(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸心を縦方向へ向けて回転可能に設けられた支軸（２８）と、該支軸（２８）まわりに螺旋状に突出して設けられた複数のホルダー受（２９）とを有し、個々のホルダー受（２９）に対してサンプル（２３）保持用のサンプルホルダー（１７）を支持可能になっていることを特徴とするサンプルホルダーのストッカー。
【請求項２】
前記支軸（２８）は、ねじ送り機構（３０）によって回転と共に上下動が可能になされており、前記支軸（２８）の回転上下動に伴って各ホルダー受（２９）をサンプルホルダー（１７）の拾い上げ又は載置する位置に位置づけ可能とされることを特徴とする請求項１記載のサンプルホルダーのストッカー。
【請求項３】
前記ホルダー受（２９）の円周移動領域全体が除湿手段（１３）を具備した本体カバー（１２）内に隔離収納されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサンプルホルダーのストッカー。
【請求項４】
前記本体カバー（１２）の周壁には、前記サンプルホルダー（１７）の拾い上げ又は載置する位置に対応して移載口（５２）が設けられており、該移載口（５２）には、開閉可能なシャッター（１４）が設けられていることを特徴とする請求項３記載のサンプルホルダーのストッカー。
【請求項５】
サンプル（２３）保持用のサンプルホルダー（１７）を収納する供給側ストッカー（７）と、該供給側ストッカー（７）から供給側移載機（６）によりサンプルホルダー（１７）を受け取って各サンプル（２３）を研磨可能になった研磨機（２，３）と、該研磨機（２，３）から回収側移載機（９）によりサンプルホルダー（１７）を受け取って収納する回収側ストッカー（１０）とを有し、供給側及び回収側のストッカー（７，１０）に請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のストッカーが適用されていることを特徴とするサンプル研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サンプル保持用のサンプルホルダーを複数、収納効率よく収納するためのストッカーと、このストッカーを用いて構成したサンプル研磨装置とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼片等から切り出した小さなチップに対して、内部品質判定用の顕微鏡試験等を行う場合には、チップを固定し、またその取り扱いを容易にする目的で、チップを、樹脂等によって短円柱状に形成された土台の上面部分へ埋め込むようにしている（以下、この土台を含めてチップ全体を「サンプル」と言う）。この場合、サンプルの上面部分は、チップ表面を平滑にするために研磨が必要であると共に、この研磨部分に対して防錆処理を施す必要がある。
【０００３】
従来、このサンプルに対する研磨作業は、円形皿状をしたサンプルホルダーに対して、予め複数のサンプルを円周配置に並べて保持させたうえで、作業者が、このサンプルホルダーを研磨機へ向けた搬入用コンベヤ上へ並べる。
この搬入用コンベヤと研磨機とは自動的な連動関係にあり、搬入用コンベヤ上にサンプルホルダーがある限り、このサンプルホルダーは研磨機へ搬入されて各サンプルの研磨が順次行われ、研磨終了後には、搬出用コンベヤを介してサンプルホルダーが搬出されるというものである。
【０００４】
なお、上記搬入用コンベヤ上には、通常、６個程度のサンプルホルダーを並べることしかできないものであり、作業者は、コンベヤ上の空きスペースを目視で確認しながら、サンプルホルダーの供給を続けるということを行っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サンプルホルダーは、研磨機への搬入から搬出にわたる過程の自動化を可能にするため、特有の形体を有しているので、段積み等はできないものであった。そのため、サンプルを保持させたサンプルホルダーを予め、多数、準備しておき、これを次々に搬入用コンベヤへ並べてゆくという作業は、非常に面倒であり、しかも広いスペースを要していた。
【０００６】
一方、研磨終了後のサンプルに対しては、速やかに防錆処理を施さなければ、チップ表面（研磨面）が酸化腐食してしまうということがあった。酸化腐食が起きれば、再研磨を要するため、作業的な負担が極めて増大することは言うまでもない。
