基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置
【課題】一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることが可能で、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止でき、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことが可能な基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置を提供する。
【解決手段】加熱ステージ１０には、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを、ロボットアーム３の移動方向に沿って直列に並べて配置し、加熱ステージには、ガラス基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されてロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、ロボットアームの温度上昇過程でガラス基板を同じ温度にてロボットアームに受け渡しするために、ガラス基板のロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームのフォーク１６の先端１６ａ側で先に行いかつ基端１６ｂ側で後に行うための、昇降手段制御装置を備えた。
【解決手段】加熱ステージ１０には、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを、ロボットアーム３の移動方向に沿って直列に並べて配置し、加熱ステージには、ガラス基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されてロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、ロボットアームの温度上昇過程でガラス基板を同じ温度にてロボットアームに受け渡しするために、ガラス基板のロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームのフォーク１６の先端１６ａ側で先に行いかつ基端１６ｂ側で後に行うための、昇降手段制御装置を備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることが可能で、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止でき、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことが可能な基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種基板を搬送しつつ、乾燥処理したり熱処理する処理設備では、処理にムラが生じることを防止するために、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１の「レジスト液塗布処理装置」は、基板裏面と他の部材との接触によって生じる接触転写ムラ、乾燥ムラをなくすことができるレジスト液塗布処理装置を提供することを課題とし、レジスト液が表面に塗布された基板を減圧乾燥する減圧乾燥機と、前記減圧乾燥された基板を加熱して前記レジスト液を固化させるベーキング装置と、減圧乾燥機と前記ベーキング装置の間で基板を搬送する搬送ロボットを備えるレジスト液塗布処理装置である。前記搬送ロボットは、前記基板を下側から載置した状態に支持する搬送ハンドが、ハンド本体と、前記基板と前記ハンド本体との間を断熱する断熱部と、前記断熱部よりも熱伝導率が高い材料で構成され基板を支持する突起を有するハンド表面部とが、積層状態に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６６６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板には、プラズマディスプレイパネルに用いられる大型で厚みのあるものから、携帯端末（例えば、スマートフォンなど）のタッチパネル等に用いられる小型極薄のものがある。
【０００５】
大量生産する場合、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板では、約２ｍ×２ｍのような大きなサイズのものに加工処理を施してから、必要な小さなサイズに切り取る手法が採用されている。これに対し、タッチパネル用のガラス基板は、携帯性に優れるように軽さが追求され、その厚さは、プラズマディスプレイパネル用が約２ｍｍであるのに対し、約０．２ｍｍという薄さであり、このため、強度が弱く、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板とは異なり、大きなサイズで取り扱うことが難しい。
【０００６】
従って、携帯端末用のガラス基板を効率よく大量生産するには、薄型のガラス基板を複数、同時に搬送し処理することが求められる。大量生産における設備の自動化を考慮すれば、搬送作業は、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板を取り扱う場合と同様に、ロボットアームを利用することが好ましい。
【０００７】
一度に複数のガラス基板を一つのロボットアームで搬送する場合、ガラス基板に施した各種処理にムラが生じるおそれがあるという課題があった。
【０００８】
具体的には、高温雰囲気の加熱ステージで加熱処理した後の複数のガラス基板を一つのロボットアームで取り扱う場合、ロボットアームは通常、常温状態であって、ガラス基板を受け取るために高温雰囲気の加熱ステージへ進入する段階で加熱される。加熱ステージへ先行して進入するロボットアームの先端側は早いタイミングで暖められて昇温し始め、その後、後から後行して進入する基端側が遅いタイミングで暖められて昇温し始める。
【０００９】
ロボットアームの先端側と基端側とで異なる温度であるにも拘わらず、ロボットアームが複数のガラス基板を同時に受け取ってしまうと、先端側のガラス基板は温度の高いロボットアーム部分に、基端側のガラス基板は温度の低いロボットアーム部分に受け渡されることとなり、これら先端側と基端側のガラス基板で温度履歴に差が生じてしまい、不均一な仕上がりになってしまうという課題があった。
【００１０】
また、その場合、ロボットアーム全体の温度が一定温度に収斂するのを待ってからガラス基板を受け渡すのでは、搬送に時間がかかってしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることが可能で、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止でき、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことが可能な基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置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】
【００１２】
本発明にかかる基板の搬送装置は、製造ラインに備えられる加熱ステージで、上昇された基板の下に進入し、該基板が下降されることでこれを受け取り、その後、後退して当該基板を次のステージへ搬送する水平方向に移動可能なロボットアームを有し、該ロボットアームが、その先端側と基端側との間で、該加熱ステージへ先行して進入する先端側よりも後行して進入する基端側が遅いタイミングで昇温する習性のある基板の搬送装置であって、上記加熱ステージには、複数の上記基板を、上記ロボットアームの移動方向に沿って直列に並べて配置し、上記加熱ステージには、これら基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されて上記ロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、上記ロボットアームの温度上昇過程で複数の上記基板を同じ温度にて該ロボットアームに受け渡しするために、これら基板の該ロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームの先端側で先に行いかつ基端側で後に行うための、タイミング調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記昇降手段は、これら基板それぞれを、個別に同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ個別に下降されて前記ロボットアームに受け渡すように複数設けられ、
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側に位置する前記昇降手段よりも、前記ロボットアームの基端側に位置する前記昇降手段を遅く下降させる昇降手段制御装置であることを特徴とする。
【００１４】
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側上面よりも、該ロボットアームの基端側上面を前記基板から離隔させるために、該ロボットアームに、基端側上面から先端側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させて設けられた傾斜面であることを特徴とする。
