワーク２２が例えば真空吸着などの手段によって吸着プレート２３に吸着され、ステージ２１上から浮き上がった状態を示している。
【００２１】
図３において、吸着プレート２３は接地されており、その上面中央部には吸着プレート支柱２４が取り付けられている。また、吸着プレート２３は吸着プレート支柱２４に取り付けられた図示しない移動手段により図中上下方向および左右方向に動くことができるようになっている。また、吸着プレート２３の下面の寸法はワーク２２の上面の寸法より大きくなっており、ワーク２２を吸着した際にワーク２２が吸着プレート２３から突出することのないようになっている。
【００２２】
このため、図示しない移動手段によりワーク２２が吸着プレート２３に吸着された状態でステージ２１上に搬入される時も、ステージ２１上から搬出される時も、ワーク２２を吸着している吸着プレート２３が接地されているため、ワーク２２の上面の電位は零となる。ワーク２２の厚みは一定であるから、ワーク２２内の静電容量も一定となり、ワーク２２の下面の電位は上記（１）式により一定となるので、ワーク２２の搬入時および搬出時にステージ２１とワーク２２の平行関係がくずれたとしても、ワーク２２の面上の電位は均一になっており、静電気によるワーク２２の破壊は防止される。
【００２３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば本実施の形態ではステージ１１、搬入用アースプレート１３、搬出用アースプレート１４とも接地することで電位を等しくしているが、ステージ１１、搬入用アースプレート１３、搬出用アースプレート１４に同じ電圧をかける、あるいはステージ１１、搬入用アースプレート１３、搬出用アースプレート１４をそれぞれ導線で接続するなどの方法をとっても差し支えない。
【００２４】
【発明の効果】
上述のごとく、本発明の加工装置は、ワークの加工時にワークを支持するステージに隣接して設けられ、このステージと高さが等しく、かつこのステージと電位が等しいワーク搬入路およびワーク搬出路と、ワークをワーク搬入路およびワーク搬出路上で水平方向に移送する移送手段とを有するワーク搬送機構を備えたことを特徴とするものであって、ステージにワークが搬入される時も搬出される時も、ステージと高さが等しく、かつこのステージと電位が等しいワーク搬入路およびワーク搬出路がステージに隣接して設けられているので、ワークの搬入時および搬出時にワーク上で電位差が生じることはなく、静電気によるワークの破壊を防止することができる。
【００２５】
また、本発明の加工装置は、ワークが吸着固定される接地された吸着部材と、ワークの加工時にワークを支持するステージに対してこの吸着部材を移動させる移動手段とを有するワーク搬送機構を備えたことを特徴とするものであって、ステージ上にワークが搬入される時も搬出される時も、接地されている吸着部材にワークが吸着されているので、ワークの搬入時および搬出時にステージとワークの平行関係がくずれたとしても、ワーク上で電位差が生じることはなく、静電気によるワークの破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の加工装置の第一の実施形態例を示す拡大断面図である。
【図２】 図１の加工装置の応用例を示す概略構成図である。
【図３】 本発明の加工装置の第二の実施形態例を示す側面図である。
【図４】 ステージ上からワークが水平方向に搬出される途中の状態を示す拡大断面図である。
【図５】 ステージ上からワークがステージ上方に搬出される途中の状態を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１１ ステージ
１２ ワーク
１３ 搬入用アースプレート（ワーク搬入路）
１４ 搬出用アースプレート（ワーク搬出路）
２１ ステージ
２２ ワーク
２３ 吸着プレート（吸着部材）
２４ 吸着プレート支柱

Claims (4)

1. 静電気によるワークの破壊を防止する搬送機構を備えた加工装置であって、
   ワークの加工時にワークを支持するとともに、少なくともワークの搬送時にワークと非接触な状態にされるステージに隣接して設けられ、該ステージと高さが等しく、かつ該ステージと電位が等しく、前記ワークと非接触なワーク搬入路およびワーク搬出路と、ワークをワーク搬入路およびワーク搬出路上で水平方向に移送する移送手段とを備え、
   前記ステージと前記ワークとの距離および前記ワーク搬入路と前記ワークとの距離を互いに等しく保ち、および／または前記ステージと前記ワークとの距離および前記ワーク搬出路と前記ワークとの距離を互いに等しく保ちつつ、前記ワークを水平方向に移送することを特徴とする加工装置。
2. 前記ステージ、前記ワーク搬入路、および前記ワーク搬出路はいずれも、接地されるか、または同電圧の電流を印加するか、あるいは互いに電気的に接続され、前記ステージと前記ワーク搬入路と前記ワーク搬出路との互いの電位を同一に保つことを特徴とする請求項１に記載の加工装置。
3. 前記ワーク搬入路および／または前記ワーク搬出路は、前記ステージに隣接していない側の末端部を５度以下の角度で下方向へ傾斜させたことを特徴とする請求項１または２に記載の加工装置。
4. 前記ワークに接触して前記ワーク表面に付着した塵埃を除去する粘着層を有するローラーをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の加工装置。

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