KR20080110502A - 브러시 세정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브러시 세정 장치에 관한 것으로서, 롤브러시의 브러시 축의 일단부와 타단부를, 브러시 축에 응력을 가하지 않고 확실하게 회전 가능하게 지지할 수 있는 브러시 세정 장치를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은, 브러시 축(31)에 브러시부(34)가 설치된 한쌍의 롤브러시(14, 15)를 구비하고, 소정 방향으로 반송되는 기판을 한쌍의 롤브러시 사이를 통해 세정하는 브러시 세정 장치로서,

브러시 축의 일단부를 회전 가능하게 지지한 래디얼 베어링과; 래디얼 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된 브러시 축의 일단부에 연결되고, 브러시 축을 회전 구동시키는 회전 구동원과; 외주면이 볼록형 곡면(46)에 형성되고, 이 볼록형 곡면에 의해 브러시 축의 타단부의 외주면을 점 접촉에 의해 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 지지 롤러(45)를 구비한다.

Description

브러시 세정 장치{BRUSH CLEANING APPARATUS}

본 발명은 소정 방향으로 반송되는 기판을 한쌍의 롤 브러시에 의해 브러시 세정 처리하는 브러시 세정 장치에 관한 것이다.

액정 표시 장치에 사용되는 유리제의 기판에는 회로 패턴이 형성된다. 기판에 회로 패턴을 형성하기 위해서는 리소그래피 프로세스가 채용된다. 리소그래피 프로세스는 주지하는 바와 같이 상기 기판에 레지스트를 도포하고, 이 레지스트에 회로 패턴이 형성된 마스크를 통하여 광을 조사한다.

다음에, 레지스트의 광이 조사되지 않은 부분 또는 광이 조사된 부분을 제거하고, 레지스트가 제거된 부분을 에칭한다. 그리고, 에칭 후에 기판으로부터 레지스트를 제거하는 일련의 단계를 복수회 반복함으로써, 상기 기판에 회로 패턴을 형성한다.

이와 같은 리소그래피 프로세스에서는, 상기 기판에 현상액, 에칭액 또는 에칭 후에 레지스트를 제거하는 박리액 등의 처리액에 의해 기판을 처리하는 단계, 또한 처리액에 의한 처리 후에 세정액에 의해 세정하는 단계를 필요로 한다.

기판을 세정하는 세정 단계에서, 예를 들면, 기판에 부착된 처리액을 세정 제거하는 경우에는, 처리조 내로 반송되는 기판에 대하여, 샤워 노즐에 의해 세정액을 분사함으로써, 기판으로부터 처리액을 세정 제거할 수 있다.

그러나, 기판에 티끌(particle) 등의 오염이 견고하게 부착되어 있는 경우, 기판에 단지 세정액을 분사하는 것만으로는 오염을 확실하게 세정 제거할 수 없다. 따라서, 이와 같은 경우에는 처리조 내로 반송되는 기판을 롤브러시에 의해 세정을 행한다.

상기 롤브러시는 브러시축을 구비하고, 이 브러시 축의 양 단부를 제외한 부분에는 브러시 솔을 구비하는 브러시부가 설치되어 있다. 상기 브러시 축의 양 단부에는 커플링을 통하여 지지축이 연결된다. 한쌍의 지지축은 각각 베어링체에 회전 가능하게 지지되어 있다. 각 베어링체는 세정조 내에 설치된 서포트(架臺) 등의 장착부에 장착되어 고정되어 있다.

최근에는 기판이 대형화되는 경향이 있다. 기판이 대형화되면, 상기 롤브러시는 기판의 폭 치수에 따라 장척화되게 된다. 롤브러시가 장척화되면 이 브러시 축의 양 단부에 연결되는 지지축을 회전 가능하게 지지하기 위한 한쌍의 베어링체의 간격이 커진다.

한쌍의 베어링체의 간격이 커지면, 이들 베어링체의 축심을 고정밀도로 일치시켜서 설치하기 곤란하게 된다. 한쌍의 베어링체의 축심이 고정밀도로 일치하지 않으면, 이들 베어링체에 지지된 롤브러시가 원활하게 회전되지 않게 되고, 상기 지지축이나 베어링체가 빨리 손상된다.

그래서, 특허 문헌 1에 나타낸 바와 같이 상기 롤브러시가 지지되는 프레임 에, 동일 수직면 상에 위치하고, 또한 수평 방향으로 소정 간격으로 이격되는 평탄면을 가지는 제1 장착부와 제2 장착부를 설치한다. 그리고, 제1 장착부와 제2 장착부에, 상부 롤브러시의 브러시 축의 양 단부에 설치된 지지축을 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 제1 베어링체와, 하부 롤브러시의 브러시 축의 양 단부에 설치된 지지축을 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 제2 베어링체를 각각 설치하도록 하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본국 특개 2006-116465호 공보

그런데, 특허 문헌 1에 나타낸 종래 기술에 의하면, 제1 베어링체와 제2 베어링체를 설치하기 위한 상기 제1 장착부와 상기 제2 장착부를, 동일 수직면 상에 위치시키고, 또한 수평 방향으로 소정 간격으로 이격되도록 상기 프레임에 설치해야만 한다.

