JP5720201B2

JP5720201B2 - ワーク移載装置

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Publication number: JP5720201B2
Application number: JP2010263218A
Authority: JP
Inventors: 研吾松尾
Original assignee: IHI Corp
Current assignee: IHI Corp
Priority date: 2010-11-26
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2015-05-20
Anticipated expiration: 2030-11-26
Also published as: JP2012114315A

Description

本発明は、真空吸着ステージに対してワークのロードとアンロードを行うワーク移載装置に関するものである。

平板状のワークのステージ上へのロードとアンロードを行うために用いられるワーク移載装置としては、下端に吸盤を備えた吸着装置（真空吸着チャック）によりワークの上面を接触吸着して保持する形式のものが広く一般的に用いられている（たとえば、特許文献１参照）。

又、上面吸着が許されない形式のワークについては、通常、該ワークの側面を把持する形式のチャックを用いて把持するか（たとえば、特許文献２参照）、又は、ベルヌーイチャック（たとえば、特許文献３参照）や、静電チャックを用いてワークを非接触で上方から保持することが行われている。

ところで、近年、液晶ディスプレイ等の電極パターン（導電パターン）を所要の基板上に形成する手法として、金属蒸着膜のエッチング等による微細加工に代えて、導電性ペーストを印刷インクとして用いた印刷技術、たとえば、凹版オフセット印刷技術を用いて基板上に微細な電極パターンを印刷して形成する手法が提案されてきており、この種のオフセット印刷では、基板を印刷用の吸着ステージにロード及びアンロードする工程がある。

なお、薄板状のワークを真空吸着する吸着面を備えた真空吸着形式の吸着テーブルにおいて、ワーク搬送時には、上記吸着面に設けた複数の小孔より排出する圧縮空気（エア）をワークに吹き付けて該ワークを吸着面から浮上させるようにし、一方、ワーク加工時は上記小孔より空気を吸引してワークを吸着面に吸着させるようにする考えは従来提案されている（たとえば、特許文献４参照）。

又、フォーク部材により板状ワークの受け渡しを行う移載装置において、上記フォーク部材における各櫛歯部の上面に、気体を噴出又は吸引させる多孔質体を備えた複数の多孔質ユニットを設けてなる構成とすることは従来提案されている（たとえば、特許文献５参照）。

特開２００７−５２１３７号公報特許第４１９７１０３号公報（図１３）特開２００４−８３１８０号公報特開２００８−１５９７８４号公報特開２００７−２２７５８号公報

ところが、前述した精密電子回路を基板に印刷するようなオフセット印刷にて、上記基板を印刷用の吸着ステージにロードしたり、アンロードする工程では、印刷面である基板の上面に触れることはできないため、特許文献１に示されたような接触吸着形式のワーク移載装置を用いることはできない。

又、上記精密電子回路を印刷するような平基板は、薄いものであって撓むため、特許文献２に示されたような側面を把持する形式のチャックで把持することは困難である。

更に、特許文献３に示されたベルヌーイチャックでは、ワークを吸着するためのエジェクタ効果をもたらす高速気流が、基板上の未乾燥のインクを乱す虞が懸念される。又、静電チャックでは、静電気力や放電により、導電性ペーストを印刷インクとして印刷により形成した回路が破壊される可能性が懸念される。

なお、特許文献４、５に示されたものは、ワークの下面全体を接触させる形式の真空吸着テーブルに対するワークのロードとアンロードを、ワークの上面に非接触で行う構成を何ら示唆するものではない。

そこで、本発明は、ワークの下面全体を接触させることができるようにしてある真空吸着ステージに対し、ワークの上面の中央部分に触れることなくワークのロードとアンロードができるようにするワーク移載装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、ワークを載置して保持できるようにしてある真空吸着ステージと、該真空吸着ステージのステージ上面に設けた真空吸着チャック部にそれぞれ切り替え可能に接続する、真空引きを行うための真空引き手段及び空気供給を行うための空気供給手段と、先端部を上記真空吸着ステージの側部に近接させて配置できるようにしてあるロボットハンドの上面部に備えてある、ワークを空気浮上させるための空気浮上手段と、上記真空吸着ステージを空気供給状態にする真空吸着チャック部及びロボットハンド上面部の空気浮上手段により空気浮上させたワークを、上記真空吸着ステージの上方位置とロボットハンドの上方位置との間を往復移動できるようにしてあるスライダにより、該ワークの外周部に対しスライダ移動方向の力を加えることで上記真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間で往復移動させるためのワーク移動手段と、上記真空吸着ステージの側部に、上記ロボットハンドの先端部を載せて該ロボットハンドの上面を上記真空吸着ステージのステージ上面と面一に配置させるためのハンドフック部と、を備えてなる構成とする。

又、上記構成において、ワーク移動手段のスライダに、ワークの平面形状の外周端を囲むよう配置した係止用爪部材を備えて、真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間でワークを往復移動させるときに、上記スライダの係止用爪部材により上記ワークの外周端を押すことができるようにした構成とする。

同様に、上記構成において、ワークを印刷対象とし、且つワーク移動手段のスライダに、上記ワークの上面における印刷エリアの余白部に吸着させるための吸着チャック手段を備えて、真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間でワークを往復移動させるときに、上記ワークの上面の余白部に吸着させた上記スライダの吸着チャック手段により該ワークを引っ張ることができるようにした構成とする。

