JP5257632B2 - 基板移載装置 - Google Patents

Description

この発明はガラス基板等の基板の移載装置に関する。

上下方向に沿って多段にワイヤを設け、ワイヤによりガラス基板等の基板を支持するワイヤカセットが、フラットパネルディスプレイ基板の製造等に用いられている。カセット内の任意の基板を出し入れするために、特許文献１：JP2004-304055Aは上下２種類のアームをカセット内に出し入れすることを提案している。即ち下側のアームは上面にピンを備え、上側のアームはピンを備えていない。基板を取り出す場合、目的の基板を支持するワイヤの下方へ、下側のアームを挿入し、下側のアームを上昇させて、ピンにより基板をワイヤから浮かせる。基板とワイヤとの間に、上側のアームを挿入して後退させ、基板をカセットから取り出す。基板をカセットに載置する場合、上側のアームで基板を支持して、下側のアームと共にカセット内へ前進させ、下側のアームを上昇させてピンにより基板を支持し、上側のアームを後退させる。次いで下側のアームを下降させて後退させる。

しかしながら特許文献１の手法では、下側のアームは上側のアームの厚さ以上の高さのピンを備えているため厚くなり、これに伴いワイヤカセットの１段分の高さが増す。発明者は、ワイヤカセットの１段分の高さが小さくても、任意の高さに基板を移載できるようにすることを検討して、この発明に至った。

JP2004-304055A

この発明の基本的課題は、ワイヤカセットでの１段分の高さが小さくても、任意の高さに基板を出し入れできる基板移載装置を提供することにある。
この発明での追加の課題は、基板をアームと共に確実に水平動させることにある。
この発明での追加の課題はまた、支持部材の昇降を単純かつ確実に行うことにある。
この発明での追加の課題はまた、基盤の支持を２列の支持部材の間で頻繁に切り替えても、基板が損傷しないようにすることにある。

この発明は、上下方向に沿って多段に基板を支持する複数本のワイヤを設けたワイヤカセットに対して、基板を出し入れするための基板移載装置であって、前記ワイヤカセットの上下のワイヤの間に進出及び後退が自在な長尺状のアームと、前記アームの長手方向に沿って、アームの上側に少なくとも２列に配置された支持部材と、前記少なくとも２列の支持部材を、基板を支持する上昇位置と、ワイヤを回避する下降位置との間で、列毎に昇降させる昇降駆動部と、前記昇降駆動部を制御する制御部、とを備えることを特徴とする。ここでアームの上側に支持部材を少なくとも２列に配置するとは、例えば複数本のアームに各々支持部材を少なくとも２列に配置することの他に、１本のアームに支持部材を例えば４列、６列、８列等に配置すること、支持部材を１列配置したアームを例えば４本、６本、８本等に設けることを含んでいる。

この発明では、少なくとも２列の支持部材を列毎に昇降させることにより、ワイヤを回避しながら、基板の底面を支持する。このためワイヤとワイヤとの間のピッチを大きくしなくともアームを出退させることができ、しかもカセットの任意の高さ位置に対し、基板の移載ができる。

好ましくは、基板を把持するクランプ部材が前記アームの基端付近に設けられている。本発明では、少なくとも２列の支持部材が基板を交互に支持するので、支持部材が基板を水平方向に移動させる力が不足しやすい。そこでクランプ部材を設けると、基板を確実にアームと共に移動させることができる。

また好ましくは、昇降駆動部は、アームの長尺方向に沿って伸びて、少なくとも２列の支持部材を列毎に駆動する駆動部材を備えている。駆動部材は例えばシャフト、ネジ棒等で、その進退あるいは回転によって支持部材を１列分一括して昇降させる。この結果、支持部材毎にソレノイド等の昇降駆動部を設ける場合に比べ、簡単かつ確実に昇降させることができる。

特に好ましくは、支持部材は基板の底面に浮力を及ぼして基板を浮上させる素子を備えている。浮上搬送により基板を移載すると、少なくとも２列の支持部材により基板を交互に支持しても、基板を損傷させることがない。このような素子としては例えば超音波浮揚を行うピエゾアクチュエータ、空気を噴射するノズルなどがある。

実施例の基板移載装置の要部平面図 実施例の基板移載装置の全体的な平面図 実施例でのアームの要部拡大平面図 実施例でのアームの要部拡大側面図 実施例での２列の支持部の軌跡を示す図

以下に本発明を実施するための最適実施例を示す。この発明の範囲は、特許請求の範囲の記載に基づき、明細書の記載とこの分野での周知技術とを参酌し、当業者の理解に従って定められるべきである。

