JP2004238133A - 薄板把持装置、薄板搬送装置および薄板検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、薄板を高精度で一定の高さに安定して保持することができる薄板把持装置、薄板搬送装置および薄板検査装置を提供する。
【解決手段】空気圧浮上装置２６によって薄板２２に押上げ力を作用させ、回転軸３１によって角変位する支持体３０が浮上した薄板２２を上方から支持し、薄板２２を浮上させた状態で保持する。回転軸３１は、駆動装置３２によって角変位され、前記駆動装置３２は、回転軸３１を介して、支持体３０を角変位させ、保持された薄板２２の高さを一定に維持するように制御手段２８によって制御する。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；略称ＦＰＤ）などの薄板を把持する薄板把持装置、薄板を把持して搬送する薄板搬送装置および薄板の欠陥などを検査する薄板検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶ディスプレイ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；略称ＬＣＤ）およびプラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ；略称ＰＤＰ）などによって代表されるフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；略称ＦＰＤ）の製造ラインには、基板などの薄板の傷、気泡および異物などの有無を検査するための薄板検査装置が設けられている。この薄板検査装置は、検査に要する時間を短縮して検査の高速化を図るため、薄板をステージ上で浮上させた非接触状態で検査する非接触搬送ステージを用いた薄板検査装置が既に提案されている。
【０００３】
図８は、従来の技術の薄板検査装置１を示す平面図である。この薄板検査装置１は、基台２、押上げ力発生手段である空気圧浮上装置３、搬入部４、搬出部５、位置決めピン６ａ，６ｂ、押圧シリンダ７ａ，７ｂ、薄板把持装置８、水平駆動装置９、および欠陥検査部１０を備える。
【０００４】
前記基台２には、空気圧浮上装置３が設けられる。この空気圧浮上装置３は、複数の空気吹出し孔１２ａを有する水平ステージ１２を備え、各空気吹出し孔１２ａから上方へ向けて空気を吹出し、その吹出し空気圧によって薄板１１を浮上させることができるように構成される。
【０００５】
前記空気圧浮上装置３よりも前記薄板１１の搬送方向Ａ上流側（図８の左側）には、複数のローラ４ａを有する搬入部４が設けられる。また空気圧浮上装置３よりも搬送方向Ａ下流側（図８の右側）には、複数のローラ５ａを有する搬出部５が設けられる。
【０００６】
前記基台２よりも搬送方向Ａ上流側から薄板検査装置１に供給された薄板１１は、搬入部４の各ローラ４ａによって搬送方向Ａ下流側に駆動されて位置決めピン６ａ，６ｂ付近まで搬送され、水平駆動装置９に設けられた２つの押圧シリンダ７ａ，７ｂによって、各位置決めピン６ａ，６ｂにそれぞれ押し当てられる。
【０００７】
各位置決めピン６ａ，６ｂは、図８に示す平面視において、搬送方向Ａに間隔をあけて基台２に設けられる複数の第１位置決めピン６ａと、搬送方向Ａに垂直な方向に間隔をあけて門形フレーム１７に設けられる複数の第２位置決めピン６ｂとを有する。相互に直交する方向に配置された各複数の位置決めピン６ａ，６ｂによって、薄板１１は欠陥検査開始位置において搬送方向Ａおよび搬送方向Ａに垂直な方向に、正確に位置決めされる。
【０００８】
図９は、薄板把持装置８付近を簡略化して示す一部の拡大断面図である。前記薄板把持装置８は、水平駆動装置９の空気圧浮上装置３に臨む一側部に設けられ、押下げシリンダ１３、押上げシリンダ１４および取付け板１５を含む。押下げシリンダ１３および押上げシリンダ１４は、取付け板１５に固定され、この取付け板１５は水平駆動装置９の前記空気圧浮上装置３に臨む一側部に固定される。押下げシリンダ１３および押上げシリンダ１４は、前述のように第１および第２位置決めピン６ａ，６ｂによって位置決めされた薄板１１の水平駆動装置９寄りの一側部を、搬送方向Ａ上流側および下流側の２個所で上下両側からそれぞれ挟持する。
【０００９】
前記水平駆動装置９は、基台２上に前記空気圧浮上装置３の一側方で水平に設けられ、薄板把持装置８を搬入部４から搬出部５にわたって搬送方向Ａに沿って往復移動することができるように構成される。前記薄板１１は、薄板把持装置８によって前述のように上下両側から挟持された状態で、水平駆動装置９によって薄板把持装置８が搬送方向Ａに駆動されることによって、搬入部４から空気圧浮上装置３および欠陥検査部１０を通過して、搬出部５へ搬送される。この水平駆動装置９には、薄板把持装置８を搬送方向Ａに移動するに際して、薄板１１の把持位置の高さが一定に保たれ、高さ変動が生じないように、高い水平度が要求される。
【００１０】
前記空気圧浮上装置３は、複数の空気吹出し孔１２ａから空気を吹出すことによって、空気圧浮上装置３上に供給された薄板１１を浮上させる。この薄板１１は、水平駆動装置９寄りの一側部が前記薄板把持装置８によって上下両側から挟持され、空気圧浮上装置３上を搬送されている途中で、欠陥検査部１０を通過する。
【００１１】
欠陥検査部１０は、図８に示されるように、門形フレーム１７に搬送方向Ａに垂直な方向に間隔をあけて設けられる複数の検査用撮像装置１６を備え、各検査用撮像装置１６は、空気圧浮上装置３によって予め定める高さに浮上した薄板１１に焦点が合うように、各焦点距離が予め設定されている。そのため、薄板１１は、前記薄板把持装置８によって把持され、かつ空気圧浮上装置３からの空気圧が押上げ力として作用した状態で、全体が水平に保たれるように設定されている。
