KR100945636B1 - 튜브 접합 장치 - Google Patents

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KR100945636B1
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heating
tube
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히로아끼 사노
마사루 나가시마다
신지 이시다
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테루모 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 연속적으로 튜브의 접합을 행하는 경우라도, 웨이퍼의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있는 튜브 접합 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 튜브 접합 장치(1)에 있어서, 웨이퍼 보유 지지부(5a)를 가열하는 히터(70)와, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도를 검지하는 서미스터(71)와, 서미스터(71)의 출력을 기초로 하여 히터(70)를 제어하는 히터 가열 제어 수단(69)과, 웨이퍼(6)의 가열 제어를 정전력 제어에 의해 행하는 웨이퍼 가열 제어 수단(68)을 마련한다. 그리고, 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에 의한 웨이퍼(6)의 가열이 개시되기 전에, 히터 가열 제어 수단(69)에 의한 히터(70)의 제어를 행하여 웨이퍼 보유 지지부(5a)를 일정 온도(65 ℃ 정도)가 되도록 온도 조절한다.
Figure R1020057007458
튜브 접합 장치, 웨이퍼 보유 지지부, 히터, 가열 제어 수단, 웨이퍼

Description

튜브 접합 장치{TUBE BONDER}
본 발명은 튜브를 무균적으로 접합하는 튜브 접합 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 튜브의 절단 및 접합시에 있어서의 웨이퍼의 온도를 안정시킬 수 있는 튜브 접합 장치에 관한 것이다.
수혈 시스템에 있어서의 채혈백 및 혈액 성분백의 튜브 접속, 지속적 복막 투석(CAPD)에 있어서의 투석액백과 폐액백의 교환시 등에는, 튜브의 접속을 무균적으로 행하는 것이 필요해진다. 이러한 튜브의 무균적 접속을 행하는 장치 중 하나로서, 예를 들어 일본 특허 공개 평6-78971호 공보에 개시된 것이 있다. 이 일본 특허 공개 평6-78971호 공보에 개시된 장치는, 적어도 2개의 가요성 튜브를 평행 상태로 보유 지지하는 제1 클램프 및 제2 클램프와, 상기 제1 클램프 및 제2 클램프 사이에서 상기 가요성 튜브를 절단하기 위한 절단 수단과, 상기 절단 수단에 의해 절단된 가요성 튜브의 접합되는 단부 서로가 밀착하도록 상기 제1 클램프 또는 상기 제2 클램프 중 적어도 한 쪽을 이동시키는 이동 수단을 갖고, 상기 절단 수단은 상기 가요성 튜브를 용융 절단하기 위한 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 가열하기 위한 정전압원과, 웨이퍼 온도 검지 수단과, 웨이퍼 가열 제어 수단을 포함하고, 상기 웨이퍼 가열 제어 수단은 상기 웨이퍼 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 산 출되는 펄스 폭 변조 신호 출력부를 갖고, 상기 펄스 폭 변조 신호에 의해 웨이퍼의 온도를 제어하는 것이다.
그리고, 이 장치에서는 웨이퍼 가열 제어 수단에 있어서 웨이퍼 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 산출되는 펄스 폭 변조 신호 출력에 의해 웨이퍼의 온도 제어를 행하도록 되어 있다. 즉, 웨이퍼 온도 검지 수단의 출력을 기초로 한 피드백 제어에 의해 웨이퍼의 온도 제어가 행해지고 있다.
또한 웨이퍼의 온도 제어의 다른 방법으로서, 예를 들어 일본 특허 공개 소59-64034호 공보에 개시되어 있는 방법도 있다. 이 일본 특허 공개 소59-64034호 공보에 개시된 방법은, 웨이퍼의 승온 개시시에 있어서의 온도를 참조하여 웨이퍼를 가열하기 위한 전원을 정전력 제어함으로써 웨이퍼의 온도 제어를 행하는 방법이다.
그러나, 상기한 일본 특허 공개 평6-78971호 공보에 개시된 장치에서는, 웨이퍼 온도 검지 수단의 웨이퍼에 대한 접촉 상태에 의해 온도 측정이 불안정해질 우려가 있다. 또한, 장기 사용에 의해 튜브에 포함되는 가소제 등이 웨이퍼 온도 검지 수단의 표면에 부착되어, 웨이퍼 온도 검지 수단이 정확하게 웨이퍼의 온도를 측정할 수 없게 될 우려도 있다. 그리고, 웨이퍼 온도 검지 수단에 의한 온도 측정이 불안정·부정확해지면, 결과적으로 웨이퍼의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 없게 된다고 하는 문제가 있었다. 또한, 상기한 바와 같이 웨이퍼 온도 검지 수단의 웨이퍼에 대한 접촉 상태에 의해 온도 측정이 불안정해지므로, 정확하게 온도 측정할 수 있도록 하기 위해 웨이퍼 온도 검지 수단의 부착시에 조정 작업을 행하고 있지만, 그 조정에 매우 시간이 걸린다고 하는 문제도 있었다.
한편, 일본 특허 공개 소59-64034호 공보에 개시된 웨이퍼의 온도 제어 방법에서는 웨이퍼의 승온 개시시의 온도만을 참조하므로, 웨이퍼에 대해 일정 전력을 부여하였을 때에 웨이퍼의 도달 상승 온도에 변동이 발생될 우려가 있다고 하는 문제가 있었다. 즉, 웨이퍼의 온도를 안정적으로 제어할 수 없는 것이다. 왜냐하면, 전회의 접합으로부터의 경과 시간의 차이 등에 기인하여 웨이퍼로의 열 유속의 유무 및 방향이 다르기 때문이다. 특히, 연속적으로 튜브의 접합을 행하는 경우에 웨이퍼의 도달 상승 온도에 변동이 발생되기 쉽다.
본 발명의 목적은, 연속적으로 튜브의 접합을 행하는 경우라도 웨이퍼의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있는 튜브 접합 장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 이루어진 본 발명에 관한 튜브 접합 장치는, 가요성 튜브를 무균적으로 접합하기 위한 튜브 접합 장치이며, 적어도 2개의 가요성 튜브를 보유 지지하는 제1 클램프 및 제2 클램프와, 상기 제1 클램프 및 상기 제2 클램프 사이에서 상기 가요성 튜브를 절단하기 위한 절단 수단과, 상기 절단 수단에 의해 절단된 가요성 튜브의 접합되는 단부 서로가 밀착되도록 상기 제1 클램프 또는 상기 제2 클램프 중 적어도 한 쪽을 이동시키는 이동 수단을 갖고, 상기 절단 수단은 상기 가요성 튜브를 용융 절단하기 위한 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지부와, 상기 웨이퍼 보유 지지부를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 검지하기 위한 온도 검지 수단과, 상기 가열 수단의 제어를 행하기 위한 가열 제어 수단을 구비하고, 상기 가열 제어 수단은 상기 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부가 소정 온도가 되도록 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 형태에 관한 튜브 접합 장치는 가요성 튜브를 무균적으로 접합하기 위한 튜브 접합 장치이며, 적어도 2개의 가요성 튜브를 평행 상태로 보유 지지하는 제1 클램프 및 제2 클램프와, 상기 제1 클램프 및 상기 제2 클램프 사이에서 상기 가요성 튜브를 절단하기 위한 절단 수단과, 상기 절단 수단에 의해 절단된 가요성 튜브의 접합되는 단부 서로가 밀착되도록 상기 제1 클램프 또는 상기 제2 클램프 중 적어도 한 쪽을 이동시키는 이동 수단을 갖고, 상기 절단 수단은 상기 가요성 튜브를 용융 절단하기 위한 웨이퍼와, 상기 웨이퍼를 가열하기 위한 웨이퍼 가열 수단과, 상기 웨이퍼 가열 수단의 제어를 행하기 위한 웨이퍼 가열 제어 수단과, 상기 웨이퍼를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지부와, 상기 웨이퍼 보유 지지부를 가열하기 위한 가열 수단과, 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 검지하기 위한 온도 검지 수단과, 상기 가열 수단의 제어를 행하기 위한 가열 제어 수단을 구비하고, 상기 가열 제어 수단은 웨이퍼 가열 수단에 의해 상기 웨이퍼가 가열되기 전에 상기 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부가 소정 온도가 되도록 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 것이다.
