JP2008155106A - 清掃装置 - Google Patents

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Yasuhiro Totsu
康裕 戸津
Tomoaki Murata
倫昭 村田
Masahiro Kikuchi
雅博 菊池
Norio Katano
詔雄 片野
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Abstract

【課題】少ない設置スペースにも設置可能な小型であり、サイズや種類の異なるワークを清掃可能な清掃装置を提供する。
【課題を解決するための手段】清掃ローラ対210を含む清掃手段を備える清掃ユニット200と、複数のワークWを保管するワーク保管ユニット100と、ワーク保管ユニット100からワークWを取り出して、清掃ユニット200に搬送する搬送ユニット300とを有し、清掃ユニット200の一部に、ワークWの一部が載置され、ワークWを清掃ローラー対210に向けて送り出す搬送ローラ272を有する搬送ステージ270を設け、ワークWを搬送ユニット300に設けられたクランプローラ360との間で挟持する。
【選択図】 図4

Description

本発明は、樹脂フィルムなどのワークに付着しているゴミを清掃ローラによって除去する清掃装置に関し、さらに詳しく言えば、同時に種類の異なるワークを自動的に処理することができる清掃装置に関する。
例えば偏光フィルムや位相差フィルムなどの液晶パネル用樹脂フィルムは、精密部品の一部であるが故に歩留まりを上げるためには、塵などの汚れを確実に除去しておく必要がある。そこで、この種の樹脂フィルムに付着したゴミを除去するためには、専用の清掃装置が用いられる。
例えば特許文献1に示すように、この種の清掃装置は、特殊な粘着性を有する少なくとも1つのゴムローラ対を有し、ゴムローラ対の間に樹脂フィルムを通過させることにより、樹脂フィルムに付着したゴミをゴムローラ対で捕捉するようになっている。
しかしながら、従来の清掃装置には次のような課題があった。すなわち、従来の清掃装置は、清掃装置の搬入側と排出側の出入り口に、ワーク搬送用の搬送ステージを有し、そのステージの上に手作業でワークを置いて清掃装置を通過させたのち、清掃済みのワークを回収していたため、1種類のワークしか連続して清掃することはできず、サイズや材質の異なるワークを連続的に清掃することができなかった。
特開2000−334406号公報
そこで、本発明は上述した課題を解決するため、少ない設置スペースに設置可能な小型であり、サイズや材質などの異なるワークを清掃可能な清掃装置を提供することにある。
上述した課題を解決するため、本発明は以下に示すいくつかの特徴を備えている。請求項1に記載の発明は、所定の回転駆動手段によって回転駆動される少なくとも1つの清掃ローラ対を備え、上記清掃ローラ対の間にワークを通過させて、ワークに付着したゴミを上記清掃ローラ対で捕捉する清掃装置において、上記清掃ローラ対を含む清掃手段を備える清掃ユニットと、複数の上記ワークを保管するワーク保管ユニットと、上記ワーク保管ユニットから上記ワークを取り出して、上記清掃ユニットに搬送する搬送ユニットとを有し、上記清掃ユニットの一部には、上記ワークの一部が載置され、上記ワークを上記清掃ローラー対に向けて送り出す搬送ローラを有する搬送ステージを有し、上記搬送ユニットには、上記保管部から上記ワークを取り出すピックアップ部と、上記ワークを上記搬送ローラとの間で挟持するクランプローラとを備えていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、上記請求項1において、上記ワーク保管部は、種類の異なる上記ワークを収納可能な収納トレイを複数備えていることを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、上記請求項1において、上記ピックアップ部は、上記クランプローラが上記搬送ローラとの間で上記ワークを保持すると同時に、上記ワークを開放するように所定の駆動手段を介して同期的に駆動可能に連結されていることを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、上記請求項1において、上記搬送ステージは、上記ワークの搬送方向の長さよりも短いことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、清掃ユニットに隣接して、ワークを保管するワーク保管ユニットが設けられており、ワーク保管ユニットと清掃ユニットとの間を行き来する搬送ユニットが設けられていることにより、省スペースで一体型の清掃装置を得ることができる。
