JP5109509B2 - 搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送ベルトを有する搬送装置に関する。

例えば半導体製造工場において、半導体基板が収容されたフープ（ＦＯＵＰ；Front Opening Unified Pod）などを搬送する搬送装置が設けられていることがある。特許文献１はかかる搬送装置の具体的な一例であり、半導体を処理する各処理装置間にコンベヤが設置されており、かかるコンベヤが半導体ウェーハを収容したキャリア等を搬送する。特許文献１においては、コンベヤのレールに沿って複数のホイールが配列され、かかるホイールがキャリアの下面に形成された溝と嵌まり、ホイールを回転させることによってキャリアを移動する。一方、特許文献１のコンベヤの替わりに、特許文献２に示されているような搬送用のベルトを使用してもよい。

特表２００３−５０６２８９号公報 特開平７−１９５５８５号公報

図３は、搬送用のベルトを採用した搬送装置の一例である。本搬送装置は、搬送ローラ９０１、９０２及び９１１に巻き掛けられた搬送ベルト９２１及び９２２を有している。搬送ベルト９２１及び９２２はその幅方向に関して互いに離隔している（図３（ｂ）参照）。そして、被搬送物の一例である容器１００は、搬送ベルト９２１及び９２２間を跨ぐように載置される。搬送ベルト９２１及び９２２には、その幅方向に関して被搬送物を挟むように、一対の突出部９２１ａ及び９２２ａが形成されている。搬送ローラ９０１が駆動されることによって搬送ベルト９２１及び９２２が走行し、搬送ベルト９２１及び９２２上の被搬送物が所定の搬送方向に沿って搬送される。その際、被搬送物は搬送ベルト９２１及び９２２から転落したりしないよう突出部９２１ａ及び９２２ａによってガイドされる。また、この搬送装置には光センサ２００が設けられている。光センサ２００は、搬送ベルト９２１及び９２２上の被搬送物に向かって光を射出し、被搬送物によって反射又は散乱させられた光を検出することにより、被搬送物が載置されているか否かを検出する。

しかし、この搬送装置のように搬送ベルト９２１及び９２２に突出部９２１ａ等が形成されていると、図３（ｃ）に示されているように、被搬送物が突出部９２１ａ等に引っ掛かって、傾斜したまま搬送ベルト９２１及び９２２上に載置される場合がある。このような姿勢のまま搬送装置が駆動されると、被搬送物が転倒したり、搬送先でうまく移転処理がなされなかったりする等の、搬送処理上の不具合が生じるおそれがある。したがって、被搬送物が正しい姿勢で載置されているか否かを検出し、正しい姿勢に戻すような処理を実行する必要がある。一方、光センサ２００は、被搬送物が存在するか否かを検出することは可能であるが、被搬送物の姿勢の良し悪しまで検出することはできない。

本発明の目的は、搬送ベルト上で被搬送物が傾斜して載置されるおそれがある場合に、被搬送物が正しい姿勢で載置されているか否かを検出することができる搬送装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の搬送装置は、被搬送物が一方の面上に載置される搬送ベルトと、前記一方の面において前記被搬送物が載置される載置領域が平面に沿うように前記搬送ベルトが巻き掛けられた複数のローラと、前記ローラを駆動するローラ駆動手段と、前記載置領域上の前記被搬送物を前記搬送ベルトの幅方向に関して互いに挟むように配置され、前記載置領域上の前記被搬送物に向かって光を射出する反射型の一対の光センサとを備えている。そして、前記搬送ベルトの幅方向に関して前記載置領域上の前記被搬送物の幅より大きく互いに離隔するように、前記一方の面から突出する一対の突出部が前記搬送ベルトに形成されており、前記載置領域に垂直な方向に関して前記突出部の高さだけ前記載置領域から離隔した位置から前記載置領域の位置までの間に射出光の経路が配置されるように、前記一対の光センサがそれぞれ配置されており、前記ローラ駆動手段が前記ローラを駆動した際に、前記一方の面が凹む方向に前記搬送ベルトが湾曲し且つ当該搬送ベルトが湾曲した湾曲領域において前記突出部が前記射出光の経路と交差しないように、前記複数のローラが前記搬送ベルトを誘導する。