그리고, 상기한 튜브 접합 장치에 있어서는 상기 소정 온도가 50 ℃ 내지 80 ℃의 범위 내, 보다 바람직하게는 60 ℃ 내지 70 ℃의 범위 내에 있는 것이 바람직하다.
또한 상기한 튜브 접합 장치에 있어서는, 상기 가열 제어 수단은 튜브 접합 후에 차회의 튜브 접합이 일정 시간 행해지지 않을 경우 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도가 상기 소정 온도보다도 낮은 온도가 되도록 상기 가열 수단을 제어하는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 튜브 접합 장치에 있어서는 상기 온도 검출 수단은 서미스터와, 상기 서미스터의 출력 신호를 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 계측하는 온도 판독 회로를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 다른 형태에 관한 튜브 접합 장치에 있어서는, 상기 웨이퍼 가열 제어 수단은 상기 웨이퍼의 전류 및 전압의 크기를 기초로 하여 상기 웨이퍼 가열 수단을 정전력 제어하는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, 상기 웨이퍼 가열 제어 수단은 상기 웨이퍼의 전류 및 전압의 크기로부터 산출되는 상기 웨이퍼에서의 소비 전력량과 미리 설정되어 있는 목표 전력량과의 편차를 기초로 하여 상기 웨이퍼 가열 수단을 펄스 폭 변조 제어하면 좋다.
도1은 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치를 도시한 사시도이다.
도2는 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치를 케이스에 수납한 상태를 도시한 사시도이다.
도3은 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치를 도시한 평면도이다.
도4는 제1 클램프, 제2 클램프 및 절단 수단의 동작을 설명하기 위한 도면이 다.
도5는 제1 및 제2 클램프의 구성을 도시한 사시도이다.
도6은 제1 클램프의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도7은 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치에 사용되는 절단 수단의 구성을 도시한 도면이다.
도8은 절단 수단의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도9는 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치에 있어서의 제어 시스템을 나타낸 블록도이다.
도10은 웨이퍼 가열 제어 수단의 구성을 나타낸 블록도이다.
도11은 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도12는 상기 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도13은 상기 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도14는 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도15는 상기 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도16은 상기 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도17은 상기 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도18은 웨이퍼 보유 지지부의 온도 변화를 나타낸 타이밍 차트이다.
이하, 본 발명의 튜브 접합 장치를 구체화한 가장 적합한 실시 형태에 대해 도면을 기초로 하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치는, 수혈 시스템에 있어서의 채혈백 및 혈액 성분백의 튜브 접속 등 연속적으로 튜브의 접합이 행해지는 경우에 사용하면 적합한 것이다. 그래서, 이 튜브 접합 장치의 개략 구성을 도1 내지 도4에 도시한다. 또한 도1은, 튜브 접합 장치를 도시한 사시도이다. 도2는 튜브 접합 장치를 케이스에 수납한 상태를 도시한 사시도이다. 도3은 튜브 접합 장치를 도시한 평면도이다. 도4는 제1 클램프, 제2 클램프 및 절단 수단의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
이 튜브 접합 장치(1)는, 적어도 2개의 가요성 튜브를 평행 상태로 보유 지지하는 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)를 갖고 있다. 모터의 작동에 의해 회전하는 기어(30), 기어(30)의 회전에 의해 회전하는 기어(31), 기어(31)의 회전에 의해 회전하는 샤프트(32), 샤프트의 양단부가 회전 가능하게 고정된 프레임(9), 제1 클램프(3)의 원점 위치에서의 덜걱거림을 방지하기 위한 방지 부재(11), 마이크로 스위치(13, 14, 15), 제1 클램프(3)를 이동시키기 위한 구동용 아암(18), 제1 클램프(3)를 이동시키기 위한 캠(19), 절단 수단(5), 절단 수단(5) 및 제2 클램프를 구동시키기 위한 캠(17), 제2 클램프(2)를 제1 클램프측으로 압박하는 압박 부재(33), 제1 클램프(3)의 후퇴 위치를 규제하는 규제 부재(25), 제1 클램프(3)의 덜걱거림을 방지하기 위한 스프링 부재(27), 웨이퍼 교환 레버(22), 웨이퍼 카트리지(8), 웨이퍼 카트리지 교환 레버(24), 다 사용한 웨이퍼 수납 상자 파지 부재(28), 다 사용한 웨이퍼를 수납 상자로 유도하기 위한 유도 부재(26), 다 사용한 웨이퍼 수납 상자(29), 패널(50)을 갖고 있다.
그리고, 이 튜브 접합 장치(1)는 절단 수단(5)에 의해 절단된 가요성 튜브(48, 49)의 접합되는 단부 서로가 마주보도록 제1 클램프(3)를 이동시키는 제1 클램프 이동 기구와, 절단 수단(5)을 튜브측으로(상방으로) 이동시키고, 절단 후 다시 튜브로부터 멀어지는 방향(하방으로)으로 이동시키기 위한 절단 수단 구동 기구와, 제2 클램프(2)를 제1 클램프(3)에 대해 근접 및 이격하는 방향으로 이동시키는 제2 클램프 이동 기구를 갖고 있다. 절단 수단 구동 기구에는 절단 수단(5)을 2개의 튜브의 축에 대해 수직으로 상방으로 이동시키고, 튜브 절단 후 하방으로 이동시키는 것이고, 제1 클램프 이동 기구는 튜브 절단 후 제1 클램프(3)를 2개의 튜브의 축에 대해 수평 상태로 직교 방향(보다 구체적으로는, 후방으로)으로 이동시키는 것이며, 제2 클램프 이동 기구는 제2 클램프(2)를 제1 클램프측에 근접하도록 2개의 튜브의 축에 대해 수평 상태에서 아주 약간 평행하게 이동시키는 것이다.
그래서, 제1 및 제2 클램프(3, 2)에 대해 도5를 이용하여 설명한다. 도5는 제1 및 제2 클램프의 구성을 도시한 사시도이다. 우선, 제1 클램프에 대해 설명한다. 제1 클램프(3)는, 도5에 도시한 바와 같이 베이스(3b)와, 이 베이스(3b)에 회전 가능하게 부착된 커버(3a)와, 베이스(3b)가 고정된 클램프 고정대(3c)를 갖고 있다. 그리고, 이 클램프 고정대(3c)는 리니어 테이블에 고정되어 있다. 리니어 테이블은 클램프 고정대(3c)의 하면에 고정된 이동대(3d)와, 이동대(3d)의 하부에 설치된 레일 부재(3n)에 의해 구성되어 있다(도4 참조). 그리고, 이 리니어 테이블에 의해 제1 클램프(3)는 접합하는 튜브(48, 49)의 축에 대해 수직 방향, 환언하면 절단된 가요성 튜브의 접합되는 단부 서로가 마주보도록 왜곡이 없게 이동한다. 따라서, 튜브 접합 장치(1)에서는 제1 클램프 이동 기구는 상기한 리니어 테이블, 모터, 기어(30), 기어(31), 샤프트(32), 구동용 아암(18), 캠(19)에 의해 구성되어 있다.