本発明のワーク移載装置によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）ワークを載置して保持できるようにしてある真空吸着ステージと、該真空吸着ステージのステージ上面に設けた真空吸着チャック部にそれぞれ切り替え可能に接続する、真空引きを行うための真空引き手段及び空気供給を行うための空気供給手段と、先端部を上記真空吸着ステージの側部に近接させて配置できるようにしてあるロボットハンドの上面部に備えてある、ワークを空気浮上させるための空気浮上手段と、上記真空吸着ステージを空気供給状態にする真空吸着チャック部及びロボットハンド上面部の空気浮上手段により空気浮上させたワークを、上記真空吸着ステージの上方位置とロボットハンドの上方位置との間を往復移動できるようにしてあるスライダにより、該ワークの外周部に対しスライダ移動方向の力を加えることで上記真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間で往復移動させるためのワーク移動手段と、上記真空吸着ステージの側部に、上記ロボットハンドの先端部を載せて該ロボットハンドの上面を上記真空吸着ステージのステージ上面と面一に配置させるためのハンドフック部と、を備えてなる構成としてあるので、ワークをロボットハンド上と真空吸着ステージ上との間で相互に移動させる処理は、上記ロボットハンド上面部の空気浮上手段と真空吸着ステージ上で空気浮上させるワークを、該ワークの外周部のみに接するワーク移動手段により上記真空吸着ステージの上方位置とロボットハンドの上方位置との間を相互に移動させるスライダの移動方向に沿う方向の力を加えることのみで実施することができる。そのため、上記ワークの上記真空吸着ステージに対するロード及びアンロードを、該ワークの上面の中央部に全く触れることなく実施することができる。
（２）又、上記真空吸着ステージの真空吸着チャック部に空気供給を行うことで空気浮上させるワークを、該真空吸着ステージ上と、ロボットハンド上で双方向に移動させることができるため、上記真空吸着ステージのステージ上面におけるワークの載置領域には、ワークの下方にロボットハンドを挿入するための溝や、上記真空吸着ステージ上でワークを一時的に押し上げてロボットハンドを挿入できるようにするための昇降ピンを設ける必要はない。よって、上記真空吸着ステージのステージ上面におけるワークの載置領域を、ワークの下面全体を接触させることが可能なフラットな面とすることができる。
（３）したがって、本発明のワーク移載装置は、基板等の印刷対象となるワークに精細な電極パターンを印刷する場合のような、高い印刷精度が要求されるオフセット印刷装置におけるワーク保持用の真空吸着ステージに対するワークのロードとアンロードを行うための装置として適したものとすることができる。

本発明のワーク移載装置の実施の一形態を示す概略側面図である。図１のＡ−Ａ方向矢視図である。図１のＢ−Ｂ方向矢視図である。図１のワーク移載装置における真空吸着ステージに備えるハンドフック部の詳細を示すもので、（イ）は斜視図、（ロ）は正面図である。図１のワーク移載装置における制御機器の接続状態を示すブロック図である。図１のワーク移載装置を装備したオフセット印刷装置の概要を示す図である。本発明の実施の他の形態を示す図２に対応する図である。本発明の実施の更に他の形態を示す概略側面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図６は本発明のワーク移載装置の実施の一形態を示すもので、以下のようにしてある。

すなわち、本発明のワーク移載装置Ｉは、ワークとして、たとえば、印刷対象となる基板１を載置して保持するための印刷用の真空吸着ステージ２におけるステージ上面に設けた真空吸着チャック部３に、該真空吸着チャック部３を通して真空引きと空気供給を行うための真空引き手段４と空気供給手段５を、真空引きと空気供給を切換え可能に接続する。

又、上記ワークとしての基板１を先端側のロボットハンド７上、たとえば、フォーク状のロボットハンド７上に載置して保持できるようにしてあるロボットアーム６を、上記ロボットハンド７の先端部を上記真空吸着ステージ２の側部に近接させて配置できるように備え、且つ該真空吸着ステージ２の側部に近接させて配置するロボットハンド７側に、上記基板１を空気浮上させるための空気浮上手段８を備える。

更に、上記真空吸着ステージ２とその側方に配置されるロボットハンド７の上方となる位置に、該真空吸着ステージ２の上方位置とその側方に配置されたロボットハンド７の上方位置との間を往復動可能なスライダ１０と、上記基板１の外周部に接触させる部材、たとえば、基板１の外周端に接触させるための係止用爪部材１１を備えて、上記空気供給手段５より空気１２が供給される上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３で空気浮上させ、及び、上記ロボットハンド７側の空気浮上手段８により空気浮上させる状態の基板１を、該基板１の外周端に接触させた上記スライダ１０の係止用爪部材１１により、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３上と、その側方に配置されたロボットハンド７上で該スライダ１０の移動方向に応じた方向の力で双方向に押して移動させることができるようにしたワーク移動手段９を備えてなる構成とする。

詳述すると、上記真空吸着ステージ２は、たとえば、図６にその概要を示す如きオフセット印刷装置にて、架台１３上に設けたリニアガイド１４に沿って往復動できるようにしてあるワーク搬送テーブルとしての基板搬送テーブル１５上に、図示しないアライメントステージを介して設けた構成としてある。更に、上記架台１３上におけるリニアガイド１４の長手方向の一端部（図６では右端部）に設定してある基板設置エリア１６に、上記基板搬送テーブル１５を停止させた状態のときに、該基板搬送テーブル１５上の上記真空吸着ステージ２に対して、上記リニアガイド１４の長手方向に直交する方向の一側から、上記ロボットアーム６によって操作する上記ロボットハンド７を、該ロボットハンド７の先端側を近接させて配置することができるようにしてある。

上記真空吸着ステージ２は、図１に示すように、フラットなステージ上面を有し、且つ該ステージ上面の中央部に、図２に二点鎖線で示すように、基板１のサイズに応じたワーク載置領域としての基板載置領域２ａを設定して、該基板載置領域２ａと対応する個所に、多孔質吸着形式又は多数の細孔を具備した孔（穴）吸着形式の真空吸着チャック部３が設けてある。