그러나, 프레임에 설치되는 제1 장착부와 제2 장착부가 동일 수직면 상으로부터 어긋나 있으면, 각 장착부에 장착되는 각 한쌍의 제1 베어링체 및 제2 베어링체의 축심에도 어긋남이 생기게 된다.

각 한쌍의 제1 베어링체 및 제2 베어링체의 축심에 어긋남이 생기면, 이들 베어링체에 의해 브러시 축의 양 단부에 설치되는 지지축을 지지했을 때, 지지축을 통하여 제1 베어링체 및 제2 베어링체에 지지된 지지축이나 브러시 축에 응력이 가해지게 된다.

지지축이나 브러시 축에 응력이 가해진 상태로, 롤브러시가 장시간에 걸쳐서 회전 구동되면, 그 응력에 의해 지지축이나 브러시 축에 크랙(crack)이 발생하거나, 이 크랙의 부분으로부터 파단(破斷)될 우려가 있다. 또한, 지지축이나 브러시 축에 생긴 응력은 베어링체에 작용하기 때문에, 이 베어링체가 빨리 손상되는 원인이 될 수도 있다.

본 발명은, 롤브러시의 브러시 축의 일단부와 타단부를 지지하는 위치가 고정밀도로 일치하지 않더라도, 상기 롤브러시의 브러시 축에 응력이 발생하는 경우 가 없도록 한 브러시 세정 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 브러시 축에 브러시부가 설치된 한쌍의 롤브러시를 구비하고, 소정 방향으로 반송되는 기판을 상기 한쌍의 롤브러시 사이를 통해 세정하는 브러시 세정 장치로서, 상기 브러시 축의 일단부를 회전 가능하게 지지한 래디얼 베어링(radial bearing)과,

이 래디얼 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된 상기 브러시 축의 일단부에 연결되고, 이 브러시 축을 회전 구동시키는 회전 구동원과,

외주면이 볼록형의 곡면으로 형성되고 이 곡면에 의해 상기 브러시 축의 타단부의 외주면을 점 접촉에 의해 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 지지 롤러

를 구비한 것을 특징으로 하는 브러시 세정 장치이다.

본 발명에 의하면, 롤브러시의 브러시 축의 일단부를 래디얼 베어링에 의해 회전 가능하게 지지하고, 타단부는 한쌍의 지지 롤러의 볼록형의 곡면에 외주면을 점 접촉시켜서 지지하므로, 브러시 축의 일단부와 타단부를 지지하는 좌우 한쌍의 지지 위치에 수평 방향이나 수직 방향의 어긋남이 있어도, 이 어긋남은 타단부의 지지 롤러에 의한 지지 구조에 의해 완화된다.

이에 따라, 회전 가능하게 지지된 롤브러시의 브러시 축에 응력이 발생하는 것이 방지되므로, 브러시 축의 손상이나 브러시 축의 일단부를 회전 가능하게 지지한 래디얼 베어링의 손상을 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 가로형의 브러시 세정 장치를 나타낸 종단면도로서, 이 브러시 세정 장치는 처리조(1)를 구비하고 있다. 이 처리조(1) 내에는 도 2에 나타낸 바와 같이 복수개의 반송 롤러(2)로 이루어지는 반송 기구(3)가 설치되어 있다. 이들 반송 롤러(2)는 도시하지 않은 구동 기구에 의해 소정 방향으로 회전 구동된다.

처리조(1)의 일단에는 반입구(4)가 형성되고, 이 반입구(4)로부터 처리조(1) 내에, 예를 들면, 액정 표시 패널 등에 사용되는 유리제의 기판 W가 반입된다. 처리조(1) 내에 반입된 기판 W는 회전 구동되는 반송 롤러(2)에 의해 반송되고, 처리조(1)의 타단에 형성된 반출구(5)로부터 반출되도록 되어 있다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 처리조(1)는 상면에 형성된 개구부(7)가 커버체(6)에 의해 개폐될 수 있는 구성으로 되어 있다. 처리조(1) 내에는, 이 처리조(1) 내를 반송 롤러(2)에 의해 반송되는 기판 W를 브러시 세정하는 2개의 브러시 유닛(11)(도 2에 도시)이 기판 W의 반송 방향을 따라 소정 간격으로 이격되어 설치되어 있다. 처리조(1)의 저부는 액배출관(8)을 통하여 폐액 탱크(9)에 접속되어 있다.

브러시 유닛(11)은, 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이 제1 지지체(12)와 제2 지지체(13)에 의해 축 방향의 일단부와 타단부가 후술하는 바와 같이 축선을 평행하게 하여 지지된 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)를 구비한다.

각 지지체(12, 13)는 직사각형의 베이스판(17)을 구비한다. 베이스 판(17) 의 상면에는, 각각 제1 가이드 수단 및 제2 가이드 수단을 구성하는 단면 형상이 “コ”자형의 가이드 부재(18)가 세워져 설치되어 있다. 도 6과 도 7에 나타낸 바와 같이, 각 가이드 부재(18)의 내면의 상부에는 리니어 가이드 레일(19)이 상하 방향을 따라 설치되어 있다.

제1 지지체(12)에는 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고, 제2 지지체(13)에는 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)가 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있다.