【００１５】
前記ロボットアームは、すべての前記基板を搭載したときの重量で前記傾斜面がおおよそ水平となるように撓む習性を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る基板の加工装置は、上記基板の搬送装置を備え、上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第１ハンドリングロボットと、該第１ハンドリングロボットにより搬送される上記基板を２枚一組で塗工処理する塗装ステージと、上記第１ハンドリングロボットにより上記塗装ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージと、該真空乾燥ステージで真空乾燥処理された後の上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第２ハンドリングロボットと、該第２ハンドリングロボットにより上記真空乾燥ステージから搬送される２枚一組の基板に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージと、上記第２ハンドリングロボットにより上記加熱ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し冷却処理を施す冷却ステージとから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置にあっては、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることができ、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止できて、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板を加工する基板の加工装置の製造ラインの構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る基板の搬送装置に備えられるロボットアームに受け渡される複数の基板の配列を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る基板の搬送装置の第１実施形態であって、ロボットアームが複数の基板を受け取る手順を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る基板の搬送装置の第２実施形態であって、ロボットアームが複数の基板を受け取る手順を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板を加工する基板の加工装置の他の製造ラインの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図３には、第１実施形態にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置が示されている。
【００２０】
図１は、第１実施形態にかかる基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板１を加工する基板の加工装置の製造ライン２の構成を示す概略図、図２は、第１実施形態にかかるガラス基板の搬送装置に備えられるロボットアーム３に受け渡される２枚のガラス基板１ａ，１ｂの配列を説明する説明図、図３は、第１実施形態にかかるガラス基板の搬送装置に備えられるロボットアーム３が２枚のガラス基板１ａ，１ｂを受け取る手順を説明する説明図である。
【００２１】
図１の基板の加工装置の製造ライン２は、タッチパネル式携帯端末用のガラス基板１を一枚ずつ搬入する搬入コンベア４と、搬入コンベア４に面して設けられ、搬入コンベア４で搬入されるガラス基板１を２枚（１ａ，１ｂ）で一組とするカップリングステージ５と、カップリングステージ５に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で取り扱う第１ハンドリングロボット６と、第１ハンドリングロボット６の左側に設けられ、ガラス基板１を２枚一組で塗工処理する塗装ステージ７と、第１ハンドリングロボット６の右側に設けられ、塗装ステージ７で塗工処理された２枚一組のガラス基板１に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージ８と、真空乾燥ステージ８に面して設けられ、第１ハンドリングロボット６と同様に、ガラス基板１を２枚一組で取り扱う第２ハンドリングロボット９と、第２ハンドリングロボット９を挟んで真空乾燥ステージ８の反対側に設けられ、真空乾燥ステージ８で乾燥処理された２枚一組のガラス基板１に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージ１０と、第２ハンドリングロボット９に面して設けられ、２枚一組のガラス基板１に対し冷却処理を施すと同時に、２枚一組のガラス基板１の取り扱いを一枚一枚に分けるための冷却・分離ステージ１１と、冷却・分離ステージ１１に面して設けられ、ガラス基板１を一枚ずつ搬出する搬出コンベア１２とから構成される。
【００２２】
すべてのステージ５，７，８，１０，１１には基本的に、ガラス基板１をハンドリングロボット６，９で取り扱うことができるように、ガラス基板１を持ち上げて浮き上がらせるための昇降手段１３が設けられる（図３（ｂ）参照）。昇降手段１３は、ステージ５，７，８，１０，１１の上面から迫り上がってガラス基板１（１ａ，１ｂ）を支持し、またステージ５，７，８，１０，１１の内部へ没入する昇降ピン１３ａと、昇降ピン１３ａを上下駆動する駆動部１３ｂとから構成される。
【００２３】
ハンドリングロボット６，９は常温域に設けられ、基本的に、昇降手段１３によって上昇されたガラス基板１の下に進入し、また下降する昇降手段１３からガラス基板１を受け取り、その後、後退してガラス基板１を次ステージ（次工程）へ搬送する水平方向に移動可能なロボットアーム３が備えられる。
【００２４】
カップリングステージ５には、昇降ピン１３ａの動作を妨げない配置で、ベルトコンベア（図示せず）が設けられる。カップリングステージ５は、ベルトコンベア上が空の状態で搬入コンベア４からガラス基板１が一枚ずつ２枚搬入されると、第１ハンドリングロボット６による搬送の待ち受け状態となる。
【００２５】
冷却・分離ステージ１１には、２枚一組で取り扱って処理したガラス基板１を分けるために、カップリングステージ５と同様に、昇降ピン１３ａの動作を妨げない配置で、ベルトコンベア（図示せず）が設けられ、ベルトコンベア上に２枚のガラス基板１が載っている状態で、搬出コンベア１２へガラス基板１を一枚ずつ搬出し、空の状態で第２ハンドリングロボット９によるガラス基板１の搬送を待ち受ける。
【００２６】
ハンドリングロボット６，９は、ターンテーブル１４を備え、ターンテーブル１４上にロボットアーム３が設けられる。ターンテーブル１４の回転により、ロボットアーム３の向きが３６０°全方位で変更される。また、ロボットアーム３は上述したように、水平方向に移動可能で、前後方向の往復動作によって各ステージ５，７，８，１０，１１に向かって進入したり後退したりし、いずれかのステージ５，７，８，１０からガラス基板１を受け取って次のステージ７，８，１０，１１へ受け渡すようになっている。
【００２７】
ロボットアーム３は、ターンテーブル１４上に搭載された支持部１５と複数本のフォーク１６とから構成され、片持ち梁状に先端１６ａが迫り出したフォーク１６の基端１６ｂが支持部１５に支持される。ロボットアーム３、具体的にはフォーク１６は、金属やカーボンなど伝熱材料で形成される。ハンドリングロボット６，９は、自動制御装置（図示せず）により、製造ライン２の工程タイミングに従ってガラス基板１の受け渡し動作を行う。
【００２８】
２枚一組のガラス基板１ａ，１ｂとこれを一括して取り扱うロボットアーム３について、図２（Ａ）に示すように、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って直列に並べて配置して取り扱う仕方と、図２（Ｂ）に示すように、ロボットアーム３の移動方向Ｄと直交する方向に並列に並べて配置して取り扱う仕方の２通りが考えられる。
【００２９】
並列に配置する仕方では、横に並べて受け取られるガラス基板１ａ，１ｂの重量バランスが崩れやすく、振動を起こし、適切に搬送することができない。そこで、第１実施形態にあっては、ガラス基板１ａ，１ｂを、並列配置に対し、安定にガラス基板１ａ，１ｂを取り扱うことが可能な直列配置でロボットアーム３に受け渡すことができるように、すべてのステージ５，７，８，１０，１１でガラス基板１ａ，１ｂは、直列配置でハンドリングロボット６，９による搬送の待ち受け状態となるように設定される。図２の例では、支持部１５に設けられるロボットアーム３の水平移動用の屈伸アーム１７が示されている。
【００３０】