本発明によると、搬送ベルトを湾曲させて突出部を退避させることにより、光センサからの射出光の経路が突出部によって遮断されないように構成されている。したがって、突出部の先端と搬送ベルトの搬送面との間の位置で被搬送物が存在するか否かを各光センサが検出することができる。これによって、被搬送物が突出部に引っかかるなどして傾斜した姿勢で載置されている場合には、一対の光センサのうち一方の光センサが被搬送物の側面において反射又は散乱した射出光を検出するのに対して、他方の光センサからの射出光は被搬送物の底面に対して射出されるため、射出光を検出しない。これによって、被搬送物が傾斜した姿勢で載置されているのを検出することが可能である。したがって、光センサの検出結果に基づいて、被搬送物が傾斜していることをオペレータに報知したり、被搬送物を正しい姿勢に修正する処理を実行したりすることが可能となる。

また、本発明においては、平面視において前記湾曲領域と重なる位置に、前記射出光の経路を遮断しないように配置され、前記搬送ベルトが前記湾曲領域に向かって搬送した前記被搬送物を支持する支持ローラをさらに備えていることが好ましい。この構成によると、搬送ベルトが湾曲して被搬送物から離隔してしまう領域において、支持ローラが被搬送物を支持するため、被搬送物が円滑に搬送される。

また、本発明においては、前記被搬送物の底面が前記突出部に掛かるように前記被搬送物が前記載置領域上に傾斜して載置されたまま前記被搬送物が搬送された場合に、前記被搬送物の底面が掛かった前記突出部に近い方の前記光センサの検出範囲に前記被搬送物が掛からないように、前記一対の光センサが配置されていることが好ましい。この構成によると、被搬送物が傾斜して載置されている場合に、一方の光センサの検出範囲に被搬送物が掛からないため、被搬送物が傾斜していることを一対の光センサによって確実に検出することが可能である。

以下、本発明の好適な一実施形態について図１及び図２を参照しつつ説明する。本実施形態の搬送装置１は、例えば半導体製造ラインの一部として設置されるものである。かかる半導体製造ラインには、半導体基板に種々の処理を施す複数の装置が設置される。搬送装置１は、このような複数の装置間に設置され、半導体基板が収容された容器１００を各装置へと搬送する。

搬送装置１は、図１のように、複数のコンベアユニット２を有している。各コンベアユニット２は搬送ローラ１１〜１７を有している。これらのうち、搬送ローラ１１には駆動モータが接続されている（不図示）。搬送ローラ１１〜１７の周囲にはいずれも無端の搬送ベルト２１及び２２（図２参照）が巻き掛けられており、駆動モータによって搬送ローラ１１が回転すると、搬送ベルト２１及び２２が搬送ローラ１１〜１７の周囲を走行する。これによって、搬送ベルト２１及び２２上に載置された容器１００が、所定の搬送方向に沿って搬送される。

これらのコンベアユニット２は、搬送元の地点から搬送先の地点までの搬送経路に沿って順に配列されている。その搬送経路において、各コンベアユニット２は、そのコンベアユニット２の搬送方向に関して下流に隣接したコンベアユニット２に容器１００を搬送する。このように各コンベアユニット２が次々に容器１００を搬送していくことにより、搬送元の地点から搬送先の地点へと容器１００が搬送される。

搬送装置１は、コンベアユニット２を制御する搬送制御装置４０を有している。搬送制御装置４０は、各コンベアユニット２の駆動を他のコンベアユニット２の駆動とは独立に制御できるように構成されている。つまり、全てのコンベアユニット２を駆動して搬送元の地点から搬送先の地点へと容器１００を順次搬送する制御も、一部のコンベアユニット２のみを駆動して残りのコンベアユニット２を停止させておく制御も可能である。これによって、例えば、搬送経路上の複数の容器１００のうち、一部の容器１００についてはいずれかのコンベアユニット２と搬送元との間で留めておき、残りの先行する容器１００のみ搬送先へと搬送する、といった制御が可能である。