그리고, 이 튜브 접합 장치(1)에서는 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 제1 클램프 고정대(3c)의 후방과, 튜브 접합 장치(1)의 프레임을 접속하는 스프링 부재(27)가 설치되어 있고, 제1 클램프(3)는 항시 후방으로 인장된 상태로 되어 있고, 제1 클램프(3)[정확하게는, 제1 클램프 고정대(3c)]의 덜걱거림을 적은 것으로 하고 있다. 또한, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 제1 클램프(3)의 튜브 장착 위치[환언하면, 제1 클램프(3)가 가장 앞으로 나온 상태의 위치]에서 제1 클램프(3)의 덜걱거림을 방지하기 위한 방지 부재(11)가 프레임(9)의 측면에 고정되어 있다. 따라서, 제1 클램프(3)는 튜브 장착 위치에서는 스프링 부재(27)에 의해 후방으로 인장된 상태, 즉 후방측에 덜걱거림이 없는 상태이고, 또한 전방을 덜걱거림 방지 부재(11)에 의해 그로부터 전방으로 이동할 수 없도록 되어 있다. 따라서 제1 클램프(3)는, 튜브 장착 위치에서는 덜걱거리지 않도록 구성되어 있다. 또한 튜브 접합 장치(1)에는, 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 제1 클램프(3)[정확하게는, 제1 클램프 고정대(3c)]의 후방의 최대 이동 위치를 규제하는 규제 부재(25)가 설치되어 있다.
계속해서, 제2 클램프에 대해 설명한다. 제2 클램프(2)는, 도5에 도시한 바와 같이 베이스(2b)와, 이 베이스(2b)에 회전 가능하게 부착된 커버(2a)와, 베이스(2b)가 고정된 클램프 고정대(2c)를 갖고 있다. 그리고, 이 클램프 고정대(2c)는 리니어 테이블에 고정되어 있다. 리니어 테이블은, 클램프 고정대(2c)의 하면에 고정된 이동대(2d), 이동대(2d)의 하부에 설치된 레일 부재(2n)에 의해 구성되어 있다(도4 참조). 그리고, 이 리니어 테이블에 의해 제2 클램프(2)는 접합하는 튜브(48, 49)의 축에 대해 평행한 방향, 환언하면 제2 클램프(2)를 제1 클램프(3)에 대해 근접 및 이격하는 방향으로만 왜곡이 없게 이동한다.
또한 도3 및 도4에 도시한 바와 같이, 튜브 접합 장치(1)의 프레임(9)과 클램프 고정대(2c)와의 사이에는 압박 부재(33)가 설치되어 있어, 항시 제2 클램프(2)[정확하게는, 제2 클램프 고정대(2c)]를 제1 클램프(3)측으로 압박하고 있다. 압박 부재(33)로서는, 스프링 부재가 적합하게 사용된다. 그리고, 이 압박 부재(33)는 제1 및 제2 클램프(3, 2)에 의해 2개의 가요성 튜브(48, 49)를 압박하여 찌부러뜨리도록 하여 파지하였을 때의 가요성 튜브의 반발력보다 가압 부재(33)의 가압력은 약한 것이 사용되어 있고, 가요성 튜브를 파지하였을 때 제2 클램프(2)가 제1 클램프(3)보다 약간은 이격하는 방향으로 움직이도록 구성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치(1)에서는 제2 클램프 이동 기구는 상기한 리니어 테이블, 모터, 기어(30), 기어(31), 샤프트(32), 캠(17), 압박 부재(33)에 의 해 구성되어 있다.
그리고 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)는, 도5에 도시한 바와 같이 보유 지지하는 튜브를 비스듬히 압박하여 찌부러뜨린 상태로 보유 지지하도록 구성되어 있다. 클램프(3, 2)는, 베이스(3b, 2b)에 선회 가능하게 부착된 커버(3a, 2a)를 갖고 있고, 베이스(3b, 2b)에는 2개의 튜브를 장착하기 위해 평행하게 설치된 2개의 슬롯(3f, 3e 및 2f, 2e)을 갖고 있다. 그리고, 슬롯(3f, 3e)과 슬롯(2f, 2e)이 마주보는 부분의 베이스(3b, 2b)의 단부면에는 톱날 형상의 폐색 부재(3h, 2h)가 설치되어 있다. 그리고, 커버(3a, 2a)에는 상기한 베이스(3b, 2b)의 폐색 부재(3h, 2h)에 대응하는 형상의 톱날 형상의 폐색 부재(3g, 2g)가 설치되어 있다. 커버(3a, 2a)의 내표면은 평탄하게 되어 있다. 그리고, 커버(3a, 2a)에는 각각 선회 캠을 갖고 있고, 이 선회 캠은 커버(3a, 2a)를 폐쇄하면 베이스(3b, 2b)의 롤러와 걸어 맞추어진다. 그리고, 2개의 튜브는 커버(3a, 2a)가 폐쇄되었을 때 베이스(3b)의 폐색 부재(3h)와 커버(3a)의 폐색 부재(3g)와의 사이 및 베이스(2b)의 폐색 부재(2h)와 커버(2a)의 폐색 부재(2g)와의 사이에 의해, 비스듬히 압박되어 찌부러져 폐색된 상태에서 보유 지지된다. 또한, 제1 클램프(3)는 제2 클램프 방향으로 돌출하는 돌출부(3i)를 갖고, 제2 클램프(2)가 이 돌출부(3i)를 수납하는 오목부(2i)를 갖고 있으므로, 제2 클램프(2)는 제1 클램프(3)를 폐색하지 않으면 폐색할 수 없도록 구성되어 있다.
그리고, 튜브 접합 장치(1)는 도1에 도시한 바와 같이 모터에 의해 회전하는 기어(30)와, 이 기어(30)의 회전에 의해 회전하는 기어(31)를 갖고 있고, 기어(31) 의 샤프트(32)에는 도4에 도시한 바와 같이 2개의 캠(19, 17)이 고정되어 있고, 캠(19, 17)은 기어(31)의 회전과 함께 회전한다. 그리고, 캠(19)의 우측면에는 도6에 도시한 바와 같은 형상의 제1 클램프 구동용 캠홈(19a)이 마련되어 있다. 그리고, 캠(19)의 캠홈(19a) 내를 미끄럼 이동하는 종동기(18a)를 중앙부에 갖는 제1 클램프 이동용 아암(18)이 설치되어 있다. 또한, 아암(18)의 하단부는 지지점(18b)에 의해 프레임(9)에 회전 가능하게 지지되어 있고, 아암(18)의 상단부는 제1 클램프(3)의 클램프 고정대(3c)에 설치된 지지점(18c)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 제1 클램프(3)는 리니어 테이블의 레일 부재(3n)를 따라 도6에 도시한 바와 같이, 캠(19)의 회전에 의해 캠홈(19a)의 형상에 따라서 화살표로 나타낸 바와 같이 2개의 튜브의 축에 대해 수평 상태에서 직교 방향 후방으로 이동한다. 또한 도6은, 제1 클램프의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
절단 수단(5)은, 도7에 도시한 바와 같이 웨이퍼를 교환 가능하게 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지부(5a)와, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 하방에 설치된 아암부(5c)와, 아암부(5c)의 단부에 설치된 종동기(5b)와, 힌지부(5d)와, 프레임(9)으로의 부착부(5e)를 갖고 있다. 그리고, 힌지부(5d)에 의해 프레임(9)에 대해 선회 가능하게 되어 있다. 그리고, 도7에 도시한 바와 같이 절단 수단(5)의 우측면에는 웨이퍼 가열용 전기 접속 단자(82)가 고정되어 있다. 또한, 절단 수단(5)의 바닥면에는 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도를 검지하기 위한 서미스터(71)가 매립되어 있다. 또한 도7은, 튜브 접합 장치에 사용되는 절단 수단의 설명도이다. 또한 절단 수단(5)의 상면에는, 도3에 도시한 바와 같이 히터(70)가 부착되어 있다. 이 히터(70)에 의해 웨이퍼 보유 지지부(5a)가 예열되도록 되어 있다. 또한, 웨이퍼(6)로서는 마주보도록 절곡된 금속판과, 이 금속판의 내면에 형성된 절연층과, 이 절연층 내에 상기한 금속판과 접촉하지 않도록 형성된 저항체와, 이 저항체의 양단부에 설치된 통전용 단자를 갖는 것이 적합하게 사용된다.
