JP2011063408A

JP2011063408A - ガラス基板の取り出し方法

Info

Publication number: JP2011063408A
Application number: JP2009217005A
Authority: JP
Inventors: Toshihide Okatsu; 敏秀大勝
Original assignee: Ulvac Inc
Current assignee: Ulvac Inc
Priority date: 2009-09-18
Filing date: 2009-09-18
Publication date: 2011-03-31
Also published as: CN102020116A; TW201119928A; KR20110031114A

Abstract

【課題】複数のガラス基板が重ねられてなるガラス基板集合体を立て掛けられた状態とし、前記ガラス基板集合体の最表部に位置するガラス基板からを順に個別に吸着して取り出すガラス基板取り出し方法において、ガラス基板同士が付着した場合においても、一枚ずつガラス基板を取り出す。
【解決手段】複数の吸引具４を備えたガラス基板保持装置１をロボットを用いて操作し、ガラス基板１１の下方よりガラス基板を引き剥がした後、ガラス基板を取り出す。
【選択図】図５

Description

複数のガラス基板が重ねられてなるガラス基板集合体を立て掛けられた状態とし、ガラス基板集合体の最表部に位置するガラス基板からを順に個別に吸着して取り出すガラス基板の取り出し方法に関する。

太陽光を直接電気に変換することを可能とする太陽電池は、クリーンで地球温暖化を防止するエネルギー源として注目されている。その中でも、ガラス基板上にシリコンを薄く堆積させた構造である薄膜太陽電池は、従来の太陽電池と比較して、シリコン使用量の少なさや、構造のシンプルさなどの点で有利であり、特に注目されている。また、薄膜太陽電池は大型化することによってコストダウンが図れるため、薄膜太陽電池に使用されるガラス基板は大型化の一途を辿っている。

薄膜太陽電池の製造工程において、搬送状態のガラス基板は、図８に示すように、パレット３０上に複数枚が重ねられることによって、ガラス基板集合体１０のような形態をとることが多い。通常、ガラス基板は、このガラス基板集合体１０から１枚ずつ取り出される。また、ガラス基板の保管、輸送時に、ガラス基板同士が衝撃を受け接触することによる擦れ傷や、ガラス基板表面が汚染されることを防止するために、ガラス基板同士の間に紙やフィルム等の合紙（緩衝材）を挿入することも一般的である（例えば特許文献１）。

従来のガラス基板取り出し方法としては、図８に示したように、立て掛けられたガラス基板集合体１０の上端からガラス基板を引き剥がした後、取り出す方法があった。また、大型のガラス基板の取り扱いには危険が伴うため、産業用ロボットのアームの先端に備えられた複数の吸着具を用いて引き剥がすことが一般的である。
このように、ガラス基板の縁部から引き剥がし、ガラス基板の全体、または一部を分離した後、ガラス基板の取り出しを行うことによって、輸送中および／または保管中の湿気などが原因となり、ガラス基板同士が付着していた場合においても、安定した取り出しが可能である。

しかし、ガラス基板の大型化・薄型化に伴い、ガラス基板同士またはガラス基板と合紙とが付着し易くなり、ガラス基板を引き剥がす際、最表部に位置するガラス基板に付着する形で２枚以上のガラス基板が剥がれてしまい、このガラス基板を取り出す際に、付着したガラス基板が落下するという問題が生じていた。
また、このような付着を防ぎ、確実に１枚ずつ取り出すためには、縁部からの引き剥がし作業に多くの時間を要するため、タクトタイムが長くなるという問題があった。

特開２００５−１５０３１５号公報

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ガラス基板集合体よりガラス基板を引き剥がす際、ガラス基板同士が付着している場合においても、より速く、より確実に、１枚のガラス基板を引き剥がすことを可能にするガラス基板の取り出し方法を提供することにある。

本発明の請求項１に係るガラス基板の取り出し方法は、複数のガラス基板が重ねられてなるガラス基板集合体を立て掛けられた状態とし、前記ガラス基板集合体の最表部に位置するガラス基板からを順に個別に吸着して取り出すガラス基板取り出し方法において、前記ガラス基板の下方より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とする。
本発明の請求項２に係るガラス基板の取り出し方法は、請求項１に記載のガラス基板の取り出し方法において、前記ガラス基板の下辺に沿って該ガラス基板を吸着し、この一辺より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とする。
本発明の請求項３に係るガラス基板の取り出し方法は、請求項１に記載のガラス基板の取り出し方法において、前記ガラス基板の下辺を構成する角部において該ガラス基板を吸着し、この一点より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とする。
本発明の請求項４に係るガラス基板の取り出し方法は、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の取り出し方法において、前記ガラス基板集合体が、前記ガラス基板と緩衝体とを交互に積み重ねた構成であることを特徴とする。

本発明によれば、ガラス基板の下方よりガラス基板を引き剥がした後、ガラス基板を取り出すことによって、ガラス基板同士が付着している場合においても、より速く、より確実に、１枚のガラス基板を引き剥がすことが可能となる。

