(57)【要約】一実施形態において、物品を搬送する搬送ローラは、軸と、軸上のコイルを含む。コイルは可撓性中央部と、可撓性中央部の２つの対向する側部において軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物品を搬送する搬送ローラであって、
軸と、
前記軸上のコイルと、
を含み、前記コイルが可撓性中央部を含み、前記コイルが、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む、
ローラ。
【請求項２】
長手方向に調整可能な固定具によって、前記第１端部及び前記第２端部を前記軸に取り付ける、請求項１に記載のローラ。
【請求項３】
前記第１端部及び前記第２端部を囲む環状部品を有する固定具によって、前記第１端部及び前記第２端部を前記軸に取り付ける、請求項１に記載のローラ。
【請求項４】
前記コイルが線バネを含む、請求項１に記載のローラ。
【請求項５】
前記コイルが前記可撓性中央部の前記２つの対向する側部に第１テーパ形状部と第２テーパ形状部をさらに含み、前記第１テーパ形状部と前記第２テーパ形状部が、前記第１端部と前記第２端部に前記可撓性中央部をつなぎ、前記可撓性中央部が前記軸の外径より大きい内径を有し、前記可撓性中央部が、前記第１端部の第１外径と前記第２端部の第２外径の両外径より大きい外径を有する、請求項１に記載のローラ。
【請求項６】
前記コイルが導電性である、請求項１に記載のローラ。
【請求項７】
電流源及び電流シンクのうちの１つに前記コイルを電気的に連結する、請求項６に記載のローラ。
【請求項８】
前記コイルが非導電性である、請求項１に記載のローラ。
【請求項９】
前記可撓性中央部が、前記ローラを用いて搬送する物品より小さい幅寸法を有する、請求項１に記載のローラ。
【請求項１０】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記可撓性中央部が、前記可撓性中央部の離散接触領域の数を調整するよう、長手方向に調整可能な固定具をさらに含む、請求項１に記載のローラ。
【請求項１１】
前記軸上に各々存在する１つ以上の第２のコイルをさらに含み、前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つが第２の可撓性中央部を含む、請求項１に記載のローラ。
【請求項１２】
前記コイルと前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つとの間の長手方向の距離が調整可能である、請求項１１に記載のローラ。
【請求項１３】
前記コイルを前記軸に取外し可能に取り付ける、請求項１に記載のローラ。
【請求項１４】
搬送装置であって、
フレームと、
前記フレームに離間して回転可能に搭載した複数の搬送ローラと、
を含み、前記複数の搬送ローラのうちの少なくとも１つの搬送ローラが、
軸と、
前記軸上のコイルと、
を含み、前記コイルが可撓性中央部を含み、前記コイルが、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む、
搬送装置。
【請求項１５】
前記コイルが導電性である、請求項１４に記載の搬送装置。
【請求項１６】
電流源及び電流シンクのうちの１つに前記コイルを電気的に連結する、請求項１５に記載の搬送装置。
【請求項１７】
前記コイルが非導電性である、請求項１４に記載の搬送装置。
【請求項１８】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記可撓性中央部が、前記可撓性中央部の離散接触領域の数を調整するよう、長手方向に調整可能な固定具をさらに含む、請求項１４に記載の搬送装置。
【請求項１９】
前記軸上に各々存在する１つ以上の第２のコイルをさらに含み、前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つが第２の可撓性中央部を含む、請求項１４に記載の搬送装置。
【請求項２０】
第２の軸上に各々存在する１つ以上の第２のコイルをさらに含み、前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つが第２の可撓性中央部を含む、請求項１４に記載の搬送装置。
【請求項２１】
搬送装置を提供することであって、
前記搬送装置が、フレームと、前記フレームに離間して回転可能に搭載した複数の搬送ローラとを含み、前記複数の搬送ローラのうちの少なくとも１つの搬送ローラが、軸と、前記軸上のコイルとを含み、前記コイルが可撓性中央部を含み、前記コイルが、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む、前記搬送装置を提供することと、
前記搬送ローラを用いて物品を搬送することと、
を含む方法。
【請求項２２】
前記コイルが導電性である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
電流源及び電流シンクのうちの１つに前記コイルを電気的に連結する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記コイルが非導電性である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記可撓性中央部の離散接触領域の数を調整するよう、長手方向に調整可能な固定具を前記搬送装置がさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記軸上に各々存在する１つ以上の第２のコイルを前記搬送装置がさらに含み、前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つが第２の可撓性中央部を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２７】
