ワーク搬送装置及びワーク搬送方法
【課題】薄板状のワークの保持を非接触状態から接触状態又は接触状態から非接触状態に切替える際にワークの傾斜を防止できるワーク搬送装置及びワーク搬送方法を提供する。
【解決手段】ワーク搬送装置１０は、薄板状のワーク１１に向けて下降接近し、ワーク１１を吸引し非接触状態で保持して移動する非接触式搬送機構１５と、非接触式搬送機構１５から受け取ったワーク１１を真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブル１６を備えた接触式搬送機構２１と、非接触式搬送機構１５から接触式搬送機構２１にワーク１１を受け渡す際に、吸着テーブル１６の真空吸引開始及び非接触式搬送機構１５の吸引停止のタイミングを制御する制御手段２７とを有し、制御手段２７は、非接触式搬送機構１５を下降させた後に真空吸引を開始させ、ワーク１１の下面と吸着テーブル１６の上面との距離が受渡し距離に到達した時点で非接触式搬送機構１５の吸引を停止する。
【解決手段】ワーク搬送装置１０は、薄板状のワーク１１に向けて下降接近し、ワーク１１を吸引し非接触状態で保持して移動する非接触式搬送機構１５と、非接触式搬送機構１５から受け取ったワーク１１を真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブル１６を備えた接触式搬送機構２１と、非接触式搬送機構１５から接触式搬送機構２１にワーク１１を受け渡す際に、吸着テーブル１６の真空吸引開始及び非接触式搬送機構１５の吸引停止のタイミングを制御する制御手段２７とを有し、制御手段２７は、非接触式搬送機構１５を下降させた後に真空吸引を開始させ、ワーク１１の下面と吸着テーブル１６の上面との距離が受渡し距離に到達した時点で非接触式搬送機構１５の吸引を停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハ等の脆い薄板状のワーク（物品）を、非接触状態で保持して搬送した後に接触状態の保持に切替えて更に搬送する又は接触状態で保持して搬送した後に非接触状態の保持に切替えて更に搬送するワーク搬送装置及びワーク搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、太陽電池の製造工程において、シリコンウェハの表裏面にそれぞれ設ける集電用の電極をスクリーン印刷により形成する場合、シリコンウェハを順次スクリーン印刷機に供給して電極を印刷すると共に、電極が印刷されたシリコンウェハをスクリーン印刷機から順次取出している。
このとき、シリコンウェハのスクリーン印刷機への供給、シリコンウェハのスクリーン印刷機からの取出しを、接触式搬送装置を用いて行う場合、接触式搬送装置に設けられたシリコンウェハ用の保持部が当接するシリコンウェハの接触部に亀裂が発生し易いという問題がある。更に、シリコンウェハをスクリーン印刷機から接触式搬送装置を用いて取出す場合、印刷された電極が乾燥する前に保持部が電極に当接すると電極が損傷を受けるため、電極が十分に乾燥するまで待機した後でなければスクリーン印刷機からシリコンウェハを取出すことができない。このため、シリコンウェハの印刷処理速度が電極の乾燥に要する時間に律速され、シリコンウェハの印刷処理を効率的に行うことができないという問題もある。
そこで、下方に開口した凹部の上部に設けたノズルから気流を噴出させ、凹部の壁面に沿って旋回させて凹部の下部に導きながら、水平配置されたシリコンウェハの上面に接近させて、凹部の周囲に設けた環状の平坦面とシリコンウェハの上面との間の隙間から気流を高速で通過させることにより凹部の静圧を低下させて（負圧にして）、シリコンウェハを吸引し非接触状態で保持する非接触保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６４１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された非接触搬送装置で保持したシリコンウェハをスクリーン印刷機のワークステージに受け渡す場合、非接触搬送装置による吸引保持を停止した際にシリコンウェハが傾斜し易く、シリコンウェハの縁がスクリーン印刷機のワークステージに衝突するという問題がある。また、スクリーン印刷機のワークステージに保持されているシリコンウェハを非接触搬送装置に受け渡す場合、非接触搬送装置による吸引を開始した際にシリコンウェハが傾斜して持ち上げられ易く、シリコンウェハの縁が非接触搬送装置の吸引面に衝突するという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、脆い薄板状のワークを、非接触状態で保持して搬送した後に接触状態の保持に切替えて更に搬送する又は接触状態で保持して搬送した後に非接触状態の保持に切替えて更に搬送する際の切換え時にワークの傾斜を防止することが可能なワーク搬送装置及びワーク搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係るワーク搬送装置は、水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際に、該吸着テーブルの真空吸引の開始及び該非接触式搬送機構の吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを有するワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構を下降させた後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始させ、前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止する。
【０００７】
第１の発明に係るワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、前記受渡し距離は０を超えｄ以下にすることが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係るワーク搬送装置は、薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記接触式搬送機構から前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際に、該非接触式搬送機構の吸引の開始及び該接触式搬送機構の真空吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを備えたワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着させ、前記非接触式搬送機構を前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させ、前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止する。
【０００９】
第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にすることが好ましい。
【００１０】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記非接触式搬送機構は、前記ワークを非接触状態で吸引保持する保持手段と、前記保持手段の上部に固定された移動手段と、前記保持手段に取付けられ、該保持手段の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段とを備え、
前記ワークは矩形であって、
前記カバー手段は、前記保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって前記保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、前記各ガイド部材に装着されて前記上遮蔽板を下方に付勢するバネと、前記上遮蔽板の周囲に設けられ内側に前記ワークが嵌入可能な側壁材とを有し、前記保持手段に隙間を有して吸着された前記ワークの回転を防止することが好ましい。
【００１１】
第１及び第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記保持手段は、１）前記カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）該ハウジングの中央に設けられ、前記移動手段の連結部を備え、前記開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）前記ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって前記環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、前記空気口から前記環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、前記環状空気室の圧縮空気を前記環状溝に対して噴き出し、前記環状溝の内側に負圧を該環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて前記開口部に固定配置される吸引機構とを有することが好ましい。
【００１２】
第１及び第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記ノズルは前記環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されていることが好ましい。
また、前記空気路の出口は、前記ノズルの傾斜側に傾き、前記環状空気室に旋回流を形成していることが好ましい。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係るワーク搬送方法は、水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構とを有するワーク搬送装置を使用して、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記ワークを非接触状態で吸引保持している前記非接触式搬送機構を、前記接触式搬送機構の前記吸着テーブルに向けて下降させる工程と、
前記非接触式搬送機構が下降を開始した後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始する工程と、
前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で該非接触式搬送機構に発生させた旋回流を停止して、前記非接触式搬送機構に吸引保持されていた前記ワークを前記吸着テーブルに吸引保持させる工程とを有する。
【００１４】
前記目的に沿う第４の発明に係るワーク搬送方法は、薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構とを備えたワーク搬送装置を使用して、前記吸着テーブルから前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着する工程と、
前記非接触式搬送機構を前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、
前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止して、前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークを前記非接触式搬送機構に吸引保持する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係るワーク搬送装置及び第３の発明に係るワーク搬送方法においては、非接触式搬送機構に保持されたワークの下面と吸着テーブルの上面との間の距離が受渡し距離に到達した時点で、ワークの下面には吸着テーブルにより非接触式搬送機構の吸引力より小さな吸着力が一様に作用しているので、非接触式搬送機構の吸引を停止すると、ワークを傾斜させることなく吸着テーブル側に移動させて吸着することができる。これにより、ワークの保持を非接触式搬送機構から接触式搬送機構に変える際に、ワークの縁が吸着テーブルに接触して破損することを防止できる。
【００１６】
第１の発明に係るワーク搬送装置において、ワークを非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、ワークの上面と非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０を超えｄ以下にする場合、非接触式搬送機構を吸着テーブルに接近させた際に、ワークと非接触式搬送機構との隙間の距離を維持して、ワークに作用する吸引力を維持することができると共に、ワークが吸着テーブルに吸着されるまでに移動する距離を短くして、ワークが吸着テーブルに接触する際の衝撃を小さくすることができる。
【００１７】
第２の発明に係るワーク搬送装置及び第４の発明に係るワーク搬送方法においては、非接触式搬送機構に保持されたワークの下面と吸着テーブルの上面との間の距離が受渡し距離に到達した時点で、ワークの上面には非接触式搬送機構により吸着テーブルの吸着力より小さな吸引力が一様に作用しているので、吸着テーブルの真空吸引を停止すると、ワークを傾斜させることなく非接触式搬送機構で吸引保持することができる。これにより、ワークの保持を接触式搬送機構から非接触式搬送機構に変える際に、ワークの縁が非接触式搬送機構に接触して破損することを防止できる。
【００１８】
第２の発明に係るワーク搬送装置において、ワークを非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、ワークの上面と非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にする場合、接触式搬送機構によりシリコンウェハを吸着保持した状態で、シリコンウェハの下面側に非接触式搬送機構による吸引力を確実に作用させることができる。
【００１９】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、非接触式搬送機構のカバー手段が、保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、各ガイド部材に装着されて上遮蔽板を下方に付勢するバネとを有するので、カバー手段を吸着テーブルに接近させて、上遮蔽板の周囲に設けられた側壁材が吸着テーブルの上面に当接すると、上遮蔽板を保持手段に対して相対的に上方に移動させながら、保持手段のみを吸着テーブルの上面に更に接近させることができる。これにより、側壁材の内側に矩形のワークを嵌入させた状態で、保持手段によりワークを非接触状態で吸引保持できる。その結果、ワークが保持手段により吸引保持される際に水平面内で回転しようとしても、矩形のワークの各辺がそれぞれ対向する側壁材に接触して回転が阻止され、ワークの方向を常に揃えて吸引保持することができる。