【００１２】
各検査用撮像装置１６は、通過する薄板１１を上方から順次撮影し、この撮影画像に基づいて、薄板１１の欠陥が検出される。欠陥検査部１０において欠陥検査を終えた薄板１１は、薄板把持装置８によって搬送方向Ａ下流側に搬送されて搬出部５に供給され、搬出部５によって薄板検査装置１から搬出される。
【００１３】
このようにして薄板検査装置１は、薄板１１を、空気圧浮上装置３上で浮上させた状態で搬送し、欠陥検査部１０によって欠陥検査を行うことができるように構成されている。
【００１４】
このように前述の薄板検査装置１は、薄板１１を空気圧浮上装置３上で浮上させることによって、薄板１１を非接触でかつ高さを一定に保った状態で、高速で搬送することができる。また、薄板１１を非接触状態で搬送するので、薄板１１の搬送時に薄板１１の損傷および汚染を防ぐことができる。さらに、薄板１１の浮上高さが一定に保たれているので、各薄板撮像装置１６は、薄板１１に常に焦点が合った画像を撮像することができ、薄板１１の正確かつ精密な欠陥検査が可能である。またこの薄板検査装置１によれば、薄板１１を高速で搬送することができるので、検査時間を短縮して高速化を図ることができる（たとえば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−９６６１号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
図８および図９に示される従来の技術では、薄板把持装置８は、薄板１１を上下両側から挟持するために、上下一対のシリンダ１３，１４によって薄板１１の一側部を搬送方向Ａ上流側および下流側の２個所で把持するように構成されるので、薄板把持装置８を含む構造が複雑であるという問題がある。また、前記水平駆動装置９は、薄板把持装置８によって把持された薄板１１の浮上高さが変動しないように、薄板把持装置８を高精度で搬送しなければならず、高い精密度が要求されるという問題がある。
【００１７】
本発明の目的は、簡単な構成で、薄板を高精度で水平に保持することができるようにした薄板把持装置、薄板搬送装置および薄板検査装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水平に配置されたステージを有し、このステージ上に配置された薄板に下方から押上げ力を作用させて、その薄板を浮上させる押上げ力発生手段と、
前記押上げ力発生手段の押上げ力によって浮上する薄板を上方から支持し、高さ方向に移動可能な支持体を有する支持手段と、
前記支持手段の支持体の前記高さ方向の位置を制御する制御手段とを含むことを特徴とする薄板把持装置である。
【００１９】
本発明に従えば、押上げ力発生手段は、薄板に押上げ力を下方から作用させて、その薄板をステージ上で浮上させる。前記押上げ力発生手段からの押上げ力によってステージ上で浮上した薄板は、支持手段の支持体によって上方から支持され、このような下方からの押上げ力と上方からの支持力とによって、薄板は一定の高さに保持される。
【００２０】
このように薄板に下方から押上げ力を作用させた状態で上方から支持して、その薄板を保持するように構成されるので、前記従来の技術のように、薄板を上下両側からシリンダによって挟持する構成に比べて、構造が簡素化される。
【００２１】
さらに、前記支持手段の支持体は、制御手段によって高さ方向に位置が制御されるので、支持体によって薄板が支持される高さが一定に保たれるように、制御手段によって支持体の高さを希望する精度で正確に制御し、前記従来の技術のように、駆動手段に高い精度を要求せずに、簡単な構成で、薄板を正確に一定の高さに維持することができる。
【００２２】
また本発明は、前記支持手段の支持体は、略水平な予め定める搬送方向に移動可能とされ、かつ薄板に上方から摩擦接触する支持面を有し、
前記制御手段は、支持手段の支持体の前記高さ方向の位置および前記予め定める搬送方向の位置を制御することを特徴とする。
【００２３】
本発明に従えば、支持手段の支持体は、薄板に対して搬送方向に摩擦力を発生させる支持面を有するので、薄板を浮上させて一定の高さに維持した状態で、支持体に搬送方向への押圧力を確実に作用させて、制御手段による高さ方向および搬送方向の制御に支持体を変位させて、その支持体に支持された薄板を確実に移動させ、または静止させることができる。これによって薄板を前記従来の技術のようにシリンダによって機械的に挟持せずに、支持体によって上方だけから支持した状態で支持体の移動を薄板に伝達して、薄板を簡単な構成で搬送方向および高さ方向に正確かつ確実に移動させることができる。
【００２４】
さらに本発明は、前記支持手段の支持体は、略水平な予め定める搬送方向に移動可能とされ、かつ薄板に上方から摩擦接触する上部支持面と、この上部支持面よりも下方に突出する側部支持面とを有し、
前記制御手段は、支持手段の支持体の前記高さ方向の位置および前記予め定める搬送方向の位置を制御することを特徴とする。
【００２５】
本発明に従えば、前記支持手段は、薄板に予め定める搬送方向上流側に臨む端面に接触する端部支持片を有するので、支持手段の支持体が搬送方向へ高速で移動しても、その支持体の搬送方向への移動を薄板に確実に伝達して、薄板を高速で確実に搬送することができる。
【００２６】
さらに本発明は、前記押上げ力発生手段は、薄板の前記支持体によって支持される支持領域への押上げ力が、薄板の前記支持体によって支持されていない非支持領域への押上げ力よりも大きく選ばれることを特徴とする。