第２の軸上に各々存在する１つ以上の第２のコイルを前記搬送装置がさらに含み、前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つが第２の可撓性中央部を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記フレームに取り付けた流体容器を提供することをさらに含み、前記中央部が前記物品の浮遊に抗して、前記ローラが前記物品と接触している間に前記流体容器内の流体中への前記物品の侵入を促す、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
請求項２１に記載の前記方法を使用して製造した製品。
【請求項３０】
請求項２１に記載の前記方法を使用して製造したソーラーパネル。
【請求項３１】
搬送ローラであって、
軸と、
前記軸上のコイルであって、前記コイルが可撓性中央部を含み、前記コイルが、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む、前記コイルと、
前記コイルの前記可撓性中央部に電気的に接続する、電流源又は電流シンクのうちの１つと、
を含むローラ。
【請求項３２】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記３つ以上の離散接触領域の各々が、前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つに電気的に接続する、請求項３１に記載のローラ。
【請求項３３】
前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つが、直流（ＤＣ）電流源又は電流シンクである、請求項３１に記載のローラ。
【請求項３４】
物品を搬送する方法であって、
軸上にコイルを備えることであって、前記コイルが可撓性中央部を含むと共に、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む、前記軸上にコイルを備えることと、
前記コイルの前記中央部との摩擦接点に前記物品を配置することと、
前記中央部が、前記摩擦接点を通して前記物品に１つ以上の力をかけるよう前記軸を回転させることであって、前記１つ以上の力のうちの少なくとも１つの力が搬送方向の力である、前記軸を回転させることと、
を含む方法。
【請求項３５】
前記可撓性中央部が、電流源又は電流シンクのうちの１つに電気的に接続する、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記電流源又は前記電流シンクのうちの１つが、直流（ＤＣ）電流源又は電流シンクである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記３つ以上の離散接触領域の各々が、前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つに電気的に接続する、請求項３３に記載の方法。
【請求項３８】
前記第１端部に取り付けた長手方向に調整可能な固定具を用いて、前記接触領域の数を調整することをさらに含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
軸に取り付けた可撓性中央部を含む搬送ローラと、
電流源及び電流シンクのうちの１つと、
を含み、前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つが前記可撓性中央部に電気的に接続する、電気メッキ及び搬送アセンブリ。
【請求項４０】
前記可撓性中央部が３つ以上の離散接触領域を含み、前記３つ以上の離散接触領域の各々が、前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つに電気的に接続する、請求項３９に記載のアセンブリ。
【請求項４１】
前記電流源及び前記電流シンクのうちの１つが、直流（ＤＣ）電流源又は電流シンクである、請求項３９に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は搬送機構に関し、特に物品を搬送するローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
インラインプロセスは、例えば太陽電池の製造等で工業的に幅広く使用されてきた。かかるプロセスでは、物品は比較的直線的な経路に沿って種々の槽又は工程へと連続的に移動し、湿式化学処理等の様々な処理を受ける。一例として、インラインプロセスの様々なウェット処理槽中では、アルカリ（例えば水酸化ナトリウム、ＮａＯＨ）と酸（例えばフッ化水素、ＨＦ）の両方により基板又はウエハのような物品を化学処理することができる。インラインプロセスの様々な槽又は工程において、基板又はウエハをエッチング、洗浄、乾燥、又はめっき処理することができる。
【０００３】
ウェット処理槽における搬送中に、基板又はウエハが上流及び下流に流れたり、搬送方向を左右にずれたりすることがある。このような動きは、化学反応によって生じる乱動や、基板もしくはウエハとその周りの環境との相互作用の結果として起こり得る。例えば、基板は送風乾燥により振動する可能性がある。インラインプロセスにおける想定外の動きを軽減及び制御するべく、例えば上部搬送ローラと下部搬送ローラを含むローラ対により、基板又はウエハを誘導することができる。インラインプロセスにおける搬送中、上部搬送ローラと下部搬送ローラが共に作用し合って、基板を所定の位置に保持することができる。ローラは硬い円柱面を有することが典型的である。
