基板移送装置
【課題】クランプ時に基板に無理な力が生じることにより発生する課題を解決する装置の提供。
【解決手段】大型ガラス基板等の基板０をその保持高さを精密に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなり、基板駆動手段が、大型ガラス基板等の基板を把持するための複数のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより、基板を基板案内手段に保持させつつ、特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなる基板移送装置４において、クランプ部２１により基板０をクランプした際に、その基板０に無理な力が作用しないように、クランプ部２１を基板０の面外方向に逃がすための逃がし機構５９をさらに備える。
【解決手段】大型ガラス基板等の基板０をその保持高さを精密に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなり、基板駆動手段が、大型ガラス基板等の基板を把持するための複数のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより、基板を基板案内手段に保持させつつ、特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなる基板移送装置４において、クランプ部２１により基板０をクランプした際に、その基板０に無理な力が作用しないように、クランプ部２１を基板０の面外方向に逃がすための逃がし機構５９をさらに備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を移送するための基板移送装置に係るものであり、特に、大型ガラス基板の高さを精密に維持してかつこれを移動させながらレーザビームで加工する大型ガラス基板のレーザ加工機等に好適に使用される基板移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、太陽電池パネル製造ライン等に用いられるレーザ加工機においては、大型ガラス基板の基板案内手段として、セット台上面に設置されたガラス基板を、前記セット台上面に設けた複数のエアー噴出孔からエアーを噴出させて浮上させるようにしたものが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、従来、前記ガラス基板の端部を複数のクランプ機構で把持し、このクランプ機構をリニアモータ等で移動させることで前記ガラス基板を所定の方向に移動させ位置決めする基板駆動手段が用いられている。このとき前記ガラス基板の上面或いは下面側から該ガラス基板の表面にレーザビームを照射してその焦点を該ガラス基板表面に結ぶようにして該ガラス基板を加工していた（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
従来の装置では、前記ガラス基板の表面に焦点を結んだレーザビームを照射する都合から、前記ガラス基板の加工位置を移動させる際も該ガラス基板の設置高さを数十〜数百μｍの精密な精度で維持しなくてはならない。このために前述したエアー浮上式の基板案内手段を設けたものであるが、このようなエアー浮上式の基板案内手段と、前記ガラス基板の端部を複数のクランプ機構で把持する基板駆動手段とを併用する場合、前記ガラス基板の浮上高さと該ガラス基板をクランプするクランプの把持高さとが一致していないと前記ガラス基板が浮上した際に前記クランプによって該ガラス基板に無理な力が生じて該ガラス基板の浮上高さが狂ってしまうか或いは該ガラス基板そのものを破損してしまうという問題があった。特に近年の２ｍを超える大型ガラス基板を加工する装置では、この問題が実用上顕著になってきている。
【０００５】
また、以上に述べた事情は、レーザ加工機の大型ガラス基板を移送する基板移送装置に限らず、大型の基板を移送する基板移送装置全般において顕在化する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３１５３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に着目してなされたもので、クランプ時に基板に無理な力が生じて基板の浮上高さが狂ってしまうか或いは該基板そのものを破損してしまうという課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る基板移送装置は、大型ガラス基板等の基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなるものにおいて、前記基板駆動手段を、前記基板を把持するための少なくとも２個のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより前記基板を前記基板案内手段に保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなるものにし、さらに前記クランプ部により前記基板をクランプした際にその基板に無理な力が作用しないように前記クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすことにより、基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができる。
【００１０】
基板に無理な力が作用することをより有効に防止又は抑制できるようにするためには、前記基板駆動部が、前記各クランプ部をそれぞれ支持して移動する複数の単位ベースを備えたものであり、前記各単位ベースと前記各クランプ部とによってクランプ機構をそれぞれ構成するとともに、それら各クランプ機構に前記逃がし機構を設けているものが望ましい。このようなものであれば、各クランプ部と、各クランプ部がそれぞれ把持する基板の部位との相対高さ位置がどのようなものであっても、各クランプ部が属するクランプ機構の逃がし機構を機能させてクランプ部を前記基板の面外方向に逃がすことにより、基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができるからである。
【００１１】
また、前記基板案内手段が、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式のものである場合には、特に有効な作用効果を得ることができる。すなわち、このような方式のものに本発明を適用した場合には、クランプ時に基板が破損することを防止することができるだけでなく、前記基板が浮上した際に前記クランプ部によって該基板に無理な力が生じて浮上高さが狂ってしまうという不具合の発生をも防止又は抑制することができる。
【００１２】
本発明に係る効果をより高めるための構成の一つとして、前記逃がし機構が、前記クランプ部に作用する重力の影響を相殺又は軽減するバランス要素を備えているものが挙げられる。このようなものであれば、クランプ位置と基板の保持高さ位置との不一致に基づいてクランプ時に基板に無理な力が作用するという不具合を解消することができるだけでなく、クランプ部に作用する重力の影響により基板が上下いずれかの方向に付勢されるという現象をも解消又は軽減することが可能になる。
【００１３】
本発明に係る基板移送装置を簡単な構成で実現するための構成の一例として、前記クランプ部が、前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら対をなすクランプメンバを枢結するピボット軸とを有したものであり、前記逃がし機構が、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものが挙げられる。
【００１４】