【００２７】
本発明に従えば、前記押上げ力発生手段は、薄板の下面全体のうち前記支持体によって支持される支持領域における下面への押上げ力が、非支持領域における下面への押上げ力よりも大きく設定される。これによって薄板の支持領域における下面には、非支持領域への押上げ力よりも大きな押上げ力が作用し、その結果、薄板の支持領域を強固に把持して、支持体の高さ方向および搬送方向の移動に薄板を確実に追従させて、薄板を高さ方向および搬送方向に移動させることができる。
【００２８】
さらに本発明は、前記薄板の支持領域への押上げ力の前記非支持領域への押上げ力に対する増加分は、支持体による薄板への押下げ力に等しいことを特徴とする。
【００２９】
本発明に従えば、前記押上げ力発生手段は、薄板の支持領域における下面への押上げ力の前記非支持領域における下面への押上げ力に対する増加分が、支持体による薄板の押下げ力と等しくなるように設定されるので、薄板の支持領域では確実に把持し、かつ非支持領域が支持領域に対して変形することを防ぎ、薄板全体を水平な一平面上に配置して平面性を維持することができる。
【００３０】
さらに本発明は、前記制御手段は、支持体による薄板への押下げ力が一定に維持されるように、前記支持手段を制御することを特徴とする。
【００３１】
本発明に従えば、前記支持手段は、制御手段によって薄板への押下げ力を一定に維持するように制御されるので、薄板は押上げ力と押下げ力とが釣り合う位置に保持される。このように支持体による薄板への押下げ力を一定に保つだけで、押上げ力の変動を薄板の高さ方向の変位によって吸収することができ、これによって薄板への押上げ力の変動に拘らず、薄板の変形を防止して、水平に維持することができる。
【００３２】
さらに本発明は、前記薄板把持装置と、
略水平な予め定める搬送方向に駆動する水平駆動手段とを含むことを特徴とする薄板搬送装置である。
【００３３】
本発明に従えば、前記押上げ力発生手段によって薄板を浮上させ、この浮上した薄板を支持手段の支持体によって上方から支持し、支持手段が水平駆動手段によって略水平な予め定める搬送方向に駆動されることによって、前記浮上した薄板は支持体によって支持される高さを維持しながら、前記予め定める搬送方向に搬送される。このようにして搬送される薄板は、制御手段によって支持体の高さが制御されながら搬送動作が制御されるので、水平駆動手段に対して高い水平度を要求せずに、薄板を精密に一定の高さで搬送方向に搬送することができる。したがって水平駆動手段の構成を簡素化することができる。
【００３４】
さらに本発明は、前記薄板搬送装置と、
前記薄板の搬送経路に臨んで設けられ、薄板の欠陥を検出する欠陥検査手段とを含むことを特徴とする薄板検査装置である。
【００３５】
本発明に従えば、前記薄板搬送装置と薄板の欠陥を検出する欠陥検査手段とを有するので、前記薄板搬送装置によって、浮上した薄板を一定の高さに保った状態で搬送しながら、前記欠陥検査手段によって、薄板の傷および気泡などの欠陥を検査することができる。特に、前記欠陥検査手段が撮像装置による撮像画像を用いて欠陥を検査するように構成される場合、薄板の高さの変化によって、撮像装置の焦点が薄板からずれることを防止することができるので、薄板を搬送しながら正確かつ精密な欠陥検査を行うことが可能となる。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の薄板検査装置２０を示す平面図であり、図２は薄板検査装置２０に備えられる薄板把持装置２３および薄板搬送装置２４を簡略化して示す一部の断面図である。本実施の形態の薄板検査装置２０は、水平な床に設置される基台２１と、薄板２２を浮上させた状態で把持する薄板把持装置２３と、薄板２２を浮上させた状態で予め定める搬送方向Ａに搬送する薄板搬送装置２４と、欠陥検査手段２５とを含んで構成される。
【００３７】
前記薄板２２は、たとえばフラットパネルディスプレイ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｉｓｐｌａｙ；略称ＦＰＤ）によって実現される。なお、本実施の形態において、水平面上で搬送方向Ａに垂直な方向（図１の上下方向）をＸ方向とし、Ｘ方向の搬送方向Ａ上流側から下流側を見て左方である一方側をＸ１、搬送方向Ａ上流側から下流側を見て右方である他方側をＸ２とする。
【００３８】
薄板把持装置２３は、水平なステージ２６ａを有する押上げ力発生手段である空気圧浮上装置２６と、支持手段２７と、制御手段２８とを有する。空気圧浮上装置２６の前記ステージ２６ａには、マトリクス状に相互に間隔をあけて複数の空気吹出し孔２９が設けられる。空気圧浮上装置２６は、各空気吹出し孔２９から上方（図１の紙面に垂直手前側）へ向けて空気を吹出すことによって、空気圧浮上装置２６のステージ２６ａ上で薄板２２に押上げ力を分散して作用させ、薄板２２をステージ２６ａから上方に浮上させることができるように構成される。図２に示す矢印Ｃは、各空気吹出し孔２９からの空気の吹出し方向を示している。
【００３９】
前記支持手段２７は、前記空気圧浮上装置２６よりも一方側Ｘ１（図１では上側）に設けられ、支持体３０、回転軸３１、駆動装置３２および回動量検出器４０を有する。前記支持体３０は、他方側Ｘ２に延びる遊端部に、空気圧浮上装置２６の一方側Ｘ１の一側部と対向する支持部３０ａを有し、この支持部３０ａは、浮上した薄板２２の一方側Ｘ１に配置される一側縁部の上面に接触する平坦な支持面３０ｂを有する。また、空気圧浮上装置２６は、支持体３０が薄板２２に接触して支持する支持領域において、薄板２２の下面への押上げ力Ｆ１が前記支持体３０が薄板２２に接触しない非支持領域の下面への押上げ力Ｆ２よりも大きく設定されている。なお、図解の容易のため、前記支持領域は図１において斜線を付して示されている。