【０００４】
多くの新規技術が出現し、基板はより薄くなった。例えば太陽光電池モジュール産業では、基板又はウエハの厚さが２００μｍ未満であることもあり、脆いために既存の技術では容易に破砕するおそれがある。同様に、柔軟な印刷基板等の柔軟な基板及びウエハは、既存の技術では損傷を受けやすい。例えば、上部搬送ローラと強く接し過ぎると、薄くて硬い基板もしくはウエハが破砕する場合がある。一方、上部搬送ローラとの接触が甘かったり全く接触していなかったりすると、基板もしくはウエハが適正に移動しない。同様に、柔軟な基板又はウエハに対して上部搬送ローラから強い圧力がかかると、その痕跡が残ったり表面が損傷したりするおそれがある。
【０００５】
電気メッキ処理を含むインラインプロセスにおいて、搬送ローラが電気的接点として機能する場合もある。上部搬送ローラと基板又はウエハが移動することにより、上部搬送ローラと基板又はウエハとの電気接触が一貫しなかったり遮断されたりするおそれがある。一部の状況では、ローラが基板上で一定の圧力を維持するよう意図した舵部を使用する場合もある。しかし、上部ローラの舵部と下部ローラの舵部の不整合により、基板が損傷する可能性もある。さらに、舵部を使用した場合には、メッキ処理を行う際に良好な電気接触が生じないことが一般的である。
【０００６】
本項に記載する方法は、検討された可能性があったとしても、必ずしもこれまでに想到、又は検討された方法ではない。従って、特段の指定がなければ、本項に記載する方法についてはいずれも、本項に含まれているというだけで従来技術とみなすべきてはない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図面において：
【図１】一例の搬送ローラを示す図である。
【図２】図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃは、一例の搬送ローラが軸に対して変位していない状態と変位した状態を例示する図である。
【図３】一例の搬送ローラを一例の電流源又は電流シンクに電気的に接続した構成を例示する図である。
【図４】図４Ａ及び図４Ｂは、一例の軸上に一例のコイルが２つ存在する構成を例示する図である。
【図５】図５Ａ及び図５Ｂは、上部ローラグループと下部ローラグループを使用して物品を搬送する構成を例示する図である。
【図６】上部ローラグループと下部ローラグループが、物品を処理する槽中及び槽外へと物品を搬送する構成を例示する図である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、可撓性のコイル又はバネを使用して物品を係合搬送する搬送ローラに関する技術を提供する。搬送ローラが物品に及ぼす圧力は、バネの特性を変えることにより調整可能である。コイルが可撓性であり、コイル巻線が複数の接点を提供することにより、ウエハ又は基板の上面全体又は下面全体に均一に圧力を分散させることができる。バネはウエハ又は基板を電気メッキするための複数の電気的接点を提供し得る；電気的接点の数は調整可能である。多くの用途において、電気的接点は、ウエハ又は基板の上面及び下面のうちの一方の面又は両面に、確実、均一、且つ一貫した接続を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態では、搬送ローラは軸と該軸上のコイルを含む。前記コイルは可撓性中央部を含み、前記可撓性中央部の２つの対向する側部において前記軸に取り付ける第１端部及び第２端部を含む。一部の実施形態では、搬送する物品との物理的な係合又は接触に使用するのは前記可撓性中央部のみであり、前記コイルの他の部分は使用しない。
【００１０】
前記第１端部及び前記第２端部は、長手方向に調整可能な固定具によって前記軸に取り付けることができる。追加的に又は代替的に、前記第１端部及び前記第２端部を囲む環状部品を有する固定具によって、前記第１端部と前記第２端部を前記軸に取り付けることができる。
【００１１】
一部の実施形態では、前記コイルは線バネを含む。種々の実施形態では、前記コイルは導電体及び絶縁体を含む様々な種類の材料を用いて作製し得る。
【００１２】
一部の実施形態では、前記コイルは前記可撓性中央部の対向する側部に第１テーパ形状部と第２テーパ形状部をさらに含む。前記第１テーパ形状部と前記第２テーパ形状部は、前記第１端部と前記第２端部に前記可撓性中央部をつなぐ。前記軸と前記可撓性中央部が円い形状を有する一部の実施形態では、前記可撓性中央部は前記軸の外径より大きい内径を有する。その結果、前記可撓性中央部は前記軸に対して同心配置位置に存在し得る。この同心配置位置では、前記可撓性中央部はその内径と前記軸の外径とに差があることで、前記軸とは接触しない。前記可撓性中央部と前記軸との間の空間は、同心円状の輪の形状であり得る。前記可撓性中央部が搬送する物品と係合すると、前記コイル以外を原因とした浮遊や乱動が生じることで、前記物品にかかる力に振動が生じる可能性がある。前記物品にかかる力に振動が生じると、今度は前記可撓性中央部にかかる外力の合力に振動が生じることとなる。前記可撓性中央部は、前記外力の合力に生じた振動に反応して、前記軸に対する前記同心配置位置からずれるように移動し得る。前記可撓性中央部が前記同心配置位置からずれると、前記可撓性中央部と前記軸との間の前記空間は、前述の前記同心円状の輪とは異なる不規則な形状となり得る。
【００１３】
一部の実施形態では、前記可撓性中央部は前記第１端部の第１外径と前記第２端部の第２外径の両外径より大きい外径を有する。
【００１４】