上記真空吸着チャック部３には、図１に示すように、空気給排ライン１７の一端側が接続してあり、且つ該空気給排ライン１７の他端側に、上記真空引き手段４と空気供給手段５が、切換弁１８を介して接続してある。これにより、上記切換弁１８の操作により上記空気給排ライン１７に真空引き手段４を接続した状態では、該真空引き手段４の運転により上記空気給排ライン１７を介して上記真空吸着チャック部３を真空引きすることで、上記真空吸着ステージ２上に載置する基板１を、該真空吸着チャック部３により吸着して保持することができるようにしてある。

一方、上記切換弁１８の操作により上記空気給排ライン１７に空気供給手段５を接続した状態では、該空気供給手段５の運転により上記空気給排ライン１７を通して上記真空吸着チャック部３に空気１２を供給することで、該真空吸着チャック部３よりステージ上面側へ上記空気１２を噴出させて、上記真空吸着ステージ２上に配置される基板１を空気浮上させることができるようにしてある。

上記ロボットハンド７は、図１及び図２に示すように、フォーク形状の各爪を略水平方向に延びる厚み寸法の薄い板状としてあり、且つ上記各爪の上面側に、多孔質吸着形式又は多数の細孔を具備した孔（穴）吸着形式の真空吸着チャック部１９が設けてある。上記真空吸着チャック部１９には、真空引き手段２０と空気供給手段２１が、空気給排ライン２２と切換弁２３を介して接続してある。これにより、上記切換弁２３の操作により上記空気給排ライン２２に空気供給手段２１を接続した状態では、該空気供給手段２１の運転により上記空気給排ライン２２を通して上記真空吸着チャック部１９に空気１２を供給することで、該真空吸着チャック部１９よりロボットハンド７の上面側へ上記空気１２を噴出させて、該ロボットハンド７上に配置される基板１を空気浮上させる空気浮上手段８として機能させることができるようにしてある。

一方、上記切換弁２３の操作により上記空気給排ライン２２に真空引き手段２０を接続した状態では、該真空引き手段２０の運転により上記空気給排ライン２２を介して上記真空吸着チャック部１９を真空引きすることで、上記ロボットハンド７上に載置する基板１を、該真空吸着チャック部１９により吸着して保持することができるようにしてある。

更に、上記真空吸着ステージ２における上記ロボットハンド７の先端側を近接させて配置させる一側面には、ステージ上面より上記ロボットハンド７の先端部の厚み寸法と対応する分下方となる位置に、上記ロボットハンド７の先端部を係止することで該ロボットハンド７の上面を上記ステージ上面と面一にした状態に保持させるためのハンドフック部２４が設けてある。

上記ハンドフック部２４は、具体的には、図４（イ）（ロ）に示すように、該ハンドフック部２４の上面の幅方向中央部に、上記ロボットハンド７の先端部の幅寸法よりもやや広い幅寸法の溝２５を備えると共に、該溝２５の両側壁の上端部に、上方に向けて幅方向に広がるテーパ面２６を設けてなる構成とし、一方、図４（ロ）に二点鎖線で示すように、上記ロボットハンド７の各爪の先端部における幅方向両側の下端側コーナ部分には、面取り部２７を設けるようにすることが望ましい。なお、上記したようにハンドフック部２４に上記ロボットハンド７の先端部を嵌合させるための溝２５を備えた構成とする場合は、ステージ上面から上記ハンドフック部２４における溝２５の内底面までの上下方向寸法が、上記ロボットハンド７の先端部の厚み寸法と一致するようにするものとする。これにより、上記真空吸着ステージ２の一側面に上記ロボットハンド７の先端側を近接させて配置するときには、該ロボットハンド７の先端部を、上記ハンドフック部２４の溝２５に対し、だいたい上方となる位置から下降させることにより、上記ハンドフック部２４の溝２５の両側に設けてあるテーパ面２６と、ロボットハンド７の先端部の下面側に設けてある面取り部２７との滑りを利用して、上記ハンドフック部２４の溝２５と上記ロボットハンド７の先端部との幅方向の相対的な位置ずれを修正しながら、該ロボットハンド７の先端部を、上記ハンドフック部２４の溝２５に確実に嵌合させることができるようにしてある。

よって、上記したようにロボットハンド７のフォーク形状の各爪が厚み寸法の薄い板状としてあることに伴って、通常のロボットハンド７の基端側のみがロボットアーム６によって支持された片持ち状態のときに、該ロボットハンド７の先端側が自重や該自重と基板１より作用する荷重によって下方へ撓むようになる場合であっても、上記したようにロボットハンド７の先端部を、上記真空吸着ステージ２の側面に設けてあるハンドフック部２４の溝２５に受けさせることで、ロボットハンド７の先端側を上記真空吸着ステージ２の一側面に近接させてその上面が上記真空吸着ステージ２のステージ上面と面一になる状態で保持できるようにしてある。

上記ワーク移動手段９は、図１及び図３に示すように、上記オフセット印刷装置における基板設置エリア１６（図６参照）に配置させる基板搬送テーブル１５上の真空吸着ステージ２の上方位置から、その側方に配置するロボットハンド７の上方位置に向けて水平方向に延びる２本のリニアガイドレール２８を、図示しない支持構造に固定して設け、上記基板１の平面形状よりも大きな矩形枠形状としてある上記スライダ１０を、上記リニアガイドレール２８に、リニアブロック（ガイドブロック）２９を介してスライド可能に取り付ける。

