(57)【要約】【課題】板状部材の受け渡し時に静電気の発生を抑制する。【解決手段】荷受け装置を構成する第１の物体浮揚装置は、矩形板状に形成された複数の振動板１３ａ〜１３ｅを備えている。各振動板１３ａ〜１３ｅはアースされている。荷取り装置を構成する第２の物体浮揚装置は、長尺の振動板２７を一対備えている。振動板２７もアースされている。板状部材１４は第１の物体浮揚装置上から第２の物体浮揚装置上へ非接触状態で荷取りされる。板状部材１４は第１の物体浮揚装置上あるいは第２の物体浮揚装置上で浮揚保持されている状態では、各振動板１３ａ〜１３ｅと板状部材１４又は各振動板２７と板状部材１４とのギャップＧが一定となるように振動板１３ａ〜１３ｅ，２７の励振状態が制御され、静電気の発生が抑制される。【選択図】　　　図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する第１の物体浮揚装置上から、往復直線移動可能な支持部上に装備されるとともに、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する第２の物体浮揚装置上に前記板状部材を移載する板状部材の荷取り方法において、
前記第１の物体浮揚装置の各振動板を同電位とするか又はアースし、前記第２の物体浮揚装置の各振動板も同電位とするか又はアースした状態で、各物体浮揚装置の各振動板と前記板状部材とのギャップが一定となるように制御して移載を行う板状部材の荷取り方法。
【請求項２】
往復直線移動可能な支持部と、
前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、
前記支持部上に装備され、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する物体浮揚装置と、
前記各振動板を励振させる励振手段と
を備え、前記各振動板をアースするか同電位とした荷取り装置。
【請求項３】
複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する物体浮揚装置が移動体上に装備され、前記各振動板を同電位とするか又はアースした荷受け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板状部材の荷取り方法及び荷取り装置並びに荷受け装置に係り、詳しくは液晶パネルのガラス基板や半導体ウエハー等の板状部材を浮揚状態で移載する際に、静電気の発生を抑制することができる板状部材の荷取り方法及び荷取り装置並びに荷受け装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
接触した２物体が離れるとき、接触界面では一度移動した電荷担体の一部はもとに戻り、表面に残留した部分が静電気となる。接触時の電荷移動は絶縁体だけでなく、導体である金属同士でも起こる普遍的現象である。従って、金属でも絶縁体で保持して接触、分離させれば帯電する。また、帯電した物体を浮揚状態（非接触状態）で搬送する際、帯電した物体とそれを浮揚状態で支持する支持部材とのギャップが変化すると静電気が発生する。
【０００３】
液晶パネルの製造工程や半導体装置の製造工程においては、ガラス基板や半導体ウエハー等の板状部材を複数の工程間で搬送する必要があり、板状部材を一時載置した載置部から移動させる際、剥離帯電が発生する。そして、板状部材を帯電したまま搬送すると、搬送中に静電気の悪影響を受ける虞があるため、イオナイザー等の除電装置を設ける必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、イオナイザー等の除電装置を各工程に設けるのはコストアップとなる。また、剥離帯電で発生した静電気をイオナイザー等の除電装置により除去する静電気防止対策では、剥離帯電で帯電した静電気を除去あるいは中和するものであり、剥離帯電を防止あるいは抑制するものではない。剥離帯電の帯電量は、剥離速度が速くなると帯電量が増加する。従って、帯電量を少なくするため、剥離速度即ち板状部材を載置部から持ち上げる速度を遅くする必要があり、タクトタイムが長くなり、生産性が低下する。
【０００５】
本願出願人は、板状部材を一時載置した載置部から移動させる際、剥離帯電を抑制する方法を考えた。この方法は、載置部を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を載置部から浮揚させることにより剥離帯電を抑制するものである。この方法を使用して剥離帯電を抑制した状態で載置部から剥離させた板状部材を、他の工程等に搬送する搬送装置に受け渡す際、荷取りの段階で静電気が多く発生すると、剥離帯電を抑制した状態で剥離させたことがむだになる。
【０００６】