第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置は特に、図３に示すように、加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１へのガラス基板１ａ，１ｂの搬送に好ましく適用される。加熱ステージ１０は、ガラス基板１ａ，１ｂの加熱処理が完了し、第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３でガラス基板１ａ，１ｂを搬出する段階では、高温雰囲気となっている。なお、ターンテーブル１４の代わりに、屈伸アーム１７そのものが中心１７’で３６０°回転する構造としてもよい。
【００３１】
加熱ステージ１０へ進入し後退するロボットアーム３のフォーク１６は伝熱材料で形成されていて、当該フォーク１６の先端１６ａ側と基端１６ｂ側との間で、加熱ステージ１０へ先行して進入する先端１６ａ側よりも後行して進入する基端１６ｂ側が遅いタイミングで昇温する習性、もしくは先端１６ａ側が先に暖められ、基端１６ｂ側が後から暖められる状況がある。
【００３２】
加熱ステージ１０には、第１及び第２昇降手段１３が設けられる。これら２台の昇降手段１３は、昇降ピン１３ａを個別に上下駆動し、昇降ピン１３ａが上昇して２枚のガラス基板１ａ，１ｂそれぞれを個別に同じ高さに持ち上げ、かつ下降してこれらガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３に受け渡す。
【００３３】
上述したように、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並べて配置するようにしたので、これら２台の昇降手段１３も、ガラス基板１ａ，１ｂの配置に合わせて、ロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並設される。他のステージ５，７，８，１１についても、加熱ステージ１０と同じ態様で昇降手段１３を２台設けるようにしても良いことはもちろんである。
【００３４】
加熱ステージ１０の２台の昇降手段１３には、これらの昇降ピン１３ａの下降タイミングを制御して、各ガラス基板１ａ，１ｂのロボットアーム３への受け渡しタイミングを調整するために、タイミング調整手段としての昇降手段制御装置１８が接続される。
【００３５】
具体的には、昇降手段制御装置１８は、フォーク１６の先端１６ａ側に位置する第１昇降手段１３の昇降ピン１３ａよりも、フォーク１６の基端１６ｂ側に位置する第２昇降手段１３の昇降ピン１３ａを遅く下降させる。言い換えれば、ガラス基板１ａ，１ｂのロボットアーム３への受け渡しタイミングを、フォーク１６の先端１６ａ側で早くし（先に受け渡しを行い）基端１６ｂ側で遅くする（後に受け渡しを行う）。
【００３６】
常温域にあるロボットアーム３は、高温雰囲気の加熱ステージ１０に移動してガラス基板１ａ，１ｂの下に進入するとき、先端１６ａ側が早く暖まり、基端１６ｂ側が遅く暖まる傾向にあるので、高温雰囲気によるロボットアーム３の温度上昇過程で、フォーク１６の先端１６ａ側で受け渡しを早くし、基端１６ｂ側については、基端１６ｂ側の温度が先端１６ａ側の温度に追いつく遅いタイミングで受け渡しを行うようにして、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを同じ温度にてロボットアーム３へ受け渡しするようになっている。
【００３７】
受け渡しタイミングは、フォーク１６の基端１６ｂ側の温度が先端１６ａ側の温度と同じになるタイミングに設定され、この受け渡しタイミングは詳細には、フォーク１６の伝熱係数と２枚のガラス基板１ａ，１ｂの距離に基づき、実機で試験を実施することで容易に求めることができる。簡略的には、ロボットアーム３が基端１６ｂ側のガラス基板１ｂから先端１６ａ側のガラス基板１ａに達するのに要する時間だけ、第２昇降手段１３による受け渡しタイミングを遅くすればよい。
【００３８】
次に第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置の作用について説明する。ガラス基板１に対する各種加工処理を実行する基板の加工装置は、上述した通りである（図１参照）。
【００３９】
図３（ａ）に示すように加熱ステージ１０では、ガラス基板１ａ，１ｂの加熱処理を完了した後、高温雰囲気が滞留している。ガラス基板１ａ，１ｂを加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１に搬送する際、第１及び第２昇降手段１３の各駆動部１３ｂは図３（ｂ）に示すように、昇降ピン１３ａを上昇させ、ガラス基板１ａ，１ｂを同じ高さに持ち上げる。昇降ピン１３ａの上昇動作は、同じタイミングであっても、異なるタイミングであってもよい。
【００４０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３は加熱ステージ１０に向かって移動し、先端１６ａ側からガラス基板１ａ，１ｂの下に進入していって、図３（ｄ）に示すように、先端１６ａ側から基端１６ｂ側にわたって、ガラス基板１ａ，１ｂの下に位置して移動を停止する。
【００４１】
この際、先行して進入するフォーク１６の先端１６ａ側が先に昇温し始め、後行して進入する基端１６ｂ側が後から遅いタイミングで昇温し始める。従って、ロボットアーム３のフォーク１６はガラス基板１ａ，１ｂ下に進入した直後の時点では、先端１６ａ側の温度が高く基端１６ｂ側の温度が低くて、不均一な昇温状態にある。
【００４２】
フォーク１６のこのような温度上昇過程において、昇降手段制御装置１８には、先端１６ａ側でガラス基板１ａを受け渡しするときの先端１６ａ側温度に基端１６ｂ側温度が追いつくタイミングが設定されていて、昇降手段制御装置１８はまず、図３（ｅ）に示すように、フォーク１６の先端１６ａ側に位置するガラス基板１ａを持ち上げている第１昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降する。
【００４３】
その後、基端１６ｂ側が先端１６ａ側と同じ温度になるタイミングで、図３（ｆ）に示すように、フォーク１６の基端１６ｂ側に位置するガラス基板１ｂを持ち上げている第２昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降する。これにより、２枚のガラス基板１ａ，１ｂは、先端１６ａ側及び基端１６ｂ側共に、同じ温度に昇温したフォーク１６に受け渡されることになる。
【００４４】
以上説明した第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置にあっては、先端１６ａ側のガラス基板１ａの受け渡し時における先端１６ａ側の温度に基端１６ｂ側の温度が等しくなったタイミングで基端１６ｂ側のガラス基板１ｂを受け渡すようにしていて、一度に２枚のガラス基板１ａ，１ｂを一つのロボットアーム３で搬送する場合であっても、各ガラス基板１ａ，１ｂの温度履歴を同じにすることができ、ガラス基板１ａ，１ｂ同士の間で温度ムラが発生することを防止できて、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを均一に仕上げることができる。
【００４５】
また、加熱ステージ１０の高温雰囲気で暖められるフォーク１６が先端１６ａから基端１６ｂにわたり同じ一定温度に収斂するまで待ってからガラス基板１ａ，１ｂを受け渡すのでは、搬送に時間がかかってしまうが、第１実施形態にあっては、ロボットアーム３の温度上昇過程で受け渡しを行うことができるので、ガラス基板１ａ，１ｂの搬送を迅速に行うことができ、高い生産効率を確保することができる。
【００４６】
さらに、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並べて配置するようにしたので、並列配置する場合に比べて、ロボットアーム３は安定にガラス基板１ａ，１ｂを受け取って搬送することができる。
【００４７】
図４には、本発明に係るガラス基板の搬送装置の第２実施形態が示されている。第２実施形態は、個別に作動される第１及び第２の昇降手段１３に代えて、同時に作動される２台の昇降手段１３もしくは２枚のガラス基板１ａ，１ｂを単一の昇降手段１３で取り扱うことができるように構成されている。
【００４８】
第２実施形態のタイミング調整手段は、ロボットアーム３のフォーク１６の先端１６ａ側上面よりも、フォーク１６の基端１６ｂ側上面をガラス基板１ａ，１ｂから離隔させるために、フォーク１６に、基端１６ｂ側上面から先端１６ａ側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させた傾斜面１９を設けて構成される。
【００４９】
このように先端１６ａ側及び基端１６ｂ側においてガラス基板１ａ，１ｂに対するフォーク１６の上面、すなわち受け取り面の距離を異ならせることによって、昇降ピン１３ａを同時に下降させても、各ガラス基板１ａ，１ｂの受け渡しタイミングを異ならせることができる。傾斜面１９の傾斜角度は、基端１６ｂ側でのガラス基板１ｂの受け渡しが先端１６ａ側でのガラス基板１ａの受け渡しよりも、上記第１実施形態の昇降手段制御装置１８で説明した遅いタイミングとなるように設定される。
【００５０】
ロボットアーム３のフォーク１６は、上述したように片持ち梁状であって、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを搭載したときの重量で傾斜面１９がおおよそ水平となるように撓む習性の素材で構成される（図４中、矢印Ｘ参照）。
【００５１】