図１〜図５に、実施例の基板移載装置２を示す。基板移載装置２は、フラットパネルディスプレイ等のガラス基板２２を、ワイヤカセット２０の任意の高さレベルに対し移載する。基板移載装置２では、図１，図２に示すように、ワイヤカセット２０の奥行き方向と鉛直方向とに移動自在な基部４から、複数本の長尺状のアーム６が水平方向に沿って平行に突出している。各アーム６の長尺方向に沿って、支持部材８，９が少なくとも２列にアーム６の上面に支持されており、図３，図４に示す機構により、支持部材８，９は列毎に一括して昇降する。実施例ではアーム６を複数本平行に配置し、各アーム６に支持部材８，９を少なくとも２列に配置し、ガラス基板２２を浮上搬送する。しかし支持部材８のみを設けたアームと、支持部材９のみを設けたアームとを、各々複数本設けても良い。また実施例では、支持部材８，９はガラス基板２２の底面に浮力を付与するピエゾアクチュエータ、あるいはガラス基板２２の底面に空気を噴射するノズルを備えている。しかしゴムなどの摩擦片を支持部材８，９の上面に設けてガラス基板２２の底面と接触させ、摩擦力により搬送しても良い。

実施例では、支持部材８，９が非接触でガラス基板２２を浮上させるため、ガラス基板２２をアーム６に対し水平面内で固定する力が不足する。そこでアーム６の基端付近に、即ち基部４の付近にクランプ１０を設けて、ガラス基板２２の端部を把持する。基部４は図２に示すようにキャリッジ１２に取り付けられ、キャリッジ１２は水平方向ガイド１４に沿ってワイヤカセット２０の奥行き方向に前後進し、水平方向ガイド１４は基板移載装置２の台車１８に設けられた垂直方向ガイド１６に沿って昇降する。また基板移載装置２の台車１８はレール１９上を水平移動し、複数個のワイヤカセット２０に対し、ガラス基板２２を移載できるようにする。基板移載装置２は、制御部１７により、台車１８の走行、アーム６の昇降及び前後進、アーム６の前後進と同期した支持部材８，９の昇降、支持部材８，９からの浮力の付与、及びクランプ１０によるガラス基板２２の把持と解放を制御する。

ワイヤカセット２０はガラス基板２２を複数枚収容し、２３はワイヤカセット２０のフレームで、フレーム２３，２３間を差し渡すように、ワイヤ２４が高さ方向に沿って一定のピッチで配置されている。またワイヤ２４は水平面内でも平行に複数本所定のピッチで配置されている。ワイヤカセット２０の例えば４隅を支持する位置に例えばリフタ２６を設けて、カセット２０を昇降させても良い。このようにするとアーム６の鉛直方向の移動量を小さくし、ガラス基板２２の移載を高速化できるが、リフタ２６は設けなくても良い。

図３，図４に示すように、アーム６の長手方向に沿って支持部材８，９が例えば２列に配置されている。そして支持部材８，９の上面に設けたピエゾアクチュエータ２９を用い、超音波浮揚によりガラス基板２２の底面に浮力を及ぼし、あるいは支持部材８，９の上面に設けたノズル３０からガラス基板２２の底面に空気を吹き付けることにより、ガラス基板２２を浮上搬送する。ノズル３０を用いる場合、送気管３１を設けて、枝管４４から個別の支持部材８，９に送気する。支持部材８，９は例えばパンタグラフ機構により昇降自在で、脚３２は一端が支持部材８，９に固定され、脚３４は支持部材８，９への取付位置がスライドできる。脚３４はピン３５により取付部３８に接続され、シャフト３６，３７の前後進により取付部３８が前後進すると脚３４も前後進して、支持部材８，９が昇降する。なお図３の右側に示すように、シャフト３６，３７に代えてネジ棒４０を用い、取付部３８に代えてナット４２を用いて、ネジ棒４０の回転でナット４２を進退させても良い。さらに、シャフト３６，３７に図示しないカムを複数個設け、取付部３８をこのカムに係合し、シャフト３６，３７の前後進で、支持部材８，９を昇降させても良い。

実施例の動作を示す。例えばワイヤカセット２０からガラス基板２２を取り出す場合、リフタ２６でワイヤカセット２０を昇降させ、もしくは水平方向ガイド１４を昇降させて、アーム６を目的のガラス基板２２を支持するワイヤの下方へ移動させる。次いで制御部１７により、２列の支持部材８，９を例えばいずれも下降させた状態で、アーム６をワイヤカセット２０内へ前進させる。アーム６の前進が終了すると、２列の支持部材８，９の一方を上昇させてガラス基板２２の底面を支持すると共に、例えば他方を下降させたままとし、ガラス基板２２をワイヤからリフトさせると共に、ガラス基板２２の一端をクランプ１０で把持してアーム６を後退させる。

この時の状況を図４，図５に示し、支持部材８，９が辿る軌跡を図示してある。支持部材８，９は、ワイヤ２４の水平方向ピッチの例えば１／２ずつずらして、奥行き方向（アーム６の進退方向）に沿って配置してあり、支持部材８，９の一方が平面視でワイヤと重なる位置、即ちワイヤと干渉する位置にある場合、他方はワイヤと干渉しない位置にある。例えば支持部材９がワイヤ２４と干渉する位置にある場合、複数の支持部材９を一括して下降させてワイヤ２４を回避し、複数の支持部材８を一括して上昇させ、ピエゾアクチュエータ２９からの浮力等でガラス基板２２を浮上させる。逆に支持部材８がワイヤと干渉する位置にある場合、支持部材８を一括して下降させ、支持部材９を一括して上昇させて、支持部材９からの浮力でガラス基板２２を浮上させる。