本発明は、種々の分野における基板移送装置に適用することが可能であるが、移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機の基板移送装置に適用すると特に好ましいものとなる。すなわち、このようなレーザ加工機は、移送中の大型ガラス基板に、その表面に焦点を結ぶように設定されたレーザビームが照射されるようにしている。そのため、このようなレーザ加工機における基板移送装置に本発明を適用すれば、大型ガラス基板の保持高さをより精密に維持することができるため、レーザビームの焦点がずれる不具合の発生を防止又は抑制することができ、加工精度を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のようにクランプ部を基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を設け、基板に対して移送に必要な方向にのみ駆動力が伝達されるようにしているので、クランプ時に基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができ、移送の際に基板に面外方向の無理な応力が加わって基板の変形や破損が生じるという不具合の発生を防止又は抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ加工機の斜視図。
【図２】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の正面図。
【図３】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の動作説明図。
【図４】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の斜視図。
【図５】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の分解斜視図。
【図６】図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について述べる。
【００１８】
本実施形態は、本発明を図１に示すようなレーザ加工機１の基板移送装置４に適用した場合のものである。このレーザ加工機１は、太陽電池パネル製造ライン等に用いられるもので、大型ガラス基板０を載置するための架台２と、この架台２上の大型ガラス基板０を移送するための本発明に係る基板移送装置４と、この基板移送装置４により移送される大型ガラス基板０の表面にレーザビームを照射するための加工ノズル１１を備えたレーザ照射装置３とを具備してなる。
【００１９】
前記架台２は、前記図１に示すように、その上面に、作業領域２ａと、この作業領域２ａの両側にそれぞれ設定された前後退避領域２ｂ、２ｃとが形成されている。そして、前記作業領域２ａに対応する部位に、前記レーザ照射装置３を配設している。
【００２０】
前記レーザ照射装置３は、前記図１に示すように、幅方向に複数個の加工ノズル１１を配列してなる。前記加工ノズル１１は、例えば、大型ガラス基板０の下方からレーザを発射し、大型ガラス基板０を透過させて上面側の被加工面に焦点を結んで照射する。これらの加工ノズル１１には光ファイバ１３を接続しており、図示しないレーザ発振機から供給されるレーザ光を前記光ファイバ１３を経由してそれぞれ導入する。詳述すれば、例えば、前記作業領域２ａの直下に梁１５を横架し、この梁１５に前記加工ノズル１１をそれぞれ支持させている。各加工ノズル１１は、梁１５に敷設した図示しないレールに沿って幅方向に移動可能である。加工ノズル１１の駆動源は、例えばリニアサーボモータである。しかしてこのレーザ照射装置３は、前記基板移送装置４により移送される大型ガラス基板０に対してレーザビームを照射し、前記大型ガラス基板０の前記作業領域２ａを通過しつつある部位に順次レーザ加工を施すようにしたものである。
【００２１】
前記基板移送装置４は、前記図１に示すように、大型ガラス基板０をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段４ａと、当該基板案内手段４ａに保持された前記大型ガラス基板０を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段４ｂとを具備してなる。
【００２２】
前記基板案内手段４ａは、前記図１に示すように、前記架台２の作業領域２ａに配設した精密浮上装置１７と、前記架台２の前後退避領域２ｂ、２ｃにそれぞれ配設した浮上装置１９、１９とにより構成してなる。前記精密浮上装置１７は、気体を吹出させて前記大型ガラス基板０を浮上させるとともに、その噴出度合いを制御して浮上高さを精密に維持しうるように構成されている。ここで、前記精密浮上装置１７は、大型ガラス基板０の表面の焦点を結んだレーザビームを照射する都合から、数十〜数百μｍの精密な精度で大型ガラス基板０の表面の設置高さを制御可能に構成されている。一方、前記浮上装置１９は、気体を吹出させて前記大型ガラス基板０を浮上させるように構成されたもので、前記精密浮上装置１７に隣接させるのに適した範囲の精度に設定されている。すなわち、前記精密浮上装置１７の浮上高さ制御の精度は、前記浮上装置１９の浮上高さ制御の精度よりも高く設定されている。このようにしてなる基板案内手段４ａにより案内された大型ガラス基板０を、前記基板駆動手段４ｂにより、面内の特定方向に移動させるようにしてある。
【００２３】
前記基板駆動手段４ｂは、例えば、図１〜図６に示すように、前記大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれ把持するための４個のクランプ部２１と、これらのクランプ部２１を同期させて駆動することにより前記大型ガラス基板０を前記基板案内手段４ａに保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部２３とを具備してなる。ここで、前記基板駆動部２３は、前記クランプ部２１をそれぞれ支持して移動させるための４個の単位ベース２５を備えており、前記各単位ベース２５と前記各クランプ部２１とによって前記図４に斜視図を示すようなクランプ機構Ｋがそれぞれ構成されている。言い換えれば、この基板駆動手段４ｂは、前記クランプ機構Ｋにより前記大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプして前記架台２の長手方向に沿って移動させ得るようになっている。
【００２４】
前記クランプ部２１は、図２〜図６に示すように、前記大型ガラス基板０を厚み方向から挟持する上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９と、これら対をなす上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を枢結するピボット軸３１と、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を駆動してクランプ動作を行わせるクランプ用シリンダ３３と、このクランプ用シリンダ３３の駆動力が消勢した際に前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９にクランプ解除動作を行わせるクランプ解除用バネ３５とを具備してなる。
【００２５】
前記上クランプメンバ２７は、前記図２、図３、及び図５に示すように、一端に大型ガラス基板０の上面に係わる上把持部３７を備えるとともに、中間部に前記ピボット軸３１に軸支させるための軸受部３９を有してなる。前記上把持部３７は、移送方向に細長い角柱状のもので、その下面にゴム等の弾性材により形成した弾性層３７ａを有してなる。前記軸受部３９は、軸挿通孔３９ａを有したブロック状のもので、前記図５及び図６に示すように、その軸挿通孔３９ａの開口両端部にラジアル・スラストベアリング４１が嵌挿されている。
【００２６】
前記下クランプメンバ２９は、前記図２、図３、及び図５に示すように、一端に大型ガラス基板０の下面に係わる下把持部４３を備えるとともに、中間部に前記ピボット軸３１に軸支させるための軸受部４５を有してなる。前記下把持部４３は、移送方向に細長い角柱状のもので、その上面にゴム等の弾性材により形成した弾性層４３ａを有してなる。前記軸受部４５は、軸挿通孔４５ａを有した厚板状のもので、前記上クランプメンバ２７の軸受部３９の軸方向両側に位置するようにして一対設けられており、前記図５及び図６に示すように、それら軸受部４５の軸挿通孔４５ａにラジアル・スラストベアリング４７が嵌挿されている。
【００２７】
前記クランプ用シリンダ３３は、下クランプメンバ２９の他端近傍部に取り付けられており、その出力ロッド３３ａで前記上クランプメンバ２７の他端部を押圧し得るようになっている。
