JP5892210B2 - 光配向装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ワークの処理の工程作業時間を短縮可能な光照射装置を提供することを目的とする。
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は第1の実施形態に係る光配向装置を備えた光配向システムを模式的に示す平面図であり、図2は光配向装置を模式的に示す正面図である。
光配向システム100は、図1及び図2に示すように、光配向装置1と、搬入出装置20と、上流側ロボット装置30と、クリーナー40と、ターンユニット(角度調整装置)50と、下流側ロボット装置60と、制御装置(制御部)70とを備えて構成されている。この光配向システム100は、例えばクリーンルーム等の比較的異物の少ない環境に配置される。
光配向装置1は、平面視で矩形状に形成された板状もしくは、帯状の光配向対象物(ワーク)Wの光配向膜に偏光光を照射して光配向する光照射装置である。この光配向装置1は、ワークステージ(搬送ステージ、支持部材)2と、ステージ搬送架台3と、照射器設置架台4と、光照射器5とを備えている。
照射器設置架台4は、ステージ搬送架台3から所定距離離れた上方位置でステージ搬送架台3の幅方向(後述する直動機構の直動方向Xに垂直な方向)に横架される門体であり、その両柱がステージ搬送架台3に固定される。照射器設置架台4は、ワークステージ2が出入りする部分以外は遮光壁に形成されている。照射器設置架台4は光照射器5を内蔵し、光照射器5が直下に偏光光を照射する。なお、ワークステージ2の移動に伴う振動と光照射器5の冷却に起因する振動とを分離するために、照射器設置架台4をステージ搬送架台3に固定するのではなく当該ステージ搬送架台3と別置する構成でも良い。ステージ搬送架台3と、照射器設置架台4は防振構造を有しても良い。
筐体7は、光配向対象物Wから所定距離離れた上方位置で照射器設置架台4に支持されている。ランプ8は、少なくとも光配向対象物Wの長手方向の長さと同等以上に延びる直管型(棒状)の紫外線ランプが用いられている。すなわち、ランプ8の長軸Lは、直動方向Xに直交する方向に一致している。このランプ8は、放電灯であり、制御装置70の制御に基づいて点灯する。反射鏡9は、断面楕円形、かつランプ8の長手方向に沿って延びるシリンドリカル凹面反射鏡であり、ランプ8の光を集光して光出射開口部7Aから偏光子ユニット10に向けて照射する。
本実施形態では、筐体7は、光配向対象物Wと近接して設けられており、光出射開口部7Aの大きさが照射領域Rの大きさに相当する。また、照射領域Rの中心軸は、ランプ8の長軸Lに一致している。
偏光子ユニット10は、図4に示すように、複数の単位偏光子ユニット12と、これら単位偏光子ユニット12を横並びに一列に整列するフレーム14とを備えている。フレーム14は、各単位偏光子ユニット12を連接配置する板状の枠体である。単位偏光子ユニット12は、略矩形板状に形成されたワイヤーグリッド偏光子(偏光子)16を備えている。
本実施形態では、各単位偏光子ユニット12は、ワイヤーグリッド偏光子16をワイヤー方向Aが直動方向Xと平行になるように支持し、このワイヤー方向Aと直交する方向と、ワイヤーグリッド偏光子16の配列方向Bとが一致するようになされている。
ワイヤーグリッド偏光子16は、その法線方向を回動軸にして面内で回動させて偏光軸C1の方向を微調整できるように単位偏光子ユニット12に支持されている。すなわち、複数のワイヤーグリッド偏光子16は、偏光軸C1の方向を微調整できるように互いに隙間を空けて配置されている。
全ての単位偏光子ユニット12について、ワイヤーグリッド偏光子16の偏光軸C1が所定の照射基準方向に揃うように微調整されることで、偏光子ユニット10の長軸方向の全長に亘り偏光軸C1が高精度に揃えられた偏光光が得られ、高品位な光配向が可能となる。偏光軸C1が調整されたワイヤーグリッド偏光子16は、単位偏光子ユニット12の上端、及び下端がねじ(固定手段)19によってフレーム14に固定されることで、フレーム14に固定配置される。
光配向装置1と、搬入出装置20と、上流側ロボット装置30と、クリーナー40及びターンユニット50と、下流側ロボット装置60とは、ランプ8の長軸L方向に互いに並列して配置されている。
なお、光配向システム100は、搬入出装置20及び上流側ロボット装置30を備えていたが、搬入出装置20及び上流側ロボット装置30を光配向システム100とは別の供給システムとして構成してもよい。この場合、光配向システム100及び供給システムの制御装置を設けてもよいし、例えば、光配向システム100及び供給システムの制御装置を個別に設け、各制御装置を協働させてもよい。
ここで、説明の便宜上、一方のワークステージ2を第1ワークステージ2A、他方のワークステージ2を第2ワークステージ2Bと言うものとする。