【００４０】
前記回転軸３１は、支持体３０の一方側Ｘ１の部分を搬送方向Ａに平行な軸線方向に貫通し、回転軸３１の軸線まわりに矢符Ｅ１，Ｅ２方向に回動することによって、支持体３０を同一方向に同一角度だけ角変位させる。前記駆動装置３２は、回転軸３１の軸線方向一端部に連結され、回転軸３１をその軸線まわりに矢符Ｅ１，Ｅ２方向に回動させる。駆動装置３２は、たとえばサーボモータを前記回転軸３１の回転駆動源として備える。回転軸３１の軸線は、搬送方向Ａに平行である。回転軸３１の軸線方向他端部には、回転軸３１の回動量および回動方向を検出するための回動量検出器４０が設けられる。この回動量検出器４０は、たとえばロータリエンコーダによって実現されてもよく、あるいは角速度センサによって実現されてもよく、さらに角加速度センサによって実現されてもよい。
【００４１】
前記回動量検出器４０がロータリエンコーダによって実現される場合には、回転軸３１が矢符Ｅ１方向または矢符Ｅ２方向に回動すると、その回動量に対応した単位角度あたり所定パルス数のパルス信号を出力する。このパルス信号は、前記制御手段２８に入力される。前記パルス信号を入力した制御手段２８は、薄板２２が水平であるときの設定値に対する増加分が相殺されるように、制御信号を前記駆動装置３２に出力し、上昇または下降した支持体３０を水平に復帰させる。
【００４２】
また前記回動量検出器４０が角速度センサによって実現される場合には、前記ロータリエンコーダを用いる場合に比べて、高い応答性で駆動装置３２を制御することができる。
【００４３】
さらに前記回動量検出器４０が角加速度センサによって実現される場合には、前述の角速度センサを用いる場合に比べて、さらに高い応答性で駆動装置３２を制御することができる。
【００４４】
このように制御される駆動装置３２によって回転軸３１が前記支持体３０の支持部３０ａを下げる方向Ｅ２（図２においては反時計まわり）に回動すると、支持部３０ａは、浮上した薄板２２に支持面３０ｂを上方から接触させて支持し、押下げ力Ｆ３を作用させる。また支持体３０は、水平方向の移動によって、支持面３０ｂから薄板２２に押圧力Ｆ４（図１参照）を発生させる。前記駆動装置３２は、支持体３０によって支持領域に作用させる前記押下げ力Ｆ３が、前記支持領域の下面への押上げ力Ｆ１と、前記非支持領域の下面への押上げ力Ｆ２との差に等しくなる（Ｆ３＝Ｆ１−Ｆ２、ただし、Ｆ１＞Ｆ２）ように、回転軸３１を予め定める角度まで角変位させる。
【００４５】
前記制御手段２８は、コンピュータによって実現され、支持体３０の高さ方向への変位量に応じて回転軸３１を回動するように前記駆動装置３２を制御する。なお、回転軸３１の回動によって支持体３０が角変位し、支持体３０の角度に応じて支持面３０ｂが傾く。しかしながら、前記支持面３０ｂの両端の高低差Δｈは十分小さいため、薄板２２の傾きに大きな影響を与えることはない。
【００４６】
図３は、支持体３０が水平な状態から上方へ角変位した状態を説明するための正面図である。なお、同図において、支持体３０が水平な状態は実線で示され、上方へ角変位した状態は仮想線で示される。前記支持体３０が水平であるとき、支持面３０ｂのＸ方向の長さをｄ、支持部３０ａの最も回転軸３１寄りの段差部の下方の角部４１から回転軸３１の軸線４２までのＸ方向の長さをｒとし、支持体３０が水平な状態から上方へ角度Δθ［ｒａｄ］だけ傾いたとき、支持面３０ｂの最も回転軸３１寄りの前記段差部の下方の角部４１の上昇量をｈ、支持面３０ｂの回転軸３１から最も離れた遊端側の下方の角部４３と、最も回転軸３１寄りの前記段差部の下方の角部４１との高低差をΔｈとすれば、
Δｈ＝ｄ・Δθ …（１）
ｈ＝（ｄ＋ｒ）・Δθ …（２）
式（１）および式（２）からΔｈ／ｈは、
Δｈ／ｈ＝ｄ／（ｄ＋ｒ） …（３）
によって示される。
【００４７】
前記支持面３０ｂの上昇による各角部４１，４３間の高低差Δｈは、角度Δθが微小であるとき、ほぼ零とみなすことができるため、上昇した薄板２２を水平に復帰させるためには、前記制御手段２８は前述の回動量検出器４０によって検出された回動量、角速度または角加速度に基づいて支持体３０の回動量を制御すればよいことが解る。なお、説明の便宜上、上昇した支持体３０を水平に復帰させるための制御について述べたが、支持体３０が下降した場合もまた、同様である。
【００４８】
このような薄板把持装置２３によって、薄板２２は、空気圧浮上装置２６の各空気吹出し孔２９から噴出される空気によって、分散した押上げ力Ｆ１，Ｆ２を下方から受けて浮上し、支持手段２７の支持部３０ａによって上方から支持され、垂れ下がることなく全体を水平に維持した状態に保たれる。このように薄板２２を空気の噴射圧によって浮上させた状態で上方から支持して一定の高さに保持することができるので、前記従来の技術のように、押上げシリンダおよび押下げシリンダによって薄板２２を機械的に挟持して保持する構成に比べて、薄板把持装置２３の構造を簡素化することができる。
【００４９】
前記支持手段２７は、制御手段２８によって、支持体３０を高さ方向に関して上方および下方に角変位させ、支持体３０の薄板２２を支持する位置を、薄板２２の搬送時における高さ変動が打ち消されるように、制御される。したがって、薄板２２の高さが微小量だけ下降したとき、その変位が打消されるように薄板２２を上昇させ、また薄板２２の高さが微小量だけ上昇したとき、その変位が打消されるように薄板２２を下降させればよいので、前記従来の技術のように、高い水平度が要求される水平ステージを用いることなしに、簡単な構成で、薄板２２を正確に一定の高さで安定して維持することができる。