このようなことから、研磨機における供給サイドと回収サイドとの双方に、複数の作業者が必要となり、且ついずれの作業者も、極めて慌ただしい作業を強いられるものとなっていた。また、作業にはある程度の熟練を要するうえ、作業効率を高めるにも自ずと限界があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、多数のサンプルホルダーを収納効率よくコンパクトに収納することができ、しかも研磨機に対する自動搬入や自動搬出にも対応できるようにしたサンプルホルダーのストッカーと、このストッカーを用いることによって作業全体の自動化、高効率化が図れるようにしたサンプル研磨装置とを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記目的を達成するために、次の技術的手段を講じた。
即ち、本発明に係るサンプルホルダーのストッカーでは、軸心を縦方向へ向けて回転可能に設けられた支軸と、この支軸まわりに螺旋状に突出して設けられた複数のホルダー受とを有し、個々のホルダー受に対してサンプル保持用のサンプルホルダーを支持可能になっている。
【０００９】
このような構成であれば、平面的に見て、支軸の外周全部に対して放射状配置となるように複数のサンプルホルダーを保持でき、また側面的に見て、支軸の高さ方向に沿って複数のサンプルホルダーを保持できるものである。そのため、多数のサンプルホルダーに対して、収納効率を極めて高くし、しかもコンパクトに収納することができる。
【００１０】
のみならず、上下のサンプルホルダー相互は、螺旋状配置のためにいずれも上部空間が解放された状態にある。従って、ホルダー受に対するサンプルホルダーの搬入や搬出は、何ら支障なく行えるものとなる。従って、研磨機に対する自動搬入や自動搬出にも対応できるようになっている。支軸において、ねじ送り機構を適用することにより、回転と共に上下動可能にして、前記支軸の回転上下動に伴って各ホルダー受をサンプルホルダーの拾い上げ又は載置する位置に位置づけ可能とすると、各ホルダー受に対するサンプルホルダーの搬入や搬出が容易に行えることになる。これにより、移載装置の構成を簡潔化できることになる。
【００１１】
ホルダー受が円周移動する領域全体を本体カバーによって取り囲み、この本体カバーに除湿手段を設ける構成とすれば、特に回収側のストッカーとして、研磨後のサンプルに対する防錆効果を保持できるものとなる。従って、防錆処理までの間の腐食防止が図れるものである。この場合、本体カバーの周壁には前記サンプルホルダーの拾い上げ又は載置する位置に対応する移載口を設けることになるので、この移載口には、必要に応じて開閉可能なシャッターを設けるようにするのが、除湿効果を高めるうえで好適である。またこのことは、除湿手段としての小型化を招来できる点でも、有益である。
【００１２】
一方、このような構成のストッカーを研磨機の供給側及び回収側に設けると共に、供給側ストッカーと研磨機との間に供給側移載機を、また研磨機と回収側ストッカーとの間に回収側移載機を設けて、本発明に係るサンプル研磨装置を構成させれば、一貫した研磨作業全体を自動化できて夜間運転などの長時間無人運転ができるものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図２は、本発明に係るサンプル研磨装置１の全体配置を示している。
このサンプル研磨装置１は、１号研磨機２及び２号研磨機３が互いに連絡用コンベヤ４によって連結され、１号研磨機２には搬入用コンベヤ５及び供給側移載機６を介して供給側ストッカー７が接続され、２号研磨機３には搬出用コンベヤ８及び回収側移載機９を介して回収側ストッカー１０が接続された構成となっている。
【００１４】
供給側ストッカー７及び回収側ストッカー１０は、いずれも本発明に係るものであるが、両者は、それらを覆う本体カバー１２に対して、回収側ストッカー１０の方だけに除湿手段１３及びシャッター１４が設けられている点を除いて、同一構成である。そこで以下では、主として回収側ストッカー１０（以下、単に「ストッカー１０」と言う）について説明する。
【００１５】
また供給側移載機６と回収側移載機９とについても、その動作順序が逆の流れとなっているだけで、構成は殆ど同一であるので、以下では、主として回収側移載機９（以下、単に「移載機９」と言う）について説明する。
なお、１号研磨機２及び２号研磨機３の構成や、これらと各コンベヤ４，５，８との連動関係等については従来と同じものであり、その詳説は省略する。
【００１６】
まず、ストッカー１０について説明する。