図２（ａ）に示されるように、搬送ベルト２１及び２２は、搬送方向に直交する方向に関して互いに水平に離隔するように配置されている。搬送ベルト２１及び２２には、容器１００が載置される面から上方へと突出する突出部２１ａ及び２２ａがそれぞれ形成されている。搬送ベルト２１及び２２は、突出部２１ａ及び２２ａが搬送ベルトの幅方向に関して容器１００の幅より大きい距離だけ互いに離隔するように配置されている。突出部２１ａ及び２２ａは、搬送ベルト２１及び２２の長さ方向に沿って連続している。容器１００は、突出部２１ａ及び２２ａの間で搬送ベルト２１及び２２間の離隔領域を跨ぐように、これらのベルト上に載置される。突出部２１ａ及び２２ａによって、搬送ベルト２１及び２２上の容器１００が転落したりしないようガイドされている。

搬送ローラ１１及び１２は、図１のように搬送方向に関して互いに水平に離隔するように設置されている。搬送ローラ１３及び１８は、いずれもその上端の高さが搬送ローラ１１及び１２の上端の高さと一致するように、搬送方向に関して水平に配列されている。また、搬送ローラ１４及び１７も上端の高さが搬送ローラ１１及び１２の上端の高さと一致するように設置されている。搬送ローラ１４及び１７は、搬送方向に関して容器１００の幅より小さい距離だけ互いに水平に離隔して配置されている。これらの搬送ローラは、搬送方向の上流から下流へと向かって、搬送ローラ１２、１３、１４、１７、１８及び１１の順に配置されている。搬送ベルト２１及び２２は、搬送ローラ１２、１３、１４、１７、１８及び１１の上端に接するようにこれらの搬送ローラに掛けられている。これらの搬送ローラによって搬送ベルト２１及び２２が誘導されることにより、搬送ベルト２１及び２２は、領域Ａ１において搬送方向に沿って水平に走行する。つまり、搬送ベルト２１及び２２は、領域Ａ１において容器１００が載置される面が水平に沿っている（載置領域）。

一方で、搬送ローラ１５及び１６は、搬送ローラ１４及び１７より下方であって、搬送方向に関して搬送ローラ１４及び１７の間の位置に配置されている。搬送ローラ１５及び１６は、搬送方向に関して互いに水平に離隔するように配置されている。搬送ベルト２１及び２２は、搬送ローラ１４及び１７の間の領域Ａ２で下方に湾曲され、搬送ローラ１４及び１７が接している面とは反対側の面が搬送ローラ１５及び１６に接するように領域Ａ２において搬送ローラ１５及び１６に掛けられている。つまり、搬送ベルト２１及び２２は、領域Ａ２において容器１００が載置される面が下方へと凹むように湾曲している（湾曲領域）。

以上により、搬送ベルト２１及び２２は、各搬送ローラに誘導されつつ以下のように走行する。まず、搬送ローラ１２から領域Ａ１において右方へと水平に走行した後に、領域Ａ２に入ると搬送ローラ１４によって誘導されつつ下方へと湾曲し、搬送ローラ１５に向かう。次に、搬送ローラ１５によって誘導されつつ右方へと湾曲し、水平に走行して搬送ローラ１６に向かう。次に、搬送ローラ１６によって誘導されつつ上方へと湾曲して搬送ローラ１７へと向かう。次に、搬送ローラ１７によって誘導されつつ右方へと湾曲し、領域Ａ２から出て、領域Ａ１において右方へと水平に走行する。そして、搬送ローラ１１に到達して、搬送ローラ１１の下方を左方へと水平に走行し、搬送ローラ１２へと向かう。

図１に示されるように、領域Ａ２内には支持ローラ５１が設置されている。支持ローラ５１は、図２（ａ）に示されるように、搬送ベルト２１及び２２の間に位置しており、領域Ａ１から搬送されてきた容器１００の底面に当接して、容器１００を支持しつつ誘導する。