図1に示すように、第1ワークステージ2Aへの光配向対象物Wの搭載位置(ワーク搭載ステージ)PL1と、第1ワークステージ2Aからの光配向対象物Wの回収位置(ワーク回収ステージ)PU1とは、光照射器5の一端E1側に設定され、それぞれ位置が異なっている。より具体的には、回収位置PU1と光照射器5の間であって、光照射器5の一端E1近傍位置に搭載位置PL1が設定されている。
なお、図1では、搭載位置PL1,PL2のワークステージ2を実線で、回収位置PU1,PU2のワークステージ2を二点鎖線で示す。また、図4〜図12では、搭載位置PL1,PL2及び回収位置PU1,PU2は、それらの中心に符号を付して示すものとする。
同様に、搭載位置PL2に位置する第2ワークステージ2Bと照射領域Rとの間には、第1ワークステージ2A上の光配向対象物Wが照射領域Rを通過する分未満のスペースS1が設けられている。
また、回収位置PU1に位置する第1ワークステージ2Aと照射領域Rとの間には、第2ワークステージ2B上の光配向対象物Wが照射領域Rを通過する分以上のスペースS2が設けられている。
同様に、回収位置PU2に位置する第2ワークステージ2Bと照射領域Rとの間には、第1ワークステージ2A上の光配向対象物Wが照射領域Rを通過する分以上のスペースS2が設けられている。
下流側ロボット装置60は、ロボット62を第1ワークステージ2Aの回収位置PU1に対応する位置(直動方向Xで略同一となる位置)から第2ワークステージ2Bの回収位置PU2に対応する位置まで移動可能な長さに形成されている。
初期状態では、図1及び図4に示すように、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bは搭載位置PL1、PL2にそれぞれ位置するとともに、ロボット62は搭載位置PL2に対応する位置に位置し、ランプ8は点灯されている。なお、以下の説明では、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bに対する光配向対象物Wの受け取りの際の駆動ピンの動作、及び、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bに光配向対象物Wを載置した際の回転駆動機構の動作は省略している。また、光配向対象物Wを光配向される順に光配向対象物WA,WB,WC,WD,WE,WFと言うものとする。また、図4中、符号D1は第1ワークステージ2Aの中心移動範囲を、符号D2は第2ワークステージ2Bの中心移動範囲を示す。
ターンユニット50が光配向対象物WAを正姿勢にした後、ロボット62は、ターンユニット50から光配向対象物WAを受け取り、搭載位置PL1に対応する位置に移動して、光配向対象物WAを搭載位置PL1の第1ワークステージ2A上に搭載する。
また、ロボット62は、光配向対象物WAを第1ワークステージ2A上に搭載した後、搭載位置PL2に対応する位置に移動して、ターンユニット50から次の光配向対象物WBを受け取り、光配向対象物WBを搭載位置PL2の第2ワークステージ2B上に搭載する。
また、第1ワークステージ2Aの往路の移動中、直動機構6は、第2ワークステージ2Bを回収位置PU2まで高速で退避させる。このように、第2ワークステージ2Bを回収位置PU2まで退避させることにより、第1ワークステージ2Aを光配向対象物WAが照射領域Rを抜けるまで移動しても、光配向対象物WAが光配向対象物WBに干渉することを防止できる。したがって、第1ワークステージ2A上の光配向対象物WAの全面に亘って光配向することができる。
一方、ロボット32は、光配向対象物WBをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WCを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WCの異物及び静電気を除去した後、光配向対象物WCをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
また、ロボット62は、光配向対象物WBを第2ワークステージ2B上に搭載した後、ターンユニット50から次の光配向対象物WCを受け取る。
ロボット62は、回収位置PU1に対応する位置に移動して、回収位置PU1の第1ワークステージ2Aから光配向対象物WAを回収する。このとき、ロボット62は、2つの光配向対象物WA,WCを保持している。
一方、ロボット32は、光配向対象物WCをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WDを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WDの異物及び静電気を除去した後、光配向対象物WDをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ロボット62は、搭載位置PL1に対応する位置に移動して、光配向対象物WCを搭載位置PL1の第1ワークステージ2A上に搭載する。このとき、ロボット62は、光配向対象物WAを保持している。