【００２０】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、保持手段が、１）カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）ハウジングの中央に設けられ、移動手段の連結部を備え、開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、空気口から環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、環状空気室の圧縮空気を環状溝に対して噴き出し、環状溝の内側に負圧を環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて開口部に固定配置される吸引機構とを有する場合、吸引機構を交換することで、ワークに応じた旋回流を形成することができる。
【００２１】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、ノズルが、環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されている場合、環状溝内に圧縮空気の旋回流を効率的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の説明図である。
【図２】同ワーク搬送装置の制御手段の説明図である。
【図３】同ワーク搬送装置の第１の非接触式搬送機構の使用状態の説明図である。
【図４】第１の非接触式搬送機構の一部切欠き側断面図である。
【図５】第１の非接触式搬送機構の平面図である。
【図６】第１の非接触式搬送機構の底面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ吸引機構の平面図、側面図である。
【図８】第１の非接触式搬送機構のガイド手段の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の第２の非接触式搬送機構の使用状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置１０は、例えば、太陽電池の製造工程において、太陽電池用のシリコンウェハ１１（ワークの一例）の一面に集電用の電極を印刷するスクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給しながら、電極印刷済のシリコンウェハ１１をスクリーン印刷機１２から取出す装置である。ここで、シリコンウェハ１１は薄板状で、例えば、１辺の長さが１２０〜１６０ｍｍで角部が切り欠かれた正方形状であり、厚みは０．１５〜０．２５ｍｍである。そして、ワーク搬送装置１０は、払い出し搬送路１３を介して搬送され第１の払い出し場所１４に水平配置されているシリコンウェハ１１に向けて下降して接近し、シリコンウェハ１１の外側上面に旋回流を発生させて、シリコンウェハ１１の中央部を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持して第１の払い出し場所１４から移動する第１の非接触式搬送機構１５を有している。
【００２４】
また、ワーク搬送装置１０は、複数の吸着テーブル１６を円板状の回転台１７上に周方向に沿って等間隔に備え、回転台１７を一定角度毎に断続回転して、吸着テーブル１６を受け入れ場所１８まで移動し第１の非接触式搬送機構１５で搬送されたシリコンウェハ１１を受け取って吸着テーブル１６で真空吸引して吸着保持し、スクリーン印刷機１２の印刷場所１９まで移動して吸着保持したシリコンウェハ１１に電極が印刷された後、取り出し場所２０まで移動する接触式搬送機構２１と、取り出し場所２０に移動した吸着テーブル１７に吸着保持されたシリコンウェハ１１に向けて下降して接近し、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持して取り出し場所２０から第２の払い出し場所２２に移動し、第２の払い出し場所２２に載置する第２の非接触式搬送機構２３とを有している。なお、第２の払い出し場所２２に移動したシリコンウェハ１１は、搬送路２４を経由して次工程に送り出される。
【００２５】
接触式搬送機構２１では、取り出し場所２０でシリコンウェハ１１を第２の非接触式搬送機構２３に受け渡した吸着テーブル１７は、受け入れ場所１８に戻る。また、ひとつの吸着テーブル１６が受け入れ場所１８に存在する場合、印刷場所１９及び取り出し場所２０にも別の吸着テーブル１６がそれぞれ存在するようになっている。したがって、回転台１７を断続回転する時間間隔は、第１の非接触式搬送機構１５が第１の払い出し場所１４でシリコンウェハ１１を吸引保持して受け入れ場所１８に移動し吸着テーブル１６が吸着保持するのに要する時間、印刷場所１９でシリコンウェハ１１に電極を印刷するのに要する時間、取り出し場所２０で第２の非接触式搬送機構２３がシリコンウェハ１１を吸着保持して第２の払い出し場所２２に移動して載置するのに要する時間の中で、一番長い時間が確保されるように設定される。
【００２６】
更に、ワーク搬送装置１０は、図２に示すように、第１の非接触式搬送機構１５を受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６に向けて下降させた後、受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６の吸着力が第１の非接触式搬送機構１５がシリコンウェハ１１を吸引保持する際の吸引力より小さくなるように吸着テーブル１６の真空吸引を開始させ、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が設定された第１の受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止する第１の機能を備えた第１の制御部２５と、例えば、受け入れ場所１８から印刷場所１９に向けて吸着テーブル１６が移動したのを検知して、吸着テーブル１６がシリコンウェハ１１を吸着保持する際の吸着力を、第２の非接触式搬送機構２３の吸引力より大きな値となるまで増大させ、取り出し場所２０に吸着テーブル１６が移動した際に、吸着テーブル１６に吸着保持されたシリコンウェハ１１に向けて第２の非接触式搬送機構２３を下降させながら旋回流を発生させ、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の距離が設定された第２の受渡し距離に到達した時点で取り出し場所２０にある吸着テーブル１６の真空吸引を停止する第２の機能を備えた第２の制御部２６とを備えた制御手段２７を有している。
【００２７】
ここで、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６の上面との間の第１の受渡し距離は、第１の非接触式搬送機構１５にシリコンウェハ１１が非接触状態でそれぞれ吸引保持された際に、シリコンウェハ１１の上面と第１の非接触式搬送機構１５との間に形成される隙間の距離をｄとした場合、０を超えｄ以下の距離に設定する。また、取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されたシリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の第２の受渡し距離は、第２の非接触式搬送機構２３にシリコンウェハ１１が非接触状態でそれぞれ吸引保持された際に、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間に形成される隙間の距離をｄとした場合、０．８ｄ以上１．２ｄ以下の距離に設定する。なお、第１、第２の制御部２５、２６は、第１、第２の機能をそれぞれ発現するプログラムを、コンピュータに搭載することにより構成することができる。
【００２８】
図３に示すように、第１の非接触式搬送機構１５は、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する保持手段２８と、保持手段２８の上部に固定された移動手段２９と、保持手段２８に取付けられ、保持手段２８の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段３０とを備えている。なお、移動手段２９は、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４と、吸着テーブル１６がシリコンウェハ１１を受け取るために待機する受け入れ場所１８との間で往復移動する。
【００２９】
吸着テーブル１６は、シリコンウェハ１１の下面を吸着保持（固定）するものである。そして、吸着テーブル１６は、シリコンウェハ１１の下面側を真空吸引してシリコンウェハ１１を上面に吸着する板状の通気性部材３１と、中央部に通気性部材３１が嵌挿され、通気性部材３１の周囲側面を覆って空気の流通を防止する側部材３２と、側部材３２の下部に取付けられ、嵌挿された通気性部材３１を載置して通気性部材３１の下面側から空気を吸引する台座部材（図示せず）と、台座部材に真空ホースを介して接続する図示しない吸引手段（例えば、真空ポンプ）とを備えている。ここで、通気性部材３１は、シリコンウェハ１１を吸着した際に、シリコンウェハ１１で覆われるように、通気性部材３１の断面積はシリコンウェハ１１の断面積より若干小さく、ステンレス等の金属粉末を焼結して製造した多孔質金属、あるいは、アルミナ等のセラミック粉末を焼結して製造したポーラスセラミックスにより形成されている。
【００３０】
更に、吸着テーブル１６は、通気性部材３１の上面が水平になるように台座部材を載置し、シリコンウェハ１１を保持する保持手段２８が吸着テーブル１６の待機場所の上方に移動して停止した際に、保持手段２８の停止位置に対して、吸着テーブル１６を前後左右に移動させると共に、中心軸の回りで回転させて、保持手段２８に対して吸着テーブル１６の位置合せを行う位置調整機構（図示せず）を有している。これによって、保持手段２８を下降させて、シリコンウェハ１１を保持手段２８から吸着テーブル１６に受け渡した際に、吸着テーブル１６上でのシリコンウェハ１１の位置（水平面内の位置及び水平面内の回転角度位置）を常に一定にすることができ、スクリーン印刷機１２でシリコンウェハ１１に形成する電極のパターンを一定にすることができる。
【００３１】
図４に示すように、保持手段２８は、カバー手段３０の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジング３３と、ハウジング３３の中央に設けられ、移動手段２９の連結部３４を備え、ハウジング３３の開口部に圧縮空気を注入する空気口３５を有する取付け部材３６とを有している。更に、保持手段２８は、ハウジング３３の内壁とで周囲に環状空気室３７を形成する切欠きと、下側に開口となって環状空気室３７より半径方向内側位置に形成された環状溝３８と、空気口３５から環状空気室３７に圧縮空気を導く空気路３９と、環状空気室３７の圧縮空気を環状溝３８に対して噴き出し、環状溝３８の内側に負圧を環状溝３８の外側に正圧を発生させる複数のノズル４０とを備えてハウジング３３の開口部に固定配置される吸引機構４１を有している。
ここで、ノズル４０は、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜めに形成されている。これによって、環状溝３８の内周面に沿った方向、又はほぼ沿った方向から環状溝３８内に圧縮空気を吹込むことができ、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を効率的に形成することができる
【００３２】
ハウジング３３は、取付け部材３６が上面中央部に立設された上部材４２と、上部材４２の外周部に下方に向けて設けられた側壁部材４３とを備え、取付け部材３６には空気口３５と開口部を連通する空気流入路４４が設けられている。また、取付け部材３６の外側には、取付け部材３６を内装する補強部材４５が、締結部材の一例であるボルト４６を用いて上部材４２の上面に固定されている。
吸引機構４１の下面で環状溝３８の内側には、環状空気室３７から圧縮空気を環状溝３８に対して噴き出した際に負圧となる（シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する）吸引面４７が形成され、環状溝３８の外側には、側壁部材４３の下端とＯリング４８を介して上面が当接し、下面が吸引面４７より下方に、例えば、０．２〜０．３ｍｍ突出するフランジ部４９が設けられている。
【００３３】
図４、図６に示すように、環状溝３８は、吸引面４７に平行に形成された底面５０と、底面５０の半径方向内側及び半径方向外側にそれぞれ形成された第１、第２の傾斜面５１、５２を備え、環状溝３８の幅は、開口側が底面５０側より拡大している。
また、図４、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸引機構４１の中央には、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に固定配置した際に、取付け部材３６に形成された空気流入路４４と連通するように上側に開口し平面視して正方形の凹部５３が形成されている。そして、凹部５３の各角部からは、吸引機構４１の上側に開口し、角部の一方の辺の延長線に沿って吸引機構４１の外周側に向けて断面矩形の溝５４が延びている。
【００３４】
更に、吸引機構４１の上面において、凹部５３及び溝５４が形成されていない領域５５、５６、５７、５８には、周方向に沿って複数（本実施の形態では２）のねじ孔５９がそれぞれ形成され、各ねじ孔５９の開口の外側にはＯリング６０を収容するＯリング溝６１が形成されている。一方、上部材４２には、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に固定配置した際に、各ねじ孔５９に連通するように、上部材４２の上面側の開口部が拡径した貫通孔６３（図８参照）が設けられている。これによって、Ｏリング溝６１にＯリング６０をセットして、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に挿入し、締結部材の一例であるボルト６４を貫通孔６３に挿入してねじ孔５９にねじ込むことにより、ハウジング３３と吸引機構４１を固着して一体化することができる。
【００３５】
