WO2011102308A1

WO2011102308A1 - 搬送ローラ及び基板搬送装置

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Publication number: WO2011102308A1
Application number: PCT/JP2011/052994
Authority: WO
Inventors: 昌彦沖
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2010-02-19
Filing date: 2011-02-14
Publication date: 2011-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-19

Abstract

　搬送ローラ１００は、中空シャフト１０２；中空シャフト１０２の一端に圧縮空気を供給するコンプレッサ１０４；中空シャフト１０２の中空部分１２１から外周に周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴１２２；及び、中空シャフト１０２の軸方向に間隔を空けて回転自在に取り付けられたローラ１０６；を備えている。

Description

搬送ローラ及び基板搬送装置

　本発明は搬送ローラ及び基板搬送装置に関する。

　液晶ディスプレイ装置等のフラットパネルディスプレイ装置や半導体装置の製造工程では、パネル基板や半導体ウェーハ等の基板上にカラーフィルタや回路パターン等を形成するため、現像、エッチング、剥離等の薬液処理が行われる。そして、薬液処理の後には、薬液処理を止め、薬液を基板から除去するために、基板の洗浄が行われる。基板の薬液処理及び洗浄を含む一連の処理では、例えば、ローラコンベアを備えた基板搬送機構が用いられて、基板を移動させながら行われることがある。

　一般に、基板を移動させながら行われる薬液処理は、現像液、エッチング液、剥離液等の薬液を、例えば、スプレーによって基板の表面へ供給することによって行われている。また、基板を移動させながらの洗浄も、例えば、純水等の洗浄液を、スプレーによって基板の表面へ供給することによって行われている。薬液処理後、洗浄液を基板へ供給することによって、基板の表面の薬液が、洗浄液で洗い流されて除去され、洗浄液と置換されて薬液処理が止まる。

　かかる基板処理装置では、例えば、軸線を水平にして配置された搬送ローラによって基板を水平にして、処理液を噴射する処理チャンバ、洗浄液に洗浄する洗浄チャンバ、及び、エアーナイフによって乾燥する乾燥チャンバの順に順次搬送する。

　しかしながら、例えば、液晶表示装置に用いられるマザーガラス基板は、生産性を向上させるため、さらには軽量化を図るため、大型化及び薄型化する傾向にある。このため水平にした状態で搬送された基板上に処理液や洗浄液が供給されると、基板の重みに加えてそれらの液剤の重みによって、搬送ローラ間で基板の撓みが大きくなる。

　そこで、基板を傾斜させて搬送した装置（例えば、特開２００６－２８９２４０号公報：特許文献１）が提案されている。かかる装置では、基板を傾斜させて搬送されるので、基板に供給された処理液が基板から円滑に流れ落ちる。このため、搬送ローラ間における基板の撓みを小さくできる。

特開２００６－２８９２４０号公報

　搬送される基板上に処理液や洗浄液が供給されると、基板の重みに加えてそれらの液剤の重みによって、搬送ローラ間で基板の撓みが大きくなる。本発明は、かかる問題を緩和できる新規な搬送ローラを提案するとともに、かかる搬送ローラを採用した新規な基板搬送装置を提案する。

　本発明に係る搬送ローラは、中空シャフト；中空シャフトの一端に圧縮空気を供給するコンプレッサ；中空シャフトの中空部分から外周に周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴；及び、中空シャフトの軸方向に間隔を空けて回転自在に取り付けられたローラ；を備えている。かかる搬送ローラによれば、中空シャフトの外周において周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴から圧縮空気を吐出することができる。

　本発明に係る基板搬送装置は、上記搬送ローラが基板の搬送経路に沿って複数配置されており、搬送ローラの空気吐出穴が中空シャフトの中空部分から上向きに開口している。かかる基板搬送装置によれば、搬送経路に沿って搬送される基板に向けて、搬送ローラの空気吐出穴から圧縮空気が吐出される。かかる圧縮空気の作用により、基板を持ち上げる方向に力が作用する。このため、重力の作用によって基板から搬送ローラに作用する力が緩和される。

　この場合、搬送ローラの空気吐出穴は、中空シャフトの中空部分から上向き、かつ、搬送経路の前方又は後方に向けて斜めに開口していてもよい。この場合、搬送ローラによって支持される部位の前又は後において、圧縮空気によって基板を持ち上げる方向に力が作用する。このため、搬送ローラ間で基板が撓むのを小さく抑えることができる。