また、図１及び図２（ａ）に示されるように、各コンベアユニット２には光センサ３１及び３２が設置されている。光センサ３１及び３２は、容器１００に向かって光を射出し、容器１００の側面によって反射又は散乱させられた射出光を受光することにより、搬送ベルト２１及び２２上に容器１００が載置されているか否かを検出するものである。光センサ３１及び３２は、搬送ベルト２１及び２２の幅方向に関して容器１００を互いに挟むように配置されている。光センサ３１及び３２は、図１に示されるように領域Ａ２内に設置されており、突出部２１ａ及び２２ａによって射出光が遮断されないような位置に設置されている。また、光センサ３１及び３２の上下方向の位置は、突出部２１ａ及び２２ａの上端の位置Ｈ１と、搬送ベルト２１及び２２の容器１００が載置される面の位置Ｈ２との間をそれぞれの射出光Ｐが通過するように調整されている。

また、搬送ベルト２１及び２２の幅方向に関する光センサ３１及び３２の検出範囲３１ａ及び３２ａは、いずれも図２（ａ）に示されるような範囲に調整されている。つまり、検出範囲３１ａは、搬送ベルト２１と搬送ベルト２２との中間より光センサ３１寄りの位置までの範囲に、検出範囲３２ａは、搬送ベルト２１と搬送ベルト２２との中間より光センサ３２寄りの位置までの範囲に調整されている。光センサ３１及び３２の検出結果は、搬送制御装置４０に送信される。

以上の構成により、光センサ３１及び３２の検出結果から、搬送ベルト２１及び２２上に容器１００が載置されているか否かのみならず、容器１００が正常な姿勢で載置されているか否かを以下のように判定することができる。

図２（ａ）のように、容器１００が正常な姿勢で載置されている場合には、検出範囲３１ａ及び３２ａのいずれも容器１００の側面に掛かっている。このため、光センサ３１及び３２からの射出光Ｐはいずれも容器１００の側面において反射又は散乱し、光センサ３１及び３２の両方において検出される。

図２（ｂ）のように容器１００が突出部２１ａに引っ掛かり、傾斜して載置されている場合には、検出範囲３２ａは容器１００の側面に掛かっている一方で、検出範囲３１ａは容器１００に掛かっていない。したがって、光センサ３２において反射光又は散乱光が検出されるのに対して、光センサ３１においては検出されない。

上記に基づき、搬送制御装置４０は、光センサ３１及び３２の両方において反射光又は散乱光が検出された場合に、容器１００が正常な姿勢で載置されていると判定する。光センサ３１及び３２の片方のみにおいて反射光又は散乱光が検出された場合には、容器１００が傾斜した姿勢で載置されていると判定する。光センサ３１及び３２のいずれにおいても反射光又は散乱光が検出されない場合には、容器１００が載置されていないと判定する。

容器１００が傾斜した姿勢で載置されていると判定した場合には、搬送制御装置４０が警告音を発すること等により、オペレータに対して容器１００が正常に載置されていない旨を報知するような構成が搬送装置１に設けられていてもよい。あるいは、容器１００の姿勢を正常なものに修正する手段を設け、容器１００が傾斜した姿勢で載置されていると判定した場合に自動で正常なものに修正してもよい。

本実施形態の構成によると、搬送ベルト２１及び２２を図１の領域Ａ２において湾曲させており、その領域Ａ２に光センサ３１及び３２を設置している。そして、これによって、光センサ３１及び３２からの射出光が突出部２１ａ及び２２ａに遮断されないように構成している。したがって、突出部２１ａ及び２２ａの先端より下方において容器１００を各光センサ３１及び３２が検出することができる。そして、容器１００が突出部２１ａ又は２２ａに引っ掛かって傾斜した姿勢で載置されている場合には検出範囲３１ａ及び３２ａのいずれかが容器１００に掛からなくなるように光センサ３１及び３２が配置されている。これによって、容器１００が傾斜しているときには、光センサ３１及び３２のうちの一方が容器１００の存在を検出し他方の光センサが容器１００の存在を検出しないことにより、容器１００が正常な姿勢で載置されているか否かを検出することができる。したがって、光センサ３１及び３２の検出結果に基づいて、容器１００が傾斜していることをオペレータに報知したり、容器１００を正しい姿勢に修正する処理を実行したりすることが可能となる。