【００２８】
前記ピボット軸３１は、前記図２〜図６に示すように、軸心が大型ガラス基板０の移送方向に平行となる姿勢で前記単位ベース２５に固定してなるもので、その外周に前記上クランプメンバ２７の軸受部３９及び下クランプメンバ２９の軸受部４５が軸心周りに回転可能にかつ軸心方向に移動不能に外装されている。具体的には、このピボット軸３１は、前記図５及び図６に示すように、軸本体４９と、この軸本体４９の両端に軸心を一致させて一体形成した小径部５１とを具備してなるもので、前記軸本体４９の両端部外周に雄ネジ部４９ａを有している。このピボット軸３１の両端に設けられた前記小径部５１は、前記単位ベース２５に固設されたブラケット２５ａに軸取付部材５３を介して軸心方向に移動不能に、かつ軸心周りに回転不能に取付けられている。このピボット軸３１の軸本体４９の外周には、上クランプメンバ２７の軸受部３９を構成するラジアル・スラストベアリング４１、及び下クランプメンバ２９の軸受部４５を構成するラジアル・スラストベアリング４７がそれぞれ外装されている。上クランプメンバ２７のラジアル・スラストベアリング４１の内輪４１ａと下クランプメンバ２９のラジアル・スラストベアリング４７の内輪４７ａとの間にはスペーサ５５が介在させてあり、このスペーサ５５介在状態で前記雄ネジ部４９ａに螺着したナット５７を相寄る方向に締め付けることにより、前記上クランプメンバ２７と前記下クランプメンバ２９とが、前記ピボット軸３１に対して軸心方向にリジッドで、かつ軸心周りに回転自在に取付けられている。
【００２９】
なお、前記上クランプメンバ２７及び前記下クランプメンバ２９の他端側は、前記単位ベース２５に対して自由に回動しうるようになっており、これにより、クランプした際に大型ガラス基板０に面外方向の無理な力が作用するのを防止又は抑制するようにしている。すなわち、本実施形態では、上クランプメンバ２７、下クランプメンバ２９、及びピボット軸３１のうち、上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能にすることによって、逃がし機構５９を構成している。また、この逃がし機構５９は、バランス要素６１も備えている。
【００３０】
このバランス要素６１は、前記下クランプメンバ２９の前記他端部を上方に付勢し、クランプ部２１に作用する重力の影響を相殺又は軽減する。具体的に説明すれば、前記図２、図３、及び図５に示すように、前記下クランプメンバ２９の他端部と、この下クランプメンバ２９と一体化された前記クランプ用シリンダ３３の上端面に取り付けたバネ受板６３とに貫通孔２９ａ、６３ａを軸心を一致させて穿設し、それら貫通孔２９ａ、６３ａに下端を前記単位ベース２５に支持させたリテーナ６５を相対移動可能に遊嵌させている。このリテーナ６５の下端は、前記単位ベース２５の上面に設けた剛性板２５ｂ上にボール６５ｂを介して傾動可能に支持させてある。そして、このリテーナ６５の中間位置に固定した鍔部６５ａと、前記バネ受板６３との間に、バランス要素６１である圧縮コイルバネ６７を前記リテーナ６５に巻装して介在させている。この圧縮コイルバネ６７の付勢力は、前記クランプ部２１のピボット軸３１よりも一端側に作用する重力と、前記クランプ部２１のピボット軸３１よりも他端側に作用する重力との差を相殺しうる値に設定されている。
【００３１】
なお、前記図２〜図６における符号６９は、前記クランプ部２１が必要な作動領域外に垂れ下がるのを防止するためのストッパであり、前記下クランプメンバ２９の一端部の下面を係止しうるようになっている。従って、前記下クランプメンバ２９及び前記上クランプメンバ２７は、クランプ動作に必要な作動領域内において遊動可能となっている。
【００３２】
また、前記図２及び図３における符号７１は、前記クランプ部２１のクランプ状態を検知するためのクランプ状態検知器である。このクランプ状態検知器７１は、発光素子と受光素子とを対向配置してなる光学センサ７１ａを上下に間隔をあけて２組配置したもので、これらの光学センサ７１ａを下クランプメンバ２９の他端部に設けた遮蔽版７１ｂで選択的に遮蔽することによりクランプ部２１のクランプ状態とクランプ解除状態とを検出することができるようになっている。
【００３３】
前記基板駆動部２３は、前記図２及び図３に示すように、前記架台２の上面の両側端部に大型ガラス基板０の移送方向に沿って敷設したレール７３と、このレール７３に案内されて前記移送方向に往復動作を行い得る前記単位ベース２５と、これら単位ベース２５を前記レール７３に沿って走行駆動するリニアモータ７５とを具備してなるもので、レーザ加工時には全ての前記単位ベース２５が同期して作動するように前記リニアモータ７５の制御が行われる。また、前記図２及び図３における符号７７は、前記各リニアモータ７５の作動位置を検知してフィードバックするための位置検知装置である。この位置検知装置７７は、例えば、前記架台２に固定したリニアスケール７７ａと、このリニアスケール７７ａの目盛を読み取って電気信号に変換するセンサ７７ｂとを具備してなるもので、リニアモータ７５の制御については、通常のものであるため説明を省略するものである。
【００３４】
本実施形態のレーザ加工機１の動作を以下に示す。
【００３５】
まず、大型ガラス基板０を後退避領域２ｃに配置した状態で、クランプすべき位置に前記クランプ部２１を移動させて停止させる。このクランプ部２１の上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、前記クランプ解除用バネ３５の付勢力により前記図２に示すようなクランプ解除状態にある。
【００３６】
次いで、前記クランプ用シリンダ３３を作動させると、前記上クランプメンバ２７の他端部が前記下クランプメンバ２９の他端部に対して上動する。このとき、前記上把持部３７と前記下把持部４３とが相寄る方向に移動し、これら上把持部３７及び下把持部４３が大型ガラス基板０を挟持することにより、前記クランプ部２１は前記図３に示すようなクランプ状態となる。ここで、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、いずれもピボット軸３１の軸心周りに回転自在であるので、クランプ動作の際に前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９のいずれかが先に大型ガラス基板０に衝き当たると、以下のようにして逃がし機構５９が機能する。すなわち、前記上クランプメンバ２７の上把持部３７が先に大型ガラス基板０に衝き当たると、前記下クランプメンバ２９は前記上クランプメンバ２７を足場として前記下把持部４３が大型ガラス基板０に接近する方向に移動し、前記クランプ状態となる。逆に、前記下クランプメンバ２９の下把持部４３が先に大型ガラス基板０に衝き当たると、前記上クランプメンバ２７は前記下クランプメンバ２９を足場として前記上把持部３７が大型ガラス基板０に接近する方向に移動し、前記クランプ状態となる。すなわち、クランプ部２１が大型ガラス基板をクランプする際に上述したように逃がし機構５９が機能するので、大型ガラス基板０には面外方向の無理な力が作用せず、従って大型ガラス基板０の破損を防ぐことができる。
【００３７】
それから、大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプした状態で、クランプ機構Ｋを同期させて後退避領域２ｃから作業領域２ａを経て前退避領域２ｂに向かう移送方向に駆動する。すると、大型ガラス基板０はクランプ機構Ｋから移送方向に向かう作用を受けて、後退避領域２ｃから作業領域２ａを通過し前退避領域２ｂに移動する。ここで、大型ガラス基板０が作業領域２ａを通過する際に、前記レーザ照射装置３によりレーザビームを照射して加工を施す。
【００３８】
大型ガラス基板０の全体の前退避領域２ｂへの移動が完了した後は、前記レーザ照射装置３の加工ノズル１１を幅方向に移動させ、次いで、大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプしたままクランプ機構Ｋを同期させて前退避領域から作業領域２ａを経て後退避領域２ｃに向かう移送方向に駆動する。すると、大型ガラス基板０はクランプ機構Ｋから移送方向に向かう作用を受けて、前退避領域２ｂから作業領域２ａを通過し後退避領域２ｃに移動する。ここで、大型ガラス基板０が作業領域２ａを通過する際に、前記レーザ照射装置３によりレーザビームを照射して加工を施す。以下、大型ガラス基板０の被加工面の全体に加工を施し終わるまで、前記レーザ照射装置３の加工ノズル１１を幅方向に移動させ、大型ガラス基板０を往復移動させる前記動作を繰り返す。