　また、基板搬送装置は、搬送ローラに作用する荷重を検知する荷重センサ；及び、荷重センサの検知信号に基づいて、中空シャフトの一端に供給する圧縮空気の空気圧を制御する第１制御部；を備えていてもよい。この場合、搬送ローラに作用する荷重に応じて、中空シャフトの一端に供給する圧縮空気の空気圧を制御することができる。例えば、搬送ローラに作用する荷重が大きくなった場合に中空シャフトの一端に供給する圧縮空気の空気圧を大きくし、また、搬送ローラに作用する荷重が小さくなった場合に中空シャフトの一端に供給する圧縮空気の空気圧を小さくすることができる。

　また、基板搬送装置は、搬送経路を搬送される基板を検知する基板検知センサ；及び、基板検知センサの検知信号に基づいて、中空シャフトへの圧縮空気の供給を制御する第２制御部；を備えていてもよい。この場合、搬送経路を搬送される基板を検知して、適時に、中空シャフトへの圧縮空気を供給することができる。例えば、搬送経路を搬送される基板を搬送ローラが直接支持していないような場合には、当該搬送ローラには、圧縮空気を供給するのを停止し、搬送経路を搬送される基板を搬送ローラが直接支持するときに、圧縮空気を供給するように制御することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る搬送ローラの軸方向断面図である。図２は本発明の一実施形態に係る搬送ローラの構造を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係る搬送ローラの中空シャフトの軸に直交する方向の縦断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係る基板搬送装置を示す図である。図５は、本発明の他の実施形態に係る搬送ローラの構造を示す断面図である。図６は、本発明の他の実施形態に係る搬送ローラの構造を示す断面図である。図７は、本発明の他の実施形態に係る基板搬送装置を示す図である。図８は、本発明の他の実施形態に係る基板搬送装置を示す図である。

　以下、本発明の一実施形態に係る搬送ローラ及び基板搬送装置を図面に基づいて説明する。なお、同じ作用を奏する部材又は部位には適宜に同じ符号を付している。

　図１は、搬送ローラ１００の軸方向断面図である。この搬送ローラ１００は、図１に示すように、中空シャフト１０２と、コンプレッサ１０４と、ローラ１０６とを備えている。

　中空シャフト１０２は、かかる搬送ローラ１００の軸になるシャフトである。中空シャフト１０２には、中空部分１２１から外周に周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴１２２が設けられている。さらに、ローラ１０６は、中空シャフト１０２の軸方向に間隔を空けて回転自在に取り付けられている。

　この実施形態では、中空シャフト１０２の中空部分１２１の一端は栓１２４で気密に塞がれている。また、中空シャフト１０２の中空部分１２１の他端には、コンプレッサ１０４に接続されるコネクタ１２６が取り付けられている。コネクタ１２６は、中空シャフト１０２の中空部分１２１の他端を塞ぐとともに、中空部分１２１に連通した連通孔１２６ａを有している。コンプレッサ１０４は、かかるコネクタ１２６の連通孔１２６ａに連結されている。

　また、この実施形態では、空気吐出穴１２２は、中空シャフト１０２の中空部分１２１に連通している。空気吐出穴１２２は、中空シャフト１０２の周方向において、一方向に向けて開口している。この実施形態では、空気吐出穴１２２は、中空シャフト１０２の軸方向において、ローラ１０６が取り付けられる部分を除く部分に複数設けられている。図２は、搬送ローラ１００のローラ１０６を示す図である。

　また、この実施形態では、ローラ１０６は、図１及び図２に示すように、中空シャフト１０２に回転自在に設けられている。ここで、ローラ１０６には、軌道輪１６１、１６２（例えば、内輪、と外輪）と、転動体１６３（玉又はころ）と、保持器１６４とを備えた転がり軸受が用いられている。かかる軸受としては、搬送ローラ１００に作用する負荷、搬送ローラ１００が配置される環境を考慮して適当な構造の軸受を採用するとよい。図１に示す例では、軌道輪１６１、１６２のうち内輪１６１は、中空シャフト１０２に固定されており、転動体１６３を介して外輪１６２は周方向に回転自在に取り付けられている。