本発明は前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その第１の目的は板状部材の受け渡し時に静電気の発生を抑制することができる荷取り方法を提供することにある。また、第２の目的は前記荷取り方法を実施するのに適した荷取り装置を提供することにあり、第３の目的は前記荷取り方法を実施するのに適した荷受け装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記第１の目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する第１の物体浮揚装置上から、往復直線移動可能な支持部上に装備されるとともに、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する第２の物体浮揚装置上に前記板状部材を移載する板状部材の荷取り方法において、前記第１の物体浮揚装置の各振動板を同電位とするか又はアースし、前記第２の物体浮揚装置の各振動板も同電位とするか又はアースした状態で、各物体浮揚装置の各振動板と前記板状部材とのギャップが一定となるように制御して移載を行う。
【０００８】
この発明では、板状部材は第１の物体浮揚装置上から第２の物体浮揚装置上へ非接触状態で荷取りされて移載される。板状部材は第１の物体浮揚装置上あるいは第２の物体浮揚装置上で浮揚保持されている状態では、各物体浮揚装置を構成する各振動板は同電位とするか又はアースされた状態となる。そして、各振動板と前記板状部材とのギャップが一定となるように振動板の励振状態が制御され、静電気の発生が抑制される。
【０００９】
第２の目的を達成するため、請求項２に記載の発明では、往復直線移動可能な支持部と、前記支持部を往復直線移動させる移動手段と、前記支持部上に装備され、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する物体浮揚装置と、前記各振動板を励振させる励振手段とを備え、前記各振動板をアースするか同電位とした。
【００１０】
この発明の荷取り装置では、荷取り装置により浮揚状態（非接触状態）で荷取り（移載）される板状部材は、荷取り装置に保持されている間、振動板の表面から一定のギャップを保つ状態で浮揚する。そして、各振動板が同電位となるか又はアースされた状態のため、板状部材に静電気が発生するのが抑制される。従って、請求項１に記載の発明の荷取り方法を実施するのに使用する荷取り装置に適している。
【００１１】
第３の目的を達成するため、請求項３に記載の発明では、複数の導体製の振動板を励振させることにより生じる音波の放射圧を利用して板状部材を浮揚保持する物体浮揚装置が移動体上に装備され、前記各振動板を同電位とするか又はアースした。この発明の荷受け装置では、板状部材は励振された振動板からの音波の放射圧により、振動板の表面から一定のギャップを保つ状態で浮揚する。そして、各振動板が同電位となるか又はアースされた状態のため、板状部材に静電気が発生するのが抑制される。従って、請求項１に記載の発明の荷取り方法を実施するのに使用する荷受け装置に適している。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図１〜図５に従って説明する。図１は荷受け装置と荷取り装置の関係を示す一部省略模式斜視図、図２は荷受け装置の振動子の支持状態を示す模式正面図である。図３は荷取り装置の模式平面図、図４は同じく模式側面図である。
【００１３】
図１に示すように、荷受け装置１１を構成する第１の物体浮揚装置１２は、矩形板状に形成された複数（この実施の形態では５個）の振動板１３ａ〜１３ｅを備えている。各振動板１３ａ〜１３ｅは同じ大きさに形成されている。４個の振動板１３ａ〜１３ｄは矩形の板状部材１４（鎖線で図示）の四隅と対応する位置に配設され、１個の振動板１３ｅは４個の振動板１３ａ〜１３ｄから等距離の位置に配設されている。各振動板１３ａ〜１３ｅは、支持プレート１５に固定された振動子１６に、ホーン１７を介して支持されている。各振動板１３ａ〜１３ｅはホーン１７の先端に図示しないネジにより締結されている。各振動板１３ａ〜１３ｅはそれぞれアース（接地）されている。
【００１４】
図２に示すように、ホーン１７は円錐台状に形成され、各振動板１３ａ〜１３ｅの中央において各振動板１３ａ〜１３ｅと直交する状態で取付けられている。各振動板１３ａ〜１３ｅはその表面が水平に配置されている。各ホーン１７は振動板１３ａ〜１３ｅが締結される面の反対側の面において振動子１６に固定されている。ホーン１７の先端面は振動子１６の軸方向と直交する平面に形成され、ホーン１７及び振動子１６の中心軸が一直線上に位置するように連結されている。
【００１５】
振動子１６には所謂ランジュバン形振動子が使用され、図２に示すように、一対のリング状のピエゾ素子１８ａ，１８ｂを備えている。ピエゾ素子１８ａ，１８ｂ間にリング状の電極板１９が配置され、ピエゾ素子１８ａ，１８ｂの電極板１９と当接する側と反対側の面に当接する位置に配置された金属ブロック２０ａ，２０ｂを、図示しないボルトによって締め付け固定することにより振動子１６が構成されている。ボルトは金属ブロック２０ａに形成された図示しないねじ穴に、金属ブロック２０ｂ側から螺合されている。両金属ブロック２０ａ，２０ｂはボルトを介して互いに導通された状態となっている。
【００１６】