【００３９】
ここで、本実施形態では、大型ガラス基板０を往復移動させる際に、精密浮上装置１７又は浮上装置１９による大型ガラス基板０の保持高さとクランプ高さとが一致しない場合、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、いずれもピボット軸３１の軸心方向にリジッドでかつ軸心周りに回転自在であるので、クランプ部２１は大型ガラス基板０をクランプし、移送方向に向かう作用を与えつつ、面外方向に変位することができる。すなわち、逃がし機構５９が機能して大型ガラス基板０には面外方向の無理な力が作用しないので、大型ガラス基板０の破損を防ぐことができる。
【００４０】
また、前記大型ガラス基板０を精密浮上装置１７及び浮上装置１９により浮上させる際に、前記クランプ部２１により大型ガラス基板０が上方又は下方に押圧されて大型ガラス基板０の浮上高さが狂ってしまう不具合の発生をも防止又は抑制することもできる。
【００４１】
さらに、各クランプ機構Ｋの単位ベース２５に対して各クランプ部２１の前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９が回動自在となるように、各クランプ機構Ｋに逃がし機構５９を設けているので、各クランプ部２１と、各クランプ部２１がそれぞれ把持する大型ガラス基板０の部位との相対高さ位置がどのようなものであっても、各クランプ部２１を前記大型ガラス基板０の面外方向に逃がすことにより、大型ガラス基板０に無理な力が作用することを防止又は抑制することができる。
【００４２】
加えて、前記バランス要素６１である圧縮コイルバネ６７により下クランプメンバ２９の前記他端部を上方に付勢しているので、前記ピボット軸３１をクランプ部２１の一端部側に配設しているにもかかわらず、クランプ部２１に作用する重力の影響により大型ガラス基板０が上下いずれかの方向に付勢されるという現象をも解消又は軽減することができる。
【００４３】
そして本実施形態の構成によれば、移送中の大型ガラス基板０に、その表面に焦点を結ぶように設定されたレーザビームが照射されるレーザ加工機１の基板移送装置４において大型ガラス基板０の保持高さをより精密に維持することができるので、レーザビームの焦点がずれる不具合の発生を防止又は抑制することができ、従って、加工精度を高めることができる。
【００４４】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られず、種々に変更してもよい。
【００４５】
例えば、レーザ加工機の加工対象物である基板は、大型ガラス基板に限らず、例えば、金属板等、どのような基板であってもよい。
【００４６】
また、バランス要素は、上述した実施形態に述べたバネを利用するものだけでなく、例えば、クランプメンバの把持部側に設けた錘を利用するもの等、ピボット軸の両側に作用する重力をバランスさせることができるものであれば任意の構成を採用してもよい。
【００４７】
さらに、上述した実施形態では、クランプ部２１の逃がし機構５９が、上クランプメンバ２７、下クランプメンバ２９、及びピボット軸３１のうち、上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成したものであるが、ピボット軸３１も大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成してよい。また、ピボット軸３１と上クランプメンバ２７又は下クランプメンバ２９のいずれか一方とを大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成し、上クランプメンバ２７又は下クランプメンバ２９の他方を大型ガラス基板０に対して固定してもよい。
【００４８】
また、クランプ部には、基板の面外方向に平行移動可能で前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら第１及び第２のクランプメンバを平行移動可能に支持する支持機構とを具備する構成のものを採用してもよい。この場合でも、逃がし機構を、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものであれば、上述した実施形態における逃がし機構の構成に係る効果、すなわち、クランプ部が基板０をクランプしたまま面外方向に逃げることができるので、基板には面外方向の無理な力が作用せず基板の破損を防ぐことができるという効果は同様に得られる。
【００４９】
加えて、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式の基板案内手段に限らず、例えば、基板を載置した状態のステージを基板の面内方向に自由に移動できるよう案内する基板案内手段等、種々の基板案内手段を採用してもよい。
【００５０】
さらに、基板の幅方向に対をなして設けた単位ベースと、これら単位ベースのそれぞれに配設した複数のクランプ部とによりクランプ機構を形成してもよい。
【００５１】
また、第１及び第２のクランプメンバを基板の幅方向、すなわち基板面に沿う面内において移送方向に直交する方向に延びる軸の周りに回動可能とするように逃がし機構を構成してもよい。このようなものであれば、基板が反っている場合にも基板に面外方向への無理な力を作用させずに基板をクランプできる。
【００５２】
そして、本発明は、移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機に限らず、基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備する基板移送装置一般に採用してよい。
【００５３】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００５４】
４…基板移送装置
４ａ…基板案内装置
４ｂ…基板駆動装置
２１…クランプ部
２３…基板駆動部
２５…単位ベース
２７…上クランプメンバ（クランプメンバ）
２９…下クランプメンバ（クランプメンバ）
３１…ピボット軸
５９…逃がし機構
６１…バランス要素
Ｋ…クランプ機構
０…大型ガラス基板（基板）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を移送するための基板移送装置に係るものであり、特に、大型ガラス基板の高さを精密に維持してかつこれを移動させながらレーザビームで加工する大型ガラス基板のレーザ加工機等に好適に使用される基板移送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、太陽電池パネル製造ライン等に用いられるレーザ加工機においては、大型ガラス基板の基板案内手段として、セット台上面に設置されたガラス基板を、前記セット台上面に設けた複数のエアー噴出孔からエアーを噴出させて浮上させるようにしたものが用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
また、従来、前記ガラス基板の端部を複数のクランプ機構で把持し、このクランプ機構をリニアモータ等で移動させることで前記ガラス基板を所定の方向に移動させ位置決めする基板駆動手段が用いられている。このとき前記ガラス基板の上面或いは下面側から該ガラス基板の表面にレーザビームを照射してその焦点を該ガラス基板表面に結ぶようにして該ガラス基板を加工していた（例えば、特許文献２を参照）。
【０００４】
従来の装置では、前記ガラス基板の表面に焦点を結んだレーザビームを照射する都合から、前記ガラス基板の加工位置を移動させる際も該ガラス基板の設置高さを数十〜数百μｍの精密な精度で維持しなくてはならない。このために前述したエアー浮上式の基板案内手段を設けたものであるが、このようなエアー浮上式の基板案内手段と、前記ガラス基板の端部を複数のクランプ機構で把持する基板駆動手段とを併用する場合、前記ガラス基板の浮上高さと該ガラス基板をクランプするクランプの把持高さとが一致していないと前記ガラス基板が浮上した際に前記クランプによって該ガラス基板に無理な力が生じて該ガラス基板の浮上高さが狂ってしまうか或いは該ガラス基板そのものを破損してしまうという問題があった。特に近年の２ｍを超える大型ガラス基板を加工する装置では、この問題が実用上顕著になってきている。
