JP2002154648A

JP2002154648A - 基板カセット

Info

Publication number: JP2002154648A
Application number: JP2000347528A
Authority: JP
Inventors: Kazuyoshi Suehara; 和芳末原; Hiroshi Nagate; 弘長手
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2002-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ガラス基板の有無、サイズ、方向、位置ズ
レ、厚みを検出して二重収納防止、異種基板混入防止、
方向違い防止、アライメントを行う。【解決手段】各桁材１３の上面に４本ずつ支持ピン１
４が取り付けられて基板収納部５０を構成する。ガラス
基板１５は、ロボットハンドで基板収納部５０への収
納、取り出しが行われる。基板収納部５０にラインセン
サ５５を縦横方向に２つずつ配置する。ラインセンサ５
５により、ガラス基板１５の有無を検出する。また、検
出したガラス基板１５の端部位置から演算処理によって
基板サイズ、載置方向、傾き、位置ズレ等の基板情報を
検出する。ロボットハンドはこの基板情報に基づいて、
各基板収納部５０に１枚ずつガラス基板１５を収納し、
取り出しの際にはアライメント修正を行う。この基板情
報を活用することで異種基板の混在処理も可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は基板カセットに関
し、特に、液晶表示パネル等のカラーフィルタの製造時
に、ガラス基板等を一時的に収納する際に用いて好適な
基板カセットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネル（ＬＣＤ）やプラズマデ
ィスプレイパネル（ＰＤＰ）等のカラーフィルタの製造
工程では、基板カセットに複数枚のガラス基板を収納し
て、一時保管や次工程への搬送が行われる。例えば、特
開平１１−１６５８１３号公報には、ガラス基板の端部
と略中央部とを支持してガラス基板を収納する基板カセ
ットが提案されている。このような基板カセットには、
ガラス基板を略水平に支持するピン等から構成される基
板収納部が、ガラス基板の枚数や寸法に応じて設けられ
ており、ガラス基板が重ならないように個別に収納す
る。基板カセットへのガラス基板の収納および取り出し
は、通常ロボットハンド等の移載装置で１枚ずつ行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような基板カセットでは、ガラス基板が各基板収納部に
収納されているか否か、および収納されているガラス基
板のサイズ、厚み、載置方向、位置ズレ等の基板情報を
検出する基板検出機能が備わっていない。このため、例
えばガラス基板を収納する際に移載装置の制御が異常を
起こした場合には、ガラス基板の二重収納や、これに伴
ってガラス基板、基板カセットあるいは移載装置が破損
するという問題がある。また、基板カセットへのガラス
基板の収納前あるいは取り出し後にロボットでアライメ
ント検査を行ったり、サイズ、厚みの異なる異種混入防
止や基板の縦横方向違いなどの異常検知のために作業員
の目視確認などによって、その工程で必要な基板情報を
得なければならなかった。

【０００４】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、各基板収納部においてガラス基板の基
板情報を検出できるようにした基板カセットを提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基板カセットは、基板を支持部材により支
持して収納する基板収納部を複数個設け、各基板収納部
に基板の有無を検出するセンサを設けたものである。支
持部材を基板の下面に接触する複数の支持ピンから構成
し、この支持ピン内にセンサを設けることが好ましい。
支持ピンあるいは支持ピンが設けられた支持台にセンサ
を設け、さらにセンター基準で基板がカセット内に置か
れる場合にはセンサを基板収納部の中央部付近に配置す
ることが好ましい。

【０００６】また、本発明の基板カセットは、基板を支
持部材により支持して収納する基板収納部に、基板の周
縁位置を検出するラインセンサを設けたものである。ラ
インセンサは、基板収納部の縦方向または横方向の中央
部付近に１つ、または縦方向および横方向の中央部付近
にそれぞれ１つずつ、さらには基板収納部の縦方向およ
び横方向にそれぞれ少なくとも２つずつ配置されること
が好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る基板カセッ
トの斜視図である。基板カセット１０は、外枠１１と、
支柱１２と、桁材１３と、支持ピン１４とから構成され
ており、１０枚のガラス基板１５を水平に保持して収納
する構造になっている。ガラス基板１５は図示しないロ
ボットハンドにより、下面が吸着された状態で基板カセ
ット１０内に挿入され、または取り出される。