以上の構成とすることによって、吸引機構４１に形成した凹部５３と、ハウジング３３の上部材４２の下面により囲まれて、空気口３５に注入した圧縮空気が流入する空気流入部６５を形成することができる。また、ハウジング３３の内壁（上部材４２の下面及び側壁部材４３の内周面）と、吸引機構４１の周囲に形成された切欠きにより囲まれて、環状溝３８と同心で環状溝３８の半径方向外側に環状空気室３７を形成することができる。更に、溝５４と上部材４２の下面により囲まれて、空気流入部６５に流入した圧縮空気ガスを環状空気室３７に流入させる複数（本実施の形態では４つ）の空気路３９を形成することができる。
【００３６】
ここで、図６、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各空気路３９の出口は、ノズル４０の傾斜側に傾いているので、環状空気室３７内に、ノズル４０の傾斜方向に沿った方向から圧縮空気を噴出させることができ、環状空気室３７に圧縮空気の旋回流を容易に形成することができる。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している圧縮空気の一部を、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から噴出させるので、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を容易に形成することができる。
このため、保持手段２８に圧縮空気を供給し、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段２８をシリコンウェハ１１の上面に近接させると、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間に発生した旋回流を、環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回させながら流出させることができる。
【００３７】
図３〜図５に示すように、移動手段２９は、ハウジング３３の上部材４２に立設された取付け部材３６の上部に設けられた連結部３４に締結部材の一例であるボルト６６を介して先側が固定されるアーム部材６７と、アーム部材６７の基側が固定された回動軸６８と、回動軸６８を駆動させて、アーム部材６７の先側に取付けられた保持手段２８を、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置と、第１の払い出し場所１４に対向配置された吸着テーブル１６の受け入れ場所１８の上方の払出し位置との間で往復動する機能と、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４と受入れ位置の間で、又は吸着テーブル１６の受け入れ場所１８と払出し位置の間で保持手段２８を昇降する機能を備えた駆動機構６９とを備えている。
【００３８】
図５、図８に示すように、カバー手段３０は、保持手段２８の上側に配置され、複数本（本実施の形態では４本）のガイド部材７０によって保持手段２８に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板７１と、各ガイド部材７０に装着されて上遮蔽板７１を下方に付勢するバネ７２と、上遮蔽板７１の周囲に設けられ内側にシリコンウェハ１１が嵌入可能な側壁材７３とを有している。ここで、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入した際、側壁材７３とシリコンウェハ１１の端面との間には、例えば０．０５〜０．１５ｍｍの隙間が形成されるように、側壁材７３は、締結部材の一例であるボルト７４を用いて上遮蔽板７１の周囲に固定されている。なお、上遮蔽板７１の中央部には、補強部材４５が貫通可能な寸法の挿通孔が設けられ、四隅側には貫通孔７５がそれそれ形成されている。
【００３９】
図７、図８に示すように、吸引機構４１のねじ孔５９が形成されている各領域５５、５６、５７、５８には、それぞれ周囲にＯリング７６を収容するＯリング溝７７を備えた円形穴７８が形成されている。また、上部材４２には、各円形穴７８に連通し、下側（円形穴７８と連通する側）が円形穴７８と同径で上側が縮径した貫通孔７９が形成されている。更に、円形穴７８と貫通孔７９の下側で構成される空間部には円筒体８０がそれそれ装入され、円筒体８０内にはバネ７２が下部に外装されたガイド部材７０が挿入され、ガイド部材７０の上部側は貫通孔７９を貫通して、先側の縮径部８１を上部材４２の上面から突出させている。そして、各縮径部８１は、上遮蔽板７１に形成された貫通孔７９ａ内に収容され、上遮蔽板７１の上面側から挿入した締結部材の一例であるボルト８２が縮径部８１の上部にねじ込まれている。
【００４０】
このような構成とすることにより、ボルト８２をガイド部材７０の縮径部８１に上遮蔽板７１を介してねじ込むことにより、上遮蔽板７１を上部材４２の上面に当接させて取付けることができる。そして、上遮蔽板７１に取付けられた側壁材７３の下端が、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上面又は吸着テーブル１６に当接して側壁材７３が上方に押圧されると、側壁材７３が取付けられている上遮蔽板７１が上方に向けて移動し、ボルト８２を介して連結しているガイド部材７０が円筒体８０内で上方に移動する。これにより、上部材４２に対して上遮蔽板７１を上方に移動させることができる。なお、ガイド部材７０が円筒体８０内で上方に移動すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２は圧縮状態となる。このため、側壁材７３の下端が第１の払い出し場所１４の上面又は吸着テーブル１６に当接する状態が解除されると、バネ７２の圧縮状態が解放されてバネ７２が伸びるため、ガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動することにより、上遮蔽板７１が下方に付勢される。その結果、上遮蔽板７１が下方に移動し上部材４２の上面に当接することができる。
【００４１】
図９に示す第２の非接触式搬送機構２３は、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する保持手段８３と、保持手段８３の上部に固定された移動手段８４と、保持手段８３に取付けられ、保持手段８３の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段８５とを備えている。なお、移動手段８４は、シリコンウェハ１１の取り出し場所２０と第２の払い出し場所２２との間で往復移動する。ここで、保持手段８３、移動手段８４、カバー手段８５は、それぞれ第１の非接触式搬送機構１５の保持手段２８、移動手段２９、カバー手段３０と同一の構成とすることができる。このため、同一の構成部材には同一の符号を付して、詳細な説明は、省略する。
【００４２】
続いて、図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置１０を、太陽電池の製造工程において、太陽電池用のシリコンウェハ１１の一面に集電用の電極を印刷するスクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給しながら、電極印刷済のシリコンウェハ１１をスクリーン印刷機１２から取出す装置として使用する場合のシリコンウェハ１１の搬送方法について説明する。
【００４３】
図３に示すように、第１の非接触式搬送機構１５と接触式搬送機構２１を用いて、スクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給するワーク搬送方法は、第１の非接触式搬送機構１５を第１の払い出し場所１４に水平配置されたシリコンウェハ１１に接近させ、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持し、第１の払い出し場所１４から上昇して受け入れ場所１８の上方まで移動し、次いで、シリコンウェハ１１を吸引保持している第１の非接触式搬送機構１５を受け入れ場所１８で待機している吸着テーブルに向けて下降させる工程と、第１の非接触式搬送機構１５が下降を開始した後、吸着テーブル１６の吸着力が第１の非接触式搬送機構１５の吸引力より小さくなる条件で吸着テーブル１６の真空吸引を開始する工程と、第１の非接触式搬送機構１５に保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で第１の非接触式搬送機構１５に発生させた旋回流を停止して、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されていたシリコンウェハ１１を吸着テーブル１６に吸引保持させる工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００４４】
移動手段２９を操作して、保持手段２８をシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置に移動する。次いで、保持手段２８を受入れ位置からシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４に、例えば吸着固定されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら、保持手段２８の空気口３５に図示しない空気供給ホースを介して、圧縮空気を供給する。
【００４５】
供給した圧縮空気は、保持手段２８の取付け部材３６に形成された空気流入路４４を経由し空気流入部６５に流入し、空気流入部６５に連通する複数の空気路３９を介して環状空気室３７に流入する。ここで、各空気路３９の出口は、ノズル４０の傾斜側に傾いているので、環状空気室３７内には、空気路３９を介して流入させる圧縮空気により旋回流が形成される。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している空気の一部は、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から流入するので、環状溝３８内に旋回流が容易に形成される。
【００４６】
保持手段２８に圧縮空気を供給し、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段２８をシリコンウェハ１１の上面に接近させると、保持手段２８の周囲を覆う側壁材７３が上遮蔽板７１を介して保持手段２８に対して下方に付勢して設けられているので、側壁材７３の下端の高さ位置がシリコンウェハ１１の下面の高さ位置に一致した（側壁材７３の下端がシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上面に当接した）時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、吸引面４７をシリコンウェハ１１の上面に接近させることができ、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１を嵌入させることができる。
【００４７】
側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入すると、環状溝３８内に噴出した圧縮空気により、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間に旋回流が発生し、旋回流は環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する。このため、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する圧縮空気の流れによって、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間に存在する空気が吸引されて、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間内の圧力が低下する（負圧になる）。なお、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から流出した圧縮空気は、上遮蔽板７１の四隅側に形成された貫通孔７５を介して、外部に放出される。
【００４８】
その結果、吸引面４７とシリコンウェハ１１との間に吸引力が発生することになって、第１の払い出し場所１４に吸着固定されているシリコンウェハ１１に対する吸着力を解除すると、シリコンウェハ１１は吸引面４７に吸引され、シリコンウェハ１１は保持手段２８に非接触状態で吸引保持されることになる。ここで、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間には旋回流が発生しているので、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引面４７に吸引保持させると、シリコンウェハ１１には水平面内で回転しようとする力が作用する。しかし、シリコンウェハ１１は側壁材７３の内側に嵌入しているため、シリコンウェハ１１が回転しようとすると、シリコンウェハ１１の端部が側壁材７３に接触し、シリコンウェハ１１の回転が防止される。
【００４９】
シリコンウェハ１１が保持手段２８に吸引保持されると、移動手段２９を操作して、保持手段２８をシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置まで上昇させる。保持手段２８が上昇して、カバー手段３０の側壁材７３の下端が第１の払い出し場所１４の上面から離脱すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２の圧縮状態が解除される。これにより、バネ７２が伸びてガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動し（上遮蔽板７１が下方に付勢され）、上遮蔽板７１が下方に移動して上部材４２の上面に当接する。その結果、保持手段２８の上側及び周囲がカバー手段３０で覆われて、シリコンウェハ１１の保持手段２８による吸引保持の安定化が図られる。
【００５０】
保持手段２８が受入れ位置まで上昇すると、移動手段２９を更に操作して、保持手段２８を吸着テーブル１６が待機する受け入れ場所１８の上方の払出し位置に移動する。次いで、吸着テーブル１６の位置調整機構を操作して、保持手段２８の停止位置に対して、吸着テーブル１６の位置合せを行う。そして、保持手段２８を払出し位置から吸着テーブル１６に向けて下降しながら、吸着テーブル１６の通気性部材３１の下面側からの空気の吸引を開始する。保持手段２８に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が徐々に減少して、側壁材７３の下端の高さ位置が吸着テーブル１６の上面の高さ位置に一致した時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離を更に縮めて、例えば、シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離を、シリコンウェハ１１を吸着面２０に非接触状態で保持した際に形成されている隙間と同程度の距離にすることができる。