本発明に用いるガラス基板の取り出しシステムの概略側面図である。図１に示したガラス基板の取り出しシステムの上面図である。本発明に用いるガラス基板保持装置の斜視図である。ガラス基板集合体の拡大図である。本発明のガラス基板の取り出し方法を示す概略図である。本発明の別のガラス基板の取り出し方法を示す概略図である。本発明の別のガラス基板の引き剥がし箇所を示す図である。従来のガラス基板の引き剥がし箇所を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に用いるガラス基板の取り出しシステムを示す概略側面図である。図２は図１の上面図である。図３は、ガラス基板の取り出しシステムに用いるロボット２０のアーム先端部に取り付けられる、ガラス基板保持装置１の斜視図である。図４は、ガラス基板集合体１０の拡大図である。
本発明に用いるガラス基板の取り出しシステムは、ガラス基板集合体１０が立て掛けられ、該ガラス基板集合体を斜めに載置するパレット３０、ガラス基板１１を保持するためのガラス基板保持装置１、及びガラス基板保持装置１を自在に動かすためのロボット２０とから構成される。
本システムは、パレット３０に立て掛けられたガラス基板集合体１０から、一枚ずつガラス基板１１を取り出し、薄膜太陽電池の組み立て工程などへ搬送するためのシステムである。

本実施の形態では、ガラス基板１１として、１ｍ×１．５ｍの矩形形状をなし、厚さ５ｍｍのものを用いた。ガラス基板１１の片面にはスズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、フッ素ドープ酸化スズ（ＦＴＯ）からなる透明導電膜が形成されている。透明導電膜は、図１及び図４における右側の面、つまり後述する吸着具４が吸着する面とは反対の面に形成されている。
ガラス基板１１は、図４に示すように、ガラス基板１１と該ガラス基板１１用の緩衝材としての合紙１２とが交互に重ねられ、ガラス基板集合体１０を構成している。
ガラス基板集合体１０は、背板３２を介してパレット３０に傾斜させて立て掛けられるようにして載置されている。パレット３０は、木材などで形成することができるが、床面３１はウレタンなど、ガラス基板１１に傷を付けないような材質であることが好ましい。背板３２は、ガラス基板１１の撓みを抑えるためにガラス基板集合体１０とパレット３０との間に配置されている。背板３２は、ガラス板集合体１０の撓みを抑える剛性を有する金属や樹脂より形成される。

ロボット２０は、一般的に産業ロボットとして使用される、６軸構成の多関節ロボットである。ロボット２０は、図示しない制御装置を備えており、この制御装置により自在に制御することが可能である。ロボット２０は、パレット３０に載置されたガラス基板集合体１０に、アクセス可能な所定の位置に配置される。アーム先端部２２には、ガラス基板保持装置１が取り付けられている。

ガラス基板保持装置１は、支持体２と、ガラス基板吸着手段３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅとから構成されている。
支持体２は、ガラス基板１１よりやや小さな面積を有する矩形形状のフレームである。ロボット２０のアーム先端部２２は、該支持体２の略中央部に接続されている。

ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅには、それぞれ、ガラス基板１１を吸着可能な吸着具４と、該吸着具４とガラス基板１１との接触を感知するための接触センサ（図示せず）が設けられている。

ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅは、本実施の形態においては、図３に示すように、３個のガラス基板吸着手段が５列に亘って設けられている。縦横方向の設置間隔は等間隔であることが好ましい。
なお、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅの数及び配置は、少なくともガラス基板１１の四隅を吸着することが可能であれば、この配置に限ることはない。

次に、上記ガラス基板の取り出しシステムを利用した本発明に係るガラス基板取り出し方法について説明する。なお、ロボット２０の操作は、図示しない制御装置によって自動的に行われるが、人の操作によって手動で行うことも可とする。

まず、所定の位置に、ガラス基板集合体１０を載置したパレット３０を配置する。図４に示すように、ガラス基板集合体１０は、隣り合うガラス基板１１の間に合紙１２を挟みこんだ状態で、パレット３０上に斜め積みされている。
制御装置によりロボット２０を操作し、ガラス基板保持装置１をガラス基板集合体１０と対面させる。
さらに、ロボット２０を操作し、ガラス基板保持装置１をガラス基板集合体１０の方向へ移動させる。この移動は、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅの接触センサが吸着具４とガラス基板１１との接触を感知するまで継続する。その結果、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅの吸着具４がガラス基板１０に当接する。当接した後、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅのそれぞれの吸着具４が、ガラス基板集合体１０の最表部に位置するガラス基板１１を吸着する。