각 가동체(21∼24)는 리니어 가이드 레일(19)에 슬라이드 가능하게 걸어맞춘 슬라이더(25)를 구비한다. 각 슬라이더(25)에는 장착판(26)이 판면을 수직으로 하여 설치되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)의 장착판(26)에는 각각 한쌍의 래디얼 베어링(28)(제1 상부 가동체(21)만 도시)이 축심을 수평 방향으로 일치시켜서 설치되어 있다. 한쌍의 래디얼 베어링(28)은 커버(29)에 의해 덮여 있다. 도 6은 제1 하부 가동체(22)가 커버(29)에 의해 덮이고, 제1 상부 가동체(21)는 커버(29)가 분리된 상태를 나타내고 있다.

그리고, 도 4와 도 5는 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)가 각각 커버(29)에 의해 덮여 있는 상태를 나타내고 있다.

각각의 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)의 장착판(26)에 설치된 각 한쌍의 래디얼 베어링(28)에는 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 브러시 축(31)의 일단에 후술하는 커플링(32)에 의해 착탈될 수 있도록 연결된 제1 지지축(33)이 회전 가능하게 지지되어 있다.

그리고, 각 롤브러시(14, 15)의 브러시 축(31)의 양 단부를 제외한 부분의 외주면은, 예를 들면, 브러시 솔을 유지한 지지 부재를 나사형으로 감아서 장착하거나 하여 브러시부(34)가 형성되어 있다.

상부 롤브러시(14)의 제1 지지축(33)은 장착판(26)의 폭 방향의 단부에 설치된 제1 회전 구동원(35)의 회전축(36)에 커플링(37)에 의해 연결되어 있다. 하부 롤브러시(15)의 제1 지지축(33)은, 마찬가지로 장착판(26)의 폭 방향의 단부의 제1 회전 구동원(35)의 아래쪽에 설치된 제2 회전 구동원(38)의 회전축(39)에 커플링(41)에 의해 연결되어 있다.

도 7에 나타낸 바와 같이, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 브러시 축(31)의 타단에는, 제1 지지축(33)을 브러시 축(31)의 일단에 연결한 커플링(32)과 같은 구조의 커플링(32)에 의해 제2 지지축(42)이 착탈될 수 있도록 연결되어 있다.

상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 제2 지지축(42)은, 제2 지지체(13)에 설치된 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)에 각각 회전 가능하게 지지되어 있다.

즉, 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)의 장착판(26)에는 한쌍의 기둥형의 장착 부재(43)가 롤브러시(14, 15)의 축선과 직교하는 수평 방향을 따라 소정 간격으로 설치되어 있다. 각 장착 부재(43)에는, 축선을 각 롤브러시(14, 15)의 축선과 평행하게 하여 장착축(44)이 설치되고, 각 장착축(44)에는 지지 롤러(45)가 회전 가능하게 장착되어 있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 지지 롤러(45)의 외주면은 폭 방향으로 만곡된 볼록형 곡면(46)으로 형성되어 있다. 그리고, 제2 지지축(42)은, 한쌍의 지지 롤러(45)의 볼록형 곡면(46)에 의해 점 접촉에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 이에 따라 제2 지지축(42)은 한쌍의 지지 롤러(45)에 대하여 축선 방향으로 이동 가능하고, 또한 축선 방향과 교차하는 방향에 대하여 요동 가능하게 되어 있다.

한쌍의 장착 부재(43)에는 한쌍의 지지 롤러(45)에 의해 지지된 제2 지지축(42)보다 위의 부분에 가로 부재(48)가 도시하지 않은 나사에 의해 착탈될 수 있도록 장착되어 있다. 이 가로 부재(48)에는 한쌍의 지지 롤러(45)에 의해 지지된 제2 지지축(42)이 지지 롤러(45)로부터 많이 부상하는 것을 방지하는 가압 롤러(49)가 나사축(51)에 의해 회전 가능하게 설치되어 있다. 즉, 가압 롤러(49)는 제2 지지축(42)의 외주면에 대하여 비접촉 상태로 되어 있지만, 각 롤브러시(14, 15)의 중량에 의해 제2 지지축(42)이 지지 롤러(45)로부터 올라오는 것이 방지되어 있다.

이와 같이, 제1 지지축(33)이 래디얼 베어링(28)에 의해 회전 가능하게 지지되고, 제2 지지축(42)이 한쌍의 지지 롤러(45)에 의해 회전 가능하게 지지된 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)는, 제1 회전 구동원(35)과 제2 회전 구동원(38)이 작동함으로써 각각 회전 구동되도록 되어 있다.

브러시 축(31)의 일단과 타단에 제1 지지축(33)과 제2 지지축(42)을 연결하는 각각의 커플링(32)은 도 12에 나타낸 구조로 되어 있다. 즉, 브러시 축(31)의 일단에 접속되는 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)의 선단에는 브러시 축(31)과 같은 외형 치수의 플랜지(52)가 설치되어 있다. 이 플랜지(52)에는 주위 방향으로 소정 간격으로 복수개, 예를 들면, 4개의 통공(53, 通孔)(2개만 도시됨)이 뚫어져서 형성되어 있다. 플랜지(52)의 브러시 축(31)의 일단면에 접속되는 단면에는 원반형의 볼록부(54)가 설치되어 있다.