【００５１】
シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が、シリコンウェハ１１を吸着面２０に非接触状態で吸引保持した際の隙間と同程度の距離に到達した時点では、シリコンウェハ１１を吸着する吸着テーブル１６の吸着力は第１の非接触式搬送機構１５の保持手段２８による吸引力より小さいので、シリコンウェハ１１は保持手段２８に吸引保持されている。ここで、保持手段２８の空気口３５への空気の供給を停止すると、保持手段２８によるシリコンウェハ１１の吸引保持が解除され、シリコンウェハ１１は吸着テーブル１６に吸着される。ここで、シリコンウェハ１１が保持手段２８から吸着テーブル１６に受け渡される際に、シリコンウェハ１１の回転が側壁材７３により防止されているので、吸着テーブル１６上でのシリコンウェハ１１の角度位置を常に一定にして、吸着テーブル１６に吸着保持することができる。
【００５２】
図９に示すように、接触式搬送機構２１と第２の非接触式搬送機構２３を用いて、スクリーン印刷機１２からシリコンウェハ１１を取出すワーク搬送方法は、第２の非接触式搬送機構２３によるシリコンウェハ１１の吸引力より大きな吸着力で吸着テーブル１６にシリコンウェハ１１が吸着保持されるように吸着テーブル１６の吸着力を調整する工程と、第２の非接触式搬送機構２３を取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で吸着テーブルの真空吸引を停止して、吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１を第２の非接触式搬送機構２３に吸引保持する工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００５３】
移動手段８４を操作して、第２の非接触式搬送機構２３の保持手段８３をシリコンウェハ１１の取り出し場所２０の上方に移動する。次いで、保持手段８３を、取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら、保持手段８３の空気口３５に図示しない空気供給ホースを介して、圧縮空気を供給する。
【００５４】
供給した圧縮空気は、保持手段８３の取付け部材３６に形成された空気流入路４４を経由して空気流入部６に流入し、空気流入部６５に連通する複数の空気路３９を介して環状空気室３７に流入し、環状空気室３７内に圧縮空気の旋回流が形成される。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している空気の一部は、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から流入して、環状溝３８内に旋回流を形成する。
【００５５】
保持手段８３の環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段８３をシリコンウェハ１１の上面に接近させると、保持手段８３の周囲を覆う側壁材７３の下端の高さ位置がシリコンウェハ１１の下面の高さ位置に一致した（側壁材７３の下端がシリコンウェハ１１を吸着保持している吸着テーブル１６の上面に当接した）時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、吸引面４７をシリコンウェハ１１の上面に接近させることができ、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１を嵌入させることができる。
【００５６】
側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入し、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３の保持手段８３との間の距離が受渡し距離に到達すると、環状溝３８内に噴出した圧縮空気により、シリコンウェハ１１の外側上面と環状溝３８の間に旋回流が発生し、旋回流は環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回しながら流出するようになる。このため、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する圧縮空気の流れによって、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間に存在する空気が吸引されて、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間内の圧力が低下する（負圧になる）。
【００５７】
その結果、保持手段８３の吸引面４７とシリコンウェハ１１との間に吸引力が発生する。しかし、第２の非接触式搬送機構２３によるシリコンウェハ１１の吸引力は、吸着テーブル１６によるシリコンウェハ１１の吸着力より小さいので、シリコンウェハ１１は吸着テーブル１６に吸着保持されている。そこで、吸着テーブル１６に吸着固定されているシリコンウェハ１１に対する吸着力を解除すると、シリコンウェハ１１は保持手段８３の吸引面４７に吸引され、シリコンウェハ１１は保持手段８３に非接触状態で吸引保持されることになる。ここで、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間には旋回流が発生しているので、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引面４７に吸引保持させると、シリコンウェハ１１には水平面内で回転しようとする力が作用するが、シリコンウェハ１１は側壁材７３の内側に嵌入しているため、シリコンウェハ１１が回転しようとすると、シリコンウェハ１１の端部が側壁材７３に接触し、シリコンウェハ１１の回転が防止される。
【００５８】
シリコンウェハ１１が保持手段８３に吸引保持されると、移動手段８４を操作して、保持手段８３を取り出し場所２０の上方の受入れ位置まで上昇させる。保持手段８３が上昇して、カバー手段８５の側壁材７３の下端が吸着テーブル１６の上面から離脱すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２の圧縮状態が解除され、バネ７２が伸びてガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動し（上遮蔽板７１が下方に付勢され）、上遮蔽板７１が下方に移動して上部材４２の上面に当接する。その結果、保持手段８３の上側及び周囲がカバー手段８５で覆われて、シリコンウェハ１１の保持手段８３による吸引保持の安定化が図られる。
【００５９】
保持手段８３が取り出し場所２０の上方の設定された高さ位置まで上昇すると、移動手段８４を更に操作して、保持手段８３をシリコンウェハ１１の第２の払い出し場所２２の上方の第２の払出し位置に移動する。次いで、移動手段８４を操作して、保持手段８３を第２の払い出し場所２２に向けて下降し、第２の払い出し場所２２に待機している搬送台（図示せず）に接近して、保持手段８３によるシリコンウェハ１１の吸引保持を解除し搬送台にシリコンウェハ１１を受け渡す。
【００６０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００６１】
１０：ワーク搬送装置、１１：シリコンウェハ、１２：スクリーン印刷機、１３：払い出し搬送路、１４：第１の払い出し場所、１５：第１の非接触式搬送機構、１６：吸着テーブル、１７：回転台、１８：受け入れ場所、１９：印刷場所、２０：取り出し場所、２１：接触式搬送機構、２２：第２の払い出し場所、２３：第２の非接触式搬送機構、２４：搬送路、２５：第１の制御部、２６：第２の制御部、２７：制御手段、２８：保持手段、２９：移動手段、３０：カバー手段、３１：通気性部材、３２：側部材、３３：ハウジング、３４：連結部、３５：空気口、３６：取付け部材、３７：環状空気室、３８：環状溝、３９：空気路、４０：ノズル、４１：吸引機構、４２：上部材、４３：側壁部材、４４：空気流入路、４５：補強部材、４６：ボルト、４７：吸引面、４８：Ｏリング、４９：フランジ部、５０：底面、５１：第１の傾斜面、５２：第２の傾斜面、５３：凹部、５４：溝、５５、５６、５７、５８：領域、５９：ねじ孔、６０：Ｏリング、６１：Ｏリング溝、６３：貫通孔、６４：ボルト、６５：空気流入部、６６：ボルト、６７：アーム部材、６８：回動軸、６９：駆動機構、７０：ガイド部材、７１：上遮蔽板、７２：バネ、７３：側壁材、７４：ボルト、７５：貫通孔、７６：Ｏリング、７７：Ｏリング溝、７８：円形穴、７９、７９ａ：貫通孔、８０：円筒体、８１：縮径部、８２：ボルト、８３：保持手段、８４：移動手段、８５：カバー手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンウェハ等の脆い薄板状のワーク（物品）を、非接触状態で保持して搬送した後に接触状態の保持に切替えて更に搬送する又は接触状態で保持して搬送した後に非接触状態の保持に切替えて更に搬送するワーク搬送装置及びワーク搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、太陽電池の製造工程において、シリコンウェハの表裏面にそれぞれ設ける集電用の電極をスクリーン印刷により形成する場合、シリコンウェハを順次スクリーン印刷機に供給して電極を印刷すると共に、電極が印刷されたシリコンウェハをスクリーン印刷機から順次取出している。
このとき、シリコンウェハのスクリーン印刷機への供給、シリコンウェハのスクリーン印刷機からの取出しを、接触式搬送装置を用いて行う場合、接触式搬送装置に設けられたシリコンウェハ用の保持部が当接するシリコンウェハの接触部に亀裂が発生し易いという問題がある。更に、シリコンウェハをスクリーン印刷機から接触式搬送装置を用いて取出す場合、印刷された電極が乾燥する前に保持部が電極に当接すると電極が損傷を受けるため、電極が十分に乾燥するまで待機した後でなければスクリーン印刷機からシリコンウェハを取出すことができない。このため、シリコンウェハの印刷処理速度が電極の乾燥に要する時間に律速され、シリコンウェハの印刷処理を効率的に行うことができないという問題もある。
そこで、下方に開口した凹部の上部に設けたノズルから気流を噴出させ、凹部の壁面に沿って旋回させて凹部の下部に導きながら、水平配置されたシリコンウェハの上面に接近させて、凹部の周囲に設けた環状の平坦面とシリコンウェハの上面との間の隙間から気流を高速で通過させることにより凹部の静圧を低下させて（負圧にして）、シリコンウェハを吸引し非接触状態で保持する非接触保持装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−６４１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された非接触搬送装置で保持したシリコンウェハをスクリーン印刷機のワークステージに受け渡す場合、非接触搬送装置による吸引保持を停止した際にシリコンウェハが傾斜し易く、シリコンウェハの縁がスクリーン印刷機のワークステージに衝突するという問題がある。また、スクリーン印刷機のワークステージに保持されているシリコンウェハを非接触搬送装置に受け渡す場合、非接触搬送装置による吸引を開始した際にシリコンウェハが傾斜して持ち上げられ易く、シリコンウェハの縁が非接触搬送装置の吸引面に衝突するという問題がある。
【０００５】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、脆い薄板状のワークを、非接触状態で保持して搬送した後に接触状態の保持に切替えて更に搬送する又は接触状態で保持して搬送した後に非接触状態の保持に切替えて更に搬送する際の切換え時にワークの傾斜を防止することが可能なワーク搬送装置及びワーク搬送方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的に沿う第１の発明に係るワーク搬送装置は、水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際に、該吸着テーブルの真空吸引の開始及び該非接触式搬送機構の吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを有するワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構を下降させた後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始させ、前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止する。
【０００７】
第１の発明に係るワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、前記受渡し距離は０を超えｄ以下にすることが好ましい。
【０００８】
前記目的に沿う第２の発明に係るワーク搬送装置は、薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記接触式搬送機構から前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際に、該非接触式搬送機構の吸引の開始及び該接触式搬送機構の真空吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを備えたワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着させ、前記非接触式搬送機構を前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させ、前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止する。
【０００９】
第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にすることが好ましい。
【００１０】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記非接触式搬送機構は、前記ワークを非接触状態で吸引保持する保持手段と、前記保持手段の上部に固定された移動手段と、前記保持手段に取付けられ、該保持手段の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段とを備え、
前記ワークは矩形であって、