一部の実施形態において、前記コイルは導電性である。例えば、前記コイルは物品を搬送する環境で導電性である材料で製造し得る。前記コイルは様々な用途において電流源又は電流シンクに電気的に連結し得る。１つの用途は、物品を溶液中に浸漬しながら電気メッキするインラインプロセスの一工程であり得る。電流源又は電流シンクは直流（ＤＣ）又は交流（ＡＣ）の電流であり得ると共に、ＤＣバイアスを含み得る。
【００１５】
一部の実施形態において、前記コイルは非導電性である。例えば、前記コイルは物品を搬送する環境で非導電性の材料で製造し得る。前記コイルは、用途によって任意の電流源又は電流シンクから絶縁することができる。１つの用途は、物品に電気メッキ以外の処理を施す２つの異なる工程間で前記物品を搬送するインラインプロセスの一工程であり得る。
【００１６】
種々の実施形態では、前記可撓性中央部は前記ローラを用いて搬送する物品の表面の幅寸法とは異なる幅寸法を有し得る。
【００１７】
一部の実施形態では、前記可撓性中央部の各巻線は、前記可撓性中央部と搬送する前記物品との間に存在する複数の離散接触領域のうちの１つに寄与し得る。一実施形態において、前記可撓性中央部は３つ以上の離散接触領域を含む。特定の実施形態では、前記可撓性中央部の離散接触領域の数を調整するよう、長手方向に調整可能な固定具を構成し得る。
【００１８】
一部の実施形態では、各々が前記軸上に存在する１つ以上の第２のコイルを、同一の搬送ローラがさらに含み得る。一実施形態では、前記１つ以上の第２のコイルの少なくとも１つは、第２の可撓性中央部を含む。前記コイルと前記１つ以上の第２のコイルのうちの少なくとも１つとの間の長手方向の距離は調整可能である。一部の実施形態では、前記コイルを前記軸に取り付けるが、前記軸から取り外すことができる。
【００１９】
種々の実施形態は、上述の実施形態を提供又は実施する方法、システム、アセンブリ、又は装置を含む。例えば一部の実施形態では、搬送装置はフレームと、前記フレームに離間して回転可能に搭載した複数の搬送ローラを含み得る。前記複数の搬送ローラのうち少なくとも１つの搬送ローラは、上述の搬送ローラである。
【００２０】
一部の実施形態では、方法は、上述の搬送装置を提供することと、前記搬送ローラを用いて物品を搬送することを含む。
【００２１】
一部の実施形態では、本明細書に記載する方法、システム、アセンブリ、又は装置は、物品を搬送しながら１つ以上の処理を物品に施すインラインプロセスにおいて使用し得る。一部の実施形態では、上述の方法、システム、アセンブリ、又は装置を、基板又はウエハの電気メッキ処理に使用し得る。
【００２２】
種々の実施形態はまた、上記方法の一部の実施形態を使用して製造した製品を含む。基板は硬いものであっても柔軟であってもよく、セラミック、又はプラスチック、又は金属であり得る。製品の例としては、太陽電池、ソーラーパネル、太陽電池モジュール等がある。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下の記述では、説明の目的で、本発明の十分な理解を促すべく複数の特定の詳細を示す。ただし、それら特定の詳細を用いなくとも実施形態を構成することができる。他の例では、実施形態を不要に不明瞭にしないようにするために周知の構造と装置をブロック図で示す。
【００２４】
搬送ローラの例
【００２５】
図１は一例の搬送ローラを示す。図１の例では搬送ローラ１は軸３上にコイル５を含む。第１固定要素７と第２固定要素９を用いて、コイル５を軸３に取外し可能に取り付ける。図１の例では、可撓性中央部１７における隣接する巻線同士の離間間隔は均一である。他の実施形態では、離間間隔を不均一にしてもよい。
【００２６】
一実施形態では、コイル５は第１テーパ形状部１３、第２テーパ形状部１５、及び可撓性中央部１７を含み得る。第１テーパ形状部１３は、第２テーパ形状部１５と対称であり得る。他の実施形態では、テーパ形状部１３、１５は非対称である。第１テーパ形状部１３と第２テーパ形状部１５との間に位置する可撓性中央部１７は、コイル５の幾何学的中心にあり得る。
【００２７】
図１は搬送ローラ１の側面図を示す。一実施形態では、中央部１７の個々の巻線が略同一の直径を有することで、コイル５の最も外側の端点を結ぶ仮想上の線は真っ直ぐな輪郭又は形状を形成する。一実施形態では、可撓性中央部１７の少なくとも一部が露呈しており、この部分が物品の表面の一部と直接接触することができる。物品は、平らでないものを含めて、基板、ウエハ、又は他の任意の要素を含み得る。他の実施形態では、コイル５は真っ直ぐでない輪郭を有し得る。一部の実施形態では、例えばテーパ形状部は弓形又は湾曲した輪郭を有し得る。
【００２８】
図１は、線形サイズが同等の第１テーパ形状部１３、第２テーパ形状部１５、及び可撓性中央部１７を有するコイル５を示す。他の実施形態では、コイル５の部分１３、１５、１７の相対的及び絶対的寸法を変えることができる。一般に図示は例であって、原寸に比例したものではない。
【００２９】
一部の実施形態では、可撓性中央部１７は正面図又は断面図で２つの平行な直線を形成する。他の実施形態では、中央部１７は可撓性であるため、コイル５の輪郭に平行でない直線を使用してもよい。例えば中央部１７に、搬送ローラの搬送する物品と一時的に係合しない部分と、物品と完全に係合する部分とがあるようにしてもよい。
【００３０】
一部の実施形態では、コイル５の隣接した巻線同士の間の離間間隔を調整できるようにしてもよい。離間間隔を調整するには、第１固定要素７と第２固定要素９のうちの一方を軸３の長手方向１１に沿って移動できるようにし、他方は固定してもよい、又はこれら２つの要素の両方を軸３の長手方向１１に沿って移動できるようにしてもよい。一部の実施形態では、両固定要素７、９を長手方向１１に沿って移動可能とし得る。一部の実施形態では、コイル５の巻線同士の離間間隔の調整は、搬送ローラ１を現場の搬送システムに配置する前に、又は配置と同時に、又は配置した後に行うことができる。