　また、この実施形態では、複数のローラ１０６が、中空シャフト１０２の軸方向に間隔を空けて配置されている。複数のローラ１０６は、間に介在したスペーサ１０８によって位置決めされている。図３は、かかる搬送ローラ１００の中空シャフト１０２の軸に直交する縦断面を示している。ここでは、図３は、図２中のＩＩＩ－ＩＩＩ断面である。スペーサ１０８は、図３に示すように、中空シャフト１０２の外周に装着される略円筒形状の部材であり、ローラ１０６を位置決めするために、所定の長さを有している。スペーサ１０８には、軸方向にスリット１０８ａが形成されている。かかるスリット１０８ａは、図３に示すように、空気吐出穴１２２に位置が合うように周方向に位置を合わせ、ビス１８２で中空シャフト１０２に固定されている。

　コンプレッサ１０４は、圧縮空気を供給する装置である。この実施形態では、圧縮空気は、図１に示すように、中空シャフト１０２の端部に設けられたコネクタ１２６に形成された連通孔１２６ａを通じて、中空シャフト１０２の中空部分１２１に供給されている。より詳しくは、圧縮空気は、供給経路１０４ａを通じて、コンプレッサ１０４から中空シャフト１０２の中空部分１２１に供給される。中空シャフト１０２の中空部分１２１に供給された圧縮空気は、中空シャフト１０２の外周において周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴１２２から吐出される。

　図４は、かかる搬送ローラ１００が配置された基板搬送装置２００を示している。この基板搬送装置２００では、搬送ローラ１００は基板Ｐの搬送経路に沿って複数配置されている。また、この実施形態では、ローラ１０６が基板Ｐの搬送経路に沿って回転するように、中空シャフト１０２は搬送経路を横断している。さらに、搬送ローラ１００の空気吐出穴１２２は、中空シャフト１０２の中空部分１２１から上向きに開口している。かかる基板搬送装置２００によれば、図１に示すように、搬送経路に沿って搬送される基板Ｐに向けて、搬送ローラ１００の空気吐出穴１２２から圧縮空気が吐出される。かかる圧縮空気の作用により、基板Ｐを持ち上げる方向に力が作用する。このため、重力の作用によって基板Ｐから搬送ローラ１００に作用する力を緩和できる。

　このため、圧縮空気によって基板Ｐを下側から持ち上げる方向に力が作用し、搬送ローラ１００間で基板に生じる撓みを小さく抑えることができる。特に、搬送される基板Ｐ上に処理液や洗浄液が供給されている場合には、基板Ｐの重みに加えて液剤の重みが、搬送ローラ１００間で基板Ｐに作用する。この際、圧縮空気によって基板Ｐを持ち上げる方向に力が作用するので、基板Ｐの重みに加えて液剤の重みによって、搬送ローラ１００間で基板に生じる撓みを小さく抑えることができる。

　なお、この実施形態では、基板搬送装置２００は、図４に示すように、基板Ｐの搬送経路に沿って搬送ローラ１００と駆動ローラ３００とをそれぞれ複数備えている。駆動ローラ３００は、駆動制御部３１０に接続されており、当該駆動制御部３１０によって、それぞれ最適な回転駆動を行うように制御されている。ここでは、駆動ローラ３００と搬送ローラ１００は、基板Ｐの搬送経路に沿って所定の順番に配設されている。基板Ｐは、搬送経路上では駆動ローラ３００と搬送ローラ１００に支持されており、駆動ローラ３００を回転駆動させることによって搬送される。

　以上、本発明の一実施形態に係る搬送ローラ及び基板搬送装置を説明したが、本発明に係る搬送ローラ及び基板搬送装置は、上述した実施形態に限定されない。特に、搬送ローラ１００及び基板搬送装置２００の構造は、本発明の一実施形態を示すに過ぎず、種々の変更が可能である。

　例えば、搬送ローラの構造は、上述した実施形態に限定されない。特に、ローラの構造、中空シャフトに対するローラの位置決め、スペーサの有無なども上記に限定されない。

　また、例えば、図１に示す実施形態では、搬送ローラ１００の複数のローラ１０６の間には、スペーサ１０８が介在している。そして、当該スペーサ１０８には、空気吐出穴１２２を塞がないように、スリット１０８ａが形成されている。かかるスペーサ１０８は、空気吐出穴１２２を塞がない構造を備えているとよい。