更に、上記ワーク移動手段９は、上記スライダ１０を上記リニアガイドレール２８の長手方向に往復動させるための往復駆動手段３０を備える。該往復駆動手段３０は、具体的には、たとえば、上記いずれか一方のリニアガイドレール２８の長手方向両端部付近の側方位置に、モータ３１に取り付けた駆動プーリ３２と、従動プーリ３３を離隔配置して、個別のブラケット３４を介して図示しない支持構造に回転自在に支持させ、該各プーリ３２と３３に無端状に掛け回したベルト３５の周方向の１個所に、上記スライダ１０を連結部材３６を介して取り付けた構成としてある。これにより、上記モータ３１による駆動プーリ３２の正転と逆転駆動により、該駆動プーリ３２と上記従動プーリ３３の間を双方向に循環するベルト３５と上記連結部材３６を介して上記スライダ１０を、上記真空吸着ステージ２の上方位置とロボットハンド７の上方位置との間で往復移動させることができるようにしてある。

更に、上記スライダ１０の下側には、上記基板１の平面形状よりも一回り大きな矩形枠形状の昇降フレーム３７が、昇降駆動機構３８を介して取り付けてある。

上記昇降駆動機構３８は、たとえば、図１及び図３に示すように、上記スライダ１０の複数個所、たとえば、該スライダ１０の四隅部の下面側に、上下方向に延びる支柱部材３９を取り付け、該各支柱部材３９の上端部と下端部に、上記リニアガイドレール２８の長手方向に沿う方向に延びる取付部材４１を取り付け、該各支柱部材３９毎の上下の取付部材４１の間に、上下方向に延びる個別のガイドロッド４０の上下両端部を取り付け、且つ該各ガイドロッド４０に上下方向スライド可能に遊嵌させたスライド部材４２の自由端側（スライダ１０の内側に突出する端部側）の上面と、その真上に位置する上記スライダ１０の下面との間に、上下方向に伸縮動作可能なシリンダ４３を取り付けた構成としてある。更に、上記各スライド部材４２の自由端側は、上記昇降フレーム３７の四隅部に取り付けるようにしてある。これにより、上記昇降駆動機構３８における各シリンダ４３の同期した伸長動作により、上記昇降フレーム３７を下降させることができるようにしてある。一方、上記各シリンダ４３の同期した収縮動作により、上記昇降フレーム３７を上昇させることができるようにしてある。

上記昇降フレーム３７の下側には、上記基板１の平面形状を取り囲む個所、たとえば、図１に示すように、上記基板１における上記リニアガイドレール２８の長手方向と直交する方向の辺に沿う或る寸法離隔した２個所と、上記基板１における上記リニアガイドレール２８の長手方向に平行な辺の中央の１個所にそれぞれ対応する個所に、下向きに突出する係止用爪部材１１が設けてある。

上記各係止用爪部材１１は、上記基板１に接する面側に、下側より上方に行くにしたがって上記基板１に近接する方向へ傾斜したテーパ部を備えた構成としてもよい。このようにすれば、後述するようにワーク移動手段９における上記各係止用爪部材１１を、上記ロボットハンド７上に載置された基板１の周りに配置させた後、上記空気浮上手段８によって空気浮上させる際、又は、上記各係止用爪部材１１を、上記真空吸着ステージ２上に載置された基板１の周りに配置させた後、上記真空吸着チャック部３より供給する空気１２により空気浮上させる際に、上記基板１が空気浮上するにしたがって、上記各係止用爪部材１１により該基板１をより確実に拘束することが可能になる。

なお、上記昇降駆動機構３８による昇降フレーム３７の昇降範囲は、昇降ストロークの下端側が、上記各係止用爪部材１１の下端部が上記真空吸着ステージ２のステージ上面に近接する位置となるようにし、且つ上端側が、該各係止用爪部材１１の下端が、少なくとも上記真空吸着ステージ２上に載置された基板１の上面よりも高くなるように設定してあるものとする。

更に、図１及び図２に示すように、上記真空吸着ステージ２のステージ上面に設定してある基板載置領域２ａにおける上記ロボットハンド７側とは反対側の位置で且つ基板載置領域２ａの外側位置には、上記ワーク移動手段９により上記ロボットハンド７上より該真空吸着ステージ２上へ移動させる基板１を突き当てて該基板１の位置決めを行うためのストッパ４４が、たとえば、或る間隔を隔てた２個所に設けてある。なお、上記ストッパ４４は、上記ワーク移動手段９の係止用爪部材１１と干渉しない位置に配置するようにしてあるものとする。又、上記ストッパ４４は、ステージ上面からの高さ寸法が基板１の厚み寸法よりも小さく設定してある場合は、上記真空吸着ステージ２のステージ上面に取り付けた構成とすればよい。又、上記ストッパ４４は、上記真空吸着ステージ２のステージ上面部分に昇降可能に内蔵したピン形式のものとして、必要に応じてステージ上面より突出させる構成としてあってもよい。

又、図２に示す如く、上記真空吸着ステージ２のステージ上面に設定してある基板載置領域２ａにおける上記リニアガイドレール２８に平行な２つの辺のうち、一方の辺の基板載置領域２ａの外側位置における上記ロボットハンド７寄りの個所には、上記ワーク移動手段９により上記ロボットハンド７上より該真空吸着ステージ２上へ移動させる基板１の移動方向と直交する方向への位置ずれを防止するためのサイドストッパ４５が設けてある。なお、上記サイドストッパ４５は、上記リニアガイドレール２８に沿って移動するスライダ１０と共に移動する上記係止用爪部材１１との干渉を防止するために、上記真空吸着ステージ２のステージ上面部分に昇降可能に内蔵したピン形式として、必要に応じてステージ上面より突出させるようにした構成としてあるものとする。

更に、本発明のワーク移載装置Ｉは、図５に示すように、オフセット印刷装置における基板搬送テーブル１５（図６参照）と一体の上記真空吸着ステージ２の位置の検出及び制御を行う機能と、該真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３に接続された真空引き手段４と空気供給手段５の運転及びこれらに対応する切換弁１８（図１参照）の切り換えの制御により上記真空吸着チャック部３における真空引きと空気供給を切換制御する機能と、上記ワーク移動手段９における往復駆動手段３０によりリニアガイドレール２８（図１参照）の長手方向へ移動させるスライダ１０の位置の検出及び制御を行う機能と、該ワーク移動手段９における昇降駆動機構３８により昇降させる昇降フレーム３７と一体の係止用爪部材１１の上下方向位置の検出と制御を行う機能とを有するコントローラ４６を備える。

