JP6549013B2 - 容器の搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、容器の表面に真空状態で薄膜を成膜する成膜装置に適用される容器の搬送システムに関する。

ペットボトル等のプラスチック容器のガスバリア性を向上させるため、容器の表面にガスバリア性を有する薄膜を成膜する成膜装置が知られている。このような成膜装置に処理対象の容器を供給する搬送システムとして、成膜装置１の両側にペットボトル５５を供給する搬入コンベア５５と、ペットボトル５５を排出する搬出コンベア７５とを配置したものが知られている（特許文献１）。

国際公開第２０１４／１０３６７７号

特許文献１の搬送システムは、２つのコンベアが成膜装置の処理チャンバを挟む配置となるので、これらのうちのいずれか一方のコンベアが処理チャンバに対する作業員のアクセスの障害となる。これにより、成膜装置の処理チャンバに対するメインテナンス性が低下するおそれがある。

そこで、本発明は、成膜装置の処理チャンバに対するメインテナンス性の低下を抑制できる容器の搬送システムを提供することを目的とする。

本発明の容器の搬送システムは、処理対象となる容器（ＰＢ）の供給及び排出を行う供給排出機構（３ａ）が設けられていて前記容器の表面に真空状態で薄膜を成膜する成膜処理を実施する処理チャンバ（３）を備えた成膜装置２に適用される容器の搬送システム（１）であって、前記成膜装置による前記成膜処理前の前記容器を搬送する供給コンベア（５）と、前記成膜装置による前記成膜処理後の前記容器を搬送する排出コンベア（６）と、前記供給コンベアにて搬送された前記容器を、前記処理チャンバの前記供給排出機構に移送する供給ロボット（７）と、前記成膜処理後に前記処理チャンバから前記供給排出機構が排出した前記容器を、前記排出コンベアに移送する排出ロボット（８）と、を備え、前記処理チャンバの一方の側に前記供給ロボットが、前記処理チャンバの他方の側に前記排出ロボットがそれぞれ配置され、かつ、前記処理チャンバの前記一方の側又は前記他方の側のいずれかの側に、前記供給コンベアと前記排出コンベアとが並列に配置されているものである。

この搬送システムによれば、供給コンベアと排出コンベアとが成膜装置の処理チャンバのいずれかの側に並列に配置されるので、これらのコンベアが処理チャンバを挟む配置となることを回避できる。これにより、これらのコンベアが配置されていない側からの処理チャンバへのアクセスが容易になるので、成膜装置の処理チャンバに対するメインテナンス性の低下を抑制できる。

本発明の搬送システムの一態様において、前記成膜装置は、前記供給コンベア及び前記排出コンベアの搬送方向（Ｄ１、Ｄ２）に関して前記処理チャンバが複数個並べられた処理チャンバ群（４）を有し、前記供給ロボットは、前記処理チャンバ群に対して一つ設けられ、前記処理チャンバ群に属する前記処理チャンバ毎に前記容器を分配かつ移送し、前記排出ロボットは、前記処理チャンバ群に属する前記処理チャンバ毎に一つずつ設けられ、前記供給コンベア及び前記排出コンベアは、前記供給ロボットが配置された側に設けられてもよい。

上記成膜装置において、複数の処理チャンバを設けてこれらの処理チャンバに容器を出し入れすることにより成膜処理の処理効率を高めることができる。この場合、複数の処理チャンバのそれぞれに対してコンベアを設ける複列配置の場合は、容器の搬送経路を成膜装置の上流で複数に分岐させ、かつ成膜装置の下流で合流させることが必要となり、搬送システムの大型化やコスト増等を招くおそれがある。

上記態様によれば、各コンベアの容器の搬送方向に関して処理チャンバが並べられているので、処理チャンバの上流で容器の供給経路を分岐させたり、処理チャンバの下流で供給経路を合流させたりする必要がない。そのため、搬送システムの大型化等を回避できる。しかも、処理チャンバ群に含まれる処理チャンバ毎に排出ロボットが一つずつ設けられているので、複数の処理チャンバに対して一つの排出ロボットが設けられる場合に比べて、各排出ロボットの稼働距離が短くなるのでタクトタイムの低下を抑えることができる。