【００３１】
可撓性中央部の変位の例
【００３２】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、一例の搬送ローラが軸に対して変位していない状態と変位した状態を例示する。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、様々な変位状態にある物品５１と搬送ローラ１の異なる断面図を示す。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃでは、搬送ローラ１を図１の長手方向１１に見ている。
【００３３】
図２Ａは、変位していない状態にある物品５１と搬送ローラ１を示す。図２Ｂは、長手方向１１と搬送方向５５の両方向に対して垂直な方向である法線方向５３に沿って、可撓性中央部１７が押し上がった変位状態にある搬送ローラ１と物品５１を示している。図２Ｃは、可撓性中央部１７が物品との物理的接触を維持するべく法線方向５３に沿って下に下がった、別の変位状態にある搬送ローラ１と物品５１を示す。
【００３４】
一部の実施形態において、中央部１７が可撓性であるのは、コイル５が可撓性であることによるものである。例えば、コイル５はその長手方向１１に沿って圧縮したり伸長したりすることができる。コイル５の長手方向における圧縮と伸長に関連したコイル５からの長手方向におけるバネ力は、第１有効バネ定数を特徴とする。コイル５はまた、法線方向５３に沿って上下に動き得る。コイル５の押し上げと押し下げに関連したコイル５からの垂直方向のバネ力は、第２有効バネ定数を特徴とする。第１有効バネ定数と第２有効バネ定数は必ずしも等しくない。
【００３５】
一部の実施形態では、軸３は図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃに示すように、最も内側の円に等しい外周３１を有する円筒形であり得る。軸の中心面５７は、長手方向１１に沿って軸３を二分する。一部の実施形態においてコイル５の中央部１７は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃでは円筒環として概略的に示し得る。可撓性中央部１７の外周及び内周と同じである円筒環の外周及び内周（それぞれ３３及び３５）は、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃに示す最も外側の２つの円である。コイルの中心面５９は、長手方向１１に沿って仮想上の円筒環を二分する。
【００３６】
ローラを用いた物品の移動
【００３７】
インラインプロセスのような搬送プロセスでは、搬送する物品と一定の時間物理的に接触するよう搬送ローラ１を配置し得る。特定の時間は、物品の長さと搬送ローラの搬送速度に依存し得る。可撓性中央部１７は、インラインプロセスにおいて物品を一定の時間搬送する際に、物品の上面と物理的に接触することができ、これにより摩擦接点６１が生じる。
【００３８】
摩擦接点６１は、搬送ローラが回転する際の異なる時間に可撓性中央部１７の異なる部分において生じ得る。軸３が回転方向１９に沿って回転することにより搬送ローラ１を駆動する際に、搬送ローラ１は搬送方向５５に進む物品５１に対して摩擦接点６１を通して第１の力を及ぼし得る。第１の力は様々な他の要因で物品にかかる抵抗力に勝ることができる。他の要因による抵抗力は、搬送方向５５に物品が移動する速度を低下させたり、移動を妨げたりする傾向がある。抵抗力は、物品５１を浮かべる又は物品５１を浸漬させる槽中の液体又は気体により生じる粘性又は乱動から生じ得る。代替的に、抵抗力は周囲空気から生じ得る。
【００３９】
また、搬送ローラ１は、同一の摩擦接点６１を通して法線方向５３と逆行する第２の力を及ぼす。第２の力は、物品５１の表面と物理的に接触するよう可撓性中央部１７の係合を維持する力である。可撓性中央部１７が法線方向５３に沿って押し上がった又は下がった変位位置に搬送ローラ１がある際には、搬送ローラは物品５１に対して垂直方向のバネ力を及ぼす。バネ力は第２の力の全て又は一部を含み得る。バネ力の大きさは第１中心線５７から第２中心線５９への変位の大きさに比例すると共に、第２有効バネ定数に依存し得る。
【００４０】
垂直方向のバネ力は、第１中心線５７から第２中心線５９への図２Ｃの正の変位６３又は図２Ｂの負の変位６５に対して逆行し、またその大きさに比例する。本明細書で使用する「垂直方向」という用語は、法線５３に対して平行の方向又は逆行の方向を意味する。
【００４１】
一部の実施形態では、搬送ローラの大きさ、重量、又は重力はまた、第２の力の一部又は全てを提供し得る。この第２の力の構成は、第１中心線５７から第２中心線５９への変位の大きさ、コイルの大きさ、又はその他の要因によって変化し得る。一実施形態では、搬送ローラの大きさと垂直方向のバネ力の両方が第２の力に関係する。
【００４２】
垂直方向のバネ力は変位に依存するため、第２の力は法線方向において物品５１にかかるその他の力に自動的に反応して調整することができる。例えば、物品５１に小さい浮力をかける流体を通して物品５１を搬送する場合には、第２の力は小さい力であってよい。物品５１に大きい浮力をかける流体を通して物品５１を搬送する場合には、第２の力は大きい力であってよい。法線方向５３に沿ってコイルにかかるその他の力に中央部が反応すると、コイル５、詳細には中央部１７が可撓性であることにより、第２の力がかかると共にその大きさが自動的に調整される。
【００４３】