第２実施形態に係るガラス基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置の作用について説明すると、図４（ａ）に示すようにガラス基板１ａ，１ｂを加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１に搬送する際、昇降手段１３の駆動部１３ｂは昇降ピン１３ａを上昇させ、ガラス基板１ａ，１ｂを同じ高さに持ち上げる。第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３は加熱ステージ１０に向かって移動し、先端１６ａ側からガラス基板１ａ，１ｂの下に進入していって、先端１６ａ側から基端１６ｂ側にわたって、ガラス基板１ａ，１ｂの下に位置して移動を停止する。
【００５２】
この際、先行して進入するフォーク１６の先端１６ａ側が先に昇温し始め、後行して進入する基端１６ｂ側が後から遅いタイミングで昇温し始める。従って、フォーク１６はガラス基板１ａ，１ｂ下に進入した直後の時点では、先端１６ａ側の温度が高く基端１６ｂ側の温度が低くて、不均一な昇温状態にある。また、ロボットアーム３のフォーク１６は、これに設けた傾斜面１９により、先端１６ａ側上面が基端１６ｂ側上面よりもガラス基板１ａ，１ｂに接近している。
【００５３】
これにより、ロボットアーム３の温度上昇過程において、先端１６ａ側でガラス基板１ａを受け渡しするときの先端１６ａ側温度に基端１６ｂ側温度が追いつくタイミングが設定される。
【００５４】
その後、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを持ち上げている昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降して、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを同時に下降させる。すると、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、早いタイミングで先端１６ａ側のガラス基板１ａがロボットアーム３に受け渡され、遅いタイミングで基端１６ｂ側のガラス基板１ｂがロボットアーム３に受け渡されて、これにより、２枚のガラス基板１ａ，１ｂは、先端１６ａ側及び基端１６ｂ側共に、同じ温度に昇温しているロボットアーム３に受け渡されることになる。
【００５５】
このような第２実施形態にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。特に第２実施形態では、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを単一の昇降手段１３で取り扱うことができ、またフォーク１６に傾斜面１９を設けるだけで受け渡しのタイミングを調整することができるので、第１実施形態よりも構造が簡単であると共に、タイミング制御も容易であるという優れた作用効果を発揮する。
【００５６】
また、第２実施形態では、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを支持している昇降ピン１３ａを同時に下降させる態様なので、ロボットアーム３に昇降機構を備える場合には、昇降ピン１３ａの下降に代えて、ロボットアーム３を上昇させることによりガラス基板１ａ，１ｂの受け取りを完了することができ、多様な制御に対応させることができる。
【００５７】
さらに、ロボットアーム３のフォーク１６が、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを搭載したときの重量で傾斜面１９がおおよそ水平となるように撓む習性を有するようにしたので、傾斜面１９を設けた場合であっても、安定した水平搬送を確保することができる。
【００５８】
図５には、本実施形態に係るガラス基板の搬送装置を備えた基板の加工装置の製造ラインの他の例が示されている。
【００５９】
図５の基板の加工装置の製造ライン２０は、タッチパネル式携帯端末用のガラス基板１を向きを変えて一枚ずつ搬入する搬入用ターンテーブル２１と、搬入用ターンテーブル２１に面して設けられ、当該搬入用ターンテーブル２１から送り込まれるガラス基板１を２枚一組で搬入する搬入コンベア２２と、搬入コンベア２２に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で搬入コンベア２２から次段の塗装ステージ２３へ搬送する第１ハンドリングロボット２４と、第１ハンドリングロボット２４を挟んで搬入コンベア２２の反対側に設けられ、ガラス基板１を２枚一組で塗工処理する塗装ステージ２３と、塗装ステージ２３に面して設けられ、ガラス基板１を塗装ステージ２３から次段の真空乾燥ステージ２５へ搬送する第２ハンドリングロボット２６と、第２ハンドリングロボット２６を挟んで塗装ステージ２３の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を真空乾燥処理する真空乾燥ステージ２５と、真空乾燥ステージ２５に面して設けられ、ガラス基板１を真空乾燥ステージ２５から次段の加熱ステージ２７へ搬送する第３ハンドリングロボット２８と、第３ハンドリングロボット２８を挟んで真空乾燥ステージ２５の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を加熱処理する加熱ステージ２７と、加熱ステージ２７に面して設けられ、ガラス基板１を加熱ステージ２７から次段の冷却ステージ２９へ搬送する第４ハンドリングロボット３０と、第４ハンドリングロボット３０を挟んで加熱ステージ２７の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を冷却処理する冷却ステージ２９と、冷却ステージ２９に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で搬出する搬出コンベア３１と、搬出コンベア３１に面して設けられ、ガラス基板１を一枚一枚向きを変えて搬出する搬出用ターンテーブル３２とから構成される。このような製造ライン２０の第１〜第４ハンドリングロボット２４，２６，２８，３０として、第１または第２実施形態に係るガラス基板の搬送装置を好適に適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ，１ｂ ガラス基板
２，２０ 製造ライン
３ ロボットアーム
４，２２ 搬入コンベア
５，７，８，１１，２３，２５，２９ ステージ
６，９，２４，２６，２８，３０ ハンドリングロボット
１０，２７ 加熱ステージ
１２，３１ 搬出コンベア
１３ 昇降手段
１４，２１，３２ ターンテーブル
１５ 支持部
１６ フォーク
１６ａ フォークの先端
１６ｂ フォークの基端
１７ 屈伸アーム
１８ 昇降手段制御装置
１９ 傾斜面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることが可能で、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止でき、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことが可能な基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種基板を搬送しつつ、乾燥処理したり熱処理する処理設備では、処理にムラが生じることを防止するために、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１の「レジスト液塗布処理装置」は、基板裏面と他の部材との接触によって生じる接触転写ムラ、乾燥ムラをなくすことができるレジスト液塗布処理装置を提供することを課題とし、レジスト液が表面に塗布された基板を減圧乾燥する減圧乾燥機と、前記減圧乾燥された基板を加熱して前記レジスト液を固化させるベーキング装置と、減圧乾燥機と前記ベーキング装置の間で基板を搬送する搬送ロボットを備えるレジスト液塗布処理装置である。前記搬送ロボットは、前記基板を下側から載置した状態に支持する搬送ハンドが、ハンド本体と、前記基板と前記ハンド本体との間を断熱する断熱部と、前記断熱部よりも熱伝導率が高い材料で構成され基板を支持する突起を有するハンド表面部とが、積層状態に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６６６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
基板には、プラズマディスプレイパネルに用いられる大型で厚みのあるものから、携帯端末（例えば、スマートフォンなど）のタッチパネル等に用いられる小型極薄のものがある。
【０００５】
大量生産する場合、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板では、約２ｍ×２ｍのような大きなサイズのものに加工処理を施してから、必要な小さなサイズに切り取る手法が採用されている。これに対し、タッチパネル用のガラス基板は、携帯性に優れるように軽さが追求され、その厚さは、プラズマディスプレイパネル用が約２ｍｍであるのに対し、約０．２ｍｍという薄さであり、このため、強度が弱く、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板とは異なり、大きなサイズで取り扱うことが難しい。