브러시 축(31)의 일단면에는 볼록부(54)가 끼워맞추어지는 오목부(55) 및 이 오목부(55)의 주변부에 통공(53)에 대응하여 복수개의 나사구멍(56)이 형성되어 있다. 그리고, 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)은 플랜지(52)의 볼록부(54)를 브러시 축(31)의 오목부(55)에 끼워맞추어서 이 플랜지(52)를 브러시 축(31)의 일단면에 접촉시키고, 통공(53)으로부터 나사구멍(56)에 결합 수단으로서의 연결 나사(57)를 나사 결합하여 장착 및 분리될 수 있도록 연결되어 있다.

이와 같은 연결 구조에 의하면, 브러시 축(31)에 대한 플랜지(52)의 연결 나사(57)에 의한 연결 방향이 기판 W를 세정할 때 브러시 축(31)에 가해지는 진동 방향과 직교하고 있고, 또한 플랜지(52)에 설치된 볼록부(54)가 브러시 축(31)에 설치된 오목부(55)에 끼워맞추어져 있기 때문에, 이러한 연결 구조에 의해 브러시 축(31)에 생기는 진동이 이 브러시 축(31)과 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)의 연결 부분에 의해 쉽게 증폭되지 않는다.

상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)는 장척화에 의해 고 중량이 되므로, 제1 지지체 및 제2 지지체(12 및 13)로부터 도 14 내지 도 16에 나타내는 분리용 지그(58)를 사용하여 분리되도록 되어 있다. 분리용 지그(58)는 매달아 올림 축(59)과, 이 매달아 올림 축(59)의 양단에 설치되고, 브러시 축(31)의 양 단부에 장착 및 분리될 수 있도록 걸어맞추어지는 훅(61)에 의해 구성되어 있다.

그리고, 훅(61)을 상부 롤브러시(14)의 브러시 축(31)의 양 단부에 걸어맞추면, 매달아 올림 축(59)에 체인 블록의 훅(모두 도시하지 않음)을 걸어맞춘 후, 제1 지지축(33)의 플랜지(52)를 브러시 축(31)의 일단으로 한 연결 나사(57)를 분리하고, 브러시 축(31)으로부터 제1 지지축(33)을 분해한다.

그 다음에, 제2 지지축(42)을 지지 롤러(45)로부터 올라오지 않도록 유지한 가압 롤러(49)가 설치된 가로 부재(48)를 장착 부재(43)로부터 분리하면, 체인 블록을 감아올려서 상부 롤브러시(14)를 분리용 지그(58)에 의해 매달아 올리면, 상부 롤브러시(14)를 한쌍의 지지체(12, 13)로부터 분리할 수 있다.

상부 롤브러시(14)를 분리한 후, 하부 롤브러시(15)도 마찬가지로 하여 한쌍의 지지체(12, 13)로부터 분리할 수 있다. 이에 따라 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)가 장척화하여 고 중량이 되어도, 이들 롤브러시(14, 15)의 수리 점검이나 교환 작업을 용이하게 행할 수 있도록 되어 있다.

기판 W는 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15) 사이로 반송된다. 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 간격은, 기판 W의 두께나 세정 조건 등에 따라 이들 롤브러시(14, 15)를 상하 구동 수단(63)에 의해 상하 방향으로 구동함으로써 설정될 수 있도록 되어 있다.

상하 구동 수단(63)은, 제1 지지체(12)에 설치된 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)를 가이드 부재(18)를 따라 상하 구동하도록 되어 있으므로, 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)가 상하 이동하면, 이 상하 이동이 동력 전 달 수단(64)에 의해 제2 지지체(13)에 설치된 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)에 전달되도록 되어 있다.

상하 구동 수단(63)은, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 제1 지지체(12)의 베이스 판(17)의 하면에 설치된 상부 상하용 구동원(65)로 하부 상하용 구동원(66)을 구비한다. 각 구동원(65, 66)의 회전축(65a, 66a)에는 각각 제1 캠축(67)의 일단이 연결되어 있다. 각 제1 캠축(67)은 베이스 판(17)의 하면에 설치된 각 한쌍의 베어링 부재(70)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다.

한쌍의 제1 캠축(67)에는 제1 회전캠체(68)가 각각 설치되어 있다. 이 제1 회전캠 체(68)는 도 11에 나타낸 바와 같이 반상체(69)를 구비하고, 이 반상체(69)의 일측면에는 원호형의 오목부(71)에 의해 외주면이 캠면(72)이 된 캠부(73)가 형성되어 있다.

한쌍의 제1 회전캠체(68)의 캠면(72)에는, 제1 구동 부재(75)의 하단부에 회전 가능하게 설치된 캠 폴로워(76)가 걸어맞추어져 있다. 오목부(71)의 내주면과 캠면(72)의 간격은 캠 폴로워(76)의 외형 치수와 거의 같이 되도록 설정되어 있다.

이에 따라 캠 폴로워(76)의 외주면과 캠면(72)의 접촉 상태가 이격되지 않고 유지되므로, 캠 폴로워(76)가 설치된 제1 구동 부재(75)가 상하 방향으로 자유롭게 움직이는 것이 규제되어 있다.