【０００８】本実施形態で収納するガラス基板１５は、
液晶表示パネルのカラーフィルタ用であり、その製造の
際に一時的に基板カセットに収納される。ガラス基板１
５には先ずラミネータで感光性着色層が転写される。次
に、露光機で感光性着色層に所定の画素パターンが露光
される。露光済みのガラス基板１５は現像処理機で現像
処理され、所定の画素パターンが形成される。この画素
パターンは、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）につ
いて形成され、この後に、黒色（Ｋ）用感光性着色層が
転写されて、露光、現像処理され、ブラックマトリクス
が形成される。これら各色の感光性着色層はガラス基板
１５の一方の面（表面）に形成される。この感光性着色
層は画素形成面であり、この面を支持したり吸着したり
してガラス基板１５をハンドリングすることはできない
ので、裏面側から吸着または支持してガラス基板１５を
取り扱うことになる。

【０００９】外枠１１は、アルミ押出型材を用いて、直
方体状に組み上げて構成されており、底枠１７と、天枠
１８と、これら底枠１７及び天枠１８のそれぞれの角を
連結する４本の外柱１９とから構成されている。底枠１
７及び天枠１８はアルミ押出型材により正方形または長
方形に構成されている。

【００１０】支柱１２は、外柱１９と平行になるよう
に、両側面に適宜ピッチで複数本設けられる。本実施形
態では、外柱１９の間で５本取り付けられているが、こ
れらは、収納するガラス基板１５のサイズに応じて適宜
増減させてよい。この支柱１２は両側面で同じ位置に形
成されており、これらは対とされて全部で５組の支柱１
２が外枠１１の両側面に設けられる。

【００１１】対となっている各組の支柱１２に対し、水
平に桁材１３が複数本取り付けられる。桁材１３はガラ
ス基板１５の収納枚数分が設けられる。本実施形態で
は、１０枚のガラス基板１５を収納するため、１０本の
桁材１３が１組の支柱１２に対し一定ピッチで水平に取
り付けられる。

【００１２】各桁材１３の上面には、４本の支持ピン１
４が外柱１９と平行になるように鉛直方向で取り付けら
れている。各支持ピン１４は、収納するガラス基板１５
の複数種類のサイズに応じて、各サイズのガラス基板１
５を確実に支持することができる位置に設けられてい
る。ガラス基板１５は裏面吸着で且つ感光性着色層を上
に向けた状態で基板カセット１０に収納する必要から、
ロボットハンドのハンド本体の厚み（高さ）を超える高
さで支持ピン１４は構成されている。支持ピン１４は合
成樹脂から構成されており、ガラス基板１５に衝撃を与
えることなく載置が可能にされている。なお、支持ピン
１４全体を合成樹脂で構成する他に、金属製で構成し、
ガラス基板載置部分のみに合成樹脂やゴム製のキャップ
等を取り付けてもよい。

【００１３】図２は、基板収納部の１つを示す斜視図で
ある。水平方向に並ぶ５組の桁材１３に取り付けられた
各支持ピン１４によって、ガラス基板１５（２点鎖線表
示）を水平に支持する基板収納部２０が構成されてい
る。このように、多数の支持ピン１４によってガラス基
板１５を支持するため、１つの基板カセット１０で複数
のサイズのガラス基板１５に対応でき、例えば５５０ｍ
ｍ×６５０ｍｍ〜９６０ｍｍ×１１００ｍｍまでの多サ
イズに対応可能である。また、ガラス基板１５の挿入方
向についても、縦向きあるいは横向きのいずれにも対応
することができる。そして、中央部に位置する１組の支
柱１２に架け渡された桁材１３であって、その中央寄り
の支持ピン１４ａには、後述する基板検出センサが設け
られている。

【００１４】図３（１）に示すように、支持ピン１４ａ
は軸芯に沿ってくり抜かれたセンサ収納部１４ｂを有
し、取付金具２４によって桁材１３に固定されている。
このセンサ収納部１４ｂで上部近くに基板検出センサ２
５が固定される。基板検出センサ２５は、ファイバータ
イプの赤外線反射型光センサであり、投光部２５ａから
照射した赤外光がガラス基板１５に反射して受光部２５
ｂに入射することによってガラス基板１５を検出する。