第２の力は浮力以外の力に反応する場合もある。一例として、搬送中の一時的な乱動から力が生じる場合もある。中央部１７が可撓性であるため、第１中心線５７から第２中心線５９への変位を、乱動に応じて自動調整することができる。その結果、変位の大きさにその大きさが比例すると共に、乱動によって生じた付加的な変位に逆行する第２の力は、物品５１にかかる力を自動調整して乱動に抗することができる。第２の力によってこのように連続的に力のバランスをとることにより、物品５１に過度の圧力がかかる可能性が低くなる。よって、物品５１が薄くて脆い、又は脆弱なものであっても、その他の力に対処するのに必要な力の大きさのみを有する自動反動力を可撓性中央部１７が提供できるため、物品５１は搬送中にほとんど物理的な損傷を被ることはない。
【００４４】
同一の摩擦接点６１を通して、搬送ローラはさらに、搬送方向５５及び法線方向５３の両方向に垂直な平面方向（図１の３７）に第３の力を及ぼし得る。一部の実施形態では、搬送プロセスにおけるゼロ以上のポイントにおいて、平面方向３７は長手方向１１に一致する。第３の力がかかると、搬送方向５５と平面方向３７によって形成される面において物品５１が搬送方向５５を外れて左右に揺動するのを回避することに役立つ。
【００４５】
例えば、物品５１と物理的に接触していなければ、コイル５は長手方向において均衡状態にあり得る。搬送ローラ１が搬送する物品５１と係合すると、物品は様々な乱動によって搬送方向５５から左右に押される可能性がある。物品５１が搬送方向５５を外れるように移動すると、搬送ローラ１のコイル５は長手方向において非均衡状態となり得る。この非均衡状態では、可撓性中央部１７の一部の巻線は、物品５１が押される方向と同じ長手方向に変位する可能性がある。コイル５における長手方向の変位により長手方向のバネ力が生じるが、このバネ力は長手方向の変位の方向とは反対の方向にかかるものである。よって非均衡状態では、コイル５が長手方向バネ力の形態で第３の力の一部又は全てを提供することで、物品５１は搬送方向５５に戻ることになる。
【００４６】
搬送ローラの構成のその他の例
【００４７】
一実施形態において、軸３は固体円柱である。他の実施形態では、他の形状を使用してもよく、また軸３を単一要素とする必要もない。例えば、軸３は円筒形又は非円筒形の構造であり得る２つ以上の要素を含み得る。一部の実施形態では、搬送ローラ１が物品を搬送している際に、軸３の少なくとも１つの要素は静止している。一部の実施形態では、軸３の要素の一部のみを駆動機構が回転させる。軸３の回転要素はコイル５を駆動して、第１固定要素７と第２固定要素９を通して動作させることができる。
【００４８】
コイル５は第１固定要素７と第２固定要素９を用いて軸３に取付け得る。一実施形態では、固定要素７、９の各々は軸３上に適合すると共に、位置決めねじ、ピン、クリップ、又はその他の固定具を用いて要素７、９を取り付ける丸い環状部を含む。他の実施形態では、その他の取付け構成を使用してもよい。例えば、第１固定要素７と第２固定要素９のうちの一方又は両方を、取外し可能に取り付けてもよい。固定要素７、９のうちの一方又は両方を、軸３に沿って滑動するようにしてもよい。コイル５を軸３に取り付けるスロット、ガイド穴、溝、穴、又は鍵を構成する際には、コイルを軸に保持するものの、物品がコイルと接触する際に様々な方向に物品を柔軟に付勢することができるように構成し得る。
【００４９】
一実施形態では、軸３は１つのコイル５を有する。他の実施形態では、軸３上に２つ以上コイルが存在する場合もある。種々の実施形態において、長手方向１１に沿って、可撓性中央部１７は物品５１より長い、又は物品５１より短い、又は物品５１の幅と同じ幅であり得る。
【００５０】
搬送方向５５に物品５１を所定の直線距離搬送するために、同一軸上の１つ以上のコイルを同時に物品と係合させることができる。他の実施形態では、１つのコイル５が搬送する複数の物品と同時に係合し得る。
【００５１】
電気的接続の例
【００５２】
一部の実施形態では、コイル５は巻線を含む。コイル５は搬送ローラ１を使用する用途に依存して、導電性又は非導電性であり得る。一部の実施形態では、電気メッキを行う用途で搬送ローラ１を使用する。
【００５３】
図３は、一例の電流源又は電流シンクに一例の搬送ローラを電気的に接続した構成を例示している。図３の例では、コイル５の可撓性中央部１７は電流源又は電流シンク８１に電気的に接続することができ、導電性の巻線を含む。コイル５は、軸３又はその中の要素に電気的に接続し得る。代替的に、コイル５の巻線に直接導電体を連結してもよい。
【００５４】
一実施形態において、軸３の固定要素は、外部電気接続８３を介して電流源又は電流シンク８１に電気的に接続する。軸３の回転要素は、固定要素に電気的に接続するようにしてもよく、又は電流源又は電流シンク８１に直接接続するようにしてもよい。軸３の回転要素は、コイル５に電気的に接続するようにしてもよく、又は可撓性中央部１７の摩擦接点６１に接続するようにしてもよい。摩擦接点６１を介して可撓性中央部１７と物理的に接触する物品５１の表面は、金属であるか又はそうでなくとも導電性であり得る。中央部１７と接触すると、表面は中央部、電気的接続８３、及び電流源又は電流シンク８１に電気的に接続し得る。電気メッキに使用する際には、搬送ローラ１の中央部１７は、物品５１の表面から電流を引き込む、又は物品５１の表面に電流を供給する。
【００５５】
中央部１７は多数の巻線を含み、その各々は物品５１に電気的接点を提供し得る。よって、コイル５は摩擦接点６１を通して物品５１との電気的接点を多数提供し得る。従来の方法とは異なり、物品と搬送ローラ１との電気的接触の数は、物品５１の表面上又は表面付近に、比較的均一に分布した電場を生成する。種々の実施形態において、摩擦接点６１を通した電気的接点の数は２つ、３つ、又はそれ以上であり得る。