도 8에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 제1 구동 부재(75)는 베이스 판(17)에 형성된 개구부(17a)로부터 이 베이스 판(17)의 상면 측으로 돌출되어 있다. 상부 상하용 구동원(65)에 의해 회전 구동되는 제1 회전캠체(68)의 회전에 연동하여 상하 이동하는 한쪽의 제1 구동 부재(75)의 상단은 제1 지지체(12)에 설치된 제1 상부 가동체(21)에 연결되고, 하부 상하용 구동원(66)에 의해 회전 구동되는 제1 회전캠체(68)의 회전에 연동하여 상하 이동하는 다른 쪽의 제1 구동 부재(75)의 상단은 제1 하부 가동체(22)에 연결되어 있다.

따라서, 상부 상하용 구동원(65)에 의해 제1 회전캠체(68)가 회전 구동되면, 이 회전에 의해 제1 상부 가동체(21)를 제1 지지체(12)에 설치된 리니어 가이드(19)를 따라 상승 방향 또는 하강 방향으로 구동할 수 있고, 하부 상하용 구동원(66)에 의해 제1 회전캠체(68)가 회전 구동되면, 이 회전에 의해 제1 하부 가동체(22)를 마찬가지로 상승 방향 또는 하강 방향으로 구동할 수 있도록 되어 있다.

제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)의 상하 이동은, 동력 전달 수단(64)에 의해 제2 지지체(13)에 설치된 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)에 전달된다. 이에 따라 제2 지지체(13)에 설치된 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)는, 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22)의 상하 이동에 연동하도록 되어 있다.

동력 전달 수단(64)은 한쌍의 제1 캠축(67)의 타단에 일단을 커플링(77)에 의해 장착 및 분리할 수 있도록 연결한 한쌍의 연동축(78)을 구비한다. 각 연동축(78)의 타단에는 도 10에 나타낸 바와 같이 각각 제2 캠축(79)의 일단이 커플링(80)에 의해 분해 가능하게 연결되어 있다. 한쌍의 제2 캠축(79)에는 각각 제2 회전캠체(81)가 설치되어 있다. 제2 회전캠체(81)는 도 11에 나타내는 제1 회전캠체(68)와 같은 구조이므로 설명은 생략한다.

제2 캠축(79)은 제2 지지체(13)의 베이스 판(17)의 하면에 설치된 한쌍의 베어링 부재(82)에 의해 회전 가능하게 지지되어 있다. 각 제2 회전캠체(81)의 캠면(72)에는 제2 구동 부재(83)(도 4 및 도 5에 나타냄)의 하단에 회전 가능하게 설치된 캠 폴로워(84)가 걸어맞추어져 있다.

한쌍의 제2 구동 부재(83)는 베이스 판(17)에 형성된 개구부(17a)(도 10에 나타냄)로부터 상면 측으로 돌출되어 있다. 도 4와 도 5에 나타낸 바와 같이, 상부 상하용 구동원(65)에 의해 회전 구동되는 한쪽의 연동축(78) 측의 제2 회전캠체(81)에 의해 상하 구동되는 한쪽의 제2 구동 부재(83)의 상단은 제2 상부 가동체(23)에 연결되고, 다른 쪽의 제2 구동 부재(83)의 상단은 제2 하부 가동체(24)에 연결되어 있다.

즉, 상부 상하용 구동원(65)과 하부 상하용 구동원(66)이 작동하여 제1 캠축(67)이 회전 구동되면, 그 회전이 연동축(78)을 통하여 제2 캠축(79)에 전달되므로, 제1 회전캠체(68)와 제2 회전캠체(81)가 연동하여 회전한다.

제1 회전캠체(68)와 제2 회전캠체(81)가 연동하여 회전하면, 이들 캠체(68, 81)에 의해 제1 구동 부재(75)와 제2 구동 부재(83)가 연동하여 상하 이동하므로, 제1 지지체(12)와 제2 지지체(13)에 설치된 제1 상부 가동체(21)와 제2 상부 가동체(23) 및 제1 하부 가동체(22)와 제2 하부 가동체(24)가 연동하여 상하 이동한다.

따라서, 각 한쌍의 상부 가동체(21, 23) 및 하부 가동체(22, 24)의 상하 이동에 연동하여 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)를 각각 수평인 상태로 상하 이동시키는 것이 가능하도록 되어 있다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 한쌍의 제2 캠축(79)에는 각각 구동 회전 기어(86)가 설치되고, 이들 구동 회전 기어(86)의 회전은 종동 회전 기어(87)에 전달된다. 종동 회전 기어(87)는, 제2 지지체(13)의 베이스 판(17)의 하면에 회전 가능하게 지지된 지지축(88)에 설치되어 있다. 이 지지축(88)에는 복수개의 각도 검출 원판(89)이 소정 간격으로 설치되어 있다. 각각의 각도 검출 원판(89)에는 도시하지 않은 노치가 형성되어 있다. 각각의 각도 검출 원판(89)은 각각의 노치가 주위 방향으로 각도가 어긋나도록 지지축(88)에 설치되어 있다.