【００１５】図示のように、ガラス基板１５が支持ピン
１４ａの上に載せられると、ガラス基板１５によってセ
ンサ収納部１４ｂからなる光路１４ｃが塞がれる。これ
により、ガラス基板１５からの反射光がほとんど外部に
漏れずに受光部２５ｂに入射するので、安定してガラス
基板１５の検出を行うことができる。また、図３（２）
に示すように、基板検出センサ２５の信号線２６は、桁
材１３を構成するアルミ押出型材内の空洞部１３ａに収
納して配線する。このため、支持ピン１４ａ以外に突起
物がなく、ガラス基板１５の収納または取り出しの際
に、基板検出センサ２５あるいは信号線２６とロボット
ハンドとが干渉することはない。しかも、信号線２６が
空洞部１３ａ内に収納されるため、塵埃が発生しにくく
クリーンルーム対応に優れている。

【００１６】基板検出センサ２５で検出したガラス基板
１５の基板検出信号は、図示しないロボットハンドの制
御部に入力される。ロボットハンドの制御部では、この
基板検出信号に基づいてガラス基板１５の収納または取
り出しを行う。収納する際には、ガラス基板１５が収納
されていない、つまり基板検出信号が制御部に入力され
ていない基板収納部２０にガラス基板１５を収納する。
また、取り出しの際には、ガラス基板１５が収納されて
いる、つまり基板検出信号が制御部に入力されている基
板収納部２０からガラス基板１５を取り出す。これによ
り、ガラス基板１５の二重収納やこれに伴うガラス基板
１５等の破損が発生することはない。

【００１７】次に、上記構成の作用について説明する。
前工程での加工処理が完了したガラス基板１５は、その
表面を上に向けた水平状態でロボットハンドに裏面を吸
着保持され、基板カセット１０に向かって搬送される。
ロボットハンドの制御部は、基板カセット１０の各基板
検出センサ２５から入力される基板検出信号に基づい
て、ガラス基板１５が収納されていない基板収納部２０
を判別する。そして、図２において、図中左方からロボ
ットハンドに保持されたガラス基板１５が搬送されてく
る。ガラス基板１５のセンター位置ＰＣが基板収納部２
０のセンター位置ＳＣと略合致する位置に達すると、ロ
ボットハンドの搬送が停止する。次に、ロボットハンド
が徐々に下降してガラス基板１５の裏面が各支持ピン１
４に当接する。ロボットハンドは、さらにガラス基板１
５及び桁材１３との隙間が十分に確保される位置まで下
降した後、図中左方に引き抜かれる。こうして、ガラス
基板１５は、ロボットハンドから基板収納部２０に移載
され、各支持ピン１４によって略水平に支持される。

【００１８】ガラス基板１５が収納された基板収納部２
０では、基板検出センサ２５が内蔵されている支持ピン
１４ａの光路１４ｃがガラス基板１５により塞がれ、基
板検出センサ２５からロボットハンドの制御部に基板検
出信号が入力される。これにより、ガラス基板１５が既
に収納されている基板収納部２０に２枚以上のガラス基
板１５が収納されることはなく、またこれに伴うガラス
基板１５等の破損やロボットハンドの損傷も発生するこ
とはない。

【００１９】ロボットハンドは、収納するべきガラス基
板１５が無くなるか、あるいは基板カセット１０の基板
収納部２０の全てにガラス基板１５が収納されるまで、
上記と同様にしてガラス基板１５の収納を繰り返し行
う。

【００２０】また、基板カセット１０に収納されたガラ
ス基板１５を後工程に供給する際には、ロボットハンド
がガラス基板１５の表面を上に向けた水平状態で裏面を
吸着保持して基板カセット１０から取り出す。このと
き、ロボットハンドの制御部は、基板カセット１０の各
基板検出センサ２５から入力される基板検出信号に基づ
いて、ガラス基板１５が収納されている基板収納部２０
を判別する。そして、上記手順と逆の手順で基板収納部
２０とロボットハンドとの間でガラス基板１５の移載が
行われ、ガラス基板１５の裏面を吸着保持して取り出
す。ガラス基板１５が取り出された基板収納部２０で
は、基板検出センサ２５が内蔵された支持ピン１４ａの
光路１４ｃが開放され、基板検出センサ２５からロボッ
トハンドの制御部に基板検出信号が入力されなくなる。

【００２１】ロボットハンドは、基板カセット１０の基
板収納部２０から取り出すガラス基板１５が無くなる
か、あるいは指示された所定枚数のガラス基板１５の取
り出しが完了するまで、上記と同様にしてガラス基板１
５の排出を繰り返し行う。