【０００６】
従って、携帯端末用のガラス基板を効率よく大量生産するには、薄型のガラス基板を複数、同時に搬送し処理することが求められる。大量生産における設備の自動化を考慮すれば、搬送作業は、プラズマディスプレイパネル用のガラス基板を取り扱う場合と同様に、ロボットアームを利用することが好ましい。
【０００７】
一度に複数のガラス基板を一つのロボットアームで搬送する場合、ガラス基板に施した各種処理にムラが生じるおそれがあるという課題があった。
【０００８】
具体的には、高温雰囲気の加熱ステージで加熱処理した後の複数のガラス基板を一つのロボットアームで取り扱う場合、ロボットアームは通常、常温状態であって、ガラス基板を受け取るために高温雰囲気の加熱ステージへ進入する段階で加熱される。加熱ステージへ先行して進入するロボットアームの先端側は早いタイミングで暖められて昇温し始め、その後、後から後行して進入する基端側が遅いタイミングで暖められて昇温し始める。
【０００９】
ロボットアームの先端側と基端側とで異なる温度であるにも拘わらず、ロボットアームが複数のガラス基板を同時に受け取ってしまうと、先端側のガラス基板は温度の高いロボットアーム部分に、基端側のガラス基板は温度の低いロボットアーム部分に受け渡されることとなり、これら先端側と基端側のガラス基板で温度履歴に差が生じてしまい、不均一な仕上がりになってしまうという課題があった。
【００１０】
また、その場合、ロボットアーム全体の温度が一定温度に収斂するのを待ってからガラス基板を受け渡すのでは、搬送に時間がかかってしまうという課題があった。
【００１１】
本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることが可能で、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止でき、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことが可能な基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置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】
【００１２】
本発明にかかる基板の搬送装置は、製造ラインに備えられる加熱ステージで、上昇された基板の下に進入し、該基板が下降されることでこれを受け取り、その後、後退して当該基板を次のステージへ搬送する水平方向に移動可能なロボットアームを有し、該ロボットアームが、その先端側と基端側との間で、該加熱ステージへ先行して進入する先端側よりも後行して進入する基端側が遅いタイミングで昇温する習性のある基板の搬送装置であって、上記加熱ステージには、複数の上記基板を、上記ロボットアームの移動方向に沿って直列に並べて配置し、上記加熱ステージには、これら基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されて上記ロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、上記ロボットアームの温度上昇過程で複数の上記基板を同じ温度にて該ロボットアームに受け渡しするために、これら基板の該ロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームの先端側で先に行いかつ基端側で後に行うための、タイミング調整手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
前記昇降手段は、これら基板それぞれを、個別に同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ個別に下降されて前記ロボットアームに受け渡すように複数設けられ、
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側に位置する前記昇降手段よりも、前記ロボットアームの基端側に位置する前記昇降手段を遅く下降させる昇降手段制御装置であることを特徴とする。
【００１４】
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側上面よりも、該ロボットアームの基端側上面を前記基板から離隔させるために、該ロボットアームに、基端側上面から先端側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させて設けられた傾斜面であることを特徴とする。
【００１５】
前記ロボットアームは、すべての前記基板を搭載したときの重量で前記傾斜面がおおよそ水平となるように撓む習性を有することを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る基板の加工装置は、上記基板の搬送装置を備え、上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第１ハンドリングロボットと、該第１ハンドリングロボットにより搬送される上記基板を２枚一組で塗工処理する塗装ステージと、上記第１ハンドリングロボットにより上記塗装ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージと、該真空乾燥ステージで真空乾燥処理された後の上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第２ハンドリングロボットと、該第２ハンドリングロボットにより上記真空乾燥ステージから搬送される２枚一組の基板に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージと、上記第２ハンドリングロボットにより上記加熱ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し冷却処理を施す冷却ステージとから構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置にあっては、一度に複数の基板を一つのロボットアームで搬送する場合であっても、各基板の温度履歴を同じにすることができ、基板同士の間で温度ムラが発生することを防止できて、複数の基板を均一に仕上げることができると共に、搬送を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板を加工する基板の加工装置の製造ラインの構成を示す概略図である。
【図２】本発明に係る基板の搬送装置に備えられるロボットアームに受け渡される複数の基板の配列を説明する説明図である。
【図３】本発明に係る基板の搬送装置の第１実施形態であって、ロボットアームが複数の基板を受け取る手順を説明する説明図である。
【図４】本発明に係る基板の搬送装置の第２実施形態であって、ロボットアームが複数の基板を受け取る手順を説明する説明図である。
【図５】本発明に係る基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板を加工する基板の加工装置の他の製造ラインの構成を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置の好適な実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１から図３には、第１実施形態にかかる基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置が示されている。
【００２０】
図１は、第１実施形態にかかる基板の搬送装置を備えて、薄型のガラス基板１を加工する基板の加工装置の製造ライン２の構成を示す概略図、図２は、第１実施形態にかかるガラス基板の搬送装置に備えられるロボットアーム３に受け渡される２枚のガラス基板１ａ，１ｂの配列を説明する説明図、図３は、第１実施形態にかかるガラス基板の搬送装置に備えられるロボットアーム３が２枚のガラス基板１ａ，１ｂを受け取る手順を説明する説明図である。
【００２１】
図１の基板の加工装置の製造ライン２は、タッチパネル式携帯端末用のガラス基板１を一枚ずつ搬入する搬入コンベア４と、搬入コンベア４に面して設けられ、搬入コンベア４で搬入されるガラス基板１を２枚（１ａ，１ｂ）で一組とするカップリングステージ５と、カップリングステージ５に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で取り扱う第１ハンドリングロボット６と、第１ハンドリングロボット６の左側に設けられ、ガラス基板１を２枚一組で塗工処理する塗装ステージ７と、第１ハンドリングロボット６の右側に設けられ、塗装ステージ７で塗工処理された２枚一組のガラス基板１に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージ８と、真空乾燥ステージ８に面して設けられ、第１ハンドリングロボット６と同様に、ガラス基板１を２枚一組で取り扱う第２ハンドリングロボット９と、第２ハンドリングロボット９を挟んで真空乾燥ステージ８の反対側に設けられ、真空乾燥ステージ８で乾燥処理された２枚一組のガラス基板１に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージ１０と、第２ハンドリングロボット９に面して設けられ、２枚一組のガラス基板１に対し冷却処理を施すと同時に、２枚一組のガラス基板１の取り扱いを一枚一枚に分けるための冷却・分離ステージ１１と、冷却・分離ステージ１１に面して設けられ、ガラス基板１を一枚ずつ搬出する搬出コンベア１２とから構成される。