베이스 판(17)에는 각각의 각도 검출 원판(89)에 대향하여 각각의 각도 검출 원판(89)의 노치를 검출하는 4개의 검출 센서(90)가 설치되어 있다. 이들 검출 센서(90)은, 제2 캠축(79)이 회전하고, 이 회전이 구동 회전 기어(86)와 종동 회전 기어(87)를 통하여 지지축(88)에 전달되고, 이 지지축(88)과 함께 각도 검출 원판(89)이 회전하면, 각도 검출 원판(89)의 노치를 검출한 1개의 검출 센서(90)에 의해, 그 때의 제2 캠축(79)의 회전 각도, 즉 제2 캠축(79)이 연결된 연동축(78)을 통하여 상부 상하용 구동원(65)과 하부 상하용 구동원(66)에 의해 회전 구동되는 한쌍의 제1 캠축(67)의 회전 각도가 검출된다.

상부 상하용 구동원(65)과 하부 상하용 구동원(66)은 검출 센서(90)로부터의 검출 신호에 의해 구동이 제어된다. 이에 따라 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 상하 방향의 위치, 즉 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 간격을 기판 W의 두께나 세정 조건 등에 의해 설정할 수 있다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 제1 지지체(12)와 제2 지지체(13)의 베이스 판(17)의 하면은 각각 하부 커버(91)에 의해 덮이고, 상면 측은 상부 커버(92)에 의해 덮어져 있다. 이에 따라 베이스 판(17)의 하면과 상면에 설치된 각종 부품이 덮어져서 보이지 않게되어 있다.

도 2에 나타낸 바와 같이 상부 롤브러시(14)나 세정되는 기판 W의 상면에는 노즐체(93)에 의해 세정액이 공급된다. 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 각 롤브러시(14, 15)의 브러시 축(31)의 일단과 타단에 연결된 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)에는 공급된 세정액이 각 지지축(33, 42)으로 전달되어 처리조(1)의 외부에 흐르는 것을 저지하는 한쌍의 액 멈춤 부재(94)가 설치되어 있다.

이와 같은 구성의 브러시 세정 장치에 의하면, 상부 롤브러시(14)의 브러시 축(31)의 일단에 설치된 제1 지지축(33)은 제1 회전 구동원(35)의 회전축(36)에 연결되고, 타단에 설치된 제2 지지축(42)은 제2 상부 가동체(23)에 설치된 한쌍의 지지 롤러(45)의 볼록형 곡면(46)에 의해 점 접촉으로 지지하도록 했다.

마찬가지로, 하부 롤브러시(15)의 브러시 축(31)의 일단에 설치된 제1 지지축(33)은 제2 회전 구동원(38)의 회전축(39)에 연결되고, 타단에 설치된 제2 지지축(42)은 제2 상부 가동체(23)에 설치된 한쌍의 지지 롤러(45)의 볼록형 곡면(46)에 의해 점 접촉으로 지지되도록 했다.

그러므로, 각 브러시축(31)의 일단의 제1 지지축(33)과 타단의 제2 지지축(42)을 지지하는 위치가 수평 방향이나 수직 방향으로 어긋남이 있어도, 제2 지지축(42)을 한쌍의 지지 롤러(45)의 볼록형 곡면(46)에 의해 점 접촉으로 지지하도록 하였으므로, 이 제2 지지축(42)이 어긋남에 따라 변위되어 완화된다.

즉, 제2 지지축(42)은, 한쌍의 지지 롤러(45)의 볼록형 곡면(46)과의 접촉점을 지지점으로 하여 수평 방향 및 수직 방향에 대하여 각각 요동 가능하게 지지되어 있다. 그러므로, 각 브러시축(31)의 일단의 제1 지지축(33)과, 타단의 제2 지지축(42)을 지지하는 위치에 어긋남이 있어도, 이 어긋남은 제2 지지축(42)이 요동 변위되어 완화되므로, 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)이나 이들 지지축(33, 42)이 연결된 각 롤브러시(14, 15)의 브러시 축(31)에 응력이 가해지지 않게 된다.

따라서, 각 롤브러시(14, 15)가 장시간에 걸쳐서 회전 구동되어도, 브러시 축(31)이나 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)이 응력에 의해 크랙이 발생하거나, 그 크랙의 부분으로부터 파단될 우려가 없을 뿐만 아니라, 제1 지지축(33)을 지지한 래디얼 베어링(28)이 조기에 손상되지도 않는다.

상부 롤브러시(14)의 브러시 축(31)의 일단의 제1 지지축(33)을 지지한 제1 상부 가동체(21)와, 하부 롤브러시(15)의 브러시 축(31)의 일단의 제1 지지축(33)을 지지한 제1 하부 가동체(22)가 가이드 부재(18)의 리니어 가이드 레일(19)을 따라 상하 이동하면, 이 상하 이동은 동력 전달 수단(64)에 의해 각 롤브러시(14, 15)의 브러시 축(31)의 타단에 연결된 제2 지지축(33)을 회전 가능하게 지지한 제2 상부 가동체(23)와 제2 하부 가동체(24)가 연동한다.

이에 따라, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 브러시 축(31)의 일단과 타단에 설치된 제1 지지축(33)과 제2 지지축(42)은, 각각 상하 방향으로 같은 거리만큼 구동되므로, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)를 수평으로 상하 이동시키는 것이 가능하다.

즉, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 간격을 조정할 때, 이들 롤브러시(14, 15)를 수평으로 상하 이동시키는 것이 가능하므로, 상기 간격을 축 방향 전체 길이에 걸쳐서 균일하게 설정하는 것이 가능해진다. 즉, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)를 평행하게 상하 이동시키는 것이 가능하다.