さらに、上記態様は、供給コンベア及び排出コンベアが配置された側に供給ロボットが配置され、その反対側に排出ロボットが処理チャンバ毎に設けられているので、排出ロボットの稼働範囲が処理チャンバ毎に分断される。そのため、一つの排出ロボットが複数の処理チャンバ間で稼働する場合と比べて、各処理チャンバへのアクセスが妨げられにくい。これにより、メインテナンス性の低下を抑えることができる。

上記態様においては、前記処理チャンバ群に含まれる前記処理チャンバの並び方向の両端間距離（Ｙｄ）の中央を横断する基準線（Ｌｓ）上に前記供給ロボットの基準位置が設定されており、前記供給ロボットは、前記基準位置にて前記供給コンベアにて搬送された前記容器を保持し、保持した前記容器を前記処理チャンバ群に含まれる前記処理チャンバ毎に分配かつ移送してもよい。この場合には、複数の処理チャンバの並び方向の両端間距離の中央を横断する基準線上に供給ロボットの基準位置が設定されているので、供給ロボットの基準位置が他の位置に設定される場合よりも供給ロボットの稼働距離を少なくできる。これにより、タクトタイムの低下を抑えることができる。

本発明の搬送システムの一態様において、前記供給排出機構には、前記容器を載せるテーブル（Ｔ）と、前記テーブルの上方に配置されていて前記容器を保持可能なホルダ（Ｈ）とが設けられており、前記供給ロボットは、前記容器を保持しつつ前記テーブルの所定位置に配置した状態で前記テーブルに配置された前記容器が前記ホルダで保持されてから前記容器の保持を解除することにより、前記供給コンベアにて搬送された前記容器を前記処理チャンバの前記供給排出機構に移送してもよい。この態様によれば、供給排出機構への容器の移送が完了するまでの間に、容器は供給ロボット又はホルダの少なくともいずれかによって保持される。したがって、容器の移送が完了するまでの間に容器が傾いたり転倒したりする等の容器の不安定な状態を回避することができる。

なお、以上の説明では、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の容器の搬送システムによれば、供給コンベア及び排出コンベアが処理チャンバを挟む配置となることを回避できるので、これらのコンベアが配置されていない側からの処理チャンバへのアクセスが容易になる。これにより、成膜装置の処理チャンバに対するメインテナンス性の低下を抑制できる。

本発明の一形態に係る容器の搬送システムの平面図。 図１のII-II線に関する断面図で、供給ロボットによる容器の移送を説明する図。 図１のII-II線に関する断面図で、排出ロボットによる容器の移送を説明する図。 供給排出機構への容器の移送方法の一例を示した図。 排出コンベアへの容器の移送方法の一例を示した図。

図１の搬送システム１は成膜装置２に適用される。成膜装置２は処理対象の容器であるペットボトルＰＢの表面（本形態では内面）に触媒化学気相成長法によって金属の薄膜を成膜する成膜処理を実施するＣａｔ−ＣＶＤ装置として構成されている。成膜装置２は、真空状態で成膜処理を実施する複数（本形態では４つ）の処理チャンバ３が一方向に並べられた処理チャンバ群４を備えている。各処理チャンバ３には、ペットボトルＰＢの供給及び排出を行う供給排出機構３ａ（図２Ａ及び図２Ｂ参照）が設けられている。供給排出機構３ａはペットボトルＰＢを支持するテーブルＴと、そのテーブルＴを昇降させる不図示の昇降機構とを備えている。