【００２２】
すべてのステージ５，７，８，１０，１１には基本的に、ガラス基板１をハンドリングロボット６，９で取り扱うことができるように、ガラス基板１を持ち上げて浮き上がらせるための昇降手段１３が設けられる（図３（ｂ）参照）。昇降手段１３は、ステージ５，７，８，１０，１１の上面から迫り上がってガラス基板１（１ａ，１ｂ）を支持し、またステージ５，７，８，１０，１１の内部へ没入する昇降ピン１３ａと、昇降ピン１３ａを上下駆動する駆動部１３ｂとから構成される。
【００２３】
ハンドリングロボット６，９は常温域に設けられ、基本的に、昇降手段１３によって上昇されたガラス基板１の下に進入し、また下降する昇降手段１３からガラス基板１を受け取り、その後、後退してガラス基板１を次ステージ（次工程）へ搬送する水平方向に移動可能なロボットアーム３が備えられる。
【００２４】
カップリングステージ５には、昇降ピン１３ａの動作を妨げない配置で、ベルトコンベア（図示せず）が設けられる。カップリングステージ５は、ベルトコンベア上が空の状態で搬入コンベア４からガラス基板１が一枚ずつ２枚搬入されると、第１ハンドリングロボット６による搬送の待ち受け状態となる。
【００２５】
冷却・分離ステージ１１には、２枚一組で取り扱って処理したガラス基板１を分けるために、カップリングステージ５と同様に、昇降ピン１３ａの動作を妨げない配置で、ベルトコンベア（図示せず）が設けられ、ベルトコンベア上に２枚のガラス基板１が載っている状態で、搬出コンベア１２へガラス基板１を一枚ずつ搬出し、空の状態で第２ハンドリングロボット９によるガラス基板１の搬送を待ち受ける。
【００２６】
ハンドリングロボット６，９は、ターンテーブル１４を備え、ターンテーブル１４上にロボットアーム３が設けられる。ターンテーブル１４の回転により、ロボットアーム３の向きが３６０°全方位で変更される。また、ロボットアーム３は上述したように、水平方向に移動可能で、前後方向の往復動作によって各ステージ５，７，８，１０，１１に向かって進入したり後退したりし、いずれかのステージ５，７，８，１０からガラス基板１を受け取って次のステージ７，８，１０，１１へ受け渡すようになっている。
【００２７】
ロボットアーム３は、ターンテーブル１４上に搭載された支持部１５と複数本のフォーク１６とから構成され、片持ち梁状に先端１６ａが迫り出したフォーク１６の基端１６ｂが支持部１５に支持される。ロボットアーム３、具体的にはフォーク１６は、金属やカーボンなど伝熱材料で形成される。ハンドリングロボット６，９は、自動制御装置（図示せず）により、製造ライン２の工程タイミングに従ってガラス基板１の受け渡し動作を行う。
【００２８】
２枚一組のガラス基板１ａ，１ｂとこれを一括して取り扱うロボットアーム３について、図２（Ａ）に示すように、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って直列に並べて配置して取り扱う仕方と、図２（Ｂ）に示すように、ロボットアーム３の移動方向Ｄと直交する方向に並列に並べて配置して取り扱う仕方の２通りが考えられる。
【００２９】
並列に配置する仕方では、横に並べて受け取られるガラス基板１ａ，１ｂの重量バランスが崩れやすく、振動を起こし、適切に搬送することができない。そこで、第１実施形態にあっては、ガラス基板１ａ，１ｂを、並列配置に対し、安定にガラス基板１ａ，１ｂを取り扱うことが可能な直列配置でロボットアーム３に受け渡すことができるように、すべてのステージ５，７，８，１０，１１でガラス基板１ａ，１ｂは、直列配置でハンドリングロボット６，９による搬送の待ち受け状態となるように設定される。図２の例では、支持部１５に設けられるロボットアーム３の水平移動用の屈伸アーム１７が示されている。
【００３０】
第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置は特に、図３に示すように、加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１へのガラス基板１ａ，１ｂの搬送に好ましく適用される。加熱ステージ１０は、ガラス基板１ａ，１ｂの加熱処理が完了し、第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３でガラス基板１ａ，１ｂを搬出する段階では、高温雰囲気となっている。なお、ターンテーブル１４の代わりに、屈伸アーム１７そのものが中心１７’で３６０°回転する構造としてもよい。
【００３１】
加熱ステージ１０へ進入し後退するロボットアーム３のフォーク１６は伝熱材料で形成されていて、当該フォーク１６の先端１６ａ側と基端１６ｂ側との間で、加熱ステージ１０へ先行して進入する先端１６ａ側よりも後行して進入する基端１６ｂ側が遅いタイミングで昇温する習性、もしくは先端１６ａ側が先に暖められ、基端１６ｂ側が後から暖められる状況がある。
【００３２】
加熱ステージ１０には、第１及び第２昇降手段１３が設けられる。これら２台の昇降手段１３は、昇降ピン１３ａを個別に上下駆動し、昇降ピン１３ａが上昇して２枚のガラス基板１ａ，１ｂそれぞれを個別に同じ高さに持ち上げ、かつ下降してこれらガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３に受け渡す。
【００３３】
上述したように、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並べて配置するようにしたので、これら２台の昇降手段１３も、ガラス基板１ａ，１ｂの配置に合わせて、ロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並設される。他のステージ５，７，８，１１についても、加熱ステージ１０と同じ態様で昇降手段１３を２台設けるようにしても良いことはもちろんである。
【００３４】
加熱ステージ１０の２台の昇降手段１３には、これらの昇降ピン１３ａの下降タイミングを制御して、各ガラス基板１ａ，１ｂのロボットアーム３への受け渡しタイミングを調整するために、タイミング調整手段としての昇降手段制御装置１８が接続される。
【００３５】
具体的には、昇降手段制御装置１８は、フォーク１６の先端１６ａ側に位置する第１昇降手段１３の昇降ピン１３ａよりも、フォーク１６の基端１６ｂ側に位置する第２昇降手段１３の昇降ピン１３ａを遅く下降させる。言い換えれば、ガラス基板１ａ，１ｂのロボットアーム３への受け渡しタイミングを、フォーク１６の先端１６ａ側で早くし（先に受け渡しを行い）基端１６ｂ側で遅くする（後に受け渡しを行う）。
【００３６】
常温域にあるロボットアーム３は、高温雰囲気の加熱ステージ１０に移動してガラス基板１ａ，１ｂの下に進入するとき、先端１６ａ側が早く暖まり、基端１６ｂ側が遅く暖まる傾向にあるので、高温雰囲気によるロボットアーム３の温度上昇過程で、フォーク１６の先端１６ａ側で受け渡しを早くし、基端１６ｂ側については、基端１６ｂ側の温度が先端１６ａ側の温度に追いつく遅いタイミングで受け渡しを行うようにして、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを同じ温度にてロボットアーム３へ受け渡しするようになっている。
【００３７】
受け渡しタイミングは、フォーク１６の基端１６ｂ側の温度が先端１６ａ側の温度と同じになるタイミングに設定され、この受け渡しタイミングは詳細には、フォーク１６の伝熱係数と２枚のガラス基板１ａ，１ｂの距離に基づき、実機で試験を実施することで容易に求めることができる。簡略的には、ロボットアーム３が基端１６ｂ側のガラス基板１ｂから先端１６ａ側のガラス基板１ａに達するのに要する時間だけ、第２昇降手段１３による受け渡しタイミングを遅くすればよい。
【００３８】
次に第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置の作用について説明する。ガラス基板１に対する各種加工処理を実行する基板の加工装置は、上述した通りである（図１参照）。
【００３９】
図３（ａ）に示すように加熱ステージ１０では、ガラス基板１ａ，１ｂの加熱処理を完了した後、高温雰囲気が滞留している。ガラス基板１ａ，１ｂを加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１に搬送する際、第１及び第２昇降手段１３の各駆動部１３ｂは図３（ｂ）に示すように、昇降ピン１３ａを上昇させ、ガラス基板１ａ，１ｂを同じ高さに持ち上げる。昇降ピン１３ａの上昇動作は、同じタイミングであっても、異なるタイミングであってもよい。
【００４０】
次いで、図３（ｃ）に示すように、第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３は加熱ステージ１０に向かって移動し、先端１６ａ側からガラス基板１ａ，１ｂの下に進入していって、図３（ｄ）に示すように、先端１６ａ側から基端１６ｂ側にわたって、ガラス基板１ａ，１ｂの下に位置して移動を停止する。
【００４１】