그리고 캠(17)은, 도7 및 도8에 도시한 바와 같이 좌측면에 절단 수단 구동용 캠홈(17a)을 갖고 있다. 그리고, 절단 수단(5)의 종동기(5b)는 캠(17)의 캠홈(17a) 내에 위치하고 있어, 캠홈(17a) 내를 캠홈의 형상을 따라 미끄럼 이동한다. 따라서 절단 수단(5)은, 도8에 도시한 바와 같이 캠(17)의 회전에 의해 캠홈(17a)의 형상을 따라 상하로, 환언하면 2개의 튜브 축에 대해 직교 또한 수직 방향 상하로 이동한다.
또한 캠(17)은, 도4에 도시한 바와 같이 중앙부에 제2 클램프(2)의 구동용 캠홈(17c)을 갖고 있다. 캠홈(17c)은 좌측면(17f) 및 우측면(17e)을 갖고 있고, 좌측면(17f) 및 우측면(17e)에 의해 제2 클램프(2)의 위치를 제어한다. 제2 클램프 고정대(2c)에는 하방으로 신장하는 돌출부를 갖고 있고, 그 선단부에는 종동기(20)가 설치되어 있다. 이 종동기(20)는, 제2 클램프(2)의 구동용 캠홈(17c) 내를 미끄럼 이동한다. 그리고, 도7에 도시한 바와 같이 종동기(20)와 캠홈(17c)의 측면 사이에는 약간의 간극이 생길 수 있도록 형성되어 있다. 그리고, 제2 클램프 고정대(2c)는 압박 부재(33)에 의해 항상 압박되어 있으므로, 통상 상태에서는 종동기(20)는 캠홈(17c)의 좌측면(17f)에 접촉하게 되어 종동기(20)와 캠홈(17c)의 우측면(17e)과의 사이에 약간의 간극이 생길 수 있다.
그러나, 제1 및 제2 클램프(3, 2)에 의해 2개의 튜브를 보유 지지하면, 상술한 바와 같이 2개의 클램프(3, 2)는 각각 2개의 튜브를 압박하여 찌부러뜨리도록 폐색하여 보유 지지하므로, 튜브의 폐색에 기인하는 반발력이 생긴다. 그리고, 압박 부재(33)는 상기 튜브의 폐색에 기인하는 반발력보다 작은 힘의 것이 이용되어 있으므로, 클램프(3, 2)가 튜브를 보유 지지하는 상태에서는 도4에 도시한 바와 같이 종동기(20)는 캠홈(17c)의 우측면(17e)에 접촉하게 되어, 종동기(20)와 캠홈(17c)의 좌측면(17f)과의 사이에 약간의 간극이 생길 수 있다. 그러나, 상술한 절단 수단(5)에 의해 튜브가 절단되면, 튜브의 폐색에 기인하는 반발력이 소실되므로 통상 상태로 되돌아가고, 종동기(20)는 캠홈(17c)의 좌측면(17f)에 접촉하게 되어 종동기(20)와 캠홈(17c)의 우측면(17e)과의 사이에 약간의 간극이 생길 수 있다. 이와 같이, 압박 부재(33)의 작용 및 튜브의 반발력에 의해 종동기(20)가 접촉하는 캠홈의 미끄럼 이동면이 경시(經時)적으로 변화하도록 구성되어 있다.
그리고 도4에 도시한 바와 같이, 좌측면(17f)에 오목부(17d)가 형성되어 있다. 이 오목부(17d) 부분을 종동기(20)가 통과하는 시기는, 절단 수단(5)에 의해튜브의 절단 후이므로 종동기(20)는 캠홈(17)의 좌측면(17f)을 따라 미끄럼 이동하고 있는 상태이며, 따라서 종동기(20)는 오목부(17) 부분으로 들어간다. 이로 인해, 오목부(17d)의 깊이만큼만 제2 클램프(2)가 제1 클램프(3) 방향으로 이동하게 된다. 이에 의해, 튜브의 접합이 보다 확실해진다.
그리고, 캠홈(17c)의 우측면(17e)에도 오목부가 형성되어 잇다. 이 오목부(17g)는 클램프(3, 2) 내면의 청소를 위한 것이다. 이 오목부(17g)를 형성함으로 써 제2 클램프(2)를 스프링 부재(33)측으로 압박함으로써 종동기(20)가 오목부(17g)에 접촉할 때까지 제2 클램프(2)를 제1 클램프(2)로부터 이격하는 방향으로 이동시킬 수 있고, 이에 의해 제1 클램프(3)와 제2 클램프(2) 사이에 간극이 형성된다. 형성된 간극 내에 청소 부재, 예를 들어 알코올 등의 어느 정도 절단되는 튜브의 형성 재료를 용해할 수 있는 용제를 함유한 면봉에 의해 청소하는 것이 가능해진다.
이 오목부(17g)는, 도4에 도시한 바와 같이 좌측면(17f)의 오목부(17d)[제2 클램프(2)의 치우침이 행해지는 부분]와 거의 마주보는 위치에 형성되어 있다. 제2 클램프 고정대(2c)의 하방으로 신장하는 돌출부에 설치된 종동기(20)가 오목부(17d) 부분으로 들어가 있을 때에는, 튜브 절단 후 목적으로 하는 튜브 서로를 접합한 상태이고, 이 상태에서 제2 클램프(2)는 정지한다. 또한, 제1 클램프(3)도 이미 정지되어 있고, 또한 제1 클램프(3)는 제2 클램프(2)와 어긋난 위치에 있다. 구체적으로는, 도1에 도시한 바와 같이 제1 클램프(3)가 제2 클램프(2)보다 후퇴되어 있어, 제1 클램프(3)는 제2 클램프(2)와 어긋난 위치에 있다. 이로 인해, 이 상태에서는 제2 클램프(2)의 선단부의 내면이 약간 노출되어 있고, 또한 제1 클램프(3)의 후단부의 내면도 약간 노출되어 있다. 따라서, 노출된 제2 클램프(2)의 내면 및 제1 클램프(3)는 그 청소가 용이하다.