【００２２】なお、上記実施形態では、基板カセット１
０の中心に合わせてガラス基板１５を載置するセンター
基準としてあり、基板検出センサ２５を基板収納部２０
のセンタ位置ＳＣ近傍に配置してあるので、１つの基板
カセット１０で多様なサイズのガラス基板１５の収納に
対応することができる。ガラス基板１５を基板カセット
１０の前端または後端の端面基準で載置する場合には、
基板検出センサ２５をサイズ変化による影響を受けない
位置に配置するとよい。また、収納する基板をガラス基
板としているが、本発明はこれに限られず、金属や樹脂
など他の素材で形成されたものでもよい。

【００２３】上記実施形態では、基板検出センサ２５を
支持ピン１４ａ内に埋め込んで取り付けているが、支持
ピンの側面や桁材に支持具を用いて取り付けるなど、ロ
ボットハンドと干渉せずにその機能を満たすことができ
るのであれば、どのような取付位置、取付方法でもよ
い。例えば、図４に示すように、支持具３４を用いて支
持ピン１４の側面に基板検出センサ３５を取り付けた
り、図５に示すように、支持具４４を用いて桁材１３に
基板検出センサ４５を取り付ける方法がある。また、基
板検出センサとして投光部と受光部とが一体になってい
る反射型光センサを用いているが、投光部と受光部とを
対面して配置する透過型光センサを用いてもよく、この
方が一般的に精度、安定性がよい。さらに、各桁材に４
本ずつ支持ピンを取り付けているが、本発明はこれに限
られず、基板の搬出入の際にロボットハンドと干渉しな
ければ、より多数の支持ピンを設けてもよく、この方が
基板の多サイズ対応に適している。

【００２４】上記実施形態では、基板検出センサを基板
収納部のセンター位置近傍だけに配置しているが、図６
に示すように、上下透過型のラインセンサ５５を基板収
納部５０の縦方向および横方向にそれぞれ２つずつ配置
してもよい。このラインセンサ５５は、多数の発光素子
がライン状に配列された投光器５５ａと、各発光素子と
対をなす受光素子５５ｃがライン状に配列された受光器
５５ｂとから構成される。受光素子５５ｃには、赤外光
透過型光センサであるフォトアレイ等の分解能の高いセ
ンサが用いられる。ラインセンサ５５は、各一対の発光
素子と受光素子５５ｃとがそれぞれ同期して発光、受光
を行い、ガラス基板１５端部の座標を検出する。そし
て、このガラス基板１５端部の座標から演算処理するこ
とで、ガラス基板１５の傾きや位置ズレを判定する。こ
のようにしてラインセンサ５５では、基板収納部５０に
ガラス基板１５が収納されているか否かを検出する他
に、基板サイズ、載置方向、位置ズレ等の基板情報を検
出することができる。これにより、基板サイズや載置方
向等の異なるガラス基板１５を異種混入や方向違いの異
常として検出できる。また、この基板情報を活用して自
動で混在処理することが容易になる。さらに、基板情報
をロボットハンドの制御部にフィードバックして、ロボ
ットハンドがガラス基板１５を持ち上げる前にロボット
ハンドの傾きや位置を正しい位置になるように修正して
取り出すことでアライメント修正を同時に行うことがで
きる。このようにして、工程の異常検出や管理の自動化
や製造工程の簡略化、フレキシブル化が図れる。

【００２５】なお、ラインセンサ５５の取り付け間隔Ｗ
１，Ｗ２は、収納するガラス基板１５の最小サイズより
も小さくする。また、基板の厚みを検出する場合には、
基板収納部の上部に投受光方式の距離センサを設け、支
持ピンの上部の基板の上面からの反射光の角度を検出す
ることで基板とセンサとの距離を求め、この距離に基づ
いて基板の厚みを算出する。なお、距離センサの他に非
接触式で基板の厚みを測定するものを用いてもよい。

【００２６】本実施形態では、縦方向および横方向にそ
れぞれ２つずつラインセンサを配置しているが、必要と
する基板情報に応じてラインセンサを適宜増減して配置
してよい。例えば、基板サイズだけを検出するのであれ
ば、ラインセンサを縦方向および横方向にそれぞれ１つ
ずつ配置すればよい。また、限られた基板サイズしか扱
わず、基板の縦あるいは横のサイズを検出して基板サイ
ズを判定するのであれば、ラインセンサを縦方向または
横方向に１つだけ配置すればよい。さらには、ラインセ
ンサを縦方向や横方向へ配置する代わりに、対角線方向
や対角線と平行な方向に配置してガラス基板の各四辺の
位置を検出し、これに基づいて基板サイズの判定をして
もよい。