この際、先行して進入するフォーク１６の先端１６ａ側が先に昇温し始め、後行して進入する基端１６ｂ側が後から遅いタイミングで昇温し始める。従って、ロボットアーム３のフォーク１６はガラス基板１ａ，１ｂ下に進入した直後の時点では、先端１６ａ側の温度が高く基端１６ｂ側の温度が低くて、不均一な昇温状態にある。
【００４２】
フォーク１６のこのような温度上昇過程において、昇降手段制御装置１８には、先端１６ａ側でガラス基板１ａを受け渡しするときの先端１６ａ側温度に基端１６ｂ側温度が追いつくタイミングが設定されていて、昇降手段制御装置１８はまず、図３（ｅ）に示すように、フォーク１６の先端１６ａ側に位置するガラス基板１ａを持ち上げている第１昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降する。
【００４３】
その後、基端１６ｂ側が先端１６ａ側と同じ温度になるタイミングで、図３（ｆ）に示すように、フォーク１６の基端１６ｂ側に位置するガラス基板１ｂを持ち上げている第２昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降する。これにより、２枚のガラス基板１ａ，１ｂは、先端１６ａ側及び基端１６ｂ側共に、同じ温度に昇温したフォーク１６に受け渡されることになる。
【００４４】
以上説明した第１実施形態に係るガラス基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置にあっては、先端１６ａ側のガラス基板１ａの受け渡し時における先端１６ａ側の温度に基端１６ｂ側の温度が等しくなったタイミングで基端１６ｂ側のガラス基板１ｂを受け渡すようにしていて、一度に２枚のガラス基板１ａ，１ｂを一つのロボットアーム３で搬送する場合であっても、各ガラス基板１ａ，１ｂの温度履歴を同じにすることができ、ガラス基板１ａ，１ｂ同士の間で温度ムラが発生することを防止できて、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを均一に仕上げることができる。
【００４５】
また、加熱ステージ１０の高温雰囲気で暖められるフォーク１６が先端１６ａから基端１６ｂにわたり同じ一定温度に収斂するまで待ってからガラス基板１ａ，１ｂを受け渡すのでは、搬送に時間がかかってしまうが、第１実施形態にあっては、ロボットアーム３の温度上昇過程で受け渡しを行うことができるので、ガラス基板１ａ，１ｂの搬送を迅速に行うことができ、高い生産効率を確保することができる。
【００４６】
さらに、２枚のガラス基板１ａ，１ｂをロボットアーム３の移動方向Ｄに沿って並べて配置するようにしたので、並列配置する場合に比べて、ロボットアーム３は安定にガラス基板１ａ，１ｂを受け取って搬送することができる。
【００４７】
図４には、本発明に係るガラス基板の搬送装置の第２実施形態が示されている。第２実施形態は、個別に作動される第１及び第２の昇降手段１３に代えて、同時に作動される２台の昇降手段１３もしくは２枚のガラス基板１ａ，１ｂを単一の昇降手段１３で取り扱うことができるように構成されている。
【００４８】
第２実施形態のタイミング調整手段は、ロボットアーム３のフォーク１６の先端１６ａ側上面よりも、フォーク１６の基端１６ｂ側上面をガラス基板１ａ，１ｂから離隔させるために、フォーク１６に、基端１６ｂ側上面から先端１６ａ側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させた傾斜面１９を設けて構成される。
【００４９】
このように先端１６ａ側及び基端１６ｂ側においてガラス基板１ａ，１ｂに対するフォーク１６の上面、すなわち受け取り面の距離を異ならせることによって、昇降ピン１３ａを同時に下降させても、各ガラス基板１ａ，１ｂの受け渡しタイミングを異ならせることができる。傾斜面１９の傾斜角度は、基端１６ｂ側でのガラス基板１ｂの受け渡しが先端１６ａ側でのガラス基板１ａの受け渡しよりも、上記第１実施形態の昇降手段制御装置１８で説明した遅いタイミングとなるように設定される。
【００５０】
ロボットアーム３のフォーク１６は、上述したように片持ち梁状であって、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを搭載したときの重量で傾斜面１９がおおよそ水平となるように撓む習性の素材で構成される（図４中、矢印Ｘ参照）。
【００５１】
第２実施形態に係るガラス基板の搬送装置及びこれを備えた基板の加工装置の作用について説明すると、図４（ａ）に示すようにガラス基板１ａ，１ｂを加熱ステージ１０から冷却・分離ステージ１１に搬送する際、昇降手段１３の駆動部１３ｂは昇降ピン１３ａを上昇させ、ガラス基板１ａ，１ｂを同じ高さに持ち上げる。第２ハンドリングロボット９のロボットアーム３は加熱ステージ１０に向かって移動し、先端１６ａ側からガラス基板１ａ，１ｂの下に進入していって、先端１６ａ側から基端１６ｂ側にわたって、ガラス基板１ａ，１ｂの下に位置して移動を停止する。
【００５２】
この際、先行して進入するフォーク１６の先端１６ａ側が先に昇温し始め、後行して進入する基端１６ｂ側が後から遅いタイミングで昇温し始める。従って、フォーク１６はガラス基板１ａ，１ｂ下に進入した直後の時点では、先端１６ａ側の温度が高く基端１６ｂ側の温度が低くて、不均一な昇温状態にある。また、ロボットアーム３のフォーク１６は、これに設けた傾斜面１９により、先端１６ａ側上面が基端１６ｂ側上面よりもガラス基板１ａ，１ｂに接近している。
【００５３】
これにより、ロボットアーム３の温度上昇過程において、先端１６ａ側でガラス基板１ａを受け渡しするときの先端１６ａ側温度に基端１６ｂ側温度が追いつくタイミングが設定される。
【００５４】
その後、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを持ち上げている昇降手段１３の昇降ピン１３ａを下降して、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを同時に下降させる。すると、図４（ｂ）、（ｃ）に示すように、早いタイミングで先端１６ａ側のガラス基板１ａがロボットアーム３に受け渡され、遅いタイミングで基端１６ｂ側のガラス基板１ｂがロボットアーム３に受け渡されて、これにより、２枚のガラス基板１ａ，１ｂは、先端１６ａ側及び基端１６ｂ側共に、同じ温度に昇温しているロボットアーム３に受け渡されることになる。
【００５５】
このような第２実施形態にあっても、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏することはもちろんである。特に第２実施形態では、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを単一の昇降手段１３で取り扱うことができ、またフォーク１６に傾斜面１９を設けるだけで受け渡しのタイミングを調整することができるので、第１実施形態よりも構造が簡単であると共に、タイミング制御も容易であるという優れた作用効果を発揮する。
【００５６】
また、第２実施形態では、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを支持している昇降ピン１３ａを同時に下降させる態様なので、ロボットアーム３に昇降機構を備える場合には、昇降ピン１３ａの下降に代えて、ロボットアーム３を上昇させることによりガラス基板１ａ，１ｂの受け取りを完了することができ、多様な制御に対応させることができる。
【００５７】
さらに、ロボットアーム３のフォーク１６が、２枚のガラス基板１ａ，１ｂを搭載したときの重量で傾斜面１９がおおよそ水平となるように撓む習性を有するようにしたので、傾斜面１９を設けた場合であっても、安定した水平搬送を確保することができる。
【００５８】
図５には、本実施形態に係るガラス基板の搬送装置を備えた基板の加工装置の製造ラインの他の例が示されている。
【００５９】
図５の基板の加工装置の製造ライン２０は、タッチパネル式携帯端末用のガラス基板１を向きを変えて一枚ずつ搬入する搬入用ターンテーブル２１と、搬入用ターンテーブル２１に面して設けられ、当該搬入用ターンテーブル２１から送り込まれるガラス基板１を２枚一組で搬入する搬入コンベア２２と、搬入コンベア２２に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で搬入コンベア２２から次段の塗装ステージ２３へ搬送する第１ハンドリングロボット２４と、第１ハンドリングロボット２４を挟んで搬入コンベア２２の反対側に設けられ、ガラス基板１を２枚一組で塗工処理する塗装ステージ２３と、塗装ステージ２３に面して設けられ、ガラス基板１を塗装ステージ２３から次段の真空乾燥ステージ２５へ搬送する第２ハンドリングロボット２６と、第２ハンドリングロボット２６を挟んで塗装ステージ２３の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を真空乾燥処理する真空乾燥ステージ２５と、真空乾燥ステージ２５に面して設けられ、ガラス基板１を真空乾燥ステージ２５から次段の加熱ステージ２７へ搬送する第３ハンドリングロボット２８と、第３ハンドリングロボット２８を挟んで真空乾燥ステージ２５の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を加熱処理する加熱ステージ２７と、加熱ステージ２７に面して設けられ、ガラス基板１を加熱ステージ２７から次段の冷却ステージ２９へ搬送する第４ハンドリングロボット３０と、第４ハンドリングロボット３０を挟んで加熱ステージ２７の反対側に設けられ、２枚一組のガラス基板１を冷却処理する冷却ステージ２９と、冷却ステージ２９に面して設けられ、ガラス基板１を２枚一組で搬出する搬出コンベア３１と、搬出コンベア３１に面して設けられ、ガラス基板１を一枚一枚向きを変えて搬出する搬出用ターンテーブル３２とから構成される。このような製造ライン２０の第１〜第４ハンドリングロボット２４，２６，２８，３０として、第１または第２実施形態に係るガラス基板の搬送装置を好適に適用できることはもちろんである。