【００５６】
本明細書で使用する「電流源又は電流シンク」という用語は、搬送ローラの摩擦接点からの外部の電気的接続を介して電流を流入させる又は流出させる電源、又は任意の他の構成を指し得る。電流は外部の電気装置から、又は光起電の電流生成を含むプロセスによって得ることができる。
【００５７】
２コイル構成の例
【００５８】
図４Ａと図４Ｂは、一例の１つの軸上に２つのコイルが存在する構成を例示する。
【００５９】
図４Ａは、同一の軸３に第１コイル１０１と第２コイル１０３が存在する第１例の構成を示す。図４Ａのコイル１０１、１０３のうちの一方又は両方は、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３に示すコイル５と同じであり得る。本例では、コイル１０１、１０３は、コイルの一端を軸３に取り付ける共通の取付け部１０５を有する。共通の取付け部１０５は、第１コイル１０１の第１固定要素７又は第２固定要素９を含み得る。また、共通の取付け部１０５は、第２コイル１０３の第１固定要素７又は第２固定要素９のいずれかであり得る。
【００６０】
図４Ｂは、軸３に第１コイル１０１と第２コイル１０３が存在する第２例の構成を示す。第１例の構成のように、図４Ｂでは、コイル１０１、１０３のうちの一方又は両方が、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３に示すコイル５と同じであり得る。この第２例の構成では、コイル１０１、１０３は、図４Ａのように共通の取付け部を共用することはなく、各々のコイルが、軸３への別個の取付け部を備えている。一部の実施形態では、２つのコイル１０１と１０３との距離は調整可能である。
【００６１】
種々の実施形態において、コイル１０１、１０３の巻線の巻き方向は同一であっても異なっていてもよい。これに関して、「巻き方向」とは右巻きを基本として決定した方向を指す。コイル１０１と１０３は巻き数が異なっていてもよく、材料、硬さ、平坦度等の物理的特性が異なっていてもよい。コイル１０１と１０３の外径を同一とする実施形態もあれば、それらの外径が異なる実施形態もある。コイル１０１、１０３の内径が同一である実施形態もあれば、それらの内径が異なる実施形態もある。コイル１０１、１０３のうちの一方の可撓性中央部のみを、電流源又は電流シンク８１に電気的に接続する実施形態もあれば、それら両方の可撓性中央部を電流源又は電流シンク８１に電気的に接続する実施形態もある。他の実施形態では、コイル１０１、１０３の両方の可撓性中央部が電流源又は電流シンクに電気的に接続しない。
【００６２】
ローラグループの例
【００６３】
図５Ａ及び図５Ｂは、上部ローラグループと下部ローラグループを用いて物品を搬送する一例の構成を示す。図５Ａは、略平らな上面と下面の２面を有する物体である物品５１を複数のローラグループで搬送する一例の構成を示している。本明細書で使用するローラグループは、同一の軸を共有する１つ、又は２つ、又はそれ以上の搬送ローラを含み得るアセンブリを指す。
【００６４】
図５Ａの構成は、上部ローラグループ１２１−１、１２１−２、１２１−３、１２１−４と下部ローラグループ１２３−１、１２３−２、１２３−３を含む。ローラグループの中の少なくとも１つは、図１の搬送ローラ１のような搬送ローラを含む。この例の構成では、任意の２つの隣接する上部ローラグループ同士の距離を調整することができる。例えば、それぞれの軸の中心により距離を測定できる。同様に、任意の２つの隣接する下部ローラグループ同士の距離を調整してもよい。図５Ａでは、上部ローラグループの一部又はすべてを、法線方向５３に沿って下部ローラグループのいずれかと整列させるようにしてもよい。
【００６５】
図５Ｂは、上面及び下面を有する物品５１をローラグループで搬送する代替例の構成を示す。上部ローラグループ１２１−１から１２１−４と下部ローラグループ１２３−１から１２３−４は、それぞれの軸を共有する１つ、２つ、又はそれ以上の搬送ローラを含み得る。ローラグループの少なくとも１つは図１の搬送ローラ１のような搬送ローラを含む。
【００６６】
図５Ｂの構成では、任意の２つの隣接する上部ローラグループ同士の距離を調整することができる。同様に、任意の２つの隣接する下部ローラグループ同士の距離を調整してもよい。さらに、上部ローラグループの１つ以上を、法線方向５３に沿って対応する下部ローラグループと整列させるようにしてもよい。上部ローラグループ１２１又は下部ローラグループ１２３の中の搬送ローラのゼロ以上のローラを、図１に示すように形成する。
【００６７】
搬送ローラ１を下部ローラグループで使用する際には、コイル５の質量により第２の力を軽減し得る。しかし、第２の力はコイル５が変位することから生じる垂直方向のバネ力を含み得るため、第２の力は、法線方向において物品５１にかかるその他の力に自動的に反応する。この第２の力を使用して、移動中に物品５１と係合することができると共に、物品５１にかかるその他の力における突然の変化、又は乱動からの衝撃を弱めることができる。
【００６８】
インラインプロセスにおけるローラの使用例
【００６９】
図６は、物品に処理を施す槽中に、そして槽外へと上部ローラグループと下部ローラグループで物品を搬送する一例の構成を示す。図６は、略平らな上面と下面の２面を含む物品５１を搬送軌道６０５に沿って複数の上部ローラグループ１２１及び１２３を通して搬送するインラインプロセスの一部の例示している。一実施形態では、軌道６０５の接線が搬送方向５５である。搬送軌道６０５の一部では物品５１を槽６０１中に入れる。一部の実施形態において、槽６０１内には処理剤６０３が入っており、処理剤は流体、液体、気体、プラズマ、又はイオン処理剤であり得る。
【００７０】
