特許 5963115 搬送ローラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5963115

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】搬送ローラ

(51)【国際特許分類】

   B65G 39/04 20060101AFI20160721BHJP

   B08B 13/00 20060101ALI20160721BHJP

   F16C 13/00 20060101ALI20160721BHJP

【ＦＩ】

   B65G39/04

   B08B13/00

   F16C13/00 Z

   F16C13/00 A

【請求項の数】9

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-1632(P2013-1632)

(22)【出願日】2013年1月9日

(65)【公開番号】特開2014-133615(P2014-133615A)

(43)【公開日】2014年7月24日

【審査請求日】2015年9月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102212

【氏名又は名称】ウシオ電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106862

【弁理士】

【氏名又は名称】五十畑 勉男

(72)【発明者】

【氏名】山森 賢治

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 真一

【審査官】 筑波 茂樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００３−２０１１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６０−１７６８０４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 再公表特許第２００３／０５６１９５（ＪＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ６５Ｇ １３／００−１３／１２，３９／００−３９／２０

Ｂ０８Ｂ １３／００

Ｆ１６Ｃ １３／００−１５／００

Ｂ６５Ｈ ２０／０２−２０／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線が照射されるワークを搬送する搬送ローラにおいて、
前記搬送ローラは、支持軸と、該支持軸に装着された回転ローラとからなり、
前記回転ローラは、複数枚のガラス繊維布が間隔をもって積層された状態で埋め込まれた樹脂材料からなる、
ことを特徴とする搬送ローラ。

【請求項2】

前記支持軸が回転自在であって、前記回転ローラが該支持軸に固着されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。

【請求項3】

前記支持軸が固定されており、前記回転ローラが該支持軸に対して回転自在に装着されていることを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。

【請求項4】

前記樹脂材料は、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダール）、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂、のいずれかよりなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の搬送ローラ。

【請求項5】

前記ガラス繊維布は、帯状の織布もしくは編布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の搬送ローラ。

【請求項6】

前記ガラス繊維布が、前記回転ローラの前記支持軸に直交する平面において該支持軸と同心円状になるように積層されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の搬送ローラ。

【請求項7】

前記回転ローラは、その外周部のみに前記ガラス繊維布が埋め込まれていることを特徴とする請求項６に記載の搬送ローラ。

【請求項8】

前記回転ローラは、その外周部のみが前記樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項６に記載の搬送ローラ。

【請求項9】

前記ガラス繊維布が、前記回転ローラの前記支持軸に直交する平面において平行になるように積層されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の搬送ローラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は搬送ローラに関するものであり、特に、紫外線が照射されるワークを搬送する搬送ローラに係わるものである。

【背景技術】

【0002】

半導体基板や液晶基板などの製造工程においては、半導体基板であるウェハや液晶基板であるガラス基板の表面に付着した有機化合物等の汚れを除去する方法として、紫外線を用いたドライ洗浄方法が広く利用されている。特に、真空紫外光を用いたオゾンや活性酸素による洗浄方法においては、より効率よく短時間で洗浄する洗浄装置が提案されており、例えば、特開２０１０−１２５３６８号公報（特許文献１）が知られている。

【0003】

図８、９は、特許文献１に開示される基板処理装置の概略構成図である。
基板処理装置１０は、鉛直方向の下方側に開口を有する金属製のランプハウス１１の内部に、光源としてのエキシマランプなどの紫外線ランプ１２が配置されている。ランプハウス１１の天井近傍には不活性ガスを供給するための不活性ガス供給管１３、１３が設けられている。
前記紫外線ランプ１２は、このガス供給管１３、１３に挟まれた空間の鉛直下方に配置され、その更に下方を被処理体（ワーク）であるガラス基板Ｗが通過する。
このガラス基板Ｗは、前後の工程と連続した処理が可能になるように、ランプハウス１１の前後も含め、複数の搬送ローラ１５、１５によって順次搬送されることになる。

【0004】

搬送ローラ１５は、ランプハウス１１内でガラス基板Ｗの表面に所定の処理が施されるようにその回転数を制御され、ガラス基板（ワーク）Ｗを順次搬送する。
前記ランプハウス１１内は、ガス供給管１３からの、例えば窒素などの不活性ガスで充填された状態であって、ガラス基板Ｗがこのランプハウス１１内に搬入されると、紫外線ランプ１２から出射される紫外線は、殆ど減衰することなく、照射面であるガラス基板Ｗに照射され、該基板Ｗの処理を行うことができるものである。