상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 상하 구동은, 각각 한쌍의 제1 회전캠체 및 제2 회전캠체(68 및 81)를 상부 상하용 구동원(65)과 하부 상하용 구동원(66)으로 회전 구동한다. 그리고, 이 회전을 제1 회전캠체 및 제2 회전캠체(68 및 81)의 캠면(72)에 걸어맞추어지는 캠 폴로워(76)가 하단에 설치된 제1 구동 부재(75)와 제2 구동 부재(83)에 의해 상하 이동으로 변환하고, 그 상하 이동을 제1 상부 가동체(21)와 제1 하부 가동체(22), 및 제1 하부 가동체 및 제2 하부 가동체(22, 24)에 전달하도록 했다.

제1 회전캠체 및 제2 회전캠체(68 및 81)의 캠면(72)는 오목부(71)에 의해 형성되고, 캠 폴로워(76)는 오목부(71)에 넣어져서 캠면(72)에 걸어맞추어져 있다. 그리고, 오목부(71)의 직경 방향을 따르는 치수와 캠 폴로워(76)의 외경 치수가 거의 동일하게 설정되어 있으므로, 캠 폴로워(76)와 캠면(72)의 접촉 상태가 확실하게 유지된다.

즉, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15) 사이에 기판 W를 통해 세정할 때, 상부 롤브러시(14)나 하부 롤브러시(15), 특히 상부 롤브러시(14)를 밀어올리는 힘이 발생해도, 그 힘에 의해 캠 폴로워(76)가 캠면(72)으로부터 올라가고, 제1 상부 가동체 및 제2 상부 가동체(21 및 23), 즉 상부 롤브러시(14)가 위쪽으로 변 위되지 않는다.

이에 따라, 상부 롤브러시(14)와 하부 롤브러시(15)의 간격이 항상 일정하게 유지되므로, 이들 롤브러시(14, 15)에 의한 기판 W의 세정을 확실하게 행하는 것이 가능해진다.

각 롤브러시(14, 15)는, 브러시 축(31)의 일단에 제1 지지축(33)을 분해 가능하게 연결하고, 타단에 제2 지지축(42)를 분해 가능하게 연결하며, 이들 제1 지지축(33)을 래디얼 베어링(28)에 회전 가능하게 지지하고, 제2 지지축(42)을 지지 롤러(45)에 의해 회전 가능하게 지지하도록 하고 있다.

회전 가능하게 지지되는 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)은 장기간 사용에 의해 소모될 수 있으므로, 소모되었을 때는 교환할 수 있도록, 분해 가능한 구성으로 하고 있다. 그리고, 브러시 축(31)에 대하여 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)을 분해 가능하게 접속하는 구성이면, 그 접속 부분과 각 롤브러시(14, 15)에 가해지는 진동이 증폭될 우려가 있다.

그러나, 제1 지지축 및 제2 지지축(33 및 42)과 브러시 축(31)의 연결 구조는, 지지축(33, 42)에 플랜지(52)를 설치하고, 이 플랜지(52)를 브러시 축(31)의 단면에 접촉시켜서 나사(51)에 의해 결합되도록 했다. 또한, 플랜지(52)에는 볼록부(54)를 형성하고, 브러시 축(31)의 단면에는 볼록부(54)가 결합되는 오목부(55)를 형성하였다.

즉, 브러시 축(31)과 지지축(33, 42)의 플랜지(52)는, 나사(51) 및 볼록부(54)과 오목부(55)의 결합에 의해 직경 방향과 직교하는 방향인, 축 방향에 대하 여 결합되어 있기 때문에, 기판 W의 세정 시에 각 롤브러시(14, 15)가 직경 방향으로 진동하더라도, 이 진동이 브러시 축(31)과 지지축(33, 42)의 축 방향으로 연결된 결합 부분에 의해 증폭되는 것을 방지할 수 있다.

전술한 일실시예에서는 한쌍의 지지 롤러에 의해 지지된 제2 지지축을 가압 롤러에 의해 지지 롤러로부터 올라가는 것을 방지하도록 했지만, 롤브러시는 장척화되면 고 중량화되므로, 가압 롤러를 설치하지 않아도, 그 중량에 의해 부상하는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예를 나타낸 브러시 유닛이 내장된 브러시 세정 장치의 종단면도이다.

도 2는 브러시 세정 장치의 개략적인 구성도이다.

도 3은 브러시 유닛을 경사 위쪽으로부터 본 사시도이다.

도 4는 브러시 유닛을 경사 아래쪽으로부터 본 사시도이다.

도 5는 한쌍의 지지체로부터 커버를 분리한 브러시 유닛을 경사 아래쪽으로부터 본 사시도이다.

도 6은 한쌍의 롤브러시의 브러시 축의 일단에 연결된 제1 지지축의 지지 구조를 나타낸 사시도이다.

도 7은 한쌍의 롤브러시의 브러시 축의 타단에 연결된 제2 지지축의 지지 구조를 나타낸 사시도이다.

도 8은 제1 지지체에 설치된 제1 상부 가동체와 제1 하부 가동체를 상하 구동하는 상하 구동 수단을 나타낸 사시도다.

도 9는 상하 구동 수단을 확대하여 나타낸 사시도다.