一部の実施形態では、上部ローラグループ及び下部ローラグループの速度を調整することによって、又は槽６１中で物品５１を移動させる直線距離を長く、又は短くすることによって、物品５１を槽６１中で処理する時間の長さを変更することができる。一部の実施形態では、上部ローラグループと下部ローラグループは物品５１の表面との接点における線速度を同一にしながら移動する。
【００７１】
搬送方向５５に物品５１を移動させるために、上部ローラグループと下部ローラグループの全てを動的に駆動する必要はない。一部の実施形態では、上部ローラグループの一部又は全てを動的に駆動し、下部ローラグループは物品との摩擦接点による動きと同調して従動する。一部の実施形態では、下部ローラグループの一部又は全てを動的に駆動し、上部ローラグループは従動する。
【００７２】
処理剤６０３が液体もしくは流体である種々の実施形態では、物品５１を処理剤６０３中に完全に浸漬させる、又は一部のみを浸漬させる。例えば一実施形態では、物品５１の下面のみを完全に浸し、その上面は処理剤６０３と全く接触させない、又は処理剤６０３と擬似的にのみ接触させる。
【００７３】
処理剤６０３が気体である場合には、物品５１の上面と下面の両面に処理剤を暴露し得る、又は物品５１の上面と下面のうち一方だけに暴露させる。例えば処理としては、１つの面に気体を吹きつける処理もある。
【００７４】
処理剤の使用は必須ではない。図１の搬送ローラは、処理剤を使用して又は使用せずに物品５１に様々な異なる処理を行う任意のプロセスで使用することができる。例えば、図１に示すような搬送ローラを使用するプロセスにおいて、物品５１は音波処理、熱処理、又は様々な強度の可視光放射線もしくは不可視光放射線暴露、又は電子、イオン、原子、分子、もしくは他の形態の物質を含む様々な種類の粒子による衝突を受けることができる。
【００７５】
拡張例及び代替例
【００７６】
一部の実施形態では、図１に示すような搬送ローラを１つ以上使用するインラインプロセスにおいて、物品５１を搬送し得る。１つのインラインプロセスにおいてパイプライン処理又は並列処理により、複数の物品を同時に搬送できる。線形的なインラインプロセスを使用することが必須ではない。種々の実施形態では、プロセスの工程又は段階が非線形的な構成で発生する。搬送ローラは非線形的な経路における或る位置から別の位置へと物品を移動させることができる。１つ以上の物品に或る種類の処理を施しながら、他の１つ以上の物品に別の種類の処理を施すことができる。処理の例としては、それらに限定されないが、電気メッキ、酸処理、アルカリ処理、乾燥、加熱、化学析出もしくは蒸着等がある。
【００７７】
インラインプロセスのローラグループは同一であっても異なっていてもよい。例えば、インラインプロセスでは上部ローラグループの全てではなく一部においてのみ、図１の搬送ローラの１つ以上を使用することができる。インラインプロセスはまた、下部ローラグループの全てではなく一部においてのみ図１の搬送ローラを使用してもよい。一部の実施形態では、図１の搬送ローラ１を用いた同一のインラインプロセスにおいて、異なる種類の搬送ローラを備えてもよい。異なる種類の搬送ローラは、コイルを使用するものであってもそうでなくてもよい。図１の搬送ローラ１を含む、インラインプロセスにおける搬送ローラは、必ずしも同じである必要はない。例えば、ゴム等の比較的柔軟な種類の材料をコイルに使用するローラがある一方で、金属等の比較的硬質な材料をコイルに使用するローラがあってもよい。
【００７８】
一部のインラインプロセス又はその一部において、ローラグループを比較的密度を高くして配置し、その他の一部のインラインプロセス又はその一部では、ローラグループを比較的まばらに配置するようにしてもよい。搬送軌道６０５の一部において、距離を等しくしてローラグループを配置し、搬送軌道６０５のその他の部分では、距離を不均一にしてローラグループを配置するようにしてもよい。
【００７９】
以上、実施形態毎に変化し得る特定の詳細を数多く参照して本発明の実施形態を説明した。何が発明であるのか、そして出願人が発明と意図するものは何であるのかを唯一且つ排他的に示すものは、今後の任意の補正を含め、特定の形態で示した本出願の特許請求の範囲である。かかる特許請求の範囲に含まれる用語に対してその中で明確に定義しているものについては、特許請求の範囲で使用するそれら用語の意味を規定する。従って、請求項に明確に示していない限界、要素、特性、特徴、利点、又は属性によって、特許請求の範囲を決して制限すべきではない。よって、本明細書及び図面は、限定的なものではなく例示であるとみなすべきである。
【符号の説明】
【００８０】
１  搬送ローラ
３  軸
５  コイル
７  第１固定要素
９  第２固定要素
１３  第１テーパ形状部
１５  第２テーパ形状部
１７  可撓性中央部
【図１】
2012528058.tif 000003
【図２Ａ】
2012528058.tif 000004
【図２Ｂ】
2012528058.tif 000005
【図２Ｃ】
2012528058.tif 000006
【図３】
2012528058.tif 000007
【図４Ａ】
2012528058.tif 000008
【図４Ｂ】
2012528058.tif 000009
【図５Ａ】
2012528058.tif 000010
【図５Ｂ】
2012528058.tif 000011
【図６】
2012528058.tif 000012
【国際調査報告】
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2012528058.tif 000014
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