請求項2に記載の発明によれば、収納トレイを複数備えていることにより、サイズや種類の異なるワークを大量に保管しておくことができ、任意の順序で必要な枚数を繰り出して清掃することができる。
請求項3に記載の発明によれば、ピックアップ部とクランプローラとが同期的に駆動することにより、ピックアップ部により搬送されてきたワークをクランプローラで保持すると同時に、ピックアップ部がワークをリリースすることができる。
請求項4に記載の発明によれば、搬送ステージの長さがワークの搬送方向の長さよりも短いことにより、ワーク全体を載置する大きさのステージを必要としないため、装置全体をより小型化することができる。
次に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1および図2は、本発明の一実施形態に係る清掃装置を別の方向から見た斜視図であり、図3は、その内部構造を示す正面図である。
図1および図2に示すように、この清掃装置1は、頑丈な金属製フレームの外側をステンレス板で覆い隠してなる筐体10を有し、その底部には、筐体10を移動するためのキャスター11と、床面などの被設置面に水平に固定するための固定脚12とが設けられている。
筐体10の正面には、清掃装置1を制御するための制御パネル13が設けられている。制御パネル13は、清掃装置1の電源のオンオフボタンや清掃開始停止ボタンのほか、清掃条件などを設定するタッチパネル式ディスプレイや緊急停止ボタンなどが設けられいる。制御パネル13は、図示しない制御部に接続されている。
筐体10の正面にはさらに、後述する清掃ローラユニット230,240とゴミ転写ローラユニット250,250とが引き出されるユニット引き出し口14のほか、メンテナンス時などにおいて筐体10の内部に連通するアクセスパネル15などが設けられている。
図2に示すように、筐体10の一方の側面(図1では右側面)には、筐体10内に差し込まれるワーク保管ユニット100の差込口16が開口されており、そこに第1〜第3ワークトレイ100a〜100cが多段スライド式に差し込まれている。
図1を参照して、筐体10の他方の側面(図1では左側面)には、筐体10内を通過した清掃済みワークが排出されるワーク排出口17が設けられており、ワーク排出口17には、ワーク排出口17から排出されたワークを搬送する搬送コンベア18がさらに設けられている。搬送コンベア18には、ワークの到来を感知するワーク検出部19が設けられている。
なお、清掃済みワークWに静電気などによってゴミが再付着しないようにするため、ワーク排出口17に隣接して、静電気除去装置などをさらに設けて、ワークWに帯電した静電気を除去するようにしてもよい。
この例において、搬送コンベア18は、図示しない駆動手段によって駆動されるループベルトを有し、このループベルトによってワークが搬送されるようになっているが、本発明において、搬送コンベア18は任意的事項であり、その構成は仕様に応じて任意である。
ここで、本発明の清掃装置1に使用されるワークは、例えば液晶パネル用の樹脂フィルムなど薄いシート状であり、積層した状態で保管可能なものが用いられる。ワークは、樹脂フィルムなどの薄いシート状で積層可能であれば、その用途などは特に限定されない。
次に、図3を参照して、ワーク保管ユニット100は、複数枚のワークを積層した状態で保管可能な箱形を有し、ワークの大きさや種類に合わせて第1〜第3ワークトレイ100a〜100cの3種類が用意されている。各ワークトレイ100a〜100cは、長さが異なる以外は同一な構成であるため、以下においては第1ワークトレイ100aを例にとって説明する。
第1ワークトレイ100aは、上面が開放された箱体からなり、その内部にはワークが積層した状態で載置されるワーク収納部110を備えている。ワークトレイ100aの底部には、ワークの先端を第1ワークトレイ100aの先端側の壁面101に当接させるための位置決めスライダー120が設けられている。