なお、このストッカー１０が収納の対象とするサンプルホルダー１７を、図３に基づいて予め説明すると、このサンプルホルダー１７は、円板状をした本体盤１８と、このまわりを囲むリング状の外リム１９とを有している。
本体盤１８には、その周方向に沿って複数のサンプル保持孔２０が形成されている。また、本体盤１８の外周面には、各サンプル保持孔２０へ貫通する固定用ボルト２１が螺合されており、この固定用ボルト２１を締め付けることで、サンプル保持孔２０内へ嵌めたサンプル２３を固定できるようになっている。なお、サンプル２３において、２３ａはチップであり、２３ｂは樹脂製土台である。
【００１７】
また、このサンプルホルダー１７において、本体盤１８の中心部には、各研磨機２，３内での自動取り扱いを可能にするための把持用突起２４が設けられていると共に、外リム１９には、下向きの位置決め用段部２５が設けられている。
図１において、ストッカー１０は、軸心を縦方向へ向けて回転可能に設けられた支軸２８と、この支軸２８まわりで螺旋状に突出して設けられた複数のホルダー受２９（図４参照）とを有している。そして、このホルダー受２９が支軸２８まわりを円周移動するときの外周領域全体を取り囲むようにして、上記した本体カバー１２が設けられている。
【００１８】
支軸２８は本体カバー１２内の略中心位置に位置付けられており、その下部はねじ送り機構３０によって保持され、また支軸２８の上部は、支軸２８の回転と軸方向移動との双方を許容する軸受部３１によって保持されている。
ホルダー受２９は、図３に示したようにサンプルホルダー１７における外リム１９の位置決め用段部２５と係合可能な開口部３３を有したもので、図５及び図６に示すようにサンプルホルダー１７はホルダー受２９の上側へ載るようなかたちで支持される。
【００１９】
図４に示すように、支軸２８に対するホルダー受２９の取付状態は、平面的に見れば、支軸２８まわり全周で放射状に突出したものであり、また側面的に見れば、支軸２８の高さ方向に沿って複数が連続したものである。そのため、支軸２８まわりで多数のホルダー受２９を高効率で、しかもコンパクトに収納できるものとなっている。また、全てのサンプルホルダー２９は、その上部空間が解放されているのでサンプルホルダー１７の搬入や搬出には、何ら支障は生じない。
【００２０】
ねじ送り機構３０は、図７に示すように支軸２８に軸継手３５を介して接続されたねじ軸３６と、本体カバー１２の内部仕切板３７に設けられて上記ねじ軸３６と螺合するナット部材３８と、ねじ軸３６に伝動手段４０を介して接続されたモータ等より成る回転駆動部４１と、この回転駆動部４１を昇降自在に保持する昇降案内手段４２とを有している。
【００２１】
伝動手段４０は、ねじ軸３６の下端部に設けられた従動平歯車４４と、回転駆動部４１に設けられた駆動平歯車４５とが噛合したものである。
昇降案内手段４２は、図８に示すように回転駆動部４１を保持するブラケット４６に対して設けられた摺動保持具４７と、この摺動保持具４７を上下動自在に案内するガイドレール４８と、図９に示すように前記伝動手段４０の従動平歯車４４に対して駆動平歯車４５の上下面を挟持すべく設けられた上下の係合片４９とを有している。
【００２２】
係合片４９は、駆動歯車４５に対して、従動歯車４４の上下面を挟持すべく設けることも可能である。
従って、このねじ送り機構３０では、回転駆動部４１を作動させることにより、伝動手段４０を介してねじ軸３６及び支軸２８が一緒に回転し、これに伴って全てのホルダー受２９が円周移動するようになる。このとき、ねじ軸３６はナット部材３８による螺進作用を受けて上方又は下方へ移動するので、これに伴って全てのホルダー受２９も昇降するようになる。
【００２３】
なお、伝動手段４０では、回転駆動部４１の駆動平歯車４５が従動平歯車４４に設けられた係合片４９によって挟持されているため、ねじ軸３６の上下移動作用は回転駆動部４１に伝わり、この回転駆動部４１も昇降案内手段４２に沿ってねじ軸３６と一緒に昇降するようになる。従って、ねじ軸３６がどの高さへ移動しても、常に回転駆動部４１との接続状態は維持されることになる。
【００２４】
前記本体カバー１２（図１及び図２参照）において、移載機９が設けられる部分には、移載口５２が設けられており、この移載口５２を開閉するように、前記したシャッター１４が設けられている。