また、光配向対象物WDは、ターンユニット50で待機中である。
一方、ロボット32は、光配向対象物WDをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WEを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WEの異物及び静電気を除去する。
ロボット62は、搭載位置PL2に対応する位置に移動して、ターンユニット50から次の光配向対象物WDを受け取るとともに、光配向対象物WAをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ターンユニット50が光配向対象物WAを正姿勢にした後、ロボット32は、ターンユニット50から光配向対象物WAを受け取り、光配向対象物WAを搬入出装置20に戻す。
また、光配向対象物WEは、クリーナー40で待機中である。
ロボット62は、回収位置PU2に対応する位置に移動して、回収位置PU2の第2ワークステージ2Bから光配向対象物WBを回収する。このとき、ロボット62は、2つの光配向対象物WB,WDを保持している。
一方、ターンユニット50から光配向対象物WAが取り出された後、ロボット32は、クリーナー40から光配向対象物WEを受け取り、光配向対象物WEをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ロボット62は、搭載位置PL2に対応する位置に移動して、光配向対象物WDを搭載位置PL2の第2ワークステージ2B上に搭載する。このとき、ロボット62は、光配向対象物WBを保持している。
また、光配向対象物WEは、ターンユニット50で待機中である。
一方、ロボット32は、光配向対象物WEをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WFを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WFの異物及び静電気を除去する。
ロボット62は、ターンユニット50から次の光配向対象物WEを受け取るとともに、光配向対象物WBをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ターンユニット50が光配向対象物WBを正姿勢にした後、ロボット32は、ターンユニット50から光配向対象物WBを受け取り、光配向対象物WBを搬入出装置20に戻す。
また、光配向対象物WFは、クリーナー40で待機中である。
ロボット62は、回収位置PU1に対応する位置に移動して、回収位置PU1の第1ワークステージ2Aから光配向対象物WCを回収する。このとき、ロボット62は、2つの光配向対象物WC,WEを保持している。
一方、ターンユニット50から光配向対象物WBが取り出された後、ロボット32は、クリーナー40から光配向対象物WFを受け取り、光配向対象物WFをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
以降の動作は、図4からの繰り返しとなる。
また、回収位置PU1,PU2と光照射器5の間であって、光照射器5の両端E1,E2近傍位置に一対の搭載位置PL1,PL2が設けられているため、搭載位置PL1,PL2から光照射器5までの間の距離を短くできる。これにより、光配向対象物Wの移動時間を短くでき、その結果、光配向対象物Wの処理(光配向照射)の工程作業時間を短縮できる。また、搭載位置PL1,PL2から光照射器5までの間の距離を短くできることから、照射前の光配向対象物Wに異物が付着することを抑制できる。
次に、第2の実施形態について説明する。
図13は、第2の実施形態に係る光配向装置を備えた光配向システムを模式的に示す平面図である。
上述した第1の実施形態の光配向システム100では、回収位置PU1,PU2と光照射器5の間に搭載位置PL1,PL2が設定されていたが、第2の実施形態の光配向システム200では、図13に示すように、回収位置PU1,PU2と搭載位置PL1,PL2が同一箇所に設定されている。
より詳細には、搭載位置PL1(回収位置PU1)に位置する第1ワークステージ2Aと照射領域Rとの間には、第2ワークステージ2B上の光配向対象物Wが照射領域Rを通過する分未満のスペースS1が設けられている。
同様に、搭載位置PL2(回収位置PU2)に位置する第2ワークステージ2Bと照射領域Rとの間には、第1ワークステージ2A上の光配向対象物Wが照射領域Rを通過する分未満のスペースS1が設けられている。