【００５０】
さらに、支持手段２７は、支持体３０の水平な搬送方向Ａへの移動によって、支持面３０ｂから薄板２２に押圧力Ｆ４を作用させるために、前記支持面３０ｂは薄板２２に対して大きな摩擦力を発生しかつ薄板２２に表面を傷つけない材料、たとえばシリコン樹脂からなる被膜５０が形成される。このような被膜５０によって支持体３０の支持面３０ｂから薄板２２に搬送方向Ａに押圧力Ｆ４を作用させ、薄板２２を浮上させたままで、支持体３０の移動を確実に薄板２２に伝達し、その薄板２２を支持体３０に追従させて、同一方向に移動させ、かつ静止させることができる。これによって薄板２２が支持体３０からずれてしまうことを確実に防ぎ、制御手段２８によって制御される駆動装置３２の動作を、支持体３０を介して確実に薄板２２に反映させ、薄板２２を制御手段の制御に応答して高精度で動作させることができる。
【００５１】
さらに、空気圧浮上装置２６は、支持領域の下面への押上げ力Ｆ１が、非支持領域の下面への押上げ力Ｆ２よりも大きく設定されている。さらに具体的に述べると、薄板２２の支持領域には、支持体３０によって押下げ力Ｆ３が作用する。これによって支持領域は、非支持領域よりもステージ２６ａから垂直な上方への浮上高さが小さくなり、支持領域に作用する押上げ力Ｆ１が増加する。前記支持領域は、押上げ力Ｆ１が増加することによって、高さ方向に関して薄板２２の自重との均衡が保たれた高さで静止するが、支持領域は、非支持領域よりも下方へ反りを生じて僅かに変形し、薄板２２には支持領域と非支持領域との境界部分に歪みが生じる。
【００５２】
したがって薄板２２の支持領域の裏側である下面への押上げ力Ｆ１が、非支持領域の裏側である下面への押上げ力Ｆ２よりも大きく設定されることによって、支持体３０から薄板２２の上面の支持領域が支持された状態で、前記薄板２２の支持領域における下面に前記非支持領域よりも大きな押上げ力Ｆ１を作用させることによって、薄板２２の非支持領域が上方に反りを生じない程度の非支持領域への押上げ力Ｆ２で薄板２２全体を一平面上に保持し、これによって前記境界部分の歪みを減少させ、あるいは無くすことができる。
【００５３】
またさらに、前述のように薄板２２の支持領域における下面への押上げ力Ｆ１を大きくし、支持領域の下面への押上げ力Ｆ１に応じて押下げ力Ｆ３を大きくすることによって、薄板２２の支持領域と非支持領域との境界部分の歪みを増加させることなく堅固にかつ確実に、支持体３０の押下げ力Ｆ３とその支持領域の下面に作用する空気圧による押上げ力Ｆ１とによって把持し、薄板２２を支持体３０の支持面３０ｂとの間に大きな摩擦力を発生させて、薄板２２の支持面３０ｂに対するずれを抑制して、薄板２２全体を確実に保持し、高速で搬送することが可能となる。
【００５４】
さらに、前記薄板２２の支持領域の下面への押上げ力Ｆ１の前記非支持領域の下面への押上げ力Ｆ２に対する増加分（Ｆ１−Ｆ２）を、支持体３０が薄板２２を押し下げる押下げ力Ｆ３と等しくすることによって、薄板２２の支持領域の高さを非支持領域の高さと一致させ、装置の構成を複雑化せずに、薄板２２の押上げ力Ｆ１，Ｆ２の不均一による歪みの発生を防止することができる。
【００５５】
再び図１および図２を参照して、前記薄板搬送装置２４は、水平駆動手段３３と前述の薄板把持装置２３とを含む。水平駆動手段３３は、基台２１上において、前記空気圧浮上装置２６よりも一方側Ｘ１に、前記空気圧浮上装置２６に沿って設けられ、搬送方向Ａ下流側および上流側（図１の左右方向）に移動する。前記水平駆動手段３３には、前記薄板把持装置２３の駆動装置３２および回動量検出器４０が取付けられ、水平駆動手段３３によって支持手段２７を回動量検出器４０とともに、搬送方向Ａ下流側および上流側に移動可能である。前記水平駆動手段３３は、たとえばボールねじ機構やリニアモータによって実現されてもよい。
【００５６】
このような薄板搬送装置２４は、前述のような薄板把持装置２３と、前記薄板把持装置２３を搬送方向Ａ下流側および上流側に移動させる水平駆動手段３３とを有するので、薄板把持装置２３によって、薄板２２を浮上させた状態で搬送方向Ａ下流側および上流側に搬送することができ、また水平駆動手段３３の搬送動作を停止することによって、薄板２２を浮上させた状態で静止させることができる。
【００５７】
また、前記薄板把持装置２３によって、薄板２２は搬送中に精密に一定の高さに保たれるので、駆動装置３２および回動量検出器４０を精密に一定の高さで移動させるように、水平駆動手段３３自体を高精度に構成する必要がなく、水平駆動手段３３を簡素化することができる。
【００５８】
前記欠陥検査手段２５は、空気圧浮上装置２６の上方で前記基台２１に固定された門形フレーム５１に設けられる複数の検査用撮像装置３４によって実現される。各検査用撮像装置３４は、搬送方向Ａに垂直なＸ方向に相互に間隔をあけて設けられ、浮上した薄板２２に焦点が合うように、予め焦点距離が調整されている。これらの検査用撮像装置３４は、浮上した状態で通過する薄板２２を順次撮像し、この撮像画像に基づいて、図示しない画像解析システムによって薄板２２の欠陥を検出することができるように構成されている。各検査用撮像装置３４は、たとえばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）カメラによって実現されてもよい。
【００５９】