【０００５】
また、以上に述べた事情は、レーザ加工機の大型ガラス基板を移送する基板移送装置に限らず、大型の基板を移送する基板移送装置全般において顕在化する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３１５３８号公報
【特許文献２】特開２００５−２８８４８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、以上のような事情に着目してなされたもので、クランプ時に基板に無理な力が生じて基板の浮上高さが狂ってしまうか或いは該基板そのものを破損してしまうという課題を解決することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る基板移送装置は、大型ガラス基板等の基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなるものにおいて、前記基板駆動手段を、前記基板を把持するための少なくとも２個のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより前記基板を前記基板案内手段に保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなるものにし、さらに前記クランプ部により前記基板をクランプした際にその基板に無理な力が作用しないように前記クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を備えていることを特徴とする。
【０００９】
このような構成によれば、クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすことにより、基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができる。
【００１０】
基板に無理な力が作用することをより有効に防止又は抑制できるようにするためには、前記基板駆動部が、前記各クランプ部をそれぞれ支持して移動する複数の単位ベースを備えたものであり、前記各単位ベースと前記各クランプ部とによってクランプ機構をそれぞれ構成するとともに、それら各クランプ機構に前記逃がし機構を設けているものが望ましい。このようなものであれば、各クランプ部と、各クランプ部がそれぞれ把持する基板の部位との相対高さ位置がどのようなものであっても、各クランプ部が属するクランプ機構の逃がし機構を機能させてクランプ部を前記基板の面外方向に逃がすことにより、基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができるからである。
【００１１】
また、前記基板案内手段が、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式のものである場合には、特に有効な作用効果を得ることができる。すなわち、このような方式のものに本発明を適用した場合には、クランプ時に基板が破損することを防止することができるだけでなく、前記基板が浮上した際に前記クランプ部によって該基板に無理な力が生じて浮上高さが狂ってしまうという不具合の発生をも防止又は抑制することができる。
【００１２】
本発明に係る効果をより高めるための構成の一つとして、前記逃がし機構が、前記クランプ部に作用する重力の影響を相殺又は軽減するバランス要素を備えているものが挙げられる。このようなものであれば、クランプ位置と基板の保持高さ位置との不一致に基づいてクランプ時に基板に無理な力が作用するという不具合を解消することができるだけでなく、クランプ部に作用する重力の影響により基板が上下いずれかの方向に付勢されるという現象をも解消又は軽減することが可能になる。
【００１３】
本発明に係る基板移送装置を簡単な構成で実現するための構成の一例として、前記クランプ部が、前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら対をなすクランプメンバを枢結するピボット軸とを有したものであり、前記逃がし機構が、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものが挙げられる。
【００１４】
本発明は、種々の分野における基板移送装置に適用することが可能であるが、移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機の基板移送装置に適用すると特に好ましいものとなる。すなわち、このようなレーザ加工機は、移送中の大型ガラス基板に、その表面に焦点を結ぶように設定されたレーザビームが照射されるようにしている。そのため、このようなレーザ加工機における基板移送装置に本発明を適用すれば、大型ガラス基板の保持高さをより精密に維持することができるため、レーザビームの焦点がずれる不具合の発生を防止又は抑制することができ、加工精度を高めることが可能になる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上のようにクランプ部を基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を設け、基板に対して移送に必要な方向にのみ駆動力が伝達されるようにしているので、クランプ時に基板に無理な力が作用することを防止又は抑制することができ、移送の際に基板に面外方向の無理な応力が加わって基板の変形や破損が生じるという不具合の発生を防止又は抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係るレーザ加工機の斜視図。
【図２】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の正面図。
【図３】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の動作説明図。
【図４】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の斜視図。
【図５】同実施形態に係る基板移送装置のクランプ機構の分解斜視図。
【図６】図２におけるＶＩ−ＶＩ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の一実施形態について述べる。
【００１８】
本実施形態は、本発明を図１に示すようなレーザ加工機１の基板移送装置４に適用した場合のものである。このレーザ加工機１は、太陽電池パネル製造ライン等に用いられるもので、大型ガラス基板０を載置するための架台２と、この架台２上の大型ガラス基板０を移送するための本発明に係る基板移送装置４と、この基板移送装置４により移送される大型ガラス基板０の表面にレーザビームを照射するための加工ノズル１１を備えたレーザ照射装置３とを具備してなる。
【００１９】
前記架台２は、前記図１に示すように、その上面に、作業領域２ａと、この作業領域２ａの両側にそれぞれ設定された前後退避領域２ｂ、２ｃとが形成されている。そして、前記作業領域２ａに対応する部位に、前記レーザ照射装置３を配設している。
【００２０】
前記レーザ照射装置３は、前記図１に示すように、幅方向に複数個の加工ノズル１１を配列してなる。前記加工ノズル１１は、例えば、大型ガラス基板０の下方からレーザを発射し、大型ガラス基板０を透過させて上面側の被加工面に焦点を結んで照射する。これらの加工ノズル１１には光ファイバ１３を接続しており、図示しないレーザ発振機から供給されるレーザ光を前記光ファイバ１３を経由してそれぞれ導入する。詳述すれば、例えば、前記作業領域２ａの直下に梁１５を横架し、この梁１５に前記加工ノズル１１をそれぞれ支持させている。各加工ノズル１１は、梁１５に敷設した図示しないレールに沿って幅方向に移動可能である。加工ノズル１１の駆動源は、例えばリニアサーボモータである。しかしてこのレーザ照射装置３は、前記基板移送装置４により移送される大型ガラス基板０に対してレーザビームを照射し、前記大型ガラス基板０の前記作業領域２ａを通過しつつある部位に順次レーザ加工を施すようにしたものである。