搬送システム１は成膜装置２による成膜処理前のペットボトルＰＢを搬送する供給コンベア５と、成膜処理後のペットボトルＰＢを搬送する排出コンベア６と、供給コンベア５にて搬送されたペットボトルＰＢを、各処理チャンバ３の供給排出機構３ａに移送する供給ロボット７と、成膜処理後に処理チャンバ３から供給排出機構３ａが排出したペットボトルＰＢを、排出コンベア６に移送する排出ロボット８とを備えている。排出ロボット８は、処理チャンバ群４に属する処理チャンバ３毎に一つずつ合計で４つ設けられている。

供給コンベア５及び排出コンベア６は、それぞれの搬送方向Ｄ１、Ｄ２が平行でかつ直線状に延びるように並列に配置されている。供給コンベア５には、搬送される複数のペットボトルＰＢを成膜処理の処理単位となる６本毎に区分し、かつこれらのペットボトルＰＢを等間隔に整列させる整列装置１０が設けられている。

供給ロボット７は成膜装置１の処理チャンバ群４を横断する一方の側（図１の上側）に、排出ロボット８は処理チャンバ群４を横断する他方の側（図１の下側）にそれぞれ配置されている。また、供給ロボット７が配置される側には、供給コンベア５及び排出コンベア６が並列に配置されている。

供給ロボット７は、３つの直動ロボットがそれぞれの移動方向を直交させた状態で組み合わされることにより構成されている。各直動ロボットは周知の構成を有し、それぞれの本体が固定され、かつそれぞれのキャリアが動くように組み合わされている。

具体的には、図１及び図２Ａに示すように、供給ロボット７の３軸については、供給ロボット７が設置されるフレームＦが延びる方向と同方向の水平軸をＹ軸とし、Ｙ軸と直交する同一高さの軸をＸ軸とし、Ｘ軸及びＹ軸と互いに直交し上下方向（図１の紙面と直交する方向）に延びる軸をＺ軸としている。供給ロボット７のＺ軸は直動ロボットの本体をＹ軸に固定し、キャリアを昇降するようにして構成され、Ｘ軸は直動ロボットをＺ軸に固定し、キャリアを稼働とするようにして構成されている。このように各直動ロボットがそれぞれの本体を固定してそれぞれキャリアが動くように組み合わされているので、自身の荷重が各方向の負荷として可算されないので可搬重量を抑えることができ、しかも移動速度を向上させることができる。なお、各排出ロボット８は２つの直動ロボットが組み合わされることにより、Ｘ軸及びＺ軸方向に稼働できるように構成されている。

図１に示したように、供給ロボット７は、動作前に待機しかつ動作終了後に復帰する基準位置が基準線Ｌｓ上に設定されている。基準線Ｌｓは処理チャンバ群４に含まれる処理チャンバ３の並び方向の両端間距離Ｙｄの中央を垂直に横断している。供給ロボット７の基準位置がこのように設定されているので、基準位置が他の位置に設定される場合よりも供給ロボット７の稼働距離を少なくできる。これにより、タクトタイムの低下を抑えることができる。

図１及び図２Ａに示すように、供給ロボット７は、供給コンベア５の整列装置１０にて整列された６本のペットボトルＰＢを、姿勢を維持しながらチャック装置７ａで保持する。そして、図１の矢印ｙで示すように、供給ロボット７はチャック装置７ａで保持した６本のペットボトルＰＢを処理チャンバ群４に属する各処理チャンバ３に分配し、かつ図２Ａの矢印ａ、ｂで示すように各処理チャンバ３に設けられた供給排出機構３ａのテーブルＴに移送する。テーブルＴに移された６本のペットボトルＰＢは、図２Ａの矢印ｃで示すように不図示の昇降機構によってテーブルＴが上昇することにより処理チャンバ３に供給される。各処理チャンバ３に供給された６本のペットボトルＰＢに対しては、処理チャンバ３内で所定の成膜処理が一斉に実施される。