第2の実施形態では、回収位置PU1,PU2の位置及びロボット装置260の直動方向Xの長さ以外は略同一の構成であるため、第1の実施形態と同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
初期状態では、図13及び図14に示すように、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bは搭載位置PL1、PL2にそれぞれ位置するとともに、ロボット62は搭載位置PL2に対応する位置に位置し、ランプ8は点灯されている。なお、以下の説明では、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bに対する光配向対象物Wの受け取りの際の駆動ピンの動作、及び、第1ワークステージ2A及び第2ワークステージ2Bに光配向対象物Wを載置した際の回転駆動機構の動作は省略している。また、光配向対象物Wを光配向される順に光配向対象物WA,WB,WC,WD,WE,WFと言うものとする。また、図14中、符号D1は第1ワークステージ2Aの中心移動範囲を、符号D2は第2ワークステージ2Bの中心移動範囲を示す。
ターンユニット50が光配向対象物WAを正姿勢にした後、ロボット62は、ターンユニット50から光配向対象物WAを受け取り、搭載位置PL1に対応する位置に移動して、光配向対象物WAを搭載位置PL1の第1ワークステージ2A上に搭載する。
また、ロボット62は、光配向対象物WAを第1ワークステージ2A上に搭載した後、搭載位置PL2に対応する位置に移動して、ターンユニット50から次の光配向対象物WBを受け取り、光配向対象物WBを搭載位置PL2の第2ワークステージ2B上に搭載する。
また、第1ワークステージ2Aの往路の移動中、直動機構6は、第2ワークステージ2Bを搭載位置PL2から退避位置PT2まで高速で退避させる。退避位置PT2に位置する第2ワークステージ2Bと照射領域Rとの間には、第1ワークステージ2A上の光配向対象物WAが照射領域Rを通過する分以上のスペースS2が設けられている。このように、第2ワークステージ2Bを退避位置PT2まで退避させることにより、第1ワークステージ2Aを光配向対象物WAが照射領域Rを抜けるまで移動しても、光配向対象物WAが光配向対象物WBに干渉することを防止できる。したがって、第1ワークステージ2A上の光配向対象物WAの全面に亘って光配向することができる。
一方、ロボット32は、光配向対象物WBをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WCを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WCの異物及び静電気を除去した後、光配向対象物WCをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
一方、ロボット62は、光配向対象物WBを第2ワークステージ2B上に搭載した後、ターンユニット50から次の光配向対象物WCを受け取る。そして、ロボット62は、搭載位置PL1に対応する位置に移動する。
また、ロボット32は、光配向対象物WCをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WDを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WDの異物及び静電気を除去した後、光配向対象物WDをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ロボット62は、搭載位置PL1の第1ワークステージ2Aから光配向対象物WAを回収するとともに、光配向対象物WCを搭載位置PL1の第1ワークステージ2A上に搭載する。このとき、ロボット62は、光配向対象物WAを保持している。
また、光配向対象物WDは、ターンユニット50で待機中である。
一方、ロボット32は、光配向対象物WDをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WEを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WEの異物及び静電気を除去する。
ロボット62は、搭載位置PL2に対応する位置に移動して、ターンユニット50から次の光配向対象物WDを受け取るとともに、光配向対象物WAをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ターンユニット50が光配向対象物WAを正姿勢にした後、ロボット32は、ターンユニット50から光配向対象物WAを受け取り、光配向対象物WAを搬入出装置20に戻す。
また、光配向対象物WEは、クリーナー40で待機中である。