계속해서, 튜브 접합 장치(1)에 있어서의 제어 시스템에 대해 도9를 이용하여 설명한다. 또한 도9는, 튜브 접합 장치에 있어서의 제어 시스템을 나타낸 블록도이다. 튜브 접합 장치(1)에 있어서의 제어 시스템은, 스위칭 전원부(40)와, 회 로부(41)와, 각종 액튜에이터의 동작을 제어하기 위한 제어 회로로 구성되어 있다. 스위칭 전원부(40)에는, 각종 액튜에이터의 구동 등을 행하기 위한 DC 24V 전원(40a)과, 제어용 전원으로서의 DC 5V 전원(40b)이 구비되어 있다. 회로부(41)에는 패널 제어 회로(60)와, 모터 구동 회로(61)와, 버저 명동(鳴動) 회로(62)와, 센서 입력 회로(63)와, 실온 판독 센서(64)와, 웨이퍼 온도 조절용 PWM 제어 출력부(65)와, 웨이퍼 보유 지지부용 온도 판독 회로(66)와, 히터 PWM 제어 출력부(67)와, 이들 회로의 동작을 통괄적으로 제어하는 CPU부(44)가 구비되어 있다. 그리고, CPU부(44)가 웨이퍼 가열 제어 수단(68)과 히터 가열 제어 수단(69)의 역할을 담당하고 있다.
여기서, 패널 제어 회로(60)는 전원 스위치 램프(51) 등을 구비하는 패널(50)의 표시 동작을 제어하기 위한 회로이다. 모터 구동 회로(61)는 모터(42)의 구동 동작을 제어하기 위한 회로이다. 버저 명동 회로(62)는 버저(43)의 명동 동작을 제어하기 위한 회로이다. 센서 입력 회로(63)는 마이크로 스위치(13, 14, 15, 72, 73, 74)의 온(ON)/오프(OFF) 상태를 검지하기 위한 회로이다. 웨이퍼 온도 조절용 PWM 제어 출력부(65)는 웨이퍼(6)의 가열 제어를 행하기 위한 PWM 제어 신호를 출력하는 회로이다. 웨이퍼 보유 지지부용 온도 판독 회로(66)는 절단 수단(5)에 구비되는 서미스터(71)로부터의 신호를 기초로 하여 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도를 계측하기 위한 회로이다. 히터 PWM 제어 출력부(67)는, 절단 수단(5)에 구비되는 히터(70)의 가열 제어를 행하기 위한 PWM 제어 신호를 출력하는 회로이다.
다음에, 도9에 나타낸 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에 대해 도10을 이용하여 상세하게 설명한다. 또한 도10은, 웨이퍼 가열 제어 수단의 구성을 나타낸 블록도이다. 웨이퍼(6)로서는, 마주보도록 절곡된 금속판과, 이 금속판의 내면에 형성된 절연층과, 이 절연층 내에 상기한 금속판과 접촉하지 않도록 형성된 저항체와, 이 저항체의 양단부에 설치된 통전용 단자를 갖는 것이 적합하게 사용된다. 그리고, 저항체는 통전에 의해 발열하므로, 저항체의 발열은 금속판에 전도되어 웨이퍼 전체가 통전에 의해 발열한다. 그리고 저항체는, 통전에 의한 발열에 의해 저항치가 변화한다. 따라서, 정전압원을 단순히 사용하여 웨이퍼로의 전력 공급을 조정하는 것만으로는 충분한 웨이퍼의 온도 제어를 할 수 없다. 그래서, 본 실시 형태에 따른 튜브 접합 장치(1)에서는 웨이퍼 가열 제어 수단(68)을 갖고 있다.
이 웨이퍼 가열 제어 수단(68)은, 정전력 제어에 의해 웨이퍼(6)를 일정 온도(튜브 절단 개시 온도, 약 320 ℃)로 가열하는 것이다. 이로 인해, 웨이퍼(6)의 온도를 검지할 필요가 없으므로, 웨이퍼 온도 검지 수단이 불필요해진다. 따라서, 웨이퍼 온도 검지 수단의 부착시의 조정 작업이 불필요해져, 튜브 접합 장치의 생산 효율이 향상된다. 그리고 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에는, 도10에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(6)에 인가되어 있는 전압의 크기를 계측하기 위한 웨이퍼 전압 판독 회로(80)와, 웨이퍼(6)에 흐르고 있는 전류의 크기를 계측하기 위한 웨이퍼 전류 판독 회로(81)가 구비되어 있다. 이에 의해, 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에서는, 웨이퍼 전압 판독 회로(80)로부터 출력되는 현재의 웨이퍼 전압과, 웨이퍼 전류 판독 회로(81)로부터 출력되는 현재의 웨이퍼 전류를 기초로 하여 현재의 웨이퍼 전 력이 산출되고, 산출된 전력과 목표 전력과의 편차로부터 웨이퍼(6)의 가열 제어를 행하기 위한 펄스 폭 변조(PWM) 신호가 산출된다. 그리고, 산출된 PWM 신호가 웨이퍼 온도 조절용 PWM 제어 출력부(65)로부터 출력되고, 그 PWM 신호를 기초로 하여 정전압 직류원(40a)이 제어되어 웨이퍼(6)의 가열 제어가 행해지도록 되어 있다.
다음에, 상기한 구성을 갖는 튜브 접합 장치(1)의 동작에 대해, 도11 내지 도13에 나타낸 흐름도를 이용하여 설명한다. 우선, 처음으로 도11에 나타낸 흐름도와 같이, 도9의 패널(50)에 설치되어 있는 전원 스위치(51)를 누른다(스텝 S1). 이에 의해, CPU부(44)에 의해 튜브 접합 장치(1)에 이상이 없는지(구체적으로는, 내부 커넥터의 빠짐이 없는지, 히터 등의 단선이 없는지, 내부 정전압원에 불량이 없는지 등)가 판단된다(스텝 S2). 이상이 없는 경우에는(스텝 S2 : 예), 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도 조절이 개시된다(스텝 S3). 구체적으로는, 히터(70)에 의해 웨이퍼 보유 지지부(5a)가 가열되어, 웨이퍼 보유 지지부(5a)가 소정 온도가 되도록 서미스터(71)로부터의 출력 신호를 기초로 하여 히터 가열 제어 수단(69)에 의한 온도 제어가 실행된다. 또한, 소정 온도로서는 50 ℃ 내지 80 ℃ 정도, 보다 바람직하게는 60 ℃ 내지 70 ℃ 정도로 설정하면 좋다. 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 가열 온도가 낮으면 웨이퍼(6)의 승온 시간이 길어지는 한편, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 가열 온도가 지나치게 높으면 근접하는 부품으로의 영향이나, 조작자가 만일 닿게 되어 버린 경우에 화상의 위험성이 있기 때문이다. 그리고, 상기한 온도 범위 내로 설정함으로써, 웨이퍼(6)의 승온 시간을 단축하는 동시에 웨이퍼(6)의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있다. 또한 본 실시 형태에서는, 65 ℃로 설정하고 있다. 한편, 튜브 접합 장치(1)에 이상이 있는 경우에는(스텝 S2 : 아니오), 버저가 명동한다(스텝 S14).
계속해서, 도9의 패널(50)에 설치되어 있는 클램프 리셋 스위치(53)를 누른다(스텝 S4). 그렇게 하면, CPU부(44)에 의해 제1 및 제2 클램프가 개방되어 있는지 여부(스텝 S5), 제1 및 제2 클램프가 원점에 없는지 여부(스텝 S6), 웨이퍼 교환 레버가 원점에 있는지 여부(스텝 S7)가 판단된다. 또한, 튜브 접합 장치(1)에서 사용하는 클램프는, 상술한 바와 같이 제1 클램프(3)가 제2 클램프 방향으로 돌출하는 돌출부(3i)를 갖고, 제2 클램프(2)가 이 돌출부(3i)를 수납하는 오목부(2i)를 갖고 있으므로, 제2 클램프(2)는 제1 클램프(3)를 폐색하지 않으면 폐색할 수 없도록 구성되어 있다. 이로 인해, 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 개방되어 있는 것은, 제2 클램프(2)가 폐색되었을 때에 접촉하는 레버(16)와, 이 레버(16)에 의해 온/오프되는 마이크로 스위치(13)에 의해 검지된다.