도 10은 제2 지지체의 제2 회전캠체가 설치된 부분의 확대 사시도이다.

도 11은 제1 회전캠체와 제2 회전캠체를 나타낸 정면도다.

도 12는 브러시 축과 지지축의 연결 구조를 나타낸 도면이다.

도 13은 제2 지지축을 지지하는 지지 롤러의 단면도이다.

도 14는 분리용 지그를 사용하여 상부 롤브러시를 떼어낼 때의 사시도이다.

도 15는 브러시 축의 일단에 분리용 지그의 훅을 걸어맞춘 상태를 나타낸 사시도이다.

도 16은 브러시 축의 타단에 분리용 지그의 훅을 걸어맞춘 상태를 나타낸 사시도이다.

[부호의 설명]

11: 브러시 유닛

12: 제1 지지체

13: 제2 지지체

14: 상부 롤브러시

15: 하부 롤브러시

21: 제1 상부 가동체

22: 제1 하부 가동체

23: 제2 상부 가동체

24: 제2 하부 가동체

28: 래디얼 베어링

31: 브러시 축

32: 커플링

33: 제1 지지축

34: 브러시부

35: 제1 회전 구동원

38: 제2 회전 구동원

42: 지지축

45: 지지 롤러

46: 볼록형 곡면

49: 가압 롤러

63: 상하 구동 수단

64: 동력 전달 수단

65: 상부 상하용 구동원

66: 하부 상하용 구동원

68: 제1 회전캠체

71: 오목부

72: 캠면

73: 캠부

75: 제1 구동 부재

76: 캠 폴로워

78: 연동축

81: 제2 회전캠체

Claims (5)

1. 브러시 축에 브러시부가 설치된 한쌍의 롤브러시를 구비하고, 소정 방향으로 반송되는 기판을 상기 한쌍의 롤브러시 사이를 통해서 세정하는 브러시 세정 장치로서,

   상기 브러시 축의 일단부를 회전 가능하게 지지한 래디얼 베어링,

   상기 래디얼 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된 상기 브러시 축의 일단부에 연결되고, 상기 브러시 축을 회전 구동시키는 회전 구동원, 및

   외주면이 볼록형의 곡면으로 형성되고 상기 곡면에 의해 상기 브러시 축의 타단부의 외주면을 점 접촉에 의해 회전 가능하게 지지하는 한쌍의 지지 롤러

   를 포함하는 브러시 세정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 한쌍의 롤브러시의 브러시 축의 일단부를 회전 가능하게 지지한 상기 래디얼 베어링은 각각 제1 가동체에 설치되고, 한쌍의 상기 제1 가동체는 제1 가이드 수단에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되고,

   상기 브러시 축의 타단부를 회전 가능하게 지지한 한쌍의 지지 롤러는 각각 제2 가동체에 설치되고, 한쌍의 제2 가동체는 제2 가이드 수단에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되어 있고,

   상기 한쌍의 제1 가동체는 각각 상하 구동 수단에 의해 상기 제1 가이드 수 단에 따른 상하 방향으로 구동되고, 각각의 상기 제1 가동체에 대응하는 각각의 상기 제2 가동체의 상기 제2 가이드 수단에 따른 상하 이동은 각각 동력 전달 수단에 의해 각각의 상기 제1 가동체의 상하 이동에 연동되는 구성인, 브러시 세정 장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 동력 전달 수단은,

   축선을 상기 롤브러시의 축선과 평행하게 하여 배치된 연동축,

   상기 연동축을 회전 구동시키는 연동용 구동원,

   상기 연동축의 상기 롤브러시의 브러시 축의 일단부에 대응하는 부분에 설치된 제1 회전캠체,

   상기 연동축의 상기 롤브러시의 브러시 축의 타단부에 대응하는 부분에 설치된 제2 회전캠체, 및

   하단에 상기 제1 회전캠체와 제2 회전캠체에 형성된 캠면에 각각 맞닿는 캠 폴로워가 설치되고, 상단이 상기 제1 가동체와 제2 가동체에 각각 연결되어 있고, 상기 각 회전캠체가 상기 연동축과 함께 상기 연동용 구동원에 의해 회전 구동됨으로써 상하 이동하는 한쌍의 구동 부재

   를 포함하는 브러시 세정 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 회전캠체는, 반상체를 가지고, 상기 반상체의 일측면에 오목부에 의해 외주면이 상기 캠면이 된 캠부가 형성되어 있는, 브러시 세정 장치.
5. 제1항에 있어서,

   상기 브러시 축 중 적어도 상기 회전 구동원이 연결되는 일단에는 커플링에 의해 지지축이 분해 가능하게 연결되도록 되어 있고,

   상기 커플링은 상기 지지축의 말단에 설치된 상기 브러시 축과 같은 직경의 플랜지를 가지고, 상기 플랜지는 상기 브러시 축의 단면에 결합 수단에 의해 장착되어 고정되는 구성이며,

   상기 플랜지의 단면과, 상기 플랜지가 장착되어 고정되는 상기 브러시 축의 단면 중 어느 한쪽에는 볼록부가 형성되고, 다른 쪽에는 상기 볼록부가 끼워맞추어지는 오목부가 형성되어 있는, 브러시 세정 장치.

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