【0005】

上述した基板処理装置の製造ラインでは、近時、大面積化した基板の生産性を向上し製造コストを下げる目的で、製造ラインの搬送スピードを高速化する傾向がある。このような要請を受けて搬送ローラに要求される特性としては、大面積の基板を支持するために耐荷重性に優れること、耐摩耗性に優れること、などが挙げられ、とりわけ、ワーク（基板）を紫外線により洗浄する処理においては、ランプハウス内に短波長の紫外線が照射されることから、当然搬送ローラにも紫外線が照射されるので、耐紫外線性に優れたものを使用することが重要である。
このようなことから、搬送ローラの材質としては、従来、金属やセラミックスなどが選択されている。しかしながら、搬送スピードを高速化して処理速度を上げようとした場合、搬送ローラが衝突する衝撃でワークの表面に傷がつくという問題が生じている。

【0006】

そこで、搬送ローラとして、樹脂材質を使用したものが検討されるが、一般的な樹脂素材、具体的にはＰＴＦＥ、ナイロン、ポリエチレンなどの材質の場合、耐紫外線性に欠け、紫外線照射による劣化が著しく、しかも、可塑剤などのガス放出や、パーティクルの発塵により、ワークや装置内部の汚染が問題になる。
また、搬送ローラが紫外線照射で変質して外周が収縮すると、ワークと紫外線ランプとの離間距離が大きくなり、必要な洗浄処理が十分に達成できなくなるという問題も生じる。
そして、このような問題を回避するため搬送ローラの交換を頻繁に行うようにすると、稼働率の低下を招いてしまい、結局、効率が上がらなくなるという問題が生じる。
基板処理装置においては、低コストが要求される一方、特に、液晶表示装置においてはユーザーのニーズの高まりから、高画質、大画面のものが要求され、高精細化と大型化が進んでいる。このような状況の下、従来基準をクリアしていた微小な傷でも問題になり、高度な要求をクリアできなくなるという弊害が生じている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１０−１２５３６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて、紫外線処理装置などに用いられて、紫外線が照射されるワークを搬送する搬送ローラにおいて、紫外線照射によって紫外線劣化を起こすことなく、しかも、耐荷重性、耐摩耗性に優れ、かつ、ワークに損傷を与えることのない搬送ローラの構造を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記課題を解決するために、この発明に係る搬送ローラは、支持軸と、該支持軸に装着された回転ローラとからなり、該回転ローラが、複数枚のガラス繊維布が間隔をもって積層された状態で埋め込まれた樹脂材料からなることを特徴とする。
また、前記支持軸が回転自在であって、前記回転ローラが該支持軸に固着されていることを特徴とする。
前記支持軸が固定されており、前記回転ローラが該支持軸に対して回転自在に装着されていることを特徴とする。
また、前記樹脂材料が、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダール）、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂、のいずれかよりなることを特徴とする。
また、前記ガラス繊維布が、帯状の織布もしくは編布であることを特徴とする。
また、前記ガラス繊維布が、前記支持軸に直交する平面において該支持軸と同心円状になるように積層されていることを特徴とする。
また、前記回転ローラは、その外周部のみに前記ガラス繊維布が埋め込まれていることを特徴とする
また、前記回転ローラは、その外周部のみが前記樹脂材料で構成されていることを特徴とする。
また、前記ガラス繊維布が、前記支持軸に直交する平面において平行になるように積層されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

この発明の搬送ローラによれば、回転ローラが、樹脂中に複数のガラス繊維布が間隔をもって積層した状態で埋め込まれた材料からなるので、ワークを照射する紫外線ランプからの紫外線が回転ローラに照射されても、該紫外線がガラス繊維布で遮光されて樹脂材料の深部にまで到達することが無く、当該樹脂の劣化を抑制できると共に、仮に、回転ローラ内部で樹脂からパーティクルの塵が発生したとしても、ガラス繊維布で抑えることができて、回転ローラからの飛散を防止して基板や装置内部を汚染することを抑制することができ、更に、回転ローラが樹脂製であるためにワークを損傷することがないという効果を奏する。