【００２７】上記実施形態では、図１に示すように、支
柱１２に対して桁材１３を水平に配置して支持ピン１４
を設けたが、図７に示すように、支柱を用いることな
く、両側の外柱６９間に桁材６３を例えば水平に架け渡
し、この１対の外側桁材６３に対して、上記支持ピン１
４を有する桁材６３を水平に架け渡してもよい。この場
合には、支柱が無くなるので、外枠６１の前後方向のみ
ならず左右方向からもガラス基板１５の出し入れが可能
になる。また、支持ピン１４を有する桁材６３が水平に
架け渡され、支持ピン１４でガラス基板１５を支持する
ことができればよく、外枠６１、外柱６９、桁材６３な
どの配置は適宜変更してよい。

【００２８】上記実施形態では、基板検出センサとして
非接触式反射型または透過型光センサを用いているが、
本発明はこれに限られず、容量型近接センサ、超音波セ
ンサ、エア式圧力センサ、接触式変位センサ、圧電セン
サ、重量検知センサなど適用可能なものならば他のセン
サを用いてもよい。また、アルミ押出型材を用いて外枠
や桁材を構成しているが、本発明はこれに限られず、樹
脂等の他の材料で形成された構造部材を用いて外枠や桁
材を構成してもよい。さらに、基板収納部を上下方向に
１列で設けたが、これを複数列設けてもよい。なお、基
板カセットは固定のカセットのみではなく、自動搬送台
車等に積載して移動可能なものでもよく、この場合は光
信号、電波等の非接触方式や定位置における接触方式の
信号端子等で基板情報信号の伝達を行うとよい。

【００２９】

【発明の効果】本発明の基板カセットによれば、各基板
収納部に基板の有無を検出するセンサがそれぞれ設けら
れているので、基板を二重収納することがなく、基板の
二重収納に伴う基板、基板カセット、移載装置等の破損
も発生することがない。また、各基板収納部に基板の周
縁位置を検出するラインセンサが設けられているので、
基板カセットに収納されている状態で基板のサイズ、載
置方向、位置ズレ等の基板情報が得られ、基板情報を得
るための装置や工程が不要となり、工程の簡略化および
タクト減少が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る基板カセットの斜視図である。

【図２】基板カセットの基板収納部を示す斜視図であ
る。

【図３】支持ピンに内蔵する基板検出センサを示す断面
図である。

【図４】第２実施形態の基板検出センサの取り付け方法
を示す斜視図である。

【図５】第３実施形態の基板検出センサの取り付け方法
を示す斜視図である。

【図６】第４実施形態の基板検出センサを示す斜視図で
ある。

【図７】第５実施形態の基板カセットを示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１０，６０基板カセット１１，６１外枠１２支柱１３，６３桁材１４支持ピン１５ガラス基板１７，６７底枠１８，６８天枠１９，６９外柱２０，５０基板収納部２４取付金具２５，３５，４５基板検出センサ２６，３６，４６信号線３４，４４支持具５５ラインセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板を支持部材により支持して収納する
基板収納部を複数個設け、各基板収納部に基板の有無を
検出するセンサを設けたことを特徴とする基板カセッ
ト。
【請求項２】前記支持部材を、基板の下面に接触する
複数の支持ピンから構成し、この支持ピン内に前記セン
サを設けたことを特徴とする請求項１記載の基板カセッ
ト。
【請求項３】前記支持ピンあるいは前記支持ピンが設
けられた支持台に前記センサを設けたことを特徴とする
請求項１または２いずれか記載の基板カセット。
【請求項４】前記センサを、前記基板収納部の中央部
付近に配置したことを特徴とする請求項１ないし３いず
れか１つ記載の基板カセット。
【請求項５】基板を支持部材により支持して収納する
基板収納部に、基板の周縁位置を検出するラインセンサ
を設けたことを特徴とする基板カセット。
【請求項６】前記ラインセンサは、前記基板収納部の
縦方向または横方向の中央部付近に１つ配置されている
ことを特徴とする請求項５記載の基板カセット。
【請求項７】前記ラインセンサは、前記基板収納部の
縦方向および横方向の中央部付近にそれぞれ１つずつ配
置されていることを特徴とする請求項５記載の基板カセ
ット。
【請求項８】前記ラインセンサは、前記基板収納部の
縦方向および横方向にそれぞれ少なくとも２つずつ配置
されていることを特徴とする請求項５記載の基板カセッ
ト。