支持部材８，９の移動を模式的に図５に示し、キャリッジ１２が水平方向ガイド１４に対して後退することにより、アーム６が後退する。この時、ワイヤの水平方向ピッチの１／２毎に支持部材８，９の昇降を繰り返して、交互にガラス基板２２を浮上させる。なお支持部材８，９間で基板２２の支持を切り替える時は、支持部材８，９は共に上昇位置にあることが好ましい。この間、クランプによりガラス基板を把持して、ガラス基板２２が滑ることを防止し、アーム６がワイヤカセットから完全に後退すると、取り出した基板２２を例えばコンベヤ上に荷下ろしして、１枚ずつ図示しない処理装置内へ搬送させる。

ワイヤカセット２０へガラス基板２２を載置する場合、例えばアーム６が下降した状態で、図１の左側へアーム６を後退させて、コンベヤ２８へガラス基板が搬送されるまで待機する。次いでガラス基板２２をコンベヤ２８からすくい上げるようにアーム６を上昇させ、支持部材８，９からの浮力によりガラス基板２２を浮上させ、クランプ１０でガラス基板２２を把持しながら、アーム６をワイヤカセット２０内へ前進させる。この時、支持部材８，９を交互に昇降させて、一方の支持部材はワイヤ２４を回避し、他方の支持部材で基板２２を浮上させる。ガラス基板２２を奥行き方向に沿って所定の位置まで移動させると、支持部材８．９を共に下降させ、ピエゾアクチュエータ２９の動作を停止することにより、ガラス基板２２をワイヤ２４上へ荷下ろしする。そして支持部材８，９を共に下降させた状態でアーム６をワイヤカセット２０から後退させる。

実施例では以下の効果が得られる。
(1) ２列の支持部材８，９を列毎に交互に昇降させることにより、ワイヤ２４を回避しながら、ガラス基板２２を出し入れできる。また軽量の支持部材８，９を昇降させるので、正確に昇降させることができる。仮に２種類のアームを設けて、アームで直接ガラス基板２２を支持し、２種類のアームを交互に昇降させると、剛性の高いアームを正確に繰り返し昇降させる必要が生じる。
(2) 支持部材８，９の昇降によりワイヤ２４を回避するので、アーム６等の高さ方向サイズを小さくできる。このためワイヤ２４，２４間の高さ方向のピッチを大きくする必要がなく、ワイヤカセット２０の収容枚数を大きくできる。
(3) 支持部材８，９を列毎にシャフト３６，３７等により一括して駆動できる。
(4) クランプ１０により基板２２の端部を把持することにより、ガラス基板２２を水平方向に沿って確実に移動させることができる。浮上搬送のみの場合、ガラス基板２２が滑るおそれがある。
(5) 制御部１７により、支持部材８，９の昇降と、ピエゾアクチュエータ２９あるいはノズル３０の動作を制御し、ワイヤ２４に対する支持部材８，９の位置に応じた制御ができる。

２ 基板移載装置
４ 基部
６ アーム
８，９ 支持部材
１０ クランプ
１２ キャリッジ
１４ 水平方向ガイド
１６ 垂直方向ガイド
１７ 制御部
１８ 台車
１９ レール
２０ ワイヤカセット
２２ ガラス基板
２３ フレーム
２４ ワイヤ
２６ リフタ
２８ コンベヤ
２９ ピエゾアクチュエータ
３０ ノズル
３１ 送気管
３２，３４ 脚
３５ ピン
３６，３７ シャフト
３８ 取付部
４０ ネジ棒
４２ ナット
４４ 枝管

Claims (4)

1. 上下方向に沿って多段に基板を支持する複数本のワイヤを設けたワイヤカセットに対して、基板を出し入れするための基板移載装置であって、
   前記ワイヤカセットの上下のワイヤの間に進出及び後退が自在な長尺状のアームと、
   前記アームの長手方向に沿って、アームの上側に少なくとも２列に配置された支持部材と、
   前記少なくとも２列の支持部材を、基板を支持する上昇位置と、ワイヤを回避する下降位置との間で、列毎に昇降させる昇降駆動部と、
   前記昇降駆動部を制御する制御部、とを備えることを特徴とする、基板移載装置。
2. 基板を把持するクランプ部材が前記アームの基端付近に設けられていることを特徴とする、請求項１の基板移載装置。
3. 前記昇降駆動部は、前記アームの長尺方向に沿って伸びて、前記少なくとも２列の支持部材を列毎に駆動する駆動部材を備えていることを特徴とする、請求項１または２の基板移載装置。
4. 前記支持部材は、基板の底面に浮力を及ぼして基板を浮上させる素子を備えていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかの基板移載装置。

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