また、前記薄板検査装置２０は、基台２１、薄板把持装置２３、薄板搬送装置２４および欠陥検査手段２５に加えて、図１に示す位置決めピン３５ａ，３５ｂ（総称する場合には、添字ａ，ｂは省略する）、押圧シリンダ３６、搬入部３７および搬出部３８を含む。位置決めピン３５は、搬送方向Ａに並んだ位置決めピン列３５ａと、Ｘ方向に並んだ位置決めピン列３５ｂとを有する。搬入部３７は、空気圧浮上装置２６よりも搬送方向Ａ上流側で基台２１上に設けられ、基台２１よりも搬送方向Ａ上流側から搬送されてきた薄板２２を位置決めピン３５付近まで搬送する。
【００６０】
押圧シリンダ３６は、搬入部３７によって搬送されてきた薄板２２を、前述の各位置決めピン３５ａ，３５ｂに押し当てるために、空気圧浮上装置２６の搬送方向Ａ上流側の側部と、空気圧浮上装置２６の他方側Ｘ２に臨む側部との２箇所に設けられる。前記搬出部３８は、空気圧浮上装置２６よりも搬送方向Ａ下流側で基台２１上に設けられ、欠陥検査が終了した薄板２２を空気圧浮上装置２６から搬送方向Ａ下流側に搬出する。前記搬入部３７および搬出部３８は、搬送方向Ａに垂直な水平軸線まわりに回転駆動される複数のローラを含んで構成される。
【００６１】
このように構成される薄板検査装置２０は、薄板検査装置２０よりも搬送方向Ａ上流側から薄板検査装置２０に搬送されてきた薄板２２を、搬入部３７によって位置決めピン３５ｂ付近まで搬送し、その後、上流側および側方の各押圧シリンダ３６によって、直交する位置決めピン列３５ａ，３５ｂに押し当て、薄板２２の位置決めを正確に行う。
【００６２】
空気圧浮上装置２６は、複数の吹出し孔２９から空気を上方へ向けて吹出すことによって、薄板２２を浮上させる。支持手段２７は、駆動装置３２によって回転軸３１を角変位させて、支持体３０を所定の高さに配置して、前記浮上した薄板２２を上方から支持し、薄板２２を保持する。
【００６３】
このようにして空気圧浮上装置２６からの空気圧と支持体３０からの反力とによって薄板２２がいわば把持された状態になると、制御手段２８からの制御指令によって、水平駆動手段３３は駆動装置３２および回動量検出器４０を、搬送方向Ａ下流側に予め設定された搬送速度で移動させる。このとき、薄板把持装置２３によって浮上した状態で保持されている薄板２２は、搬送方向Ａ下流側へ高さ変動が抑制された状態で高精度で一定の高さを保ちながら水平に搬送され、搬送途中に設けられる欠陥検査手段２５によって欠陥検査が行われた後、搬出部３８から搬出される。
【００６４】
前記欠陥検査手段２５は、各検査用撮像装置３４によって通過する薄板２２を順次撮像し、薄板２２の欠陥を検出する。欠陥検査を終えたとき、すなわち、薄板２２の最も搬送方向Ａ上流側部分が欠陥検査手段２５より搬送方向Ａ下流側に搬送されたとき、薄板把持装置２３は、駆動装置３２によって回転軸３１を支持体３０の支持部３０ａが持ち上がるように角変位させ、位置決めされた薄板２２の保持を解除する。その後、搬出部３８によって、薄板検査装置２０から薄板２２を搬出する。
【００６５】
以上のような本実施の形態の薄板検査装置２０によれば、薄板搬送装置２４と欠陥検査手段２５と有しているので、浮上した薄板２２を一定の高さに維持した状態で搬送しながら薄板２２の欠陥検査をすることができる。したがって、搬送中に薄板２２の高さが変化し、検査用撮像装置３４の焦点が、薄板２２からずれることを防止でき、正確かつ精密な欠陥検査を行うことができる。
【００６６】
図４は、本発明の実施の他の形態の薄板検査装置１２０を示す平面図であり、図５は薄板把持装置１２３および薄板搬送装置１２４を示す断面図であり、図６は図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図である。本実施の形態の薄板検査装置１２０は、前述の図１〜図３に示される実施の形態の薄板検査装置２０に類似し、対応する部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。図５に示す矢印Ｅは、前記空気吹出し孔２９からの空気の吹出し方向を示している。
【００６７】
本実施の形態の薄板検査装置１２０は、薄板把持装置１２３を備え、この薄板把持装置１２３は、支持体１３０、変位軸１３１および駆動装置１３２を含んで支持手段１２７を構成している。支持体１３０は、他方側Ｘ２に延び、空気圧浮上装置２６の搬送方向Ａ上流側の部分と対向する支持部１３０ａを有している。前記支持部１３０ａは、浮上した薄板２２の搬送方向Ａ上流側の一方側Ｘ１の角隅部から他方側Ｘ２の角隅部にわたって上方から接触する支持面１３０ｂと、前記支持部１３０ａの搬送方向Ａ上流側の下部に突出して設けられ、薄板２２の搬送方向Ａ上流側に臨む端面に接触する端部支持片３９とを有する。
【００６８】
前記変位軸１３１は、支持体１３０の一方側Ｘ１の部分を高さ方向に貫通して設けられる。前記駆動装置１３２は、支持体１３０の一方側Ｘ１の端部近傍に設けられ、前記変位軸１３１に沿って支持体１３０を高さ方向に変位させる。前記制御手段１２８は、駆動装置１３２の高さ方向への変位量に応じて、支持体１３０を変位軸１３１の軸線に沿って高さ方向に変位させるように、前記駆動装置１３２を制御する。
【００６９】
このような構成によれば、前記支持手段１２７は、薄板２２に搬送方向Ａ上流側に臨む端面に接触する端部支持片３９を有するので、前記薄板把持装置１２３を備えた薄板搬送装置１２４は、支持手段１２７の搬送方向Ａ下流側への移動によって薄板２２の端面に端部支持片３９を押し当て、薄板２２を浮上させた状態で確実に搬送方向Ａ下流側に搬送することができる。
【００７０】
図７は、本発明の実施のさらに他の形態の薄板検査装置２２０を示す平面図である。本実施の形態の薄板検査装置２２０は、前述の図４〜図６に示される実施の形態の薄板検査装置１２０に類似し、対応する部分には、同一の参照符を付して説明を省略する。
【００７１】