　図５は、他の実施形態に係る搬送ローラ１００Ａを示している。かかる搬送ローラ１００Ａは、図５に示すように、空気吐出穴１２２を塞がないように、スペーサ１０８の適当な位置に穴１０８ｂが空けられている。また、図１に示す実施形態では、スペーサ１０８は、ローラ１０６の間隔を維持するために設けられている。この場合、中空シャフト１０２に対するローラ１０６の位置決めが、他の固定手段などで行われている場合には、スペーサ１０８は必ずしも必要ではない。中空シャフト１０２に対してローラ１０６を位置決めする他の固定手段としては、例えば、ビス止めや、中空シャフト１０２に対してローラ１０６を圧入することなどが挙げられる。

　図６は、他の実施形態に係る搬送ローラ１００Ｂを示している。この搬送ローラ１００Ｂは、図６に示すように、中空シャフト１０２に配置されるローラ１０６の両側に対応する位置において、中空シャフト１０２の外周面に溝２１２が設けられている。そして、当該溝２１２にリング２１４を嵌めることによって、ローラ１０６が固定されている。この場合、例えば、中空シャフト１０２の所定位置にローラ１０６を挿入した後で、当該溝２１２にリング２１４を嵌めるとよい。この実施形態では、当該リング２１４によってローラ１０６が固定されている。このように、スペーサ１０８（図１又は図５参照）を用いずに、中空シャフト１０２に対してローラ１０６を位置決めすることができる。

　また、基板搬送装置は、基板の搬送経路に沿って配置される搬送ローラを全て、本発明に係る搬送ローラにしてもよい。また、基板搬送装置は、基板の搬送経路に沿って配置される搬送ローラのうち、いくつかの搬送ローラに本発明に係る搬送ローラを採用してもよい。

　また、上述した実施形態では、図１に示すように、基板搬送装置２００は、搬送ローラ１００の空気吐出穴１２２が中空シャフト１０２の中空部分から上向きに開口している。空気吐出穴１２２の向きはかかる向きに限定されない。図７は、他の実施形態に係る基板搬送装置２００Ａを示している。この基板搬送装置２００Ａでは、例えば、図７に示すように、搬送ローラ１００Ｃの空気吐出穴１２２は、中空シャフト１０２の中空部分から上向き、かつ、搬送経路の前方又は後方に向けて斜めに開口していてもよい。この場合、搬送ローラ１００Ｃの間において、基板Ｐの下側に圧縮空気をより直接的に供給することができる。このため、搬送ローラ１００Ｃの間において基板に生じる撓みを小さく抑えることができる。

　また、中空シャフト１０２から供給される圧縮空気を適当に制御してもよい。図８はかかる制御装置を備えた実施形態を示している。

　例えば、基板搬送装置２００Ｂは、図８に示すように、搬送ローラ１００に作用する荷重を検知する荷重センサ２２２を備えている。また、この基板搬送装置２００Ｂは、さらに荷重センサ２２２の検知信号に基づいて、中空シャフト１０２の一端に供給する圧縮空気の空気圧を制御する第１制御部２２４を備えている。この実施形態では、第１制御部２２４は、荷重センサ２２２の検知信号に基づいて、コンプレッサ１０４から中空シャフト１０２への圧縮空気の供給経路１０４ａに設けられた圧力制御弁２２６を操作する。

　この基板搬送装置２００Ｂによれば、搬送ローラ１００に作用する荷重に応じて、中空シャフト１０２の一端に供給する圧縮空気の空気圧を制御することができる。例えば、搬送ローラ１００に作用する荷重が大きくなった場合に中空シャフト１０２の一端に供給する圧縮空気の空気圧を大きくし、また、搬送ローラ１００に作用する荷重が小さくなった場合に中空シャフト１０２の一端に供給する圧縮空気の空気圧を小さくすることができる。これにより、搬送ローラ１００に作用する荷重に応じて、中空シャフト１０２から適当な圧力の圧縮空気を基板Ｐに吹き付けることができる。これにより、基板搬送装置２００Ｂは、適当な荷重を安定的に搬送ローラ１００に作用させることができる。これにより、基板搬送装置２００Ｂは、基板Ｐをスムーズに搬送することができる。