前記カバー手段は、前記保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって前記保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、前記各ガイド部材に装着されて前記上遮蔽板を下方に付勢するバネと、前記上遮蔽板の周囲に設けられ内側に前記ワークが嵌入可能な側壁材とを有し、前記保持手段に隙間を有して吸着された前記ワークの回転を防止することが好ましい。
【００１１】
第１及び第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記保持手段は、１）前記カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）該ハウジングの中央に設けられ、前記移動手段の連結部を備え、前記開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）前記ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって前記環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、前記空気口から前記環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、前記環状空気室の圧縮空気を前記環状溝に対して噴き出し、前記環状溝の内側に負圧を該環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて前記開口部に固定配置される吸引機構とを有することが好ましい。
【００１２】
第１及び第２の発明に係るワーク搬送装置において、前記ノズルは前記環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されていることが好ましい。
また、前記空気路の出口は、前記ノズルの傾斜側に傾き、前記環状空気室に旋回流を形成していることが好ましい。
【００１３】
前記目的に沿う第３の発明に係るワーク搬送方法は、水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構とを有するワーク搬送装置を使用して、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記ワークを非接触状態で吸引保持している前記非接触式搬送機構を、前記接触式搬送機構の前記吸着テーブルに向けて下降させる工程と、
前記非接触式搬送機構が下降を開始した後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始する工程と、
前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で該非接触式搬送機構に発生させた旋回流を停止して、前記非接触式搬送機構に吸引保持されていた前記ワークを前記吸着テーブルに吸引保持させる工程とを有する。
【００１４】
前記目的に沿う第４の発明に係るワーク搬送方法は、薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構とを備えたワーク搬送装置を使用して、前記吸着テーブルから前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着する工程と、
前記非接触式搬送機構を前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、
前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止して、前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークを前記非接触式搬送機構に吸引保持する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１５】
第１の発明に係るワーク搬送装置及び第３の発明に係るワーク搬送方法においては、非接触式搬送機構に保持されたワークの下面と吸着テーブルの上面との間の距離が受渡し距離に到達した時点で、ワークの下面には吸着テーブルにより非接触式搬送機構の吸引力より小さな吸着力が一様に作用しているので、非接触式搬送機構の吸引を停止すると、ワークを傾斜させることなく吸着テーブル側に移動させて吸着することができる。これにより、ワークの保持を非接触式搬送機構から接触式搬送機構に変える際に、ワークの縁が吸着テーブルに接触して破損することを防止できる。
【００１６】
第１の発明に係るワーク搬送装置において、ワークを非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、ワークの上面と非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０を超えｄ以下にする場合、非接触式搬送機構を吸着テーブルに接近させた際に、ワークと非接触式搬送機構との隙間の距離を維持して、ワークに作用する吸引力を維持することができると共に、ワークが吸着テーブルに吸着されるまでに移動する距離を短くして、ワークが吸着テーブルに接触する際の衝撃を小さくすることができる。
【００１７】
第２の発明に係るワーク搬送装置及び第４の発明に係るワーク搬送方法においては、非接触式搬送機構に保持されたワークの下面と吸着テーブルの上面との間の距離が受渡し距離に到達した時点で、ワークの上面には非接触式搬送機構により吸着テーブルの吸着力より小さな吸引力が一様に作用しているので、吸着テーブルの真空吸引を停止すると、ワークを傾斜させることなく非接触式搬送機構で吸引保持することができる。これにより、ワークの保持を接触式搬送機構から非接触式搬送機構に変える際に、ワークの縁が非接触式搬送機構に接触して破損することを防止できる。
【００１８】
第２の発明に係るワーク搬送装置において、ワークを非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、ワークの上面と非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にする場合、接触式搬送機構によりシリコンウェハを吸着保持した状態で、シリコンウェハの下面側に非接触式搬送機構による吸引力を確実に作用させることができる。
【００１９】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、非接触式搬送機構のカバー手段が、保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、各ガイド部材に装着されて上遮蔽板を下方に付勢するバネとを有するので、カバー手段を吸着テーブルに接近させて、上遮蔽板の周囲に設けられた側壁材が吸着テーブルの上面に当接すると、上遮蔽板を保持手段に対して相対的に上方に移動させながら、保持手段のみを吸着テーブルの上面に更に接近させることができる。これにより、側壁材の内側に矩形のワークを嵌入させた状態で、保持手段によりワークを非接触状態で吸引保持できる。その結果、ワークが保持手段により吸引保持される際に水平面内で回転しようとしても、矩形のワークの各辺がそれぞれ対向する側壁材に接触して回転が阻止され、ワークの方向を常に揃えて吸引保持することができる。
【００２０】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、保持手段が、１）カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）ハウジングの中央に設けられ、移動手段の連結部を備え、開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、空気口から環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、環状空気室の圧縮空気を環状溝に対して噴き出し、環状溝の内側に負圧を環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて開口部に固定配置される吸引機構とを有する場合、吸引機構を交換することで、ワークに応じた旋回流を形成することができる。
【００２１】
第１、第２の発明に係るワーク搬送装置において、ノズルが、環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されている場合、環状溝内に圧縮空気の旋回流を効率的に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の説明図である。
【図２】同ワーク搬送装置の制御手段の説明図である。
【図３】同ワーク搬送装置の第１の非接触式搬送機構の使用状態の説明図である。
【図４】第１の非接触式搬送機構の一部切欠き側断面図である。
【図５】第１の非接触式搬送機構の平面図である。
【図６】第１の非接触式搬送機構の底面図である。
【図７】（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ吸引機構の平面図、側面図である。
【図８】第１の非接触式搬送機構のガイド手段の説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置の第２の非接触式搬送機構の使用状態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置１０は、例えば、太陽電池の製造工程において、太陽電池用のシリコンウェハ１１（ワークの一例）の一面に集電用の電極を印刷するスクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給しながら、電極印刷済のシリコンウェハ１１をスクリーン印刷機１２から取出す装置である。ここで、シリコンウェハ１１は薄板状で、例えば、１辺の長さが１２０〜１６０ｍｍで角部が切り欠かれた正方形状であり、厚みは０．１５〜０．２５ｍｍである。そして、ワーク搬送装置１０は、払い出し搬送路１３を介して搬送され第１の払い出し場所１４に水平配置されているシリコンウェハ１１に向けて下降して接近し、シリコンウェハ１１の外側上面に旋回流を発生させて、シリコンウェハ１１の中央部を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持して第１の払い出し場所１４から移動する第１の非接触式搬送機構１５を有している。
【００２４】
また、ワーク搬送装置１０は、複数の吸着テーブル１６を円板状の回転台１７上に周方向に沿って等間隔に備え、回転台１７を一定角度毎に断続回転して、吸着テーブル１６を受け入れ場所１８まで移動し第１の非接触式搬送機構１５で搬送されたシリコンウェハ１１を受け取って吸着テーブル１６で真空吸引して吸着保持し、スクリーン印刷機１２の印刷場所１９まで移動して吸着保持したシリコンウェハ１１に電極が印刷された後、取り出し場所２０まで移動する接触式搬送機構２１と、取り出し場所２０に移動した吸着テーブル１７に吸着保持されたシリコンウェハ１１に向けて下降して接近し、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持して取り出し場所２０から第２の払い出し場所２２に移動し、第２の払い出し場所２２に載置する第２の非接触式搬送機構２３とを有している。なお、第２の払い出し場所２２に移動したシリコンウェハ１１は、搬送路２４を経由して次工程に送り出される。
【００２５】
接触式搬送機構２１では、取り出し場所２０でシリコンウェハ１１を第２の非接触式搬送機構２３に受け渡した吸着テーブル１７は、受け入れ場所１８に戻る。また、ひとつの吸着テーブル１６が受け入れ場所１８に存在する場合、印刷場所１９及び取り出し場所２０にも別の吸着テーブル１６がそれぞれ存在するようになっている。したがって、回転台１７を断続回転する時間間隔は、第１の非接触式搬送機構１５が第１の払い出し場所１４でシリコンウェハ１１を吸引保持して受け入れ場所１８に移動し吸着テーブル１６が吸着保持するのに要する時間、印刷場所１９でシリコンウェハ１１に電極を印刷するのに要する時間、取り出し場所２０で第２の非接触式搬送機構２３がシリコンウェハ１１を吸着保持して第２の払い出し場所２２に移動して載置するのに要する時間の中で、一番長い時間が確保されるように設定される。
【００２６】
更に、ワーク搬送装置１０は、図２に示すように、第１の非接触式搬送機構１５を受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６に向けて下降させた後、受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６の吸着力が第１の非接触式搬送機構１５がシリコンウェハ１１を吸引保持する際の吸引力より小さくなるように吸着テーブル１６の真空吸引を開始させ、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が設定された第１の受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止する第１の機能を備えた第１の制御部２５と、例えば、受け入れ場所１８から印刷場所１９に向けて吸着テーブル１６が移動したのを検知して、吸着テーブル１６がシリコンウェハ１１を吸着保持する際の吸着力を、第２の非接触式搬送機構２３の吸引力より大きな値となるまで増大させ、取り出し場所２０に吸着テーブル１６が移動した際に、吸着テーブル１６に吸着保持されたシリコンウェハ１１に向けて第２の非接触式搬送機構２３を下降させながら旋回流を発生させ、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の距離が設定された第２の受渡し距離に到達した時点で取り出し場所２０にある吸着テーブル１６の真空吸引を停止する第２の機能を備えた第２の制御部２６とを備えた制御手段２７を有している。
【００２７】
ここで、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と受け入れ場所１８にある吸着テーブル１６の上面との間の第１の受渡し距離は、第１の非接触式搬送機構１５にシリコンウェハ１１が非接触状態でそれぞれ吸引保持された際に、シリコンウェハ１１の上面と第１の非接触式搬送機構１５との間に形成される隙間の距離をｄとした場合、０を超えｄ以下の距離に設定する。また、取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されたシリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の第２の受渡し距離は、第２の非接触式搬送機構２３にシリコンウェハ１１が非接触状態でそれぞれ吸引保持された際に、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間に形成される隙間の距離をｄとした場合、０．８ｄ以上１．２ｄ以下の距離に設定する。なお、第１、第２の制御部２５、２６は、第１、第２の機能をそれぞれ発現するプログラムを、コンピュータに搭載することにより構成することができる。