供給排出機構３ａへの各ペットボトルＰＢの移送は、例えば、図３Ａに示した方法で実施される。まず、工程（ｂ１）において、供給ロボット７は、チャック装置７ａで保持した６本のペットボトルＰＢをテーブルＴの所定位置に配置する。次に、工程（ｂ２）において、チャック装置７ａによる各ペットボトルＰＢの保持を維持し、かつテーブルＴとチャック装置７ａとの距離αを維持しながら、テーブルＴとチャック装置７ａとを同時に所定距離上昇させて、テーブルＴの上部に配置されたホルダＨに各ペットボトルＰＢの口部をセットする。これにより、各ペットボトルＰＢは、それらの底部と口部とがテーブルＴ及びホルダＴに保持される。次に、工程（ｂ３）において、供給ロボット７は、チャック装置７ａの保持を解除する。これにより、各ペットボトルＰＢの供給排出機構３ａへの移送が完了する。この方法では、各ペットボトルＰＢのテーブルＴへの移送が完了するまでの間に、それらの口部がチャック装置７ａ又はホルダＨの少なくともいずれかによって保持される。したがって、各ペットボトルＰＢの移送が完了するまでの間にペットボトルＰＢが傾いたり転倒したりする等のペットボトルＰＢの不安定な状態を回避することができる。

成膜処理後のペットボトルＰＢは、図２Ｂの矢印ｄで示すように、供給排出機構３ａのテーブルＴが降下することによって各処理チャンバ３から排出される。各排出ロボット８は、処理チャンバ３から排出された６本のペットボトルＰＢをチャック装置８ａで保持し、矢印ｅで示すように排出コンベア６に移送する。排出コンベア６に移されたペットボトルＰＢは排出コンベア６によって後工程が実施される不図示のエリアに搬送される。

排出コンベア６への各ペットボトルＰＢの移送は、例えば、図３Ｂに示した方法で実施される。まず、工程（ｅ１）において、排出ロボット８はチャック装置８ａで保持した６本のペットボトルＰＢを排出コンベア６の所定位置に配置する。排出コンベア６の所定位置には、各ペットボトルＰＢの胴部を保持可能な保持機構６ａが設けられている（図１も参照）。保持機構６ａは胴部から待避する待避位置と胴部を保持する保持位置との間で動作可能に構成されている。工程（ｅ２）において、チャック装置８ａによる各ペットボトルＰＢの保持を維持した状態で保持機構６ａを待避位置から保持位置へ切り替えて各ペットボトルＰＢの胴部を保持する。次に、工程（ｅ３）において、排出ロボット８はチャック装置８ａによる各ペットボトルＰＢの口部の保持を解除する。そして、工程（ｅ４）において、保持機構６ａを保持位置から待避位置へ切り替える。これにより、各ペットボトルＰＢの排出コンベア６への移送が完了する。

本形態の搬送システム１によれば、供給コンベア５と排出コンベア６とが成膜装置２の各処理チャンバ３の片側に並列に配置されているので、これらのコンベア５、６が各処理チャンバ３を挟む配置となることを回避できる。これにより、これらのコンベア５、６が配置されていない側（図１の下側）からの各処理チャンバ３へのアクセスが容易になるので、成膜装置２の各処理チャンバ３に対するメインテナンス性の低下を抑制できる。

また、搬送システム１は、供給コンベア５及び排出コンベア６の搬送方向Ｄ１、Ｄ２に関して複数の処理チャンバ３が並べられているため、ペットボトルＰＢに対する成膜処理の処理効率を高めることができるとともに、搬送経路を分岐させたり集合させたりする必要がないので搬送システムの大型化等を回避できる。しかも、処理チャンバ３毎に排出ロボット８が一つずつ設けられているので、一つのロボットで各処理チャンバ３から排出されるペットボトルＰＢを排出コンベアに移送する場合と比べて、各排出ロボットの稼働距離が短くなるのでタクトタイムの低下を抑えることができる。

さらに、供給コンベア５及び排出コンベア６が配置された側の反対側に排出ロボット８が処理チャンバ３毎に設けられているので、排出ロボット８の稼働範囲が処理チャンバ３毎に分断される。そのため、一つの排出ロボットが複数の処理チャンバ間で稼働する場合と比べて、各処理チャンバ３へのアクセスが妨げられにくい。これにより、メインテナンス性の低下を抑えることができる。