金属ブロック２０ａにはフランジ２１が形成され、金属ブロック２０ａは支持プレート１５に形成された孔（図示せず）に嵌合された状態で図示しないボルトにより、各振動板１３ａ〜１３ｅが水平に位置するようにフランジ２１において支持プレート１５に固定されている。各振動子１６は発振器２２に接続されている。電極板１９は配線２３ａを介して発振器２２に接続され、発振器２２の接地端子が配線２３ｂを介して金属ブロック２０ｂに接続されている。ホーン１７、振動子１６、発振器２２により振動板１３ａ〜１３ｅを励振させる励振手段が構成されている。なお、図示の都合上、図１において、振動板１３ａ，１３ｃ，１３ｅに対する発振器２２は図示を省略している。
【００１７】
次に荷受け装置１１と図示しない搬送装置との間で板状部材１４の移載作業（荷取り作業）を行う荷取り装置について説明する。図３に示すように、荷取り装置２４は往復直線移動可能な支持部２５と、支持部２５を往復直線移動させる移動手段２６とを備えている。支持部２５には一対のフォークとしてのアーム２５ａ，２５ｂが平行に延びるように一体的に形成され、アーム２５ａ，２５ｂの先端が支持部２５の先端となっている。支持部２５には長尺の振動板２７が、第１端部が振動子２８により励振されるホーン２９を介して固定され、第２端部がホーン３０を介してアーム２５ａ，２５ｂの先端側に固定されている。各振動板２７はアースされている。振動子２８は荷受け装置１１の振動子１６と同様に構成され、発振器３１に接続されている。振動板２７、振動子２８、ホーン２９，３０及び発振器３１により第２の物体浮揚装置３２が構成されている。
【００１８】
移動手段は２６は、リンク２６ａを備えたスカラ式の公知のロボットアームを備え、図示しない駆動機構により、支持部２５を往復直線移動させるとともに、昇降可能に構成されている。荷取り装置２４はアーム２５ａ，２５ｂの高さを確認するセンサ（図示せず）を備えている。
【００１９】
次に前記のように構成された装置の作用を説明する。
荷受け装置１１は、各振動板１３ａ〜１３ｄが板状部材１４の四隅と対応する状態で板状部材１４を浮揚保持する。板状部材１４が各振動板１３ａ〜１３ｅに接するように載置された状態で、発振器２２の駆動により、振動子１６が所定の共振周波数（例えば、２０ｋＨｚ前後）で励振され、ホーン１７が縦振動してホーン１７を介して振動板１３ａ〜１３ｅが励振されて撓み振動を行う。振動板１３ａ〜１３ｅが撓み振動を行うことにより、振動板１３ａ〜１３ｅから音波（定在波）が発生する。振動板１３ａ〜１３ｅから放射される音波の放射圧によって、図５（ａ）に示すように、板状部材１４は振動板１３ａ〜１３ｅの表面から浮揚する。浮遊距離は例えば１００〜３００μｍである。各振動板１３ａ〜１３ｅと板状部材１４とのギャップＧが一定となるように振動板１３ａ〜１３ｅの励振状態が制御され、剥離帯電及び静電気の発生が抑制される。
【００２０】
次に、第１の物体浮揚装置１２に浮揚状態で保持されている板状部材１４の荷取り装置２４による荷取り作業が行われる。板状部材１４が所定位置に浮揚状態で保持された状態において、アーム２５ａ，２５ｂが進入準備位置に配置される。その状態から移動手段２６が駆動されて、支持部２５が前進移動されて板状部材１４と対応する荷取り位置に配置される。次に、板状部材１４と振動板２７とのギャップＧが、荷取り作業が開始される前の、板状部材１４と振動板１３ａ〜１３ｅとの間のギャップＧと等しくなる所定位置まで上昇される。そして、板状部材１４が振動板２７から発生する定在波により浮揚保持される状態となる。その後、板状部材１４と振動板２７とのギャップＧを一定に保つようにして、第１の物体浮揚装置１２による板状部材１４に対する浮揚力の影響がほとんど無い所定高さまでアーム２５ａ，２５ｂが上昇される。次に支持部２５が後退して板状部材１４が荷取り装置２４の第２の物体浮揚装置３２上に移動（移載）される。
【００２１】
次に、アーム２５ａ，２５ｂが図示しない搬送装置と対応する所定位置まで移動された後、アーム２５ａ，２５ｂが下降されて板状部材１４が搬送装置上に移載される。従って、荷受け装置１１と図示しない搬送装置との間で板状部材１４が荷取り装置２４の作用により、非接触状態で移載される。
【００２２】
この実施の形態では以下の効果を有する。
（１）　板状部材１４は第１の物体浮揚装置１２上から第２の物体浮揚装置３２上へ非接触状態で荷取りされて移載される。板状部材１４は第１の物体浮揚装置１２上あるいは第２の物体浮揚装置３２上で浮揚保持されている状態では、各物体浮揚装置１２，３２を構成する各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７はアースされた状態となる。そして、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７と板状部材１４とのギャップＧが一定となるように振動板１３ａ〜１３ｅ，２７の励振状態が制御されるため、静電気の発生が抑制される。従って、イオナイザー等の除電装置を設ける必要がなくなる。
【００２３】
（２）　ギャップＧを一定に保って荷取り装置２４で板状部材１４を移動させるため、静電気の発生抑制のために荷取りの速度を遅くする必要がなく、タクトタイムを短くして生産性を向上させることができる。
【００２４】
（３）　板状部材１４の幅及び長さに比較して小さな複数の振動板１３ａ〜１３ｅで板状部材１４を浮揚保持する構成のため、長尺の振動板を使用する構成に比較して、荷取り装置２４と干渉しない状態で振動板１３ａ〜１３ｅを配設する配設位置の自由度が大きくなる。