本実施の形態の薄板検査装置２２０では、水平駆動手段３３が空気圧浮上装置２６のＸ方向両側に設けられ、各水平駆動手段３３は、一対の薄板搬送装置２２４と、各薄板搬送装置２２４に設けられる一対の薄板把持装置２２３とを備えている。各薄板搬送装置２２４は、前述の薄板搬送装置２４と同様に構成される。また各薄板把持装置２２３は、支持手段２２７をそれぞれ備え、各支持手段２２７は支持体２３０を有する。各支持体２３０は、空気圧浮上装置２６の上流側部分にそれぞれ取付けられた水平駆動手段３３側の角隅部分のみに対向する支持部２３０ａ１，２３０ａ２を有している。
【００７２】
このような構成によれば、各支持体２３０を有する薄板把持装置２２３が水平駆動手段３３にそれぞれ取付けられるので、各支持体２３０によって変位軸１３１に作用するモーメント力を減少させ、変位軸１３１の耐久性を向上させることができる。
【００７３】
本発明の実施のさらに他の形態では、前述の図１〜図３の実施の形態において、制御手段２８は、駆動装置３２の高さ方向への変位量に応じて回転軸３１を角変位させるように駆動装置３２を制御するのではなく、回転軸３１に作用するトルクが一定に維持されるように駆動装置３２を制御する。その他の構成は前述の図１〜図３の実施の形態と同様である。
【００７４】
このような構成によれば、駆動装置３２が高さ方向へ変位したとき、空気圧浮上装置２６と薄板２２との隙間が変化することによって押上げ力に変動が生じるが、回転軸３１に作用するトルクが一定に維持されることによって、支持体３０は、一定の押下げ力Ｆ３を維持するので、支持体３０は、薄板２２を押下げ力Ｆ３と釣合う押上げ力が作用する高さ、すなわち駆動装置３２が高さ方向へ変位する以前の高さまで高さ方向に変位させる。
【００７５】
このように支持体３０の薄板２２への押下げ力Ｆ３を一定に保つだけで、押上げ力Ｆ３の変動が生じても、その押上げ力Ｆ３の変動に応じて薄板２２を押上げ力Ｆ１，Ｆ２に釣り合う位置にほぼ同時に移動させ、薄板２２全体を一定の高さに安定して保持することができるので、薄板２２を一定の高さに維持する制御を簡素化できる。
【００７６】
本発明の実施のさらに他の形態では、前述の図４〜図６の実施の形態において、制御手段１２８は、駆動装置１３２の高さ方向への変位量に応じて支持体１３０を変位軸１３１に沿って高さ方向に変位させるように駆動装置１３２を制御するのではなく、支持体１３０を押し下げる駆動力が一定に維持されるように駆動装置１３２を制御してもよい。
【００７７】
本発明の実施のさらに他の形態では、前述の図７の実施の形態において、制御手段１２８は、駆動装置１３２の高さ方向への変位量に応じて支持体２３０を変位軸１３１に沿って高さ方向に変位させるように駆動装置１３２を制御するのではなく、支持体２３０を押し下げる駆動力が一定に維持されるように駆動装置１３２を制御してもよい。
【００７８】
本発明の実施のさらに他の形態では、前述した実施の各形態において、押上げ力発生手段として、空気吹出し孔２９を有し、前記空気吹出し孔２９から上方に空気を吹出すことによって薄板２２を浮上させる空気圧浮上装置２６を用いたが、たとえば空気を吹出す空気吹出し孔と、空気を吸込む空気吸込み孔とを有する空気圧浮上装置を用いてもよく、また静電力または磁力によって薄板を浮上させる浮上ステージを用いてもよい。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、薄板は、押上げ力発生手段によって分散した押上げ力を下方から受けて浮上し、支持手段によって上方から支持され、垂れ下がることなく全体を水平に維持して浮上した状態で保持される。このように薄板を浮上させた状態で保持することができるので、前記従来の技術のように、押上げシリンダおよび押下げシリンダによって薄板を挟持して保持する構成に比べて、薄板把持装置の構造を簡素化することができる。
【００８０】
さらに、前記支持手段は制御手段の制御によって薄板を高さ方向に変位させることができるので、支持手段の薄板を支持する位置を所定の高さに設定することによって、薄板の高さが下降したとき、薄板を上昇させ、また薄板の高さが上昇したとき、薄板を下降させて、前記従来の技術のように、高い水平度が要求される水平駆動装置９を用いることなしに、簡単な構成で、薄板を正確に一定の高さで安定して維持することができる。
【００８１】
また本発明によれば、支持手段は、支持体の水平な搬送方向への移動によって、支持面から薄板に摩擦力を作用させるので、薄板を浮上させたままで、前記支持手段の移動と同一方向に移動させ、かつ静止させることができる。
【００８２】
さらに本発明によれば、前記支持手段は、薄板に予め定める搬送方向上流側に臨む端面に接触する端部支持片を有するので、支持手段の搬送方向への移動によって薄板の端面に端部支持片を接触させて、薄板を確実に前記支持体の移動方向に移動させることができる。
【００８３】
さらに本発明によれば、押上げ力発生手段は、薄板の支持領域の下面への押上げ力が非支持領域の下面への押上げ力よりも大きく設定されることによって、予め定める押下げ力を作用させたとき、支持領域の高さが、薄板全体に一様な押上げ力を作用したときの支持領域の高さに比べて低くなることを防止できるので、薄板の境界部分に生じる歪みを減少させることができる。
【００８４】
また支持領域の下面への押上げ力を大きくし、支持領域の下面への押上げ力に応じて支持領域に作用させる押下げ力を大きくすることによって、境界部分の歪みを増加させることなく堅固にかつ確実に薄板を保持することができ、また支持面から薄板に作用させる摩擦力を大きくすることができる。
【００８５】