本発明の搬送システムは、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。上記形態の搬送システム１は、複数の処理チャンバを備えた成膜装置に適用されているが、単一の処理チャンバを備えた成膜装置に適用されてもよい。なお、成膜装置で処理される容器はペットボトルに限らず、成膜対象となり得る他の材質の容器でもよい。

また、供給コンベア及び排出コンベアが処理チャンバの片側に並列に配置されることを限度として、供給ロボット及び排出ロボットの各配置及び個数を適宜変更して本発明を実施することもできる。例えば、処理チャンバの個数と同数の供給ロボット及び排出ロボットを処理チャンバ群の両側に配置する形態で本発明を実施してもよい。また、排出ロボットを一台とし、供給ロボットを複数台とする形態で本発明を実施することもできるし、処理チャンバ群の両側に供給ロボットと排出ロボットとを一つずつ配置する形態で本発明を実施することもできる。

１ 搬送システム
２ 成膜装置
３ 処理チャンバ
３ａ 供給排出機構
４ 処理チャンバ群
５ 供給コンベア
６ 排出コンベア
７ 供給ロボット
８ 排出ロボット
Ｄ１、Ｄ２ 搬送方向
Ｌｓ 基準線
Ｔ テーブル
Ｈ ホルダ
ＰＢ ペットボトル（容器）

Claims (4)

1. 処理対象となる容器の供給及び排出を行う供給排出機構が設けられていて前記容器の表面に真空状態で薄膜を成膜する成膜処理を実施する処理チャンバを備えた成膜装置に適用される容器の搬送システムであって、
   前記成膜装置による前記成膜処理前の前記容器を搬送する供給コンベアと、
   前記成膜装置による前記成膜処理後の前記容器を搬送する排出コンベアと、
   前記供給コンベアにて搬送された前記容器を、前記処理チャンバの前記供給排出機構に移送する供給ロボットと、
   前記成膜処理後に前記処理チャンバから前記供給排出機構が排出した前記容器を、前記排出コンベアに移送する排出ロボットと、を備え、
   前記処理チャンバの一方の側に前記供給ロボットが、前記処理チャンバの他方の側に前記排出ロボットがそれぞれ配置され、かつ、
   前記処理チャンバの前記一方の側又は前記他方の側のいずれかの側に、前記供給コンベアと前記排出コンベアとが並列に配置されている、容器の搬送システム。
2. 前記成膜装置は、前記供給コンベア及び前記排出コンベアの搬送方向に関して前記処理チャンバが複数個並べられた処理チャンバ群を有し、
   前記供給ロボットは、前記処理チャンバ群に対して一つ設けられ、前記処理チャンバ群に属する前記処理チャンバ毎に前記容器を分配かつ移送し、
   前記排出ロボットは、前記処理チャンバ群に属する前記処理チャンバ毎に一つずつ設けられ、
   前記供給コンベア及び前記排出コンベアは、前記供給ロボットが配置された側に設けられている、請求項１に記載の容器の搬送システム。
3. 前記処理チャンバ群に含まれる前記処理チャンバの並び方向の両端間距離の中央を横断する基準線上に前記供給ロボットの基準位置が設定されており、
   前記供給ロボットは、前記基準位置にて前記供給コンベアにて搬送された前記容器を保持し、保持した前記容器を前記処理チャンバ群に含まれる前記処理チャンバ毎に分配かつ移送する、請求項２に記載の容器の搬送システム。
4. 前記供給排出機構には、前記容器を載せるテーブルと、前記テーブルの上方に配置されていて前記容器を保持可能なホルダとが設けられており、
   前記供給ロボットは、前記容器を保持しつつ前記テーブルの所定位置に配置した状態で前記テーブルに配置された前記容器が前記ホルダで保持されてから前記容器の保持を解除することにより、前記供給コンベアにて搬送された前記容器を前記処理チャンバの前記供給排出機構に移送する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の容器の搬送システム。

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