なお、この吸着の際、ガラス基板集合体１０の最表部に位置するガラス基板１１に対して、該ガラス基板１１が引き剥がされるような力は発生しないように吸着させる。

次に、図５を参照して、ガラス基板１１の引き剥がし方法について説明する。
まず、ロボット２０を操作し、ガラス基板保持装置１を図１における左上斜方向（図５の矢印Ｂ参照）に移動させると同時に、ロボット２０の手首部２１を回転させ、ガラス基板保持装置１を図５において右回転させる（図５の矢印Ｃ参照）。
移動の方向成分は、図１における上方向１０〜５０ｍｍおよび左方向１０〜５０ｍｍである。この上方向及び左方向の移動量は、ガラス基板１１の大きさ及び厚さにより、好適な量が選択される。また、上記移動速度は、１〜１５ｍｍ／秒、回転速度は１°〜１０°／分である。
このように、ガラス基板保持装置１を移動させる動きと回転させる動きを組み合わせることによって、図５に示すように、１枚のガラス基板１１の下部よりガラス基板吸着手段３ｅによって引き剥がされる。

ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅによって吸着されているガラス基板１１が引き剥がされる際、ガラス基板１１以外のガラス基板集合体１０は、自身の重量によって生じるガラス基板集合体１０の下端部とパレット３０の床面３１との摩擦力によって、その場に留められる。つまり、湿度などによって生じる付着力によって、ガラス基板１１及び合紙１２同士が付着している場合でも、ガラス基板集合体１０が上記付着力によってガラス基板１１に付着して追随することはない。

上記したガラス基板保持装置１の動作により、ガラス基板１１がガラス基板集合体１０から引き剥がされた後、ロボット２０を操作し、ガラス基板１１を所定の位置に移動させる。ガラス基板１１の移動動作は、ガラス基板１１が完全に引き剥がされた後に開始することが好ましいが、これに限ることはなく、ガラス基板１１が、完全に引き剥がされてない状態で、移動動作を開始してもよい。移動動作の開始のタイミングは、ガラス基板の寸法、重量、またはガラス基板と合紙との付着状態などによって適宜決定される。移動動作の開始を早めることによって、タクトタイムの短縮が可能となる。

ガラス基板１１を所定の位置に載置した後、ロボット２０のアームを操作し、再びガラス基板保持装置１をガラス基板集合体１０と対面させ、ガラス基板１１の取り出しを繰り返させる。

なお、上記実施の形態は、ガラス基板保持装置１の移動と回転を組み合わせることによって、ガラス基板１１の下部よりガラス基板１１を引き剥がしたが、これに限ることはない。例えば、図６に示すように、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅのうち、ガラス基板吸着手段３ｅの一列を吸着具４がガラス基板１１を引き剥がす方向に移動させることによって、ガラス基板１１の下部よりガラス基板１１を引き剥がす方法としてもよい。
この方法を用いる場合、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅには、吸着具４を移動可能に支持する吸着具移動機構５を設けることが必要である。
吸着具移動機構５は、図示しない駆動源によってガラス基板１１方向に吸着具４を移動させることが可能に構成される。駆動源としては、エアーシリンダーが好ましい。

また、図７に示すように、ガラス基板１１の下辺を構成する角部よりガラス基板１１を引き剥がすことによって、ガラス基板１１を取り出す方法としてもよい。
例えば、ガラス基板吸着手段３ａ〜３ｅのうち、ガラス基板吸着手段３ｅ１（図３参照）のみを吸着具４がガラス基板１１を引き剥がす方向に移動させることによって、ガラス基板１１の角部よりガラス基板１１を引き剥がす方法としてもよい。

なお、本実施の形態においては、吸着具を１５個備えたガラス基板保持装置を用いてガラス基板の搬送を行ったが、斜め積みされたガラス基板の上部よりも先に下辺部を引き剥がすことができれば、吸着具１５の数量及び配置はこれにかぎることはない。
また、本実施の形態においては、６軸構成のロボットを使用したが、これに限ることはなく、斜め積みされたガラス基板の上部よりも先に下辺部を引き剥がすことを可能にする機構を有するものであれば、さらに自由度の低いロボットなども採用可能である。
また、本実施の形態においては、ガラス基板集合体をガラス基板同士の間に合紙を挿入する形態としたが、合紙を挿入せずに、ガラス基板同士を直接接触させる形態のガラス基板集合体としてもよい。

１…ガラス基板保持装置、３ａ〜３ｅ…ガラス基板吸着手段、４…吸着具、１０…ガラス基板集合体、１１…ガラス基板、１２…合紙、２０…ロボット、２１…手首部、２２…アーム先端部。

Claims

複数のガラス基板が重ねられてなるガラス基板集合体を立て掛けられた状態とし、前記ガラス基板集合体の最表部に位置するガラス基板からを順に個別に吸着して取り出すガラス基板取り出し方法において、
前記ガラス基板の下方より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とするガラス基板の取り出し方法。
前記ガラス基板の下辺に沿って該ガラス基板を吸着し、この一辺より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の取り出し方法。
前記ガラス基板の下辺を構成する角部において該ガラス基板を吸着し、この一点より該ガラス基板を引き剥がした後、該ガラス基板を取り出すことを特徴とする請求項１に記載のガラス基板の取り出し方法。
前記ガラス基板集合体は、前記ガラス基板と緩衝体とを交互に積み重ねた構成であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス基板の取り出し方法。