さらに本発明によれば、前記支持領域の下面への押上げ力と、前記非支持領域の下面への押上げ力との差を、支持手段が薄板を押し下げる押下げ力と等しくすることによって、支持領域の高さを、非支持領域の高さと一致させることができ、これによって薄板の境界部分に生じる歪みを解消することができる。
【００８６】
さらに本発明によれば、前記支持手段は、制御手段によって薄板を押し下げる力を一定に維持するように制御されるので、押上げ力発生手段から薄板が受ける押上げ力と前記支持手段による押下げ力とが釣り合う位置に薄板が保持される。このように支持手段の薄板への押下げ力を一定に保つだけで、押上げ力の変動が生じても、その押上げ力の変動に応じて薄板を押上げ力に釣り合う位置にほぼ同時に移動させ、薄板全体を一定の高さに安定して保持することができるので、薄板を一定の高さに維持する制御を簡素化できる。
【００８７】
さらに本発明によれば、前記薄板把持装置と、前記薄板把持装置の支持手段を水平方向に移動させる水平駆動手段とを有しているので、薄板を一定の高さに浮上させた状態で移動することができ、また水平駆動手段を静止させることによって薄板を浮上させた状態で静止させることができる。
【００８８】
また、前記薄板把持装置を有していることによって、薄板を精密に一定の高さで移動するために、支持手段を精密に一定の高さで移動させる水平駆動手段を用いること必要がなく、さらに支持手段の移動中に高さが一定となるように水平駆動手段を制御する必要がないので、水平駆動手段を簡素化することができる。
【００８９】
さらに本発明によれば、前記薄板搬送装置と薄板の欠陥を検出する欠陥検査手段とを有しているので、浮上した薄板を一定の高さに保った状態で搬送しながら欠陥検査することができる。したがって、たとえば撮像装置などを有する欠陥検査手段によって欠陥検査を行う場合、薄板の高さが変化し、撮像装置の焦点が薄板からずれることを防止でき、これによって正確かつ精密な欠陥検査をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の薄板検査装置２０を示す平面図である。
【図２】薄板把持装置２３および薄板搬送装置２４を簡略化して示す一部の断面図である。
【図３】支持体３０が水平な状態から角変位した状態を示す正面図である。
【図４】本発明の実施の他の形態の薄板検査装置１２０を示す平面図である。
【図５】薄板把持装置１２３および薄板搬送装置１２４を示す断面図である。
【図６】図５の切断面線ＶＩ−ＶＩから見た断面図である。
【図７】本発明の実施のさらに他の形態の薄板検査装置２２０を示す平面図である。
【図８】従来の技術の薄板検査装置１を示す平面図である。
【図９】薄板把持装置８付近を簡略化して示す一部の拡大断面図である。
【符号の説明】
２０，１２０，２２０ 薄板検査装置
２１ 基台
２２ 薄板
２３，１２３，２２３ 薄板把持装置
２４，１２４，２２４ 薄板搬送装置
２５ 欠陥検査手段
２６ 空気圧浮上装置
２７，１２７，２２７ 支持手段
２８，１２８ 制御手段
２９ 空気吹出し孔
３０，１３０，２３０ 支持体
３０ａ；１３０ａ；２３０ａ１，２３０ａ２ 支持部
３０ｂ，１３０ｂ 支持面
３１ 回転軸
３２，１３２ 駆動装置
３３ 水平駆動手段
３４ 検査用撮像装置
３５ 位置決めピン
３６ 押圧シリンダ
３７ 搬入部
３８ 搬出部
３９ 端部支持片

Claims (8)

1. 水平に配置されたステージを有し、このステージ上に配置された薄板に下方から押上げ力を作用させて、その薄板を浮上させる押上げ力発生手段と、
   前記押上げ力発生手段の押上げ力によって浮上する薄板を上方から支持し、高さ方向に移動可能な支持体を有する支持手段と、
   前記支持手段の支持体の前記高さ方向の位置を制御する制御手段とを含むことを特徴とする薄板把持装置。
2. 前記支持手段の支持体は、略水平な予め定める搬送方向に移動可能とされ、かつ薄板に上方から摩擦接触する支持面を有し、
   前記制御手段は、支持手段の支持体の前記高さ方向の位置および前記予め定める搬送方向の位置を制御することを特徴とする請求項１記載の薄板把持装置。
3. 前記支持手段の支持体は、略水平な予め定める搬送方向に移動可能とされ、かつ薄板に上方から摩擦接触する上部支持面と、この上部支持面よりも下方に突出する側部支持面とを有し、
   前記制御手段は、支持手段の支持体の前記高さ方向の位置および前記予め定める搬送方向の位置を制御することを特徴とする請求項１記載の薄板把持装置。
4. 前記押上げ力発生手段は、薄板の前記支持体によって支持される支持領域への押上げ力が、薄板の前記支持体によって支持されていない非支持領域への押上げ力よりも大きく選ばれることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の薄板把持装置。
5. 前記薄板の支持領域への押上げ力の前記非支持領域への押上げ力に対する増加分は、支持体による薄板への押下げ力に等しいことを特徴とする請求項４記載の薄板把持装置。
6. 前記制御手段は、支持体による薄板への押下げ力が一定に維持されるように、前記支持手段を制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の薄板把持装置。
7. 請求項２〜６のいずれか１つに記載の薄板把持装置と、
   略水平な予め定める搬送方向に駆動する水平駆動手段とを含むことを特徴とする薄板搬送装置。
8. 請求項７に記載の薄板搬送装置と、
   前記薄板の搬送経路に臨んで設けられ、薄板の欠陥を検出する欠陥検査手段とを含むことを特徴とする薄板検査装置。

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