【００２８】
図３に示すように、第１の非接触式搬送機構１５は、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する保持手段２８と、保持手段２８の上部に固定された移動手段２９と、保持手段２８に取付けられ、保持手段２８の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段３０とを備えている。なお、移動手段２９は、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４と、吸着テーブル１６がシリコンウェハ１１を受け取るために待機する受け入れ場所１８との間で往復移動する。
【００２９】
吸着テーブル１６は、シリコンウェハ１１の下面を吸着保持（固定）するものである。そして、吸着テーブル１６は、シリコンウェハ１１の下面側を真空吸引してシリコンウェハ１１を上面に吸着する板状の通気性部材３１と、中央部に通気性部材３１が嵌挿され、通気性部材３１の周囲側面を覆って空気の流通を防止する側部材３２と、側部材３２の下部に取付けられ、嵌挿された通気性部材３１を載置して通気性部材３１の下面側から空気を吸引する台座部材（図示せず）と、台座部材に真空ホースを介して接続する図示しない吸引手段（例えば、真空ポンプ）とを備えている。ここで、通気性部材３１は、シリコンウェハ１１を吸着した際に、シリコンウェハ１１で覆われるように、通気性部材３１の断面積はシリコンウェハ１１の断面積より若干小さく、ステンレス等の金属粉末を焼結して製造した多孔質金属、あるいは、アルミナ等のセラミック粉末を焼結して製造したポーラスセラミックスにより形成されている。
【００３０】
更に、吸着テーブル１６は、通気性部材３１の上面が水平になるように台座部材を載置し、シリコンウェハ１１を保持する保持手段２８が吸着テーブル１６の待機場所の上方に移動して停止した際に、保持手段２８の停止位置に対して、吸着テーブル１６を前後左右に移動させると共に、中心軸の回りで回転させて、保持手段２８に対して吸着テーブル１６の位置合せを行う位置調整機構（図示せず）を有している。これによって、保持手段２８を下降させて、シリコンウェハ１１を保持手段２８から吸着テーブル１６に受け渡した際に、吸着テーブル１６上でのシリコンウェハ１１の位置（水平面内の位置及び水平面内の回転角度位置）を常に一定にすることができ、スクリーン印刷機１２でシリコンウェハ１１に形成する電極のパターンを一定にすることができる。
【００３１】
図４に示すように、保持手段２８は、カバー手段３０の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジング３３と、ハウジング３３の中央に設けられ、移動手段２９の連結部３４を備え、ハウジング３３の開口部に圧縮空気を注入する空気口３５を有する取付け部材３６とを有している。更に、保持手段２８は、ハウジング３３の内壁とで周囲に環状空気室３７を形成する切欠きと、下側に開口となって環状空気室３７より半径方向内側位置に形成された環状溝３８と、空気口３５から環状空気室３７に圧縮空気を導く空気路３９と、環状空気室３７の圧縮空気を環状溝３８に対して噴き出し、環状溝３８の内側に負圧を環状溝３８の外側に正圧を発生させる複数のノズル４０とを備えてハウジング３３の開口部に固定配置される吸引機構４１を有している。
ここで、ノズル４０は、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜めに形成されている。これによって、環状溝３８の内周面に沿った方向、又はほぼ沿った方向から環状溝３８内に圧縮空気を吹込むことができ、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を効率的に形成することができる
【００３２】
ハウジング３３は、取付け部材３６が上面中央部に立設された上部材４２と、上部材４２の外周部に下方に向けて設けられた側壁部材４３とを備え、取付け部材３６には空気口３５と開口部を連通する空気流入路４４が設けられている。また、取付け部材３６の外側には、取付け部材３６を内装する補強部材４５が、締結部材の一例であるボルト４６を用いて上部材４２の上面に固定されている。
吸引機構４１の下面で環状溝３８の内側には、環状空気室３７から圧縮空気を環状溝３８に対して噴き出した際に負圧となる（シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する）吸引面４７が形成され、環状溝３８の外側には、側壁部材４３の下端とＯリング４８を介して上面が当接し、下面が吸引面４７より下方に、例えば、０．２〜０．３ｍｍ突出するフランジ部４９が設けられている。
【００３３】
図４、図６に示すように、環状溝３８は、吸引面４７に平行に形成された底面５０と、底面５０の半径方向内側及び半径方向外側にそれぞれ形成された第１、第２の傾斜面５１、５２を備え、環状溝３８の幅は、開口側が底面５０側より拡大している。
また、図４、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸引機構４１の中央には、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に固定配置した際に、取付け部材３６に形成された空気流入路４４と連通するように上側に開口し平面視して正方形の凹部５３が形成されている。そして、凹部５３の各角部からは、吸引機構４１の上側に開口し、角部の一方の辺の延長線に沿って吸引機構４１の外周側に向けて断面矩形の溝５４が延びている。
【００３４】
更に、吸引機構４１の上面において、凹部５３及び溝５４が形成されていない領域５５、５６、５７、５８には、周方向に沿って複数（本実施の形態では２）のねじ孔５９がそれぞれ形成され、各ねじ孔５９の開口の外側にはＯリング６０を収容するＯリング溝６１が形成されている。一方、上部材４２には、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に固定配置した際に、各ねじ孔５９に連通するように、上部材４２の上面側の開口部が拡径した貫通孔６３（図８参照）が設けられている。これによって、Ｏリング溝６１にＯリング６０をセットして、吸引機構４１をハウジング３３の開口部に挿入し、締結部材の一例であるボルト６４を貫通孔６３に挿入してねじ孔５９にねじ込むことにより、ハウジング３３と吸引機構４１を固着して一体化することができる。
【００３５】
以上の構成とすることによって、吸引機構４１に形成した凹部５３と、ハウジング３３の上部材４２の下面により囲まれて、空気口３５に注入した圧縮空気が流入する空気流入部６５を形成することができる。また、ハウジング３３の内壁（上部材４２の下面及び側壁部材４３の内周面）と、吸引機構４１の周囲に形成された切欠きにより囲まれて、環状溝３８と同心で環状溝３８の半径方向外側に環状空気室３７を形成することができる。更に、溝５４と上部材４２の下面により囲まれて、空気流入部６５に流入した圧縮空気ガスを環状空気室３７に流入させる複数（本実施の形態では４つ）の空気路３９を形成することができる。
【００３６】
ここで、図６、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、各空気路３９の出口は、ノズル４０の傾斜側に傾いているので、環状空気室３７内に、ノズル４０の傾斜方向に沿った方向から圧縮空気を噴出させることができ、環状空気室３７に圧縮空気の旋回流を容易に形成することができる。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している圧縮空気の一部を、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から噴出させるので、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を容易に形成することができる。
このため、保持手段２８に圧縮空気を供給し、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段２８をシリコンウェハ１１の上面に近接させると、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間に発生した旋回流を、環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回させながら流出させることができる。
【００３７】
図３〜図５に示すように、移動手段２９は、ハウジング３３の上部材４２に立設された取付け部材３６の上部に設けられた連結部３４に締結部材の一例であるボルト６６を介して先側が固定されるアーム部材６７と、アーム部材６７の基側が固定された回動軸６８と、回動軸６８を駆動させて、アーム部材６７の先側に取付けられた保持手段２８を、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置と、第１の払い出し場所１４に対向配置された吸着テーブル１６の受け入れ場所１８の上方の払出し位置との間で往復動する機能と、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４と受入れ位置の間で、又は吸着テーブル１６の受け入れ場所１８と払出し位置の間で保持手段２８を昇降する機能を備えた駆動機構６９とを備えている。
【００３８】
図５、図８に示すように、カバー手段３０は、保持手段２８の上側に配置され、複数本（本実施の形態では４本）のガイド部材７０によって保持手段２８に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板７１と、各ガイド部材７０に装着されて上遮蔽板７１を下方に付勢するバネ７２と、上遮蔽板７１の周囲に設けられ内側にシリコンウェハ１１が嵌入可能な側壁材７３とを有している。ここで、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入した際、側壁材７３とシリコンウェハ１１の端面との間には、例えば０．０５〜０．１５ｍｍの隙間が形成されるように、側壁材７３は、締結部材の一例であるボルト７４を用いて上遮蔽板７１の周囲に固定されている。なお、上遮蔽板７１の中央部には、補強部材４５が貫通可能な寸法の挿通孔が設けられ、四隅側には貫通孔７５がそれそれ形成されている。
【００３９】
図７、図８に示すように、吸引機構４１のねじ孔５９が形成されている各領域５５、５６、５７、５８には、それぞれ周囲にＯリング７６を収容するＯリング溝７７を備えた円形穴７８が形成されている。また、上部材４２には、各円形穴７８に連通し、下側（円形穴７８と連通する側）が円形穴７８と同径で上側が縮径した貫通孔７９が形成されている。更に、円形穴７８と貫通孔７９の下側で構成される空間部には円筒体８０がそれそれ装入され、円筒体８０内にはバネ７２が下部に外装されたガイド部材７０が挿入され、ガイド部材７０の上部側は貫通孔７９を貫通して、先側の縮径部８１を上部材４２の上面から突出させている。そして、各縮径部８１は、上遮蔽板７１に形成された貫通孔７９ａ内に収容され、上遮蔽板７１の上面側から挿入した締結部材の一例であるボルト８２が縮径部８１の上部にねじ込まれている。
【００４０】
このような構成とすることにより、ボルト８２をガイド部材７０の縮径部８１に上遮蔽板７１を介してねじ込むことにより、上遮蔽板７１を上部材４２の上面に当接させて取付けることができる。そして、上遮蔽板７１に取付けられた側壁材７３の下端が、シリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上面又は吸着テーブル１６に当接して側壁材７３が上方に押圧されると、側壁材７３が取付けられている上遮蔽板７１が上方に向けて移動し、ボルト８２を介して連結しているガイド部材７０が円筒体８０内で上方に移動する。これにより、上部材４２に対して上遮蔽板７１を上方に移動させることができる。なお、ガイド部材７０が円筒体８０内で上方に移動すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２は圧縮状態となる。このため、側壁材７３の下端が第１の払い出し場所１４の上面又は吸着テーブル１６に当接する状態が解除されると、バネ７２の圧縮状態が解放されてバネ７２が伸びるため、ガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動することにより、上遮蔽板７１が下方に付勢される。その結果、上遮蔽板７１が下方に移動し上部材４２の上面に当接することができる。
【００４１】
図９に示す第２の非接触式搬送機構２３は、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持する保持手段８３と、保持手段８３の上部に固定された移動手段８４と、保持手段８３に取付けられ、保持手段８３の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段８５とを備えている。なお、移動手段８４は、シリコンウェハ１１の取り出し場所２０と第２の払い出し場所２２との間で往復移動する。ここで、保持手段８３、移動手段８４、カバー手段８５は、それぞれ第１の非接触式搬送機構１５の保持手段２８、移動手段２９、カバー手段３０と同一の構成とすることができる。このため、同一の構成部材には同一の符号を付して、詳細な説明は、省略する。
【００４２】
続いて、図１に示すように、本発明の一実施の形態に係るワーク搬送装置１０を、太陽電池の製造工程において、太陽電池用のシリコンウェハ１１の一面に集電用の電極を印刷するスクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給しながら、電極印刷済のシリコンウェハ１１をスクリーン印刷機１２から取出す装置として使用する場合のシリコンウェハ１１の搬送方法について説明する。
【００４３】
図３に示すように、第１の非接触式搬送機構１５と接触式搬送機構２１を用いて、スクリーン印刷機１２にシリコンウェハ１１を供給するワーク搬送方法は、第１の非接触式搬送機構１５を第１の払い出し場所１４に水平配置されたシリコンウェハ１１に接近させ、シリコンウェハ１１の上側に旋回流を発生させ旋回流の内側を負圧にして、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引保持し、第１の払い出し場所１４から上昇して受け入れ場所１８の上方まで移動し、次いで、シリコンウェハ１１を吸引保持している第１の非接触式搬送機構１５を受け入れ場所１８で待機している吸着テーブルに向けて下降させる工程と、第１の非接触式搬送機構１５が下降を開始した後、吸着テーブル１６の吸着力が第１の非接触式搬送機構１５の吸引力より小さくなる条件で吸着テーブル１６の真空吸引を開始する工程と、第１の非接触式搬送機構１５に保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で第１の非接触式搬送機構１５に発生させた旋回流を停止して、第１の非接触式搬送機構１５に吸引保持されていたシリコンウェハ１１を吸着テーブル１６に吸引保持させる工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００４４】