又、上記ロボットアーム６によるロボットハンド７の位置を制御する機能と、該ロボットハンド７の真空吸着チャック部１９に接続された真空引き手段２０と空気供給手段２１の運転及びこれらに対応する切換弁２３（図１参照）の切り換えの制御により上記真空吸着チャック部１９における真空引きと空気供給を切換制御する機能とを備えたロボットコントローラ４７を備え、且つ該ロボットコントローラ４７と、上記コントローラ４６とを、相互通信あるいは相互連絡可能に接続して、それぞれの機能に対応する部分の動作や処理の連係、いわゆるインターロックを行わせることができるようにしてある。

図６における４８はオフセット印刷装置におけるブランケットロール４９を備えた転写機構部である。

以上の構成としてある本発明のワーク移載装置Ｉを用いて上記真空吸着ステージ２上にワークとしての基板１のロードとアンロードを行う場合について、上記コントローラ４６及びロボットコントローラ４７の処理に沿って説明する。

先ず、上記基板１を上記真空吸着ステージ２にロードする場合は、コントローラ４６により、図６に示すように、オフセット印刷装置における基板搬送テーブル１５を、基板設置エリア１６に移動させておく。

次に、上記ロボットコントローラ４７でロボットアーム６によるロボットハンド７の移動を制御して、図示しない基板カセット等のワーク供給部より、該ロボットハンド７上にワークである基板１を取り出させる。この際、上記ロボットコントローラ４７では、図示しないセンサにより上記ロボットハンド７上に基板１が載置されたことが検出されると、真空引き手段２０を運転すると共に、該ロボットハンド７に備えた真空吸着チャック部１９を真空引きに切り換えるようにしてあり、これにより、上記基板１が、ロボットハンド７の上側に吸着して保持されるようにしてある。

次いで、上記ロボットコントローラ４７は、上記ロボットアーム６によりロボットハンド７を移動させて、該ロボットハンド７の先端部を、上記基板設置エリア１６に配置されている基板搬送テーブル１５上の真空吸着ステージ２の側面のハンドフック部２４に係止させる。これにより、上記ロボットハンド７の上面が、上記真空吸着ステージ２のステージ上面と面一に揃えられる。

上記のようにして真空吸着ステージ２の側部のハンドフック部２４に上記ロボットハンド７の先端側が係止されると、上記コントローラ４６は、ワーク移動手段９の往復駆動手段３０によりスライダ１０をリニアガイドレール２８に沿って上記ロボットハンド７の上方位置まで移動させる。なお、この際、上記コントローラ４６は、上記ワーク移動手段９における昇降駆動機構３８により、昇降フレーム３７と一緒に各係止用爪部材１１の位置を昇降ストロークの上端側へ引き上げておくことにより、上記各係止用爪部材１１を、上記ロボットハンド７上に保持されている基板１と干渉することなく該基板１の上方を通過させるようにしてある。

その後、上記コントローラ４６は、たとえば、上記スライダ１０側に下向きに設けた距離センサ等の図示しないワーク検出センサにより該スライダ１０の真下位置となる上記ロボットハンド７上の基板１の存在が確認されると、上記昇降駆動機構３８により昇降フレーム３７と一緒に上記各係止用爪部材１１を、昇降ストロークの下端側へ下降させて、該係止用爪部材１１の下端部が、上記真空吸着ステージ２のステージ上面と面一に保持された上記ロボットハンド７の上面に近接する位置に配置させる。これにより、上記ワーク移動手段９の各係止用爪部材１１が、上記ロボットハンド７上の基板１の外周端を取り囲むように配置されるようになる。

上記のようにして、上記ワーク移動手段９の各係止用爪部材１１の内側に、上記ロボットハンド７上の基板１が配置されると、上記ロボットコントローラ４７は、空気供給手段２１を運転すると共に、上記ロボットハンド７における真空吸着チャック部１９を、真空引きから空気供給に切り換えて、該真空吸着チャック部１９を空気浮上手段８として機能させるようにする。これにより、上記ワーク移動手段９の各係止用爪部材１１の内側に配置された状態の上記基板１を、ロボットハンド７上で空気浮上させるようにする。

同時に、上記コントローラ４６では、空気供給手段５を運転すると共に、真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３を、空気供給に切り換えて、該真空吸着チャック部３よりステージ上面側に向けた空気供給を開始させる。

上記のようにして上記ロボットハンド７の真空吸着チャック部１９と、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３が共に空気供給に切り換えられると、上記コントローラ４６は、上記ワーク移動手段９の往復駆動手段３０により、上記スライダ１０をロボットハンド７の上方位置から、リニアガイドレール２８に沿って上記真空吸着ステージ２上まで移動させる。これにより、上記各係止用爪部材１１の内側に保持された基板１は、上記したように共に空気供給に切り換えられている上記ロボットハンド７の真空吸着チャック部１９の上側から、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３の上側へ、空気浮上状態が維持されたまま、上記スライダ１０の移動方向の後方となる側に位置している各係止用爪部材１１によって該基板１における上記スライダ１０の移動方向の後方となる側に位置している端面が該スライダ１０の移動方向に向けて押されて、上記スライダ１０の移動方向へ移動させられるようになる。

この際、上記真空吸着ステージ２に設けてあるサイドストッパ４５は、上記各係止用爪部材１１のうちの干渉する虞があるものが通過するときにのみステージ上面へ収納させ、その他のときはステージ上面より上方へ突出させるようにしてある。これにより、上記各係止用爪部材１１の内側に保持された状態でスライダ１０の移動と共に移動させられる上記基板１の移動方向と直交する方向への位置ずれが防止されるようになる。