【００２１】
前記基板移送装置４は、前記図１に示すように、大型ガラス基板０をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段４ａと、当該基板案内手段４ａに保持された前記大型ガラス基板０を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段４ｂとを具備してなる。
【００２２】
前記基板案内手段４ａは、前記図１に示すように、前記架台２の作業領域２ａに配設した精密浮上装置１７と、前記架台２の前後退避領域２ｂ、２ｃにそれぞれ配設した浮上装置１９、１９とにより構成してなる。前記精密浮上装置１７は、気体を吹出させて前記大型ガラス基板０を浮上させるとともに、その噴出度合いを制御して浮上高さを精密に維持しうるように構成されている。ここで、前記精密浮上装置１７は、大型ガラス基板０の表面の焦点を結んだレーザビームを照射する都合から、数十〜数百μｍの精密な精度で大型ガラス基板０の表面の設置高さを制御可能に構成されている。一方、前記浮上装置１９は、気体を吹出させて前記大型ガラス基板０を浮上させるように構成されたもので、前記精密浮上装置１７に隣接させるのに適した範囲の精度に設定されている。すなわち、前記精密浮上装置１７の浮上高さ制御の精度は、前記浮上装置１９の浮上高さ制御の精度よりも高く設定されている。このようにしてなる基板案内手段４ａにより案内された大型ガラス基板０を、前記基板駆動手段４ｂにより、面内の特定方向に移動させるようにしてある。
【００２３】
前記基板駆動手段４ｂは、例えば、図１〜図６に示すように、前記大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれ把持するための４個のクランプ部２１と、これらのクランプ部２１を同期させて駆動することにより前記大型ガラス基板０を前記基板案内手段４ａに保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部２３とを具備してなる。ここで、前記基板駆動部２３は、前記クランプ部２１をそれぞれ支持して移動させるための４個の単位ベース２５を備えており、前記各単位ベース２５と前記各クランプ部２１とによって前記図４に斜視図を示すようなクランプ機構Ｋがそれぞれ構成されている。言い換えれば、この基板駆動手段４ｂは、前記クランプ機構Ｋにより前記大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプして前記架台２の長手方向に沿って移動させ得るようになっている。
【００２４】
前記クランプ部２１は、図２〜図６に示すように、前記大型ガラス基板０を厚み方向から挟持する上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９と、これら対をなす上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を枢結するピボット軸３１と、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を駆動してクランプ動作を行わせるクランプ用シリンダ３３と、このクランプ用シリンダ３３の駆動力が消勢した際に前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９にクランプ解除動作を行わせるクランプ解除用バネ３５とを具備してなる。
【００２５】
前記上クランプメンバ２７は、前記図２、図３、及び図５に示すように、一端に大型ガラス基板０の上面に係わる上把持部３７を備えるとともに、中間部に前記ピボット軸３１に軸支させるための軸受部３９を有してなる。前記上把持部３７は、移送方向に細長い角柱状のもので、その下面にゴム等の弾性材により形成した弾性層３７ａを有してなる。前記軸受部３９は、軸挿通孔３９ａを有したブロック状のもので、前記図５及び図６に示すように、その軸挿通孔３９ａの開口両端部にラジアル・スラストベアリング４１が嵌挿されている。
【００２６】
前記下クランプメンバ２９は、前記図２、図３、及び図５に示すように、一端に大型ガラス基板０の下面に係わる下把持部４３を備えるとともに、中間部に前記ピボット軸３１に軸支させるための軸受部４５を有してなる。前記下把持部４３は、移送方向に細長い角柱状のもので、その上面にゴム等の弾性材により形成した弾性層４３ａを有してなる。前記軸受部４５は、軸挿通孔４５ａを有した厚板状のもので、前記上クランプメンバ２７の軸受部３９の軸方向両側に位置するようにして一対設けられており、前記図５及び図６に示すように、それら軸受部４５の軸挿通孔４５ａにラジアル・スラストベアリング４７が嵌挿されている。
【００２７】
前記クランプ用シリンダ３３は、下クランプメンバ２９の他端近傍部に取り付けられており、その出力ロッド３３ａで前記上クランプメンバ２７の他端部を押圧し得るようになっている。
【００２８】
前記ピボット軸３１は、前記図２〜図６に示すように、軸心が大型ガラス基板０の移送方向に平行となる姿勢で前記単位ベース２５に固定してなるもので、その外周に前記上クランプメンバ２７の軸受部３９及び下クランプメンバ２９の軸受部４５が軸心周りに回転可能にかつ軸心方向に移動不能に外装されている。具体的には、このピボット軸３１は、前記図５及び図６に示すように、軸本体４９と、この軸本体４９の両端に軸心を一致させて一体形成した小径部５１とを具備してなるもので、前記軸本体４９の両端部外周に雄ネジ部４９ａを有している。このピボット軸３１の両端に設けられた前記小径部５１は、前記単位ベース２５に固設されたブラケット２５ａに軸取付部材５３を介して軸心方向に移動不能に、かつ軸心周りに回転不能に取付けられている。このピボット軸３１の軸本体４９の外周には、上クランプメンバ２７の軸受部３９を構成するラジアル・スラストベアリング４１、及び下クランプメンバ２９の軸受部４５を構成するラジアル・スラストベアリング４７がそれぞれ外装されている。上クランプメンバ２７のラジアル・スラストベアリング４１の内輪４１ａと下クランプメンバ２９のラジアル・スラストベアリング４７の内輪４７ａとの間にはスペーサ５５が介在させてあり、このスペーサ５５介在状態で前記雄ネジ部４９ａに螺着したナット５７を相寄る方向に締め付けることにより、前記上クランプメンバ２７と前記下クランプメンバ２９とが、前記ピボット軸３１に対して軸心方向にリジッドで、かつ軸心周りに回転自在に取付けられている。
【００２９】
なお、前記上クランプメンバ２７及び前記下クランプメンバ２９の他端側は、前記単位ベース２５に対して自由に回動しうるようになっており、これにより、クランプした際に大型ガラス基板０に面外方向の無理な力が作用するのを防止又は抑制するようにしている。すなわち、本実施形態では、上クランプメンバ２７、下クランプメンバ２９、及びピボット軸３１のうち、上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能にすることによって、逃がし機構５９を構成している。また、この逃がし機構５９は、バランス要素６１も備えている。
【００３０】
このバランス要素６１は、前記下クランプメンバ２９の前記他端部を上方に付勢し、クランプ部２１に作用する重力の影響を相殺又は軽減する。具体的に説明すれば、前記図２、図３、及び図５に示すように、前記下クランプメンバ２９の他端部と、この下クランプメンバ２９と一体化された前記クランプ用シリンダ３３の上端面に取り付けたバネ受板６３とに貫通孔２９ａ、６３ａを軸心を一致させて穿設し、それら貫通孔２９ａ、６３ａに下端を前記単位ベース２５に支持させたリテーナ６５を相対移動可能に遊嵌させている。このリテーナ６５の下端は、前記単位ベース２５の上面に設けた剛性板２５ｂ上にボール６５ｂを介して傾動可能に支持させてある。そして、このリテーナ６５の中間位置に固定した鍔部６５ａと、前記バネ受板６３との間に、バランス要素６１である圧縮コイルバネ６７を前記リテーナ６５に巻装して介在させている。この圧縮コイルバネ６７の付勢力は、前記クランプ部２１のピボット軸３１よりも一端側に作用する重力と、前記クランプ部２１のピボット軸３１よりも他端側に作用する重力との差を相殺しうる値に設定されている。