【符号の説明】
【００６０】
１，１ａ，１ｂ ガラス基板
２，２０ 製造ライン
３ ロボットアーム
４，２２ 搬入コンベア
５，７，８，１１，２３，２５，２９ ステージ
６，９，２４，２６，２８，３０ ハンドリングロボット
１０，２７ 加熱ステージ
１２，３１ 搬出コンベア
１３ 昇降手段
１４，２１，３２ ターンテーブル
１５ 支持部
１６ フォーク
１６ａ フォークの先端
１６ｂ フォークの基端
１７ 屈伸アーム
１８ 昇降手段制御装置
１９ 傾斜面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製造ラインに備えられる加熱ステージで、上昇された基板の下に進入し、該基板が下降されることでこれを受け取り、その後、後退して当該基板を次のステージへ搬送する水平方向に移動可能なロボットアームを有し、該ロボットアームが、その先端側と基端側との間で、該加熱ステージへ先行して進入する先端側よりも後行して進入する基端側が遅いタイミングで昇温する習性のある基板の搬送装置であって、
上記加熱ステージには、複数の上記基板を、上記ロボットアームの移動方向に沿って直列に並べて配置し、
上記加熱ステージには、これら基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されて上記ロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、
上記ロボットアームの温度上昇過程で複数の上記基板を同じ温度にて該ロボットアームに受け渡しするために、これら基板の該ロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームの先端側で先に行いかつ基端側で後に行うための、タイミング調整手段を備えたことを特徴とする基板の搬送装置。
【請求項２】
前記昇降手段は、これら基板それぞれを、個別に同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ個別に下降されて前記ロボットアームに受け渡すように複数設けられ、
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側に位置する前記昇降手段よりも、前記ロボットアームの基端側に位置する前記昇降手段を遅く下降させる昇降手段制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の基板の搬送装置。
【請求項３】
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側上面よりも、該ロボットアームの基端側上面を前記基板から離隔させるために、該ロボットアームに、基端側上面から先端側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させて設けられた傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の基板の搬送装置。
【請求項４】
前記ロボットアームは、すべての前記基板を搭載したときの重量で前記傾斜面がおおよそ水平となるように撓む習性を有することを特徴とする請求項３に記載の基板の搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの項に記載の基板の搬送装置を備え、上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第１ハンドリングロボットと、該第１ハンドリングロボットにより搬送される上記基板を２枚一組で塗工処理する塗装ステージと、上記第１ハンドリングロボットにより上記塗装ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージと、該真空乾燥ステージで真空乾燥処理された後の上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第２ハンドリングロボットと、該第２ハンドリングロボットにより上記真空乾燥ステージから搬送される２枚一組の基板に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージと、上記第２ハンドリングロボットにより上記加熱ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し冷却処理を施す冷却ステージとから構成されることを特徴とする基板の加工装置。
【請求項１】
製造ラインに備えられる加熱ステージで、上昇された基板の下に進入し、該基板が下降されることでこれを受け取り、その後、後退して当該基板を次のステージへ搬送する水平方向に移動可能なロボットアームを有し、該ロボットアームが、その先端側と基端側との間で、該加熱ステージへ先行して進入する先端側よりも後行して進入する基端側が遅いタイミングで昇温する習性のある基板の搬送装置であって、
上記加熱ステージには、複数の上記基板を、上記ロボットアームの移動方向に沿って直列に並べて配置し、
上記加熱ステージには、これら基板を、同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ下降されて上記ロボットアームに受け渡す昇降手段を設けると共に、
上記ロボットアームの温度上昇過程で複数の上記基板を同じ温度にて該ロボットアームに受け渡しするために、これら基板の該ロボットアームへの受け渡しを、当該ロボットアームの先端側で先に行いかつ基端側で後に行うための、タイミング調整手段を備えたことを特徴とする基板の搬送装置。
【請求項２】
前記昇降手段は、これら基板それぞれを、個別に同じ高さに持ち上げるために上昇されかつ個別に下降されて前記ロボットアームに受け渡すように複数設けられ、
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側に位置する前記昇降手段よりも、前記ロボットアームの基端側に位置する前記昇降手段を遅く下降させる昇降手段制御装置であることを特徴とする請求項１に記載の基板の搬送装置。
【請求項３】
前記タイミング調整手段は、前記ロボットアームの先端側上面よりも、該ロボットアームの基端側上面を前記基板から離隔させるために、該ロボットアームに、基端側上面から先端側上面へ向かって漸次高くなるように傾斜させて設けられた傾斜面であることを特徴とする請求項１に記載の基板の搬送装置。
【請求項４】
前記ロボットアームは、すべての前記基板を搭載したときの重量で前記傾斜面がおおよそ水平となるように撓む習性を有することを特徴とする請求項３に記載の基板の搬送装置。
【請求項５】
請求項１〜４いずれかの項に記載の基板の搬送装置を備え、上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第１ハンドリングロボットと、該第１ハンドリングロボットにより搬送される上記基板を２枚一組で塗工処理する塗装ステージと、上記第１ハンドリングロボットにより上記塗装ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し真空乾燥処理する真空乾燥ステージと、該真空乾燥ステージで真空乾燥処理された後の上記基板を２枚一組で取り扱って搬送する第２ハンドリングロボットと、該第２ハンドリングロボットにより上記真空乾燥ステージから搬送される２枚一組の基板に対し、焼成のための加熱処理を施す加熱ステージと、上記第２ハンドリングロボットにより上記加熱ステージから搬送される２枚一組の上記基板に対し冷却処理を施す冷却ステージとから構成されることを特徴とする基板の加工装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２２２０８７（Ｐ２０１２−２２２０８７Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−８４８４５（Ｐ２０１１−８４８４５）
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【出願人】（０００２１１１２３）中外炉工業株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１２日（２０１２．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月６日（２０１１．４．６）
【出願人】（０００２１１１２３）中外炉工業株式会社 (170)
【Ｆターム（参考）】
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