このシャッター１４は、図１０に示すように左右の縦レール５３によって上下動自在に保持されていると共に、ホルダー受２９（図面では全部のホルダー受２９をひとまとめにした状態を円筒形２９Ｕで模式的に描いてある）側へ突出した左右の連結片５４に対して、それぞれ流体圧シリンダ等より成る昇降駆動部５５が接続されている。
【００２５】
従って、これら昇降駆動部５５の作動によってシャッター１４は自動開閉する。なお、昇降駆動部５５は、ラックとピニオンとの噛合構造を利用した移動機構、ネジ送り機構、巻き掛け伝動機構等に置換することも可能である。
このようなシャッター１４は、本体カバー１２内が除湿手段１３（図１及び図２参照）によって除湿されている状態、即ち、乾燥雰囲気を維持し易くするためのものである。
【００２６】
従って、供給側ストッカー７では、シャッター１４を設けなくともよい。しかし、本体カバー１２内に塵埃が侵入するのを防止したり、作業者が手等を不用意に入れるのを阻止するという観点からすれば、供給側ストッカー７にシャッター１４を設けてもよい。
シャッター１４は、本体カバー１２内の乾燥雰囲気が害されるのを可及的に防止するうえで、必要最小時間以外、即ち、移載機９が動作中だけ、開口動作をするように設定するのが好適である。
【００２７】
そこで、図４及び図６に示すように全てのホルダー受２９に対してその先端側に検出片５８を設けると共に、本体カバー１２における移載口５２の一方側部に、ブラケット５９を介して位置検出器６０を設けた。この位置検出器６０にはリミットスイッチを用いたが、非接触型の各種センサ類を用いてもよい。この位置検出器６０により、まず、移載口５２に対してホルダー受２９が正対したか否かを確認できるようにしている。
【００２８】
また、移載口５２における上記ブラケット５９とは反対側の側部にもブラケット６１を設け、これら両ブラケット５９，６１に対して透過型の物品検出器６２を設けた。この物品検出器６２は、両ブラケット５９，６１相互間を通過するホルダー受２９の上面部分で遮断物があるか否かを検出するもので、これによってホルダー受２９にサンプルホルダー１７が支持されているか否かを確認できるようになっている。
【００２９】
すなわち、これら二重の検出器６０，６２による所定の確認動作により、移載口５２に正対してホルダー受２９が位置付けられ、且つこのホルダー受２９にサンプルホルダー１７が無いことの確認ができるので、この結果に基づいてシャッター１４の開口と移載器９の動作開始とを指示すればよいものである。
なお、このような二重の検出器６０，６２を用いた動作制御システムは、供給側ストッカー７においても、供給側移載機６との連動を行わせるうえで採用している。
【００３０】
次に移載機９について説明する。
移載機９は、図３及び図１１に示すようにサンプルホルダー１７の把持用突起２４を把持又は解放可能になったハンド部６５と、このハンド部６５をストッカー１０の内部と搬出用コンベヤ８の上部（図１及び図２参照）との間で移動させる送り手段６６とを有している。
【００３１】
ハンド部６５は、流体圧シリンダ、ソレノイド、モータ等の適宜駆動源とリンク機構等との組み合わせ（図示略）によって、複数の把持片６７を相互近接・相互離反可能にしたものである。
なお、図示は省略するが、コレット構造による把持動作を行わせるようにしてもよい。また、把持動作をするもの以外にも、例えば電磁石等によってサンプルホルダー１７を吸着・解放させる方式や、単なる係合・離脱方式等にしてもよい。
【００３２】
送り手段６６は、横送り手段６８と昇降手段６９とを有している。
横送り手段６８は、横方向に延びる摺動案内部７１と、この摺動案内部７１に沿って移動可能にされた移動台７２と、この移動台７２の移動駆動部７３とを有している。移動駆動部７３には、流体圧シリンダをはじめ、ラックとピニオンの噛合構造を利用した移動機構、ネジ送り機構、巻き掛け伝動機構等を用いることができる。
【００３３】
昇降手段６９は、横送り手段６８の移動台７２に対して昇降自在に保持された昇降台７５と、この昇降台７５の昇降駆動部７６とを有している。昇降駆動部７６には、流体圧シリンダをはじめ、ラックとピニオンの噛合構造を利用した移動機構、ネジ送り機構、巻き掛け伝動機構、ソレノイド等を用いることができる。昇降台７５は、ストッカー１０へ向けてＬ字状に曲がった形体を有しており、その先端側に上記したハンド部６５が設けられている。
【００３４】
従って、この送り手段６６は、横送り手段６８の作動によってハンド部６５をストッカー１０の内部と搬出用コンベヤ８の上部との間で出入りさせ、また昇降手段６９の作動によって搬出用コンベヤ８に対するサンプルホルダー１７の拾い上げや、ストッカー１０のホルダー受２９に対するサンプルホルダー１７の載置を行うようになっている。