구체적으로는, 마이크로 스위치(13)는 제2 클램프(2)가 해방 상태일 때에는 오프로 되어 있고, 제2 클램프(2)가 폐색되었을 때에 레버(16)와 접촉하여 레버(16)가 움직여 마이크로 스위치(13)를 온 상태로 한다. 이 마이크로 스위치(13)의 온/오프 신호는, 센서 입력 회로(63)를 거쳐서 CPU부(44)에 입력된다. 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 원점에 없는 것은, 각각의 캠의 원주 상에 마련된 홈을 마이크로 스위치(73, 74)가 검지함으로써 판단된다. 웨이퍼 교환 레버(22)가 원점에 있는 것은, 마이크로 스위치(14)에 의해 검지된다. 레버(22)가 원점에 있는 경우에는 마이크로 스위치(14)가 온이 되고, 원점에 없는 경우에는 오프가 되어 이 마이크로 스위치(14)의 온/오프 신호는 센서 입력 회로(63)를 거쳐서 CPU부(44)에 입력된다.
그리고, 스텝 S5 내지 스텝 S7의 판단이 전부 "예"인 경우 모터를 작동시켜, 제1 및 제2 클램프(3, 2)를 원점으로 복귀시킨다(스텝 S8). 한편, 스텝 S5 내지 스텝 S7중 어느 하나의 판단이 "아니오"인 경우 버저가 명동하여(스텝 S15), 이상 램프가 점등하고(스텝 S16), 수동 해제를 행하여(스텝 S17) 리셋 스위치를 누름으로써(스텝 S18) 이상 램프가 소등한다(스텝 S19).
계속해서, 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 원점에 도달한 후 2개의 가요성 튜브(48, 49)를 제1 및 제2 클램프(3, 2)에 장착한다(스텝 S9). 이 상태에서의 제1 및 제2 클램프(3, 2)는, 도5에 도시한 바와 같이 양자 모두 개방된 상태이며, 또한 양자에 설치된 슬롯(3e와 2e 및 3f와 2f)은 서로 마주보는 상태로 되어 있다. 그리 고, 사용 중인 튜브(49)를 전방측의 슬롯(3f, 2f)에 장착하고, 접속되는 미사용의 튜브(48)를 내측의 슬롯(3e, 2e)에 장착한다.
그리고, 상기한 바와 같이 제1 및 제2 클램프(3, 2)를 폐색한 후, 웨이퍼 교환 레버(22)를 클램프측으로 압박하여 웨이퍼를 교환한다(스텝 S10). 웨이퍼 교환 레버(22)를 클램프측으로 압박함으로써, 웨이퍼 카트리지(8) 내로부터 새로운 웨이퍼가 취출되고, 새로운 웨이퍼가 웨이퍼 보유 지지부(5a)에 장착되어 있는 대기 웨이퍼를 압박하고, 대기 웨이퍼가 웨이퍼 보유 지지부(5a)에 장착되어 있던 사용 완료된 웨이퍼를 압박하고, 대기 웨이퍼가 사용 위치에 장착되는 동시에 사용 완료된 웨이퍼는 사용 완료된 웨이퍼 수납 상자(29) 내에 수납된다(스텝 S11). 웨이퍼의 교환이 종료되면, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도가 설정 온도인지 여부기 확인된다(스텝 S12). 또한, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도가 설정 온도가 아닌 경우에는(스텝 S12 : 아니오), 설정 온도가 될 때까지 대기 상태가 된다[도18에 나타낸 기간(t1)].
한편, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도가 설정 온도로 되어 있는 경우에는(스텝 S12 : 예), 튜브 접합 장치(1)가 접합 준비 상태가 된다[도18에 나타낸 기간(t2)]. 이 때에, 패널(50)의 개시 스위치(52)를 누르면(스텝 S13), 도12의 흐름도의 ②로 이행하고, 도9의 CPU부(44)에 의해 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 폐쇄되어 있는지 여부(스텝 S30), 웨이퍼가 교환 완료되었는지 여부(스텝 S31), 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 원점에 있는지 여부(스텝 S32), 웨이퍼 교환 레버(22)가 원점에 있는지 여부(스텝 S33)가 판단된다.
여기서, 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 폐쇄되어 있는지 여부는, 제2 클램프(2)가 폐색되었을 때에 접촉하는 레버(16)와, 이 레버(16)에 의해 온/오프되는 마이크로 스위치(13)에 의해 검지된다. 구체적으로는, 마이크로 스위치(13)는 제2 클램프(2)가 해방 상태일 때는 오프로 되어 있고, 제2 클램프(2)가 폐색되었을 때에 레버(16)와 접촉하여 레버(16)가 움직여 마이크로 스위치(13)를 온 상태로 한다. 이 마이크로 스위치(13)의 온/오프 신호는, 센서 입력 회로(63)를 거쳐서 CPU부(44)에 입력된다. 또한, 웨이퍼가 교환 완료되었는지 여부는 웨이퍼 교환 레버(22)를 클램프 방향으로 압박하여 웨이퍼 교환 작업을 행하면, 교환 레버(22)는 마이크로 스위치(15)를 1회 온시키기 때문에, 마이크로 스위치(15)로부터의 온 신호에 의해 교 환되었는지 여부가 검지된다. 마이크로 스위치(15)의 온/오프 신호는, 센서 입력 회로(63)를 거쳐서 CPU부(44)에 입력된다. 또한, 제1 및 제2 클램프(3, 2)가 원점에 있는지 여부는, 상술한 바와 같이 마이크로 스위치(73, 74)에 의해 검지한다.
그리고, 스텝 S30 내지 스텝 S33 중 어느 하나의 판단이 "아니오"인 경우, 버저가 명동하여(스텝 S45) 도11의 ③으로 복귀된다. 한편, 스텝 S30 내지 스텝 S33의 모든 판단이 "예"인 경우, 동작 중 램프(47)가 점등한다(스텝 S34). 계속해서, 실온 판독 센서(64)에 의해 실온이 계측되고, 그것이 웨이퍼 가열 제어 수단(68)으로 판독된다(스텝 S35). 그렇게 하면, 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에 있어서 판독된 실온을 기초로 하여 웨이퍼(6)의 승온 시간이 계산된다(스텝 S36). 그 후, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도 조절이 오프되어(스텝 S37), 웨이퍼(6)의 가열이 개시된다(스텝 S38). 웨이퍼(6)의 가열 개시 후, 웨이퍼 가열 제어 수단(68)에 의해 웨이퍼 전류 및 웨이퍼 전압이 판독되어(스텝 S39), 웨이퍼(6)의 가열에 필요한 정전력이 계산된다(스텝 S40). 그리고, 그 계산 결과를 기초로 하여 웨이퍼 온도 조절용 PWM 제어 출력부(65)로부터의 PWM 신호가 출력되고, 그 PWM 신호를 기초로 하여 정전압 직류원(40a)이 제어되어 웨이퍼(6)가 가열된다.