位置決めスライダー120は、第1ワークトレイ100aの底部に設けられたガイド溝102に沿ってスライド可能に取り付けられており、図示しないクリック停止手段によって所定のノッチ間隔でその位置が固定されるようになっている。
第1ワークトレイ100aの先端側の開口部(壁面101の上部)には、ワークを取り出した際に、ワークが第1ワークトレイ100aの先端に擦り付いて傷つくのを防止するガイドローラ130が設けられている。
ガイドローラ130は、第1ワークトレイ100aの先端上部に取り付けられたフリーローラからなり、ワークが傷つきにくいように樹脂製のローラが用いられている。この例において、ガイドローラ130は、第1ワークトレイ100aの幅方向に沿って形成された長円筒状の1つのローラからなるが、例えば複数個の小型ローラを所定間隔で配置するようにしてもよい。
筐体10内には、第1および第3ワークトレイ100a〜100cを水平で多段、この例では3段に支持するトレイ用ガイドレール140a〜140cが設けられている。図3に示すように、トレイ用ガイドレール140a〜140cは、上段から下段に向かうについて、その長さが一定間隔で長く形成されており、これにより、第1〜第3ワークトレイ100a〜100cの先端部に、ワークを取り出す際に搬送ユニット320が入るための搬出口150が形成されるようになっている。
なお、以下の説明においては、第1ワークトレイ100aに保管されているワークを第1ワークWaとし、第2ワークトレイ100bに保管されているワークを第2ワークWbとし、第3ワークトレイ100cに保管されているワークを第3ワークWcとして区別して説明する。
図4および図5を参照して、筐体10の内部にはさらに、ワークに付着したゴミを除去する清掃ユニット200と、各ワークトレイ100a〜100cのいずれかから選択的にワークを取り出して、清掃ユニット200に搬送する搬送ユニット300とを備えている。
清掃ユニット200は、上下一対に対向的に配置された清掃ローラ対210と、同清掃ローラ対210の表面に付着したゴミを捕捉するゴミ転写ローラ対220とを備えている。この例において、清掃ローラ対210は弱粘着ローラであって、ゴミ転写ローラ対220は清掃ローラ対210よりも粘着力の大きな強粘着ローラが用いられている。
図4に示すように、清掃ローラ対210は、ワークを挟んで上に配置される上部清掃ローラ211と、ワークを挟んで下に配置される下部清掃ローラ212とを含み、それらがワークの進行方向の上流側と下流側にそれぞれ2組(合計4ローラ)で配置されている。
上部清掃ローラ211および下部清掃ローラ212は、表面が粘着性および/または吸着性を有する合成樹脂によって覆われてなり、いずれか一方または両方が所定の駆動手段を介してワークを上流側から下流側(図4では右側から左側)にむかって移動させるように回転する。
各上部清掃ローラ211,211は、上部清掃ローラユニット230に回転可能に支持されている。上部清掃ローラ保持ユニット230は、四角形状の金属製フレームからなり、筐体10の内部からユニット引き出し口14にスライド可能に取り付けられている。
各下部清掃ローラ212,212も同様に、下部清掃ローラユニット240に回転可能に支持されており、筐体10の内部からユニット引き出し口14にスライド可能に取り付けられている。
ゴミ転写ローラ対220は、上部清掃ローラ211に接触するように配置された上部ゴミ転写ローラ221と、下部清掃ローラ212に接触するように配置された下部ゴミ転写ローラ222とからなる。
ゴミ転写ローラ対220は、例えば粘着面が表側を向くようにして多重に巻回された粘着テープロールからなり、表面が汚れた場合には、最表層の粘着テープを剥がし取ることで、未使用の粘着面が表れるようになっている。この例において、ゴミ転写ローラ対220は、プランジャー223を介して常に一定の押圧力で清掃ローラ対210を押圧するようになっている。
上部ゴミ転写ローラ221は、2つの上部清掃ローラ211,211の間に配置されており、1つのゴミ転写ローラで221で2つの上部清掃ローラ211,211に付着したゴミを上部ゴミ転写ローラ221で捕捉できるようになっている。
下部ゴミ転写ローラ222も同様に、2つの下部清掃ローラ212,212の間に配置されており、1つのゴミ転写ローラで222で2つの下部清掃ローラ212,212に付着したゴミを上部ゴミ転写ローラ222で捕捉できるようになっている。