また、容器１００が傾斜しているときには検出範囲３１ａ及び３２ａのいずれかが容器１００に掛からなくなるように光センサ３１及び３２が配置されているため、容器１００が傾斜していることを確実に検出することが可能である。

さらに、搬送ベルト２１及び２２が図１の領域Ａ２において容器１００から離隔するが、領域Ａ２に支持ローラ５１を設けることにより、容器１００に領域Ａ２を円滑に通過させることができる。

＜変形例＞
以上は、本発明の好適な実施形態についての説明であるが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

上述の実施形態において光センサ３１及び３２は、図２（ｂ）のように傾斜した姿勢で搬送された容器１００が検出範囲３１ａ及び３２ａのいずれか一方に掛からないように配置されている。しかし、光センサが上記のように配置されていなくてもよい。例えば、傾斜したまま搬送された容器１００の底面に検出範囲が掛かるように光センサが配置されていたとしても、底面において光センサの射出光が散乱しても底面の傾きによっては光センサが散乱光を検出しない場合がある。このような場合には、検出範囲を特に調整しておく必要もなく、傾斜したまま容器１００が搬送された場合には一方の光センサからの射出光が容器１００の側面において反射したり散乱したりせず、底面に向かって射出されるように光センサが配置されているだけでよい。

また、搬送ベルト２１及び２２には、突出部２１ａ及び２２ａが長さ方向に関して連続して形成されている。しかし、突出部が連続して形成されている必要はなく、搬送ベルト２１及び２２の長さ方向に関して途切れ途切れに形成されていてもよい。

また、搬送ベルト２１及び２２の２つのベルトが設けられており、それぞれに突出部が形成されているが、一対の突出部が形成された一体のベルトが設けられていてもよい。

本発明の一実施形態に係る搬送装置の正面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った搬送装置の縦断面図である。 搬送装置の従来の構成を示す図である。

符号の説明

１ 搬送装置
２ コンベアユニット
５１ 支持ローラ
１００ 容器
１１-１７、９０１、９０２ 搬送ローラ
２１、２２、９２１ 搬送ベルト
２１ａ、２２ａ、９２１ａ 突出部
３１、３２、２００ 光センサ
３１ａ、３２ａ 検出範囲

Claims (3)

1. 被搬送物が一方の面上に載置される搬送ベルトと、
   前記一方の面において前記被搬送物が載置される載置領域が平面に沿うように前記搬送ベルトが巻き掛けられた複数のローラと、
   前記ローラを駆動するローラ駆動手段と、
   前記載置領域上の前記被搬送物を前記搬送ベルトの幅方向に関して互いに挟むように配置され、前記載置領域上の前記被搬送物に向かって光を射出する反射型の一対の光センサとを備えており、
   前記搬送ベルトの幅方向に関して前記載置領域上の前記被搬送物の幅より大きく互いに離隔するように、前記一方の面から突出する一対の突出部が前記搬送ベルトに形成されており、
   前記載置領域に垂直な方向に関して前記突出部の高さだけ前記載置領域から離隔した位置から前記載置領域の位置までの間に射出光の経路が配置されるように、前記一対の光センサがそれぞれ配置されており、
   前記ローラ駆動手段が前記ローラを駆動した際に、前記一方の面が凹む方向に前記搬送ベルトが湾曲し且つ当該搬送ベルトが湾曲した湾曲領域において前記突出部が前記射出光の経路と交差しないように、前記複数のローラが前記搬送ベルトを誘導することを特徴とする搬送装置。
2. 平面視において前記湾曲領域と重なる位置に、前記射出光の経路を遮断しないように配置され、前記搬送ベルトが前記湾曲領域に向かって搬送した前記被搬送物を支持する支持ローラをさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記被搬送物の底面が前記突出部に掛かるように前記被搬送物が前記載置領域上に傾斜して載置されたまま前記被搬送物が搬送された場合に、前記被搬送物の底面が掛かった前記突出部に近い方の前記光センサの検出範囲に前記被搬送物が掛からないように、前記一対の光センサが配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の搬送装置。
   

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