계속해서, 웨이퍼(6)의 저항치가 계산되어(스텝 S41), 저항치가 소정치 이내인지(스텝 S42), 저항치의 변화에 이상이 없는지(스텝 S43)가 판단된다. 이에 의해, 웨이퍼(6)의 이상을 전기적으로 판단하기 위함이다. 그리고, 저항치가 소정치 이내가 아닌 경우(스텝 S42 : 아니오) 및 저항치의 변화에 이상이 있는 경우에는(스텝 S43 : 아니오) 버저가 명동하여(스텝 S46) 웨이퍼(6)의 가열을 정지하고(스텝 S47), 웨이퍼 이상 램프가 점등하여(스텝 S48) 리셋 스위치가 압박된 후(스텝 S49) 도11의 흐름도 ⑤로 이행한다. 한편, 저항치가 소정치 이내이고(스텝 S42 : 예), 또한 저항치의 변화에 이상이 없는 경우에는(스텝 S43 : 예) 웨이퍼(6)의 가열이 계속된다.
그리고, 웨이퍼(6)의 과잉 가열을 방지하기 위해, 웨이퍼(6)의 승온 시간이 종료되었는지가 판단되고(스텝 S44), 종료되지 않은 경우에는(스텝 S44 : 아니오) 상기한 처리가 반복하여 행해진다. 그리고, 승온 시간이 종료되면(스텝 S44 : 예), 웨이퍼(6)의 온도가 소정 온도(320 ℃ 정도)에 도달하고 있다고 예상되므로, 도13의 흐름도 ④로 이행하여 모터(42)가 작동하고(스텝 S60), 이에 의해 기어(30), 기어(31), 캠(19, 17)이 회전하여 절단 수단(5)[웨이퍼(6)]이 상승하고(스텝 S61), 튜브의 절단(스텝 S62), 제1 클램프(3)의 후퇴(스텝 S63), 절단 수단(5)[웨이퍼(6)]의 하강(스텝 S64), 제2 클램프(2)의 제1 클램프(3)측으로의 치우침이 행해진다(스텝 S65).
구체적으로 설명하면, 우선 캠(17)이 화살표 방향으로 회전함으로써 절단 수단(5)의 종동기(5b)는 캠홈(17a) 내를 미끄럼 이동한다. 당초 도8에 도시한 캠홈의 원점(O)이 종동기(5b)와 접촉하고 있었던 상태로부터, 도8에 도시한 캠홈(17a)의 점(A)이 종동기(5b)와 접촉하게 된다. 그리고, 도8에 도시한 캠홈(17a)의 점(A)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태로부터, 캠홈(17a)의 점(B)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 완만하게 절단 수단(5)은 상승하고, 그 동안에 2개의 가요성 튜브가 절단된다. 도14 및 도15를 이용하여 설명하면, 2개의 튜브(48, 49)는 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)에 의해 보유 지지되어 있고, 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)의 사이에 위치하는 튜브 부분(48a, 49a)이 형성되어 그 하방에 절단 수단의 웨이퍼(6)가 위치하고 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 캠(17)의 회전에 의해 절단 수단(5)[웨이퍼(6)]이 상승함으로써, 도15에 도시한 바와 같이 2개의 튜브의 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)의 사이에 위치하는 튜브 부분(48a, 49a)에서 양자를 용융 절단한다.
그리고, 도8에 도시한 캠홈(17a)의 점(B)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태로부터 캠홈(17a)의 점(C)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안, 도8에 도시한 바와 같이 웨이퍼(6)는 상승한 상태가 유지되고, 튜브(48a, 49a)의 절단된 단부를 충분히 용해한다. 그리고, 도8에 도시한 캠홈(17a)의 점(C)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태로부터 캠홈(17a)의 점(E)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 완만하게 웨이퍼(6)는 하강한다. 또한, 도6에 도시한 바와 같이 캠(19)이 화살표 방향으로 회전함으로써 제1 클램프(3)를 이동시키기 위한 아암(18)에 설치된 종동기(18a)는, 캠홈(19a) 내를 미끄럼 이동한다. 당초 도6에 도시한 캠홈의 원점(O)이 종동기(18a)와 접촉하고 있었던 상태로부터, 도6에 도시한 캠홈(19a)의 점(F)이 종동기(18a)와 접촉하도록 된다. 즉, 절단 수단(5)의 종동기(5b)가 캠홈(17a)의 점(B)에 이르는 것보다 약간 빠르게 종동기(18a)는 캠홈(19a) 점(F)에 이른다.
그리고, 도6에 도시한 바와 같이 캠홈(19a)의 점(F)이 종동기(18a)와 접촉하는 상태로부터, 캠홈(19a)의 점(G)이 종동기(18a)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안, 서서히 제1 클램프(3)는 후퇴하여 도16에 도시한 상태가 되고, 접합되는 튜브 부분(49a와 48a)이 웨이퍼(6)를 거쳐서 마주보는 상태가 된다. 이 상태는, 캠홈(19a)의 점(G)이 종동기(18a)와 접촉하는 상태로부터 캠홈(17a)의 점(C)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 유지된다. 그리고, 제1 클램프(3)의 위치는 점(G)이 종동기(18a)와 접촉하는 상태로부터 캠홈(19a)의 점(H)이 종동기(18a)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 도16의 상태가 유지된다. 또한, 절단 수단(5)은 상술한 바와 같이 도8에 도시한 캠홈(17a)의 점(C)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태로부터 캠홈(17a)의 점(E)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 완만하게 하강하여 접합되는 튜브 부분(48a, 49a)이 접촉한다.
그리고, 웨이퍼(6)의 하강이 종료된 상태, 환언하면 캠홈(17a)의 점(E)이 종동기(5b)와 접촉하는 상태에 이르렀을 때와 거의 동시에, 도4에 도시한 바와 같이 제2 클램프(2)가 제1 클램프(3)측으로 치우침을 행한다. 구체적으로는, 도4에 도시한 바와 같이 캠홈(17c)의 좌측면(17d)의 점(M)이 제2 클램프(2)를 구동시키기 위한 종동기(20)와 접촉하는 상태로부터, 좌측면의 점(L)이 종동기(20)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안, 서서히 제2 클램프(2)는 제1 클램프(3)측으로 이동하고, 캠홈(17c)의 오목부(17d)의 점(L)이 종동기(20)와 접촉하는 상태로부터 오목부(17d)의 점(K)이 종동기(20)와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안 치우침 상태를 유지한다. 이 치우침에 의해, 튜브 부분(48a, 49a)의 양자는 확실하게 밀착되므로 양자의 접합을 보다 확실한 것으로 할 수 있다. 그리고, 캠홈(17c)의 오목부(17d)의 점(K)이 종동기(20)와 접촉하는 상태로부터 좌측면(17f)의 점(J)이 종동기(20) 와 접촉하는 상태에 이르기까지의 동안, 서서히 제2 클램프(2)는 제1 클램프(3)측으로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 이 상태에서 모터(42)의 작동이 정지한다.
따라서, 정지한 위치에서의 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)의 위치는 도17에 도시한 바와 같이 도16과 마찬가지로 어긋난 위치로 되어 있다. 그리고, 도13의 흐름도에 나타낸 바와 같이 웨이퍼(6)의 가열이 종료되어(스텝 S66) 동작 램프가 소등하고(스텝 S67), 버저가 명동한다(스텝 S68). 그리고, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도 조절이 다시 개시된다(스텝 S69). 그 후, 도17에 도시한 바와 같이 제1 클램프(3) 및 제2 클램프(2)를 개방하여(스텝 S70) 튜브를 취출함으로써(스텝 S71) 튜브의 접합 작업이 종료된다.