その後、上記各係止用爪部材１１の内側に保持された状態でスライダ１０の移動と共に移動させられる上記基板１が、上記真空吸着ステージ２のステージ上面における基板載置領域２ａの直ぐ外側に設けてある各ストッパ４４に突き当たると、上記コントローラ４６は、上記往復駆動手段３０によりスライダ１０の移動を停止させ、次いで、真空引き手段４を運転してから、上記真空吸着チャック部３を、空気供給から真空引きに切り換える。これにより、上記各係止用爪部材１１の内側に保持された状態の上記基板１が、上記真空吸着ステージ２のステージ上面における基板載置領域に配置された状態で、上記真空吸着チャック部３に吸着して保持されるようになる。

以上により、上記真空吸着ステージ２上への上記基板１のロードが行われるようになる。よって、その後は、上記コントローラ４６により、上記ワーク移動手段９の昇降駆動機構３８による昇降フレーム３７と一体の各係止用爪部材１１の昇降ストロークの上端側への上昇を行わせて、上記各係止用爪部材１１を、上記真空吸着ステージ２の上側に吸着して保持された基板１が該各係止用爪部材１１の下方を通過できるようになる位置まで引き上げた状態で待機させるようにする。又、上記ロボットコントローラ４７により、ロボットハンド７の空気供給を停止させてから、該ロボットハンド７を、その先端側を上記真空吸着ステージ２のハンドフック部２４より離脱させると共に、上記真空吸着ステージ２を介して上記基板１を保持したオフセット印刷装置における基板搬送テーブル１５の移動に干渉しない位置まで退避させるようにする。

その後、上記オフセット印刷装置により、上記基板搬送テーブル１５の上部の真空吸着ステージ２に保持させた上記基板１に対するオフセット印刷処理を実施させるようにすればよい。

上記オフセット印刷処理に供された後の基板１を、上記基板搬送テーブル１５の上部の真空吸着ステージ２上より上記ロボットハンド７側へアンロードする場合は、上記コントローラ４６及びロボットコントローラ４７により、上記した手順と逆の手順を行わせるようにすればよい。

このように、本発明のワーク移載装置Ｉによれば、ワークとしての基板１をロボットハンド７上と真空吸着ステージ２上との間で相互に移動させる処理は、上記ロボットハンド７と真空吸着ステージ２上で空気浮上させる基板１を、その外周に配置した各係止用爪部材１１で押すことのみで実施することができるため、上記基板１の上記真空吸着ステージ２に対するロード及びアンロードを、該基板１の上面に全く触れることなく実施することができる。

又、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３に空気供給を行うことで、上記基板１を空気浮上させ、この空気浮上させた状態の基板１を、上記真空吸着ステージ２上と、ロボットハンド７上で双方向に移動させるようにしてあるため、上記真空吸着ステージ２のステージ上面における基板載置領域には、基板１の下方にフォーク状のロボットハンド７を挿入できるようにするための溝や、上記真空吸着ステージ２上で基板を一時的に押し上げて該基板１と真空吸着ステージ２のステージ上面との間にロボットハンド７を挿入できるような隙間を形成させるための昇降ピンを設ける必要はない。よって、上記真空吸着ステージ２のステージ上面における基板載置領域２ａを、ワークである上記基板１の下面全体を接触させることができるようなフラットな面とすることができる。

したがって、オフセット印刷処理時に真空吸着ステージ２上に保持させる基板１に対してブランケットロール４９より大きな印圧を均一に作用させることができるようになると共に、オフセット印刷処理に供された後の基板１にて、印刷に用いたインクが完全に乾いていなくても、印刷パターンに乱れを生じさせることなく該基板１のアンロードを行うことができる。

よって、本発明のワーク移載装置Ｉは、基板１上への電極パターンの印刷のように、高い印刷精度が要求されるオフセット印刷装置における印刷対象となるワークである基板１の保持用の真空吸着ステージ２に対する基板１のロードとアンロードを行うための装置として適したものとすることができる。

次に、図７は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１乃至図６に示したと同様の構成において、ロボットハンド７側に備える基板１を空気浮上させるための空気浮上手段８を、ロボットハンド７の各爪の上面側に設けた真空吸着チャック部１９に、空気供給手段２１より空気供給して、該真空吸着チャック部１９より上面側へ空気１２を噴出させることで機能させるようにした構成に代えて、オフセット印刷装置における基板設置エリア１６に配置させる基板搬送テーブル１５（図６参照）の上部の真空吸着ステージ２の側方に、フォーク状のロボットハンド７ａの先端部を近接させて配置するときに、該ロボットハンド７ａの各爪の間及び外側となる個所に、該ロボットハンド７ａとは別体の空気浮上手段８ａを設けてなる構成としたものである。

上記空気浮上手段８ａは、上面が上記真空吸着ステージ２のステージ上面と同じ高さ位置となる箱型の部材５０を、上記所定位置に設置すると共に、該箱型部材５０の上面に、多孔質形式又は多数の細孔を具備した孔（穴）形式の空気噴出部５１を埋設して備え、且つ該空気噴出部５１の下側に、空気供給手段（図示せず）を接続した構成としてある、これにより、上記空気供給手段より供給される図示しない空気を、上記空気噴出部５１より上記箱型部材５０の上面側へ空気を噴出させることで、該箱型部材５０の上側に載置されるワークとしての基板１を空気浮上させることができるようにしてある。

更に、図７では、ロボットハンド７ａを、各爪の上面側の真空吸着チャック部を省略してなる構成として、該ロボットハンド７上に基板１を単に載置することで保持する形式のものとしてある。