これら上部ゴミ転写ローラ221および下部ゴミ転写ローラ222は、それぞれ独立したゴミ転写ローラユニット250,260によって回動可能に保持されており、各ゴミ転写ローラユニット250,260は筐体10に対してスライド式に着脱可能に設けられている。
これによれば、清掃ローラユニット210,210とゴミ転写ローラユニット250,260とがそれぞれ筐体10から取り外しできるため、清掃ローラ対210やゴミ転写ローラ対220が汚れたり故障しても簡単にメンテナンスすることができる。
清掃ユニット20の一方の側面(図4では右側面)には、上述したワーク保管ユニット100から運ばれてきたワークWの一部が載置される搬送ステージ270が設けられている。搬送ステージ270は、ワークWが載置される水平な載置面271を備えており、載置面271は、清掃ローラ対210の間に向かって延設されている。搬送ステージ270はワークWの全長よりも短い長さに形成されている。
搬送ステージ270には、後述するピックアップ部300との間でワークWを狭持するとともに、挟持したワークWを清掃ユニット200に向けて送り出す搬送ローラ272が設けられている。搬送ローラ272は、図示しない制御手段と駆動手段を介して回転駆動可能に取り付けられており、その表面には滑り止め加工が施されている。
次に、図5および図5を参照して、ピックアップ部300について説明する。ピックアップ部300は、ワーク保管ユニット100から清掃ユニット200の間を左右に往復的に移動する搬送ユニット310と、ワークWを拾い上げるピックアップユニット320とを備えている。
搬送ユニット310は、ピックアップユニット320を左右方向(X軸)に往復的に移動させるX軸スライダー330と、ピックアップユニット320を上下方向(Y軸)に往復的に移動させるY軸スライダー340とを備えている。
X軸スライダー330は、ワーク保管ユニット100から清掃ユニット200の間にかけて筐体10内に水平に設置されるX軸ガイドレール331を有し、このX軸ガイドレール331に沿って図示しない駆動手段を介してスライドするようになっている。この例において、X軸スライダー330は、ベルト駆動方式で移動するようになっている。
Y軸スライダー340は、X軸スライダー330の一部として一体的に設けられ、垂直方向に沿って設けられた一対のY軸ガイドレール341,341を備え、同Y軸ガイドレール341に沿ってピックアップユニット320が上下(Y軸方向)に移動可能に取り付けられている。
Y軸スライダー340はさらに、図示しない駆動手段を介して巻き上げられるループベルト342を有し、ループベルト342の一部にピックアップユニット320が一体的に取り付けられている。これにより、ループベルト342を正回転または逆回転することにより、ピックアップユニット320が上下(Y軸方向)に移動する。
図4および図6を参照して、ピックアップユニット320は、ワークトレイ100a〜100cとほぼ同じ幅を有する矩形状のボックス体からなり、その内部には、ワークWを持ち上げて保持する吸引ヘッド350と、上述した搬送ローラ272とともに搬送ステージ270に載置されたワークWを狭持するクランプローラ360とを備えている。
吸引ヘッド350は、図示しない吸引装置に接続されたヘッド本体351と、同ヘッド本体351を上下に移動させる移動アーム352とを備えている。ヘッド本体351は、一般的なエア吸引方式の吸引装置に用いられるものが好適に用いられる。
移動アーム352は、他端側が上下駆動手段353に接続されており、図示しない駆動手段を介してヘッド本体351を上下に移動させる。この例において、上下駆動手段353は、後述するクランプローラ360の移動アーム362の駆動手段363と同期的に動作するようになっている。
クランプローラ360は、回転可能に取り付けられたローラ本体361と、同ローラ本体361を回転可能に支持するとともに、ローラ本体361を上下に移動させる移動アーム362とを備えている。
この例において、ローラ本体361は、表面に滑り止め加工などが施されており、移動アーム362にフリー回転として取り付けられている。移動アーム362は、他端が上下駆動手段363に接続されている。
上下駆動手段363は、図示しない駆動手段を介して上下駆動可能に取り付けられており、この例において、上下駆動手段363は、吸引ヘッド350の移動アーム352とカム機構を介して同期的に動作するようになっている。