여기서, 웨이퍼 보유 지지부(5a)의 온도 조절은 튜브 접합 장치(1)가 사용되어 있지 않은 경우[예를 들어, 센서 입력 회로(63)에 온/오프 신호가 일정 시간 입력되지 않은 경우 등]에는 [도18에 나타낸 기간(t4)], 스탠바이 상태가 되고, 웨이퍼 보유 지지부(5a)가 50 ℃가 된다[도18에 나타낸 기간(t5)]. 이에 의해, 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 그리고, 다시 튜브 접합 장치(1)가 사용되면 스탠바이 상태가 해제되고[도18에 나타낸 기간(t6)], 제어 온도가 65 ℃로 변경되어 통상의 온도 조절이 실시된다[도18에 나타낸 기간(t7)]. 이에 의해, 튜브 접합 장치(1)의 소비 전력을 저감시킬 수 있다. 또한, 튜브 접합 장치(1)를 이용하여 튜브의 연속 접합을 행한 경우에도, 웨이퍼 보유 지지부(5a)는 거의 65 ℃로 유지되므로[도18에 나타낸 기간(t3)], 웨이퍼(6)의 가열 개시시에 있어서의 웨이퍼 보유 지지부(5a)로부터 웨이퍼(6)에 대한 열 유속이 항상 일정해지므로, 웨이퍼(6)의 온도 제어를 안 정적으로 정확하게 행할 수 있다.
이상, 상세하게 설명한 바와 같이 본 실시 형태에 관한 튜브 접합 장치(1)에 따르면, 웨이퍼 보유 지지부(5a)를 히터(70)에 의해 65 ℃ 정도로 미리 가열한 후, 웨이퍼(6)의 가열 제어를 정전력 제어에 의해 행하기 때문에 웨이퍼(6)의 승온 시간을 단축하는 동시에, 웨이퍼(6)의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼(6)의 온도를 검지할 필요가 없으므로, 웨이퍼의 온도를 검출하기 위한 웨이퍼 온도 검지 수단이 불필요해진다. 이로 인해, 웨이퍼 온도 검지 수단의 부착시의 조정 작업이 불필요해져 생산 효율이 향상된다.
또한, 상기한 실시 형태는 단순한 예시에 지나지 않아 본 발명을 조금도 한정하는 것은 아니며, 그 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 개량 및 변형이 가능한 것은 물론이다.
이상 서술한 바와 같이, 본 발명의 튜브 접합 수단에서는 가열 제어 수단에 의해 웨이퍼 보유 지지부가 소정 온도가 되도록 가열 수단이 제어된다. 그리고, 웨이퍼가 가열되기 전에 웨이퍼 보유 지지부를 소정 온도로 유지함으로써 웨이퍼의 가열 개시시에 있어서 웨이퍼 보유 지지부의 온도가 항시 일정, 즉 웨이퍼 보유 지지부로부터 웨이퍼로의 열 유속이 항시 일정해진다. 이에 의해, 웨이퍼 가열 수단에 의한 웨이퍼의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 보유 지지부가 소정 온도로 유지되어 있으므로, 웨이퍼의 온도가 소정 온도가 되기까지의 시간을 짧게 할 수도 있다.
또한, 본 발명에 관한 튜브 접합 장치에 있어서는 가열 열 수단을 정전력 제어하여 웨이퍼의 온도 제어를 행하기 때문에, 웨이퍼의 온도를 검출하기 위한 웨이퍼 온도 검지 수단이 불필요해진다. 이로 인해, 웨이퍼 온도 검지 수단의 부착시의 조정 작업이 불필요해져 생산 효율이 향상된다.
또한, 본 발명에 관한 튜브 접합 장치에 있어서는 가열 제어 수단에 의해 웨이퍼 가열 수단에 의한 웨이퍼의 가열 전에, 웨이퍼 보유 지지부의 온도가 50 ℃ 내지 80 ℃의 범위 내가 되도록 제어되어 있으므로, 웨이퍼의 승온 시간을 단축하는 동시에 웨이퍼의 온도 제어를 안정적으로 정확하게 행할 수 있다. 또한, 웨이퍼 보유 지지부의 온도가 지나치게 높아지는 일도 없으므로, 근접하는 부품으로의 영향이나 조작자가 만일 닿게 되어 버린 경우에 화상의 위험성도 없다.

Claims (7)

  1. 가요성 튜브를 무균적으로 접합하기 위한 튜브 접합 장치이며,
    적어도 2개의 가요성 튜브를 보유 지지하는 제1 클램프 및 제2 클램프와,
    상기 제1 클램프 및 상기 제2 클램프 사이에서 상기 가요성 튜브를 절단하기 위한 절단 수단과,
    상기 절단 수단에 의해 절단된 가요성 튜브가 접합되는 단부 서로가 밀착하도록 상기 제1 클램프 또는 상기 제2 클램프 중 적어도 한 쪽을 이동시키는 이동 수단을 포함하고,
    상기 절단 수단은,
    상기 가요성 튜브를 용융 절단하기 위한 웨이퍼와,
    상기 웨이퍼를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지부와,
    상기 웨이퍼 보유 지지부를 가열하기 위한 가열 수단과,
    상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 검지하기 위한 온도 검지 수단과,
    상기 가열 수단의 제어를 행하기 위한 가열 제어 수단을 구비하고,
    상기 가열 제어 수단은 상기 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부가 웨이퍼의 승온 시간 단축이 가능한 예열 온도가 되도록 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  2. 가요성 튜브를 무균적으로 접합하기 위한 튜브 접합 장치이며,
    적어도 2개의 가요성 튜브를 평행 상태로 보유 지지하는 제1 클램프 및 제2 클램프와,
    상기 제1 클램프 및 상기 제2 클램프 사이에서 상기 가요성 튜브를 절단하기 위한 절단 수단과,
    상기 절단 수단에 의해 절단된 가요성 튜브의 접합되는 단부 서로가 밀착하도록 상기 제1 클램프 또는 상기 제2 클램프 중 적어도 한 쪽을 이동시키는 이동 수단을 갖고,
    상기 절단 수단은,
    상기 가요성 튜브를 용융 절단하기 위한 웨이퍼와,
    상기 웨이퍼를 가열하기 위한 웨이퍼 가열 수단과,
    상기 웨이퍼 가열 수단의 제어를 행하기 위한 웨이퍼 가열 제어 수단과,
    상기 웨이퍼를 보유 지지하는 웨이퍼 보유 지지부와,
    상기 웨이퍼 보유 지지부를 가열하기 위한 가열 수단과,
    상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 검지하기 위한 온도 검지 수단과,
    상기 가열 수단의 제어를 행하기 위한 가열 제어 수단을 구비하고,
    상기 가열 제어 수단은 웨이퍼 가열 수단에 의해 상기 웨이퍼가 가열되기 전에, 상기 온도 검지 수단의 출력을 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부가 웨이퍼의 승온 시간 단축이 가능한 예열 온도가 되도록 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 예열 온도가 50 ℃ 내지 80 ℃의 범위 내에 있는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 가열 제어 수단은 튜브 접합 후에 차회의 튜브 접합이 일정 시간 행해지지 않을 경우 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도가 상기 예열 온도보다도 낮은 온도가 되도록 상기 가열 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 온도 검출 수단은 서미스터와 상기 서미스터의 출력 신호를 기초로 하여 상기 웨이퍼 보유 지지부의 온도를 계측하는 온도 판독 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 가열 제어 수단은 상기 웨이퍼의 전류 및 전압의 크기를 기초로 하여 상기 웨이퍼 가열 수단을 정전력 제어하는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 웨이퍼 가열 제어 수단은 상기 웨이퍼의 전류 및 전압의 크기로부터 산출되는 상기 웨이퍼에서의 소비 전력량과 미리 설정되어 있는 목표 전력량과의 편차를 기초로 하여, 상기 웨이퍼 가열 수단을 펄스 폭 변조 제어하는 것을 특징으로 하는 튜브 접합 장치.
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