【００３５】
このような構成のサンプル研磨装置１（図２参照）では、まず作業者が、サンプル２３を保持させたサンプルホルダー１７を供給側ストッカー７における所要個又は全てのホルダー受２９に対して支持させる。そして、その後、運転開始操作をする。
これにより、供給側ストッカー７においてねじ送り機構３０が作動し、上側又は下側のホルダー受２９が次々に移載口５２へ正対させられるようになり、またこれと並行して、供給側移載機６によってサンプルホルダー１７が搬入用コンベヤ５へ設置した透過型の物品検出器７７によって、サンプルホルダー１７の有るか否かを検出確認しながら、次々に送り出される。
【００３６】
そして、１号研磨機２及び／又は２号研磨機３による研磨処理が自動的に進められ、搬出用コンベヤ８により、研磨後のサンプル２３を保持したサンプルホルダー１７が回収側移載機９の対応位置まで送られる。
そこで、この回収側移載機９が作動して、搬出用コンベヤ８上のサンプルホルダー１７を拾い上げると共に、回収側ストッカー１０ではシャッター１４を開口させ、ホルダー受２９に対して回収側移載機９によるサンプルホルダー１７の搬入を受け入れる。
【００３７】
回収側移載機９が１サイクルの復帰動作をした後、即ち、本体カバー１２から退出した後、回収側ストッカー１０は直ちにシャッター１４を閉じ、次のホルダー受２９を移載口５２に正対する位置へ位置付けて、次のサイクルに待機する。
このような一連の流れが連続して、繰り返し自動的に行われる。
ところで、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、サンプル２３の形状や材質等は何ら限定されるものではなく、従ってそれらが異なることによってサンプルホルダー１７の形状や構成、或いは研磨機２，３の構成や配置等も異なることになるので、本発明に係るストッカー７，１０やサンプル研磨装置１の細部構成等も、適宜変更可能である。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明に係るサンプルホルダーのストッカーでは、多数のサンプルホルダーを収納効率よくコンパクトに収納することができ、しかも研磨機に対する自動搬入や自動搬出にも対応できるようになっている。
また、このストッカーを用いて構成したサンプル研磨装置であれば、作業全体の自動化、高効率化が図れるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図２のＡ−Ａ線矢視拡大図（本発明に係るストッカーの側面図）である。
【図２】本発明に係るサンプル研磨装置を示す平面図である。
【図３】ストッカーのホルダー受とサンプルホルダーと移載機との相互関係、及びサンプルホルダーとサンプルとの相互関係を一部破砕して示した斜視図である。
【図４】支軸に対するホルダー受の保持状況を示す斜視図である。
【図５】ホルダー受の側面図である。
【図６】本体カバーの移載口に対応してホルダー受が停止した状態を示す平面図である。
【図７】支軸に設けられたねじ送り機構を示す側面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線矢視拡大図である。
【図９】ねじ送り機構における伝動手段の一部を拡大して示す側面図である。
【図１０】シャッターの駆動構造を本体カバーの内側から示した斜視図である。
【図１１】図２のＣ−Ｃ線矢視拡大図である。
【符号の説明】
１    サンプル研磨装置
２    １号研磨機
３    ２号研磨機
６    移載機（供給側）
７    ストッカー（供給側）
９    移載機（回収側）
１０    ストッカー（回収側）
１２    本体カバー
１３    除湿手段
１４    シャッター
１７    サンプルホルダー
２３    サンプル
２８    支軸
２９    ホルダー受
３０    ねじ送り機構
５２    移載口
【図１】
0003946803.tif 000002
【図２】
0003946803.tif 000003
【図３】
0003946803.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003946803.tif 000009
【図９】
0003946803.tif 000010
【図１０】
0003946803.tif 000011
【図１１】
0003946803.tif 000012