【００３１】
なお、前記図２〜図６における符号６９は、前記クランプ部２１が必要な作動領域外に垂れ下がるのを防止するためのストッパであり、前記下クランプメンバ２９の一端部の下面を係止しうるようになっている。従って、前記下クランプメンバ２９及び前記上クランプメンバ２７は、クランプ動作に必要な作動領域内において遊動可能となっている。
【００３２】
また、前記図２及び図３における符号７１は、前記クランプ部２１のクランプ状態を検知するためのクランプ状態検知器である。このクランプ状態検知器７１は、発光素子と受光素子とを対向配置してなる光学センサ７１ａを上下に間隔をあけて２組配置したもので、これらの光学センサ７１ａを下クランプメンバ２９の他端部に設けた遮蔽版７１ｂで選択的に遮蔽することによりクランプ部２１のクランプ状態とクランプ解除状態とを検出することができるようになっている。
【００３３】
前記基板駆動部２３は、前記図２及び図３に示すように、前記架台２の上面の両側端部に大型ガラス基板０の移送方向に沿って敷設したレール７３と、このレール７３に案内されて前記移送方向に往復動作を行い得る前記単位ベース２５と、これら単位ベース２５を前記レール７３に沿って走行駆動するリニアモータ７５とを具備してなるもので、レーザ加工時には全ての前記単位ベース２５が同期して作動するように前記リニアモータ７５の制御が行われる。また、前記図２及び図３における符号７７は、前記各リニアモータ７５の作動位置を検知してフィードバックするための位置検知装置である。この位置検知装置７７は、例えば、前記架台２に固定したリニアスケール７７ａと、このリニアスケール７７ａの目盛を読み取って電気信号に変換するセンサ７７ｂとを具備してなるもので、リニアモータ７５の制御については、通常のものであるため説明を省略するものである。
【００３４】
本実施形態のレーザ加工機１の動作を以下に示す。
【００３５】
まず、大型ガラス基板０を後退避領域２ｃに配置した状態で、クランプすべき位置に前記クランプ部２１を移動させて停止させる。このクランプ部２１の上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、前記クランプ解除用バネ３５の付勢力により前記図２に示すようなクランプ解除状態にある。
【００３６】
次いで、前記クランプ用シリンダ３３を作動させると、前記上クランプメンバ２７の他端部が前記下クランプメンバ２９の他端部に対して上動する。このとき、前記上把持部３７と前記下把持部４３とが相寄る方向に移動し、これら上把持部３７及び下把持部４３が大型ガラス基板０を挟持することにより、前記クランプ部２１は前記図３に示すようなクランプ状態となる。ここで、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、いずれもピボット軸３１の軸心周りに回転自在であるので、クランプ動作の際に前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９のいずれかが先に大型ガラス基板０に衝き当たると、以下のようにして逃がし機構５９が機能する。すなわち、前記上クランプメンバ２７の上把持部３７が先に大型ガラス基板０に衝き当たると、前記下クランプメンバ２９は前記上クランプメンバ２７を足場として前記下把持部４３が大型ガラス基板０に接近する方向に移動し、前記クランプ状態となる。逆に、前記下クランプメンバ２９の下把持部４３が先に大型ガラス基板０に衝き当たると、前記上クランプメンバ２７は前記下クランプメンバ２９を足場として前記上把持部３７が大型ガラス基板０に接近する方向に移動し、前記クランプ状態となる。すなわち、クランプ部２１が大型ガラス基板をクランプする際に上述したように逃がし機構５９が機能するので、大型ガラス基板０には面外方向の無理な力が作用せず、従って大型ガラス基板０の破損を防ぐことができる。
【００３７】
それから、大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプした状態で、クランプ機構Ｋを同期させて後退避領域２ｃから作業領域２ａを経て前退避領域２ｂに向かう移送方向に駆動する。すると、大型ガラス基板０はクランプ機構Ｋから移送方向に向かう作用を受けて、後退避領域２ｃから作業領域２ａを通過し前退避領域２ｂに移動する。ここで、大型ガラス基板０が作業領域２ａを通過する際に、前記レーザ照射装置３によりレーザビームを照射して加工を施す。
【００３８】
大型ガラス基板０の全体の前退避領域２ｂへの移動が完了した後は、前記レーザ照射装置３の加工ノズル１１を幅方向に移動させ、次いで、大型ガラス基板０の四隅部をそれぞれクランプしたままクランプ機構Ｋを同期させて前退避領域から作業領域２ａを経て後退避領域２ｃに向かう移送方向に駆動する。すると、大型ガラス基板０はクランプ機構Ｋから移送方向に向かう作用を受けて、前退避領域２ｂから作業領域２ａを通過し後退避領域２ｃに移動する。ここで、大型ガラス基板０が作業領域２ａを通過する際に、前記レーザ照射装置３によりレーザビームを照射して加工を施す。以下、大型ガラス基板０の被加工面の全体に加工を施し終わるまで、前記レーザ照射装置３の加工ノズル１１を幅方向に移動させ、大型ガラス基板０を往復移動させる前記動作を繰り返す。
【００３９】
ここで、本実施形態では、大型ガラス基板０を往復移動させる際に、精密浮上装置１７又は浮上装置１９による大型ガラス基板０の保持高さとクランプ高さとが一致しない場合、前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９は、いずれもピボット軸３１の軸心方向にリジッドでかつ軸心周りに回転自在であるので、クランプ部２１は大型ガラス基板０をクランプし、移送方向に向かう作用を与えつつ、面外方向に変位することができる。すなわち、逃がし機構５９が機能して大型ガラス基板０には面外方向の無理な力が作用しないので、大型ガラス基板０の破損を防ぐことができる。
【００４０】
また、前記大型ガラス基板０を精密浮上装置１７及び浮上装置１９により浮上させる際に、前記クランプ部２１により大型ガラス基板０が上方又は下方に押圧されて大型ガラス基板０の浮上高さが狂ってしまう不具合の発生をも防止又は抑制することもできる。
【００４１】
さらに、各クランプ機構Ｋの単位ベース２５に対して各クランプ部２１の前記上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９が回動自在となるように、各クランプ機構Ｋに逃がし機構５９を設けているので、各クランプ部２１と、各クランプ部２１がそれぞれ把持する大型ガラス基板０の部位との相対高さ位置がどのようなものであっても、各クランプ部２１を前記大型ガラス基板０の面外方向に逃がすことにより、大型ガラス基板０に無理な力が作用することを防止又は抑制することができる。
【００４２】
加えて、前記バランス要素６１である圧縮コイルバネ６７により下クランプメンバ２９の前記他端部を上方に付勢しているので、前記ピボット軸３１をクランプ部２１の一端部側に配設しているにもかかわらず、クランプ部２１に作用する重力の影響により大型ガラス基板０が上下いずれかの方向に付勢されるという現象をも解消又は軽減することができる。
【００４３】
そして本実施形態の構成によれば、移送中の大型ガラス基板０に、その表面に焦点を結ぶように設定されたレーザビームが照射されるレーザ加工機１の基板移送装置４において大型ガラス基板０の保持高さをより精密に維持することができるので、レーザビームの焦点がずれる不具合の発生を防止又は抑制することができ、従って、加工精度を高めることができる。
【００４４】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限られず、種々に変更してもよい。
【００４５】
例えば、レーザ加工機の加工対象物である基板は、大型ガラス基板に限らず、例えば、金属板等、どのような基板であってもよい。
【００４６】
また、バランス要素は、上述した実施形態に述べたバネを利用するものだけでなく、例えば、クランプメンバの把持部側に設けた錘を利用するもの等、ピボット軸の両側に作用する重力をバランスさせることができるものであれば任意の構成を採用してもよい。