なお、図１乃至図６の実施の形態では、図６に示したように、ロボットコントローラ４７にロボットハンド７の真空吸着チャック部１９の真空引きと空気供給とを切換制御する機能を備えるようにしたが、図７では、上記したように、ロボットハンド７ａを真空吸着チャック部を具備しない形式としてあるため、上記空気浮上手段８ａにおける空気噴出部５１への空気供給と停止を制御する機能は、図示しないロボットコントローラに備える構成としてもよいが、該ロボットコントローラや図６に示したと同様のコントローラ４６とインターロックを行わせることができるようにしてある上記空気浮上手段８ａに専用のコントローラを備える構成としてもよい。更には、上記空気浮上手段８ａにおける空気噴出部５１への空気供給と停止を制御する機能を、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３の真空引きと空気供給の切換制御を行うようにしてある上記コントローラ４６に組み込むようにしてもよい。

又、図示してないが、上記ロボットハンド７ａの各爪に、図１乃至図２に示したと同様の真空吸着チャック部１９を設けて、該真空吸着チャック部１９に真空引き手段２０のみを接続した構成としてもよい。この場合は、上記真空吸着チャック部１９の真空引きとその停止の切換制御機能は、図示しないロボットコントローラに備えるようにすればよい。

その他の構成は図１乃至図５に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある本実施の形態のワーク移載装置を使用してワークとしての基板１の真空吸着ステージ２へのロードを行う場合は、図示しない基板カセット等のワーク供給部より、該ロボットハンド７ａ上に基板１を取り出した後は、該ロボットハンド７ａの各爪を、上記空気浮上手段８ａの対応する箱型部材５０同士の隙間に移動させて、上記基板１を、ロボットハンド７ａ上より上記空気浮上手段８ａの各箱型部材５０の上側に一旦載置する。

次に、この状態で、ワーク移動手段９のスライダ１０（図１、図３参照）を、上記空気浮上手段８ａの上方位置まで移動させてから、上記ワーク移動手段９における昇降駆動機構３８により昇降フレーム３７と一緒に下降させる各係止用爪部材１１（図１、図２参照）を、オフセット印刷装置の基板設置エリア１６に配置させた基板搬送テーブル１５（図６参照）の上部の真空吸着ステージ２の側方位置にステージ上面と同じ高さの上面を備えるように設けてある上記空気浮上手段８ａの箱方部材５０上に載置されている上記基板１の外周端を取り囲むように配置させる。

次いで、上記空気浮上手段８ａによる上記基板１の空気浮上と、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３に対する空気供給を開始させてから、上記ワーク移動手段９の往復駆動手段３０により上記スライダ１０（図１及び図３参照）を、上記空気浮上手段８ａの上方位置から、上記真空吸着ステージ２上まで移動させて、上記各係止用爪部材１１（図１及び図３参照）の内側に保持された基板１を、空気浮上させた状態を維持しながら、上記真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３の上側へ移動させ、その後、該真空吸着ステージ２上に吸着して保持させるようにすればよい。

上記真空吸着ステージ２上より上記ロボットハンド７ａ側へ基板１をアンロードする場合は、上記した手順と逆の手順を行うようにすればよい。

このように、本実施の形態のワーク移載装置Ｉによっても、ワークとしての基板１の上記真空吸着ステージ２に対するロード及びアンロードを、該基板１の上面に全く触れることなく実施することができる。

よって、本実施の形態によっても、上記図１乃至図６の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

次いで、図８は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図１乃至図６に示したと同様の構成において、ワーク移動手段９における昇降フレーム３７の下側に、基板１の平面形状の外周位置に配置した係止用爪部材１１を設ける構成に代えて、上記基板１の上面における印刷パターンを印刷する領域のエリア（印刷エリア）１ａよりも外側の余白部１ｂの上方となる位置に対応させて、吸着面積が該基板１の余白部１ｂに収まるサイズの吸着チャック手段５２を、下向きに取り付けてなる構成としたものである。

なお、図８では、上記吸着チャック手段５２を、上記基板１における上記ワーク移動手段９のスライダ１０の移動方向、すなわち、リニアガイドレール２８の長手方向に沿う両端部の２個所に対応させて配置して、その上方に位置する上記昇降フレーム３７の対応する個所に該各吸着チャック手段５２の上端側を保持させた構成としてある。

その他の構成は図１乃至図６に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある本実施の形態によれば、図１乃至図６の実施の形態のワーク移載装置Ｉと同様の手順でロボットハンド７と真空吸着ステージ２との間での基板１のロードとアンロードを行う際は、上記ロボットハンド７の真空吸着チャック部１９と真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３に空気供給して基板１を空気浮上させる前もしくは後に、上記ワーク移動手段９の昇降フレーム３７と一緒に下降させる上記各吸着チャック手段５２を、上記基板１の余白部１ｂに吸着させるようにする。

これにより、その後空気浮上させる基板１を、上記ワーク移動手段９のスライダ１０の移動に伴って上記ロボットハンド７上と上記真空吸着ステージ２上で相互に移動させることができるようになる。

このように、本実施の形態のワーク移載装置Ｉによれば、ワークとしての基板１をロボットハンド７上と真空吸着ステージ２上との間で相互に移動させる処理は、上記ロボットハンド７と真空吸着ステージ２上で空気浮上させる基板１を、該基板１の上面の余白部に吸着させた吸着チャック手段５２を介して上記スライダ１０の移動に伴って引っ張ることで実施することができるため、上記基板１の上記真空吸着ステージ２に対するロード及びアンロードを、該基板１の上面における上記吸着チャック手段５２の接する個所を余白部のみに限定した状態で実施することができると共に、上記図１乃至図６の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、ワーク移動手段９における往復駆動手段３０は、スライダ１０を真空吸着ステージ２の上方位置とその側方に配置するロボットハンド７の上方位置との間で水平方向に往復動させることができるようにしてあれば、ボールねじ方式や台形ねじ方式のリニア駆動機構や、チェーンによる駆動機構や、ラック・ピニオンによる駆動機構や、アクチュエータによる駆動機構等、図示したベルト駆動機構以外のいかなる形式の往復駆動手段を採用してもよい。又、上記リニア駆動機構等を採用する場合に、駆動機構側で上記真空吸着ステージ２の上方位置とその側方に配置するロボットハンド７の上方位置との間での水平方向の往復動の方向が担保できる場合は、リニアガイドレール２８を省略した構成としてもよい。