ロボット62は、搭載位置PL2の第2ワークステージ2Bから光配向対象物WBを回収するとともに、光配向対象物WDを搭載位置PL2の第2ワークステージ2B上に搭載する。このとき、ロボット62は、光配向対象物WBを保持している。
また、光配向対象物WEは、ターンユニット50で待機中である。
一方、ターンユニット50から光配向対象物WAが取り出された後、ロボット32は、クリーナー40から光配向対象物WEを受け取り、光配向対象物WEをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
また、ロボット32は、光配向対象物WEをターンユニット50の調整ステージ51上に載置した後、搬入出装置20から次の光配向対象物WFを受け取り、クリーナー40によって光配向対象物WFの異物及び静電気を除去する。
ロボット62は、ターンユニット50から次の光配向対象物WEを受け取るとともに、光配向対象物WBをターンユニット50の調整ステージ51上に載置する。
ターンユニット50が光配向対象物WBを正姿勢にした後、ロボット32は、ターンユニット50から光配向対象物WBを受け取り、光配向対象物WBを搬入出装置20に戻す。
また、光配向対象物WFは、クリーナー40で待機中である。
以降の動作は、図14からの繰り返しとなる。
さらに、光照射器5の両端E1,E2近傍位置に一対の回収位置PU1,PU2が設けられているため、光照射器5から回収位置PU1,PU2までの間の距離を短くできるので、光配向対象物Wの移動時間を短くできる。その結果、光配向対象物Wの処理(光配向照射)の工程作業時間を短縮できる。また、光照射器5から回収位置PU1,PU2までの間の距離を短くできることから、照射後の光配向対象物Wに異物が付着することを抑制できる。
これに加え、光照射器5の両端E1,E2近傍位置に一対の搭載位置PL1,PL2及び一対の回収位置PU1,PU2が設けられているため、ロボット装置260のロボット62の移動距離を短くできるので、ロボット装置260の専有スペースを小さくできる。
例えば、上述の実施形態では、光配向対象物Wを支持するワークステージ2を設けていたが、光配向対象物Wを支持する支持部材は、ワークステージ2に限定されるものではなく、例えば、光配向対象物Wの下面や側面等を支持するピン等であってもよい。
また、上述の実施形態では、偏光子としてワイヤーグリッド偏光子16を用いたが、偏光子は例えば蒸着膜を用いた偏光子であってもよい。
5 光照射器
6 直動機構(往復機構)
60,260 ロボット装置
100,200 光配向システム
E1 一端
E2 他端
PU1,PU2 回収位置(ワーク回収ステージ)
PL1,PL2 搭載位置(ワーク搭載ステージ)
W 光配向対象物(ワーク)
Claims (5)
- 一対のワーク回収ステージが両端部に設けられ、中央部に光照射器が設けられ、ワーク回収ステージと光照射器の間であって、光照射器の両端近傍位置に一対のワーク搭載ステージが設けられ、
一方のワーク搭載ステージに搭載された一方のワークの移動に追従するように、他方のワーク搭載ステージに搭載された他方のワークを移動させるようにしたことを特徴とする光配向装置。 - 一端部側のワーク搭載ステージ、中央部の光照射器の照射領域、一端部側のワーク回収ステージの順でワークを往復させるとともに、他端部側のワーク搭載ステージ、中央部の光照射器の照射領域、他端部側のワーク回収ステージの順でワークを往復させる搬送機構を備え、
前記搬送機構は、一方のワークが照射領域を通過する際に、他方のワークをワーク搭載ステージから退避させていることを特徴とする請求項1に記載の光配向装置。 - ワーク搭載ステージにワークを搭載するロボット装置を備え、
前記ロボット装置は、2つのワークを保持可能に構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の光配向装置。 - 前記搬送機構は、ワークが照射領域を通過する前後でワークの移動速度を変更可能に構成されることを特徴とする請求項2又は3に記載の光配向装置。
- 中央部に光照射器が設けられ、光照射器の両端近傍位置に一対のワーク搭載ステージが設けられ、
一端部側のワーク搭載ステージ、中央部の光照射器の照射領域、一端部側のワーク搭載ステージの順でワークを往復させるとともに、他端部側のワーク搭載ステージ、中央部の光照射器の照射領域、他端部側のワーク搭載ステージの順でワークを往復させる搬送機構を備え、
前記搬送機構は、一方のワーク搭載ステージに搭載された一方のワークの移動に追従するように、他方のワーク搭載ステージに搭載された他方のワークを移動させるようにし、一方のワークが照射領域を通過する際に、他方のワークをワーク搭載ステージから退避させていることを特徴とする光配向装置。
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