【００２５】
実施の形態は前記に限定されるものではなく、例えば次のように構成してもよい。
○　荷受け装置として、物体浮揚装置１２を台車等の移動体上に装備した構成としてもよい。例えば、図６に示すように、移動体としての台車３３には複数（この実施の形態では５個）の振動板１３ａ〜１３ｅで板状部材１４を浮揚状態で保持する第１の物体浮揚装置１２が装備されている。ホーン１７を介して振動板１３ａ〜１３ｅを支持する各振動子１６は、支持ブラケット３４を介して台車３３に固定されている。ホーン１７は円柱状に形成されている。各振動子１６は各振動板１３ａ〜１３ｅが水平に位置するように支持ブラケット３４に固定されている。各振動子１６は発振器２２に接続されている。この場合、板状部材１４は第１の物体浮揚装置１２に浮揚保持された状態で台車３３の移動に伴って所定の位置まで搬送される。従って、載置部と台車３３との間の荷の移載作業の回数を減らすことができる。
【００２６】
○　荷取り装置２４に装備される第２の物体浮揚装置３２は、長尺の振動板２７を装備したものに限らず、アーム２５ａ，２５ｂ上に短い矩形状の振動板を複数（例えば、各アーム２５ａ，２５ｂに３個ずつ）装備する構成としてもよい。振動板は円錐台状又は円柱状のホーンを介して振動子に支持されている。そして、各振動板をアースする。この場合も荷取り装置２４により浮揚状態で荷取りされる板状部材１４に静電気が発生するのを抑制することができる。
【００２７】
○　荷受け装置１１の物体浮揚装置１２を構成する振動板１３ａ〜１３ｄに代えて、長尺の振動板を使用してもよい。例えば、振動板１３ａの配設位置から振動板１３ｂの配設位置まで延びる長尺の振動板と、振動板１３ｃの配設位置から振動板１３ｄの配設位置まで延びる長尺の振動板とを設け、各振動板をアースする。この場合も、荷受け装置１１で板状部材１４を浮揚保持中に、板状部材１４と振動板とのギャップＧが一定となるように制御することにより、静電気の発生を抑制できる。
【００２８】
〇　振動板１３ａ〜１３ｅ，２７をアースする代わりに、各振動板を同電位としてもよい。例えば、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７に比較して体積が大きな導体に接続すれば、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７の電位は導体の電位と同じになり、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７の電位は一定になる。第１の物体浮揚装置１２又は第２の物体浮揚装置３２を台車等の移動体に装備する場合、台車を導体で形成し、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７を台車に電気的に接続する。この場合、アースした場合と同様に、各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７は同電位となる。しかし、物体浮揚装置が所定の位置から移動しない構成の場合は、アースの方が構成が簡単で確実に各振動板１３ａ〜１３ｅ，２７を同じ電位に保持できる。
【００２９】
○　振動板１３ａ〜１３ｅ，２７のホーン１７，２９，３０への固定はねじによる締結に限らず、接着剤を使用したり、ロウ付けや溶接で固着してもよい。
○　振動子１６，２８はランジュバン形振動子に限らず他の振動子を使用してもよい。
【００３０】
前記実施の形態から把握される発明（技術的思想）について以下に記載する。
（１）　請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記各振動板はアースされている。
【００３１】
（２）　請求項３に記載の発明において、前記移動体のフレームは導体で構成され、前記各振動板は前記フレームに接続されている。
【００３２】
【発明の効果】
以上、詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、板状部材の受け渡し時に静電気の発生を抑制することができる。請求項２に記載の発明の荷取り装置は、請求項１に記載の発明の荷取り方法を実施するのに適している。請求項３に記載の発明の荷受け装置は、請求項１に記載の発明の荷取り方法を実施するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の荷受け装置と荷取り装置の一部省略模式斜視図。
【図２】荷受け装置のホーンと振動子を示す模式正面図。
【図３】荷取り装置の模式平面図。
【図４】同じく模式側面図。
【図５】（ａ），（ｂ）は荷取り時の作用を説明する模式図。
【図６】別の実施の形態の荷受け装置の模式側面図。
【符号の説明】
Ｇ…ギャップ、１２…第１の物体浮揚装置、１３ａ〜１３ｅ，２７…振動板、１４…板状部材、２５…支持部、２６…移動手段、３２…第２の物体浮揚装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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