移動手段２９を操作して、保持手段２８をシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置に移動する。次いで、保持手段２８を受入れ位置からシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４に、例えば吸着固定されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら、保持手段２８の空気口３５に図示しない空気供給ホースを介して、圧縮空気を供給する。
【００４５】
供給した圧縮空気は、保持手段２８の取付け部材３６に形成された空気流入路４４を経由し空気流入部６５に流入し、空気流入部６５に連通する複数の空気路３９を介して環状空気室３７に流入する。ここで、各空気路３９の出口は、ノズル４０の傾斜側に傾いているので、環状空気室３７内には、空気路３９を介して流入させる圧縮空気により旋回流が形成される。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している空気の一部は、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から流入するので、環状溝３８内に旋回流が容易に形成される。
【００４６】
保持手段２８に圧縮空気を供給し、環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段２８をシリコンウェハ１１の上面に接近させると、保持手段２８の周囲を覆う側壁材７３が上遮蔽板７１を介して保持手段２８に対して下方に付勢して設けられているので、側壁材７３の下端の高さ位置がシリコンウェハ１１の下面の高さ位置に一致した（側壁材７３の下端がシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上面に当接した）時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、吸引面４７をシリコンウェハ１１の上面に接近させることができ、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１を嵌入させることができる。
【００４７】
側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入すると、環状溝３８内に噴出した圧縮空気により、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間に旋回流が発生し、旋回流は環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する。このため、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する圧縮空気の流れによって、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間に存在する空気が吸引されて、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間内の圧力が低下する（負圧になる）。なお、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から流出した圧縮空気は、上遮蔽板７１の四隅側に形成された貫通孔７５を介して、外部に放出される。
【００４８】
その結果、吸引面４７とシリコンウェハ１１との間に吸引力が発生することになって、第１の払い出し場所１４に吸着固定されているシリコンウェハ１１に対する吸着力を解除すると、シリコンウェハ１１は吸引面４７に吸引され、シリコンウェハ１１は保持手段２８に非接触状態で吸引保持されることになる。ここで、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間には旋回流が発生しているので、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引面４７に吸引保持させると、シリコンウェハ１１には水平面内で回転しようとする力が作用する。しかし、シリコンウェハ１１は側壁材７３の内側に嵌入しているため、シリコンウェハ１１が回転しようとすると、シリコンウェハ１１の端部が側壁材７３に接触し、シリコンウェハ１１の回転が防止される。
【００４９】
シリコンウェハ１１が保持手段２８に吸引保持されると、移動手段２９を操作して、保持手段２８をシリコンウェハ１１の第１の払い出し場所１４の上方の受入れ位置まで上昇させる。保持手段２８が上昇して、カバー手段３０の側壁材７３の下端が第１の払い出し場所１４の上面から離脱すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２の圧縮状態が解除される。これにより、バネ７２が伸びてガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動し（上遮蔽板７１が下方に付勢され）、上遮蔽板７１が下方に移動して上部材４２の上面に当接する。その結果、保持手段２８の上側及び周囲がカバー手段３０で覆われて、シリコンウェハ１１の保持手段２８による吸引保持の安定化が図られる。
【００５０】
保持手段２８が受入れ位置まで上昇すると、移動手段２９を更に操作して、保持手段２８を吸着テーブル１６が待機する受け入れ場所１８の上方の払出し位置に移動する。次いで、吸着テーブル１６の位置調整機構を操作して、保持手段２８の停止位置に対して、吸着テーブル１６の位置合せを行う。そして、保持手段２８を払出し位置から吸着テーブル１６に向けて下降しながら、吸着テーブル１６の通気性部材３１の下面側からの空気の吸引を開始する。保持手段２８に吸引保持されたシリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が徐々に減少して、側壁材７３の下端の高さ位置が吸着テーブル１６の上面の高さ位置に一致した時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離を更に縮めて、例えば、シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離を、シリコンウェハ１１を吸着面２０に非接触状態で保持した際に形成されている隙間と同程度の距離にすることができる。
【００５１】
シリコンウェハ１１の下面と吸着テーブル１６の上面との間の距離が、シリコンウェハ１１を吸着面２０に非接触状態で吸引保持した際の隙間と同程度の距離に到達した時点では、シリコンウェハ１１を吸着する吸着テーブル１６の吸着力は第１の非接触式搬送機構１５の保持手段２８による吸引力より小さいので、シリコンウェハ１１は保持手段２８に吸引保持されている。ここで、保持手段２８の空気口３５への空気の供給を停止すると、保持手段２８によるシリコンウェハ１１の吸引保持が解除され、シリコンウェハ１１は吸着テーブル１６に吸着される。ここで、シリコンウェハ１１が保持手段２８から吸着テーブル１６に受け渡される際に、シリコンウェハ１１の回転が側壁材７３により防止されているので、吸着テーブル１６上でのシリコンウェハ１１の角度位置を常に一定にして、吸着テーブル１６に吸着保持することができる。
【００５２】
図９に示すように、接触式搬送機構２１と第２の非接触式搬送機構２３を用いて、スクリーン印刷機１２からシリコンウェハ１１を取出すワーク搬送方法は、第２の非接触式搬送機構２３によるシリコンウェハ１１の吸引力より大きな吸着力で吸着テーブル１６にシリコンウェハ１１が吸着保持されるように吸着テーブル１６の吸着力を調整する工程と、第２の非接触式搬送機構２３を取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で吸着テーブルの真空吸引を停止して、吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１を第２の非接触式搬送機構２３に吸引保持する工程とを有している。以下、詳細に説明する。
【００５３】
移動手段８４を操作して、第２の非接触式搬送機構２３の保持手段８３をシリコンウェハ１１の取り出し場所２０の上方に移動する。次いで、保持手段８３を、取り出し場所２０にある吸着テーブル１６に吸着保持されているシリコンウェハ１１に向けて下降させながら、保持手段８３の空気口３５に図示しない空気供給ホースを介して、圧縮空気を供給する。
【００５４】
供給した圧縮空気は、保持手段８３の取付け部材３６に形成された空気流入路４４を経由して空気流入部６に流入し、空気流入部６５に連通する複数の空気路３９を介して環状空気室３７に流入し、環状空気室３７内に圧縮空気の旋回流が形成される。そして、環状空気室３７内で旋回流を形成している空気の一部は、ノズル４０を介して環状溝３８内に、環状溝３８の半径線に対して直角も含む斜め方向から流入して、環状溝３８内に旋回流を形成する。
【００５５】
保持手段８３の環状溝３８内に圧縮空気の旋回流を形成させながら、保持手段８３をシリコンウェハ１１の上面に接近させると、保持手段８３の周囲を覆う側壁材７３の下端の高さ位置がシリコンウェハ１１の下面の高さ位置に一致した（側壁材７３の下端がシリコンウェハ１１を吸着保持している吸着テーブル１６の上面に当接した）時点で、側壁材７３を上方向に移動させながら、吸引面４７をシリコンウェハ１１の上面に接近させることができ、上遮蔽板７１の周囲に設けられた側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１を嵌入させることができる。
【００５６】
側壁材７３の内側にシリコンウェハ１１が嵌入し、シリコンウェハ１１の上面と第２の非接触式搬送機構２３の保持手段８３との間の距離が受渡し距離に到達すると、環状溝３８内に噴出した圧縮空気により、シリコンウェハ１１の外側上面と環状溝３８の間に旋回流が発生し、旋回流は環状溝３８の第２の傾斜面５２の外周部とシリコンウェハ１１の外周部との間に形成される隙間から、半径方向外側へ向けて旋回しながら流出するようになる。このため、第２の傾斜面５２とシリコンウェハ１１との間の隙間から半径方向外側へ向けて旋回しながら流出する圧縮空気の流れによって、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間に存在する空気が吸引されて、吸引面４７とシリコンウェハ１１の上面との間の隙間内の圧力が低下する（負圧になる）。
【００５７】
その結果、保持手段８３の吸引面４７とシリコンウェハ１１との間に吸引力が発生する。しかし、第２の非接触式搬送機構２３によるシリコンウェハ１１の吸引力は、吸着テーブル１６によるシリコンウェハ１１の吸着力より小さいので、シリコンウェハ１１は吸着テーブル１６に吸着保持されている。そこで、吸着テーブル１６に吸着固定されているシリコンウェハ１１に対する吸着力を解除すると、シリコンウェハ１１は保持手段８３の吸引面４７に吸引され、シリコンウェハ１１は保持手段８３に非接触状態で吸引保持されることになる。ここで、シリコンウェハ１１の上側と環状溝３８の間には旋回流が発生しているので、シリコンウェハ１１を非接触状態で吸引面４７に吸引保持させると、シリコンウェハ１１には水平面内で回転しようとする力が作用するが、シリコンウェハ１１は側壁材７３の内側に嵌入しているため、シリコンウェハ１１が回転しようとすると、シリコンウェハ１１の端部が側壁材７３に接触し、シリコンウェハ１１の回転が防止される。
【００５８】
シリコンウェハ１１が保持手段８３に吸引保持されると、移動手段８４を操作して、保持手段８３を取り出し場所２０の上方の受入れ位置まで上昇させる。保持手段８３が上昇して、カバー手段８５の側壁材７３の下端が吸着テーブル１６の上面から離脱すると、ガイド部材７０に外装されたバネ７２の圧縮状態が解除され、バネ７２が伸びてガイド部材７０が円筒体８０内で下方に移動し（上遮蔽板７１が下方に付勢され）、上遮蔽板７１が下方に移動して上部材４２の上面に当接する。その結果、保持手段８３の上側及び周囲がカバー手段８５で覆われて、シリコンウェハ１１の保持手段８３による吸引保持の安定化が図られる。
【００５９】
保持手段８３が取り出し場所２０の上方の設定された高さ位置まで上昇すると、移動手段８４を更に操作して、保持手段８３をシリコンウェハ１１の第２の払い出し場所２２の上方の第２の払出し位置に移動する。次いで、移動手段８４を操作して、保持手段８３を第２の払い出し場所２２に向けて下降し、第２の払い出し場所２２に待機している搬送台（図示せず）に接近して、保持手段８３によるシリコンウェハ１１の吸引保持を解除し搬送台にシリコンウェハ１１を受け渡す。
【００６０】
以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載した構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。
【符号の説明】
【００６１】