ワーク移動手段９における昇降フレーム３７の昇降駆動機構３８は、昇降フレーム３７を前述した所定の範囲で昇降させることができるようにしてあれば、図示した以外のいかなる形式の昇降駆動機構３８を採用してもよい。

ワーク移動手段９のスライダ１０や昇降フレーム３７は、その平面形状を、図示した如き矩形枠形状以外の任意の形状としてもよい。

図１乃至図６の実施の形態における昇降フレーム３７の下側に取り付ける係止用爪部材１１の配置や数は、真空吸着ステージ２上へのロードとアンロードの実施が望まれるワークとしての基板１の平面形状やサイズに応じて適宜変更してもよい。

同様に、図８の実施の形態における昇降フレーム３７の下側に、印刷対象である基板１上面の余白部１ｂに対応させて設ける吸着チャック手段５２の配置や数は、上記基板１の平面形状やサイズ、更には、余白部１ｂの位置や大きさに応じて適宜変更してもよい。

ワーク移動手段９における昇降フレーム３７をロボットアームの先端側に取り付けて、該昇降フレーム３７の真空吸着ステージ２の上方位置とその側方に配置するロボットハンド７の上方位置との間での水平方向の往復動作、及び、該昇降フレーム３７の昇降動作を、上記ロボットアームにより実施させる構成としてもよい。

ロボットハンド７，７ａの爪の本数や幅寸法は、適宜変更してもよい。これに伴い、図７の実施の形態では、空気浮上手段８ａの箱型部材５０の幅寸法や配置は適宜変更してもよい。

図１乃至図６の実施の形態、及び、図８の実施の形態における空気１２を供給することで空気浮上手段８として機能させるロボットハンド７の各爪の上面側の真空吸着チャック部３、並びに、図７の実施の形態における空気浮上手段８ａの箱型部材５０の上面側に設ける空気噴出部５１は、基板１を、空気浮上させた状態を維持したまま真空吸着ステージ２の真空吸着チャック部３との間で往復動させることができるようにしてあれば、上記真空吸着チャック部３並びに上記空気噴出部５１のサイズや形状や位置は適宜変更してもよい。

図１乃至図６の実施の形態、及び、図７の実施の形態は、上面への接触の防止が望まれる平板状のワークであれば、印刷対象となる基板１以外のいかなるワークの移載に適用してもよい。

図８の実施の形態は、上面側に印刷エリア１ａの余白部１ｂを有していれば、基板１以外のいかなる印刷対象ワークの移載に適用してもよい。

本発明のワーク移載装置Ｉは、図６に二点鎖線で示すように、オフセット印刷装置の基板設置エリア１６に配置させた基板搬送テーブル１５上の真空吸着ステージ２に対して、ロボットハンド７を、上記基板搬送テーブル１５の移動方向に沿う方向から近接させて配置するようにした形式としてもよい。

本発明のワーク移載装置Ｉは、オフセット印刷装置の基板搬送テーブル１５上に装備された真空吸着ステージ２以外のいかなる真空吸着ステージ２に対するワークのロードとアンロードを行うために適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

Ｉワーク移載装置
１基板（ワーク）
１ａ印刷エリア
１ｂ余白部
２真空吸着ステージ
３真空吸着チャック部
４真空引き手段
５空気供給手段
７ロボットハンド
８空気浮上手段
９ワーク移動手段
１１係止用爪部材
２４ハンドフック部
５０箱型部材
５１空気噴出部
５２吸着チャック手段

Claims

ワークを載置して保持できるようにしてある真空吸着ステージと、該真空吸着ステージのステージ上面に設けた真空吸着チャック部にそれぞれ切り替え可能に接続する、真空引きを行うための真空引き手段及び空気供給を行うための空気供給手段と、先端部を上記真空吸着ステージの側部に近接させて配置できるようにしてあるロボットハンドの上面部に備えてある、ワークを空気浮上させるための空気浮上手段と、上記真空吸着ステージを空気供給状態にする真空吸着チャック部及びロボットハンド上面部の空気浮上手段により空気浮上させたワークを、上記真空吸着ステージの上方位置とロボットハンドの上方位置との間を往復移動できるようにしてあるスライダにより、該ワークの外周部に対しスライダ移動方向の力を加えることで上記真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間で往復移動させるためのワーク移動手段と、上記真空吸着ステージの側部に、上記ロボットハンドの先端部を載せて該ロボットハンドの上面を上記真空吸着ステージのステージ上面と面一に配置させるためのハンドフック部と、を備えてなる構成を有することを特徴とするワーク移載装置。
ワーク移動手段のスライダに、ワークの平面形状の外周端を囲むよう配置した係止用爪部材を備えて、真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間でワークを往復移動させるときに、上記スライダの係止用爪部材により上記ワークの外周端を押すことができるようにした請求項１記載のワーク移載装置。
ワークを印刷対象とし、且つワーク移動手段のスライダに、上記ワークの上面における印刷エリアの余白部に吸着させるための吸着チャック手段を備えて、真空吸着ステージ上とロボットハンド上との間でワークを往復移動させるときに、上記ワークの上面の余白部に吸着させた上記スライダの吸着チャック手段により該ワークを引っ張ることができるようにした請求項１記載のワーク移載装置。