これによれば、吸引ヘッド350にて持ち上げられたワークWを搬送ステージ270に置いたのち、クランプローラ360を下降して搬送ローラ272とともにワークWを狭持することにより、搬送ステージ270の長さがワークWの全長よりも短い場合であっても、問題なくワークWを清掃ユニット200内に投入することができる。
次に、図7(a)〜(e)および図8(a)〜(c)を参照して、この清掃装置1の動作手順の一例について説明する。まず最初に、ユーザは、各ワークトレイ100a〜100cを筐体10から引き出し、各ワークトレイ100a〜100cに応じた大きさのワークWをワーク収納部110内に積層した状態で入れたのち、再び各ワークトレイ100a〜100cを筐体10内に差し込む。
次に、ユーザは清掃装置1の制御パネル13を操作して、清掃するワークWが保存されているワークトレイ100a〜100cの選択や、ワークWのサイズのほか、清掃する枚数などの各種条件を設定する。なお、各ワークトレイ100a〜100cに入ったワークを交互に清掃するように設定することも可能である。
清掃装置1の初期設定が完了したのち、清掃開始ボタンを押すと清掃作業が開始される。この例においては、ワークトレイ100a内のワークWを清掃する場合について例示する。まず、清掃ボタンが操作されると、図示しない制御手段は、図7(a)に示すように、ピックアップ部300の搬送ユニット310や、吸引ヘッド350、クランプローラ360が初期位置にあるかどうかを確認する。
初期位置の確認が完了すると、制御手段はX軸スライダー330に指令を出し、図7(b)に示すように、これを受けたX軸スライダー330は、駆動手段を介してワークトレイ100aに向かって移動を開始する(図7(b)では右方向)。
X軸スライダー330がワークトレイ100aのワーク取り出し口150の上に停止すると、制御手段は、Y軸スライダー340に指令を出し、これを受けて、図7(c)に示すように、Y軸スライダー340は、ループベルト342を反時計回りに回転させて、ピックアップユニット320をワーク取り出し口150に向けて下降させる。
同時に制御手段は、ピックアップユニット320の吸着ヘッド350に指令を出し、図示しない吸引装置の吸引バルブを開いて、吸着ヘッド350の先端を負圧とした状態としたのち、さらにピックアップユニット320を下降させて、吸着ヘッド350にワークWを吸着させる。
ワークWの吸着を確信したのち、制御手段は、Y軸スライダー340に上昇指令を出し、上昇指令を受けて、図7(d)に示すように、Y軸スライダー340は上昇を開始し、初期位置まで上昇したのち停止する。
このとき、ワークWが静電気などによって2枚同時に持ち上げられてしまうおそれがある。そこで、図9(a)に示すように、吸着ヘッド350に隣接してエアブロー手段370を設けておくことがより好ましい。
これによれば、図9(b)に示すように、吸着ヘッド350がワークWを吸着して持ち上げる際に、エアブロー手段370を介して圧搾空気をワークWに吹き付けることにより、ワークWが2枚同時に持ち上げられたとしても、圧搾空気によってワークW同士を剥がすことができ、確実に1枚のワークWをピックアップすることができる。
また、より好ましくは、図9(c)に示すように、圧搾空気を吹き付けつつ、さらに吸着ヘッド350を図示しない駆動手段を介して往復的に傾斜させて、いわゆる首振り動作を行うことにより、より確実にワークWを1枚のみピックアップすることができる。
以上により、ワークWが吸着ヘッド350により持ち上げられると、次に、制御部はX軸スライダー330に指令を出し、これを受けて、X軸スライダー330は、図7(e)に示すように、搬送ステージ270の上部まで戻されたのち停止する。
図8(a)に示すように、搬送ステージ270の上でピックアップユニット320の停止を確認すると、制御部は、ピックアップユニット320のクランプローラ360に下降指令を出し、これを受けて、クランプローラ360が下降し、ワークWを搬送ステージ270の搬送ローラ272との間で挟持する。
同時に、クランプローラ360の下降に伴い、制御部は、吸引装置の吸引バルブを閉じ、吸着ヘッド360の先端に生じている負圧を停止する。吸着ヘッド360の吸引が停止したのち、吸着ヘッド350は、クランプローラ360との同期駆動機構により、図8(c)に示すように、情報に持ち上げられることにより、ワークWの一部が搬送ステージ270の上に保持される。