１０：ワーク搬送装置、１１：シリコンウェハ、１２：スクリーン印刷機、１３：払い出し搬送路、１４：第１の払い出し場所、１５：第１の非接触式搬送機構、１６：吸着テーブル、１７：回転台、１８：受け入れ場所、１９：印刷場所、２０：取り出し場所、２１：接触式搬送機構、２２：第２の払い出し場所、２３：第２の非接触式搬送機構、２４：搬送路、２５：第１の制御部、２６：第２の制御部、２７：制御手段、２８：保持手段、２９：移動手段、３０：カバー手段、３１：通気性部材、３２：側部材、３３：ハウジング、３４：連結部、３５：空気口、３６：取付け部材、３７：環状空気室、３８：環状溝、３９：空気路、４０：ノズル、４１：吸引機構、４２：上部材、４３：側壁部材、４４：空気流入路、４５：補強部材、４６：ボルト、４７：吸引面、４８：Ｏリング、４９：フランジ部、５０：底面、５１：第１の傾斜面、５２：第２の傾斜面、５３：凹部、５４：溝、５５、５６、５７、５８：領域、５９：ねじ孔、６０：Ｏリング、６１：Ｏリング溝、６３：貫通孔、６４：ボルト、６５：空気流入部、６６：ボルト、６７：アーム部材、６８：回動軸、６９：駆動機構、７０：ガイド部材、７１：上遮蔽板、７２：バネ、７３：側壁材、７４：ボルト、７５：貫通孔、７６：Ｏリング、７７：Ｏリング溝、７８：円形穴、７９、７９ａ：貫通孔、８０：円筒体、８１：縮径部、８２：ボルト、８３：保持手段、８４：移動手段、８５：カバー手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際に、該吸着テーブルの真空吸引の開始及び該非接触式搬送機構の吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを有するワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構を下降させた後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始させ、前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、前記受渡し距離は０を超えｄ以下にすることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記接触式搬送機構から前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際に、該非接触式搬送機構の吸引の開始及び該接触式搬送機構の真空吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを備えたワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着させ、前記非接触式搬送機構を前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させ、前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項３記載のワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にすることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置において、前記非接触式搬送機構は、前記ワークを非接触状態で吸引保持する保持手段と、前記保持手段の上部に固定された移動手段と、前記保持手段に取付けられ、該保持手段の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段とを備え、
前記ワークは矩形であって、
前記カバー手段は、前記保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって前記保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、前記各ガイド部材に装着されて前記上遮蔽板を下方に付勢するバネと、前記上遮蔽板の周囲に設けられ内側に前記ワークが嵌入可能な側壁材とを有し、前記保持手段に隙間を有して吸着された前記ワークの回転を防止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項６】
請求項５記載のワーク搬送装置において、前記保持手段は、１）前記カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）該ハウジングの中央に設けられ、前記移動手段の連結部を備え、前記開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）前記ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって前記環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、前記空気口から前記環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、前記環状空気室の圧縮空気を前記環状溝に対して噴き出し、前記環状溝の内側に負圧を該環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて前記開口部に固定配置される吸引機構とを有することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項７】
請求項６記載のワーク搬送装置において、前記ノズルは前記環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載のワーク搬送装置において、前記空気路の出口は前記ノズルの傾斜側に傾き、前記環状空気室に旋回流を形成していることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項９】
水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構とを有するワーク搬送装置を使用して、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記ワークを非接触状態で吸引保持している前記非接触式搬送機構を、前記接触式搬送機構の前記吸着テーブルに向けて下降させる工程と、
前記非接触式搬送機構が下降を開始した後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始する工程と、
前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で該非接触式搬送機構に発生させた旋回流を停止して、前記非接触式搬送機構に吸引保持されていた前記ワークを前記吸着テーブルに吸引保持させる工程とを有することを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項１０】
薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構とを備えたワーク搬送装置を使用して、前記吸着テーブルから前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着する工程と、
前記非接触式搬送機構を前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、
前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止して、前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークを前記非接触式搬送機構に吸引保持する工程とを有することを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項１】
水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際に、該吸着テーブルの真空吸引の開始及び該非接触式搬送機構の吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを有するワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構を下降させた後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始させ、前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で旋回流を停止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項２】
請求項１記載のワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、前記受渡し距離は０を超えｄ以下にすることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項３】
薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記接触式搬送機構から前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際に、該非接触式搬送機構の吸引の開始及び該接触式搬送機構の真空吸引の停止のタイミングをそれぞれ制御する制御手段とを備えたワーク搬送装置であって、
前記制御手段は、前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着させ、前記非接触式搬送機構を前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させ、前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項４】
請求項３記載のワーク搬送装置において、前記ワークを前記非接触式搬送機構に非接触状態で吸引保持した際に、該ワークの上面と該非接触式搬送機構との間に形成される距離をｄとして、受渡し距離を０．８ｄ以上１．２ｄ以下にすることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のワーク搬送装置において、前記非接触式搬送機構は、前記ワークを非接触状態で吸引保持する保持手段と、前記保持手段の上部に固定された移動手段と、前記保持手段に取付けられ、該保持手段の上側及び周囲を覆って下方に開口したカバー手段とを備え、
前記ワークは矩形であって、
前記カバー手段は、前記保持手段の上側に配置され、複数本のガイド部材によって前記保持手段に対して上下動可能に設けられ、平面視して矩形の上遮蔽板と、前記各ガイド部材に装着されて前記上遮蔽板を下方に付勢するバネと、前記上遮蔽板の周囲に設けられ内側に前記ワークが嵌入可能な側壁材とを有し、前記保持手段に隙間を有して吸着された前記ワークの回転を防止することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項６】
請求項５記載のワーク搬送装置において、前記保持手段は、１）前記カバー手段の内側に隙間を有して配置され、下部中央には円形の開口部を備えたハウジングと、２）該ハウジングの中央に設けられ、前記移動手段の連結部を備え、前記開口部に圧縮空気を注入する空気口を有する取付け部材と、３）前記ハウジングの内壁とで周囲に環状空気室を形成する切欠きと、下側に開口となって前記環状空気室より半径方向内側位置に形成された環状溝と、前記空気口から前記環状空気室に圧縮空気を導く空気路と、前記環状空気室の圧縮空気を前記環状溝に対して噴き出し、前記環状溝の内側に負圧を該環状溝の外側に正圧を発生させる複数のノズルとを備えて前記開口部に固定配置される吸引機構とを有することを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項７】
請求項６記載のワーク搬送装置において、前記ノズルは前記環状溝の半径線に対して直角も含む斜めに形成されていることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項８】
請求項６又は７記載のワーク搬送装置において、前記空気路の出口は前記ノズルの傾斜側に傾き、前記環状空気室に旋回流を形成していることを特徴とするワーク搬送装置。
【請求項９】
水平配置された薄板状のワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構と、前記非接触式搬送機構から受け取った前記ワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構とを有するワーク搬送装置を使用して、前記非接触式搬送機構から前記吸着テーブルに前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記ワークを非接触状態で吸引保持している前記非接触式搬送機構を、前記接触式搬送機構の前記吸着テーブルに向けて下降させる工程と、
前記非接触式搬送機構が下降を開始した後、前記吸着テーブルの吸着力が前記非接触式搬送機構の吸引力より小さくなる条件で該吸着テーブルの真空吸引を開始する工程と、
前記非接触式搬送機構に保持された前記ワークの下面と前記吸着テーブルの上面との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で該非接触式搬送機構に発生させた旋回流を停止して、前記非接触式搬送機構に吸引保持されていた前記ワークを前記吸着テーブルに吸引保持させる工程とを有することを特徴とするワーク搬送方法。
【請求項１０】
薄板状のワークを真空吸引により吸着保持して移動する吸着テーブルを備えた接触式搬送機構と、前記吸着テーブルに吸着保持された前記ワークに向けて下降して接近し、該ワークの上側に旋回流を発生させて旋回流の内側を負圧にして、該ワークを非接触状態で吸引保持して搬送する非接触式搬送機構とを備えたワーク搬送装置を使用して、前記吸着テーブルから前記非接触式搬送機構に前記ワークを受け渡す際のワーク搬送方法であって、
前記非接触式搬送機構の吸引力より大きな吸着力で前記吸着テーブルに予め前記ワークを吸着する工程と、
前記非接触式搬送機構を前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークに向けて下降させながら旋回流を発生させる工程と、
前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークの上面と前記非接触式搬送機構との間の距離が設定された受渡し距離に到達した時点で前記吸着テーブルの真空吸引を停止して、前記吸着テーブルに吸着保持されている前記ワークを前記非接触式搬送機構に吸引保持する工程とを有することを特徴とするワーク搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
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【図６】
【図７】
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【公開番号】特開２０１２−３０９４１（Ｐ２０１２−３０９４１Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７２４５８（Ｐ２０１０−１７２４５８）
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２２年６月３０日〜７月２日 ＳＥＭＩジャパン、一般社団法人太陽光発電協会共同主催の「ＰＶＪａｐａｎ ２０１０」に出品
【出願人】（５９７１６８２２８）日本ファインテック株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月３０日（２０１０．７．３０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 平成２２年６月３０日〜７月２日 ＳＥＭＩジャパン、一般社団法人太陽光発電協会共同主催の「ＰＶＪａｐａｎ ２０１０」に出品
【出願人】（５９７１６８２２８）日本ファインテック株式会社 (7)
【Ｆターム（参考）】
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