【００４７】
さらに、上述した実施形態では、クランプ部２１の逃がし機構５９が、上クランプメンバ２７、下クランプメンバ２９、及びピボット軸３１のうち、上クランプメンバ２７及び下クランプメンバ２９を大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成したものであるが、ピボット軸３１も大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成してよい。また、ピボット軸３１と上クランプメンバ２７又は下クランプメンバ２９のいずれか一方とを大型ガラス基板０の面外方向に遊動可能に構成し、上クランプメンバ２７又は下クランプメンバ２９の他方を大型ガラス基板０に対して固定してもよい。
【００４８】
また、クランプ部には、基板の面外方向に平行移動可能で前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら第１及び第２のクランプメンバを平行移動可能に支持する支持機構とを具備する構成のものを採用してもよい。この場合でも、逃がし機構を、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものであれば、上述した実施形態における逃がし機構の構成に係る効果、すなわち、クランプ部が基板０をクランプしたまま面外方向に逃げることができるので、基板には面外方向の無理な力が作用せず基板の破損を防ぐことができるという効果は同様に得られる。
【００４９】
加えて、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式の基板案内手段に限らず、例えば、基板を載置した状態のステージを基板の面内方向に自由に移動できるよう案内する基板案内手段等、種々の基板案内手段を採用してもよい。
【００５０】
さらに、基板の幅方向に対をなして設けた単位ベースと、これら単位ベースのそれぞれに配設した複数のクランプ部とによりクランプ機構を形成してもよい。
【００５１】
また、第１及び第２のクランプメンバを基板の幅方向、すなわち基板面に沿う面内において移送方向に直交する方向に延びる軸の周りに回動可能とするように逃がし機構を構成してもよい。このようなものであれば、基板が反っている場合にも基板に面外方向への無理な力を作用させずに基板をクランプできる。
【００５２】
そして、本発明は、移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機に限らず、基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備する基板移送装置一般に採用してよい。
【００５３】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００５４】
４…基板移送装置
４ａ…基板案内装置
４ｂ…基板駆動装置
２１…クランプ部
２３…基板駆動部
２５…単位ベース
２７…上クランプメンバ（クランプメンバ）
２９…下クランプメンバ（クランプメンバ）
３１…ピボット軸
５９…逃がし機構
６１…バランス要素
Ｋ…クランプ機構
０…大型ガラス基板（基板）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大型ガラス基板等の基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなる基板移送装置において、
前記基板駆動手段を、前記基板を把持するための少なくとも２個のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより前記基板を前記基板案内手段に保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなるものにし、さらに前記クランプ部により前記基板をクランプした際にその基板に無理な力が作用しないように前記クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を備えていることを特徴とする基板移送装置。
【請求項２】
前記基板駆動部が、前記各クランプ部をそれぞれ支持して移動する複数の単位ベースを備えたものであり、前記各単位ベースと前記各クランプ部とによってクランプ機構をそれぞれ構成するとともに、それら各クランプ機構に前記逃がし機構を設けている請求項１記載の基板移送装置。
【請求項３】
前記基板案内手段が、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式のものである請求項１又は２記載の基板移送装置。
【請求項４】
前記逃がし機構が、前記クランプ部に作用する重力の影響を相殺又は軽減するバランス要素を備えている請求項１、２又は３記載の基板移送装置。
【請求項５】
前記クランプ部が、前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら対をなすクランプメンバを枢結するピボット軸とを有したものであり、前記逃がし機構が、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものである請求項１、２、３又は４記載の基板移送装置。
【請求項６】
移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機に適用される請求項１、２、３、４又は５記載の基板移送装置。
【請求項１】
大型ガラス基板等の基板をその保持高さを所定の値に維持しつつ面内方向に自由に移動できるように案内する基板案内手段と、当該基板案内手段に保持された前記基板を面内の特定の方向に移動させるための基板駆動手段とを具備してなる基板移送装置において、
前記基板駆動手段を、前記基板を把持するための少なくとも２個のクランプ部と、これらのクランプ部を同期させて駆動することにより前記基板を前記基板案内手段に保持させつつ前記特定方向に移動させ位置決めを行う基板駆動部とを具備してなるものにし、さらに前記クランプ部により前記基板をクランプした際にその基板に無理な力が作用しないように前記クランプ部を前記基板の面外方向に逃がすための逃がし機構を備えていることを特徴とする基板移送装置。
【請求項２】
前記基板駆動部が、前記各クランプ部をそれぞれ支持して移動する複数の単位ベースを備えたものであり、前記各単位ベースと前記各クランプ部とによってクランプ機構をそれぞれ構成するとともに、それら各クランプ機構に前記逃がし機構を設けている請求項１記載の基板移送装置。
【請求項３】
前記基板案内手段が、気体を吹出させて前記基板を浮上させる方式のものである請求項１又は２記載の基板移送装置。
【請求項４】
前記逃がし機構が、前記クランプ部に作用する重力の影響を相殺又は軽減するバランス要素を備えている請求項１、２又は３記載の基板移送装置。
【請求項５】
前記クランプ部が、前記基板を厚み方向から挟持する第１及び第２のクランプメンバと、これら対をなすクランプメンバを枢結するピボット軸とを有したものであり、前記逃がし機構が、前記第１のクランプメンバ、第２のクランプメンバ、及び前記ピボット軸のうち少なくとも２つを前記基板の面外方向に遊動可能に構成したものである請求項１、２、３又は４記載の基板移送装置。
【請求項６】
移送中の大型ガラス基板にレーザビームを照射して加工を施すように構成されたレーザ加工機に適用される請求項１、２、３、４又は５記載の基板移送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２６０９３（Ｐ２０１１−２６０９３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７５７７６（Ｐ２００９−１７５７７６）
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（５９８０７２１７９）株式会社片岡製作所 (24)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２８日（２００９．７．２８）
【出願人】（５９８０７２１７９）株式会社片岡製作所 (24)
【Ｆターム（参考）】
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