この待機状態の次に、制御部は、清掃ユニット210の駆動手段に回転指令を出し、これを受けて、搬送ローラ272と各清掃ローラ対210とがワークの排出方向(図8(c)では左方向)に向かって回転を開始する。
搬送ローラ272の回転開始に伴って、ワークWは清掃ローラ対210の間に搬送され、両面に付着したゴミは清掃ローラ対210に接触することによって、清掃ローラ対210に捕捉される。清掃ローラ対210によって捕捉されたゴミは、清掃ローラ対210の表面に付着したまま回転して持ち運ばれ、強粘着なゴミ捕捉ローラ対220によって転写される。
清掃ローラ対210の間を抜けた清掃済みのワークWは、ワーク排出口17から筐体10の外に排出されたのち、搬送コンベア18によって所定の回収ポイントに運ばれ、回収されることにより、一連の清掃工程が完了する。
この例において、清掃済みワークWは、ワーク排出口17から搬送コンベア18の上に排出されるようになっているが、例えばワーク排出口17に隣接して、清掃済みワークWを積層して保管するようにする回収トレイ式のであってもよく、清掃済みワークWの回収方法は仕様に応じて任意に変更可能である。
この例において、清掃ローラ対210はワークWを右方向から左方向に1パスで清掃を完了する場合について説明したが、よりきめ細かなに清掃を行う場合には、清掃ローラ対210の回転を逆転させて、清掃ローラ対210の間にワークWを往復的に通過させるようにしてもよい。
この例において、ワークトレイ100a〜100cは、3段カセット式であるが、ワークトレイ100a〜100cの数は、仕様に応じて任意に変更可能であり、ワークトレイ100a〜100cに加えて、手動でワークWを送り込むための手差し用コンベアユニットなどを別途設けてもよい。
本発明の一実施形態に係る清掃装置の斜視図。 本発明の一実施形態に係る清掃装置の斜視図。 上記清掃装置の内部機構を示す平面透視図。 清掃ユニットと搬送ユニットの内部機構を示す正面透視図。 搬送ユニットの構成を説明するための説明図。 ピックアップユニットの構成を説明するための説明図。 (a)〜(e)ワークの搬送手順を説明する説明図。 (a)〜(c)ワークの清掃手順を説明する説明図。 (a)〜(c)エアブローと首振り動作を説明する説明図。
符号の説明
1 清掃装置
10 筐体
100a〜100c ワークトレイ
200 清掃ユニット
210 清掃ローラ対
220 ゴミ転写ローラ対
270 搬送ステージ
272 搬送ローラ
300 ピックアップ部
310 搬送ユニット
320 ピックアップユニット
330 X軸スライダー
340 Y軸スライダー
350 吸着ヘッド
360 クランプローラ
W ワーク

Claims (4)

  1. 所定の回転駆動手段によって回転駆動される少なくとも1つの清掃ローラ対を備え、上記清掃ローラ対の間にワークを通過させて、シート状のワークに付着したゴミを上記清掃ローラ対で捕捉する清掃装置において、
    上記清掃ローラ対を含む清掃手段を備える清掃ユニットと、上記ワークを保管するワーク保管ユニットと、上記ワーク保管ユニットから上記ワークを取り出して、上記清掃ユニットに搬送する搬送ユニットとを有し、上記清掃ユニットの一部には、上記ワークの一部が載置され、上記ワークを上記清掃ローラー対に向けて送り出す搬送ローラを有する搬送ステージを有し、上記搬送ユニットには、上記保管部から上記ワークを取り出すピックアップ部と、上記ワークを上記搬送ローラとの間で挟持するクランプローラとを備えていることを特徴とする清掃装置。
  2. 上記ワーク保管部は、サイズおよび/または大きさの異なる上記ワークを収納可能な収納トレイを複数備えていることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  3. 上記ピックアップ部は、上記クランプローラが上記搬送ローラとの間で上記ワークを保持すると同時に、上記ワークを開放するように所定の駆動手段を介して同期的に駆動可能に連結されていることを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
  4. 上記搬送ステージは、上記ワークの搬送方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項1に記載の清掃装置。
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