　また、この基板搬送装置２００Ｂは、搬送経路を搬送される基板を検知する基板検知センサ２４２を備えている。また、この基板搬送装置２００Ｂは、さらに基板検知センサ２４２の検知信号に基づいて、中空シャフト１０２への圧縮空気の供給を制御する第２制御部２４４を備えている。この実施形態では、第２制御部２４４は、基板検知センサ２４２の検知信号に基づいて、コンプレッサ１０４から中空シャフト１０２への圧縮空気の供給経路１０４ａに設けられたスイッチ弁２４６を操作する。スイッチ弁２４６は、コンプレッサ１０４から中空シャフト１０２への圧縮空気の供給経路１０４ａを開閉する。

　この基板搬送装置２００Ｂによれば、搬送経路を搬送される基板Ｐを検知して、適時に、中空シャフト１０２への圧縮空気を供給することができる。例えば、搬送経路を搬送される基板Ｐを搬送ローラ１００が直接支持していないような場合には、当該搬送ローラ１００には、圧縮空気を供給するのを停止する。そして、搬送経路を搬送される基板Ｐを当該搬送ローラ１００が直接支持するときに、スイッチ弁２４６を開けて圧縮空気を供給するように制御することができる。これにより、搬送ローラ１００が基板Ｐを支持する適当なタイミングで、中空シャフト１０２から圧縮空気を基板Ｐに吹き付けることができる。かかる基板搬送装置２００Ｂによれば、効率的に圧縮空気を使用でき、使用される圧縮空気を少なく抑えることができるから、省力化を図ることができる。

　なお、図８に示す基板搬送装置２００Ｂは、荷重センサ２２２の検知信号に基づいて供給する圧縮空気の空気圧を制御する第１制御部２２４と、基板検知センサ２４２の検知信号に基づいて圧縮空気の供給を制御する第２制御部２４４との両方を備えている。基板搬送装置は、荷重センサ２２２の検知信号に基づいて供給する圧縮空気の空気圧を制御する第１制御部２２４のみを備えていてもよいし、基板検知センサ２４２の検知信号に基づいて圧縮空気の供給を制御する第２制御部２４４のみを備えていてもよい。

　以上、搬送ローラ及び基板搬送装置について、種々の変形例を例示したが、本発明に係る搬送ローラ及び基板搬送装置は、上記の変形例にも限定されない。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ　搬送ローラ
１０２　中空シャフト
１０４　コンプレッサ
１０４ａ　圧縮空気の供給経路
１０６　ローラ
１０８　スペーサ
１０８ａ　スリット
１０８ｂ　穴
１２１　中空部分
１２２　空気吐出穴
１２４　栓
１２６　コネクタ
１２６ａ　連通孔
１６１　内輪（軌道輪）
１６２　外輪（軌道輪）
１６３　転動体
１６４　保持器
１８２　ビス
２００、２００Ａ、２００Ｂ　基板搬送装置
２１２　溝
２１４　リング
２２２　荷重センサ
２２４　第１制御部
２２６　圧力制御弁
２４２　基板検知センサ
２４４　第２制御部
２４６　スイッチ弁
３００　駆動ローラ
３１０　駆動制御部

Claims

　中空シャフト；
　前記中空シャフトの一端に圧縮空気を供給するコンプレッサ；
　前記中空シャフトの中空部分から外周に周方向の一方向に向けて開口した空気吐出穴；及び、
　前記中空シャフトの軸方向に間隔を空けて回転自在に取り付けられたローラ；
を備えた搬送ローラ。
　請求項１に記載された搬送ローラが基板の搬送経路に沿って複数配置されており、
　前記搬送ローラの前記空気吐出穴は前記中空シャフトの中空部分から上向きに開口した、基板搬送装置。
　前記搬送ローラの前記空気吐出穴が、前記中空シャフトの中空部分から上向き、かつ、前記搬送経路の前方又は後方に向けて斜めに開口した、請求項２に記載された基板搬送装置。
　前記搬送ローラに作用する荷重を検知する荷重センサ；及び、
　前記荷重センサの検知信号に基づいて、前記中空シャフトの一端に供給する圧縮空気の空気圧を制御する第１制御部；を備えた、請求項２又は３に記載された基板搬送装置。
　前記搬送経路を搬送される基板を検知する基板検知センサ；及び、
　前記基板検知センサの検知信号に基づいて、前記中空シャフトへの圧縮空気の供給を制御する第２制御部；を備えた、請求項２から４までの何れか一項に記載された基板搬送装置。