【0011】

また、樹脂材料が、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダール）、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂、のいずれかよりなることで、当該樹脂材料の劣化の進行が緩慢で、十分な耐性を備えた回転ローラとすることができる。
また、ガラス繊維が織布或いは編布よりなることで、樹脂からガラス繊維布が露出していても、他の繊維が絡み合うため繊維くずが崩落し難く、装置内を汚染することがない。
また、樹脂中の積層ガラス繊維布を同心状に設けることにより、回転ローラの全周に亘ってガラス繊維布が配置されているので、回転ローラの全周囲で、紫外線がガラス繊維布で遮光されるので、その内層にある樹脂材料に照射され難くなり、樹脂の劣化を抑制することができるようになる。更に、回転ローラの表面にガラス繊維布が露出していないので、ワークがすべり難く、安定してワークを搬送することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の搬送ローラの断面図（Ａ）と側面図（Ｂ）。

【図2】本発明の搬送ローラの詳細構造説明図。

【図3】他の実施例の断面図。

【図4】更に他の実施例の側面図。

【図5】更に他の実施例の断面図。

【図6】更に他の実施例の断面図。

【図7】本発明の効果を示すグラフ。

【図8】従来技術の側断面図。

【図9】図８の横断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る搬送ローラ１の構成を示す断面図であり、（Ｂ）はその側面図である。
搬送ローラ１は、支持軸２と回転ローラ３とからなる。この実施例においては、支持軸２は回転自在であり、回転ローラ３はこの支持軸２にネジ６によって固着されていて、一体的に回転する。
この回転ローラ３は樹脂を基材としていて、この樹脂としては、耐紫外線特性の観点から選択され、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＥＩ（ポリエーテルイミド）、ＰＢＩ（ポリベンゾイミダール）、エポキシ樹脂、ガラスエポキシ樹脂、フッ素樹脂、ポリエステル系樹脂などが好ましい。
そして、基材となる樹脂の中には、複数枚のガラス繊維布４、４が回転支持軸２と同心円状になるように埋め込まれている。

【0014】

樹脂製基材の中にガラス繊維布を埋め込む態様が図２に示されている。
図２（Ａ）に示すように、樹脂基板５上に帯状に形成されたガラス繊維布４が積層され、図２（Ｂ）に示すように、更にその上に他の樹脂５が積層されている。これを繰り返すことにより、樹脂５中に複数枚のガラス繊維布４、４が間隔をもって積層されるように埋め込まれた態様となる。つまり、図２（Ｃ）に示すように、所定間隔で積層されたガラス繊維布４、４の間に樹脂が充填された形状の塊状体が形成される。このガラス繊維布４は、ガラス繊維からなる織布もしくは編布からなる。
こうして成形された塊状体を所定の機械加工によって回転ローラ３の形状に成形するものである。

【0015】

回転ローラ３に埋め込むガラス繊維布４は、必ずしも回転ローラ３の全体に埋め込む必要はなく、図３に示すように、紫外線の影響を強く受け、搬送するワークＷとの接触部位である回転ローラ３の外周部にのみ埋め込むようにしてもよい。

【0016】

また、埋め込むガラス繊維布４の形状も、図１、２に示すような回転ローラ３の支持軸２に直交する平面において同心円状とするものに限られず、図４に示すように、平行になるように積層したものであってもよい。
この場合、上記同心円状とする場合と比べて、製造が容易になるという利点がある。

【0017】

また、回転ローラ３全体を樹脂製とするものに限られず、図５に示すように、ローラ本体部３ａを金属製として、その外周部３ｂのみをガラス繊維布４を埋め込んだ樹脂製とすることもできる。この場合、本体部３ａを分割構造として、左右から外周部３ｂを挟むようにすることで組み立てることができる。
このような構造とした場合、本体部３ａを金属製とすることにより回転ローラ３全体の剛性がもたらされ、変形し難くなり、平板なワークＷをがたつかせることなく、安定的に搬送することができる。
また、接触部となる樹脂製の外周部３ｂが磨耗、劣化したときには、当該外周部３ｂのみを交換すればよく、ランニングコストを低く抑えることができる。

【0018】

上記いずれの実施例も、回転支持軸２に回転ローラ３を固着して一体的に回転する構造としたが、図６に示すように、支持軸２は回転することなく固定されていて、この支持軸２に対して回転ローラ３を回転自在に装着する構造としてもよい。この場合、回転ローラ３は固定具７、７によって支持軸２に位置決めされて回転自在に設けられている。

【0019】

上記構成の搬送ローラ１が、図８、９に示されたような基板処理装置に組み込まれる場合には、回転支持軸２に固着されて一体的に回転する回転ローラ３は、ワークＷを搬送するための駆動源として機能し、また、固定支持軸２に回転自在に装着された回転ローラ３は、単にワークＷを支持して、ワークＷの搬送を円滑にするように機能するものである。
このように、回転支持軸２上に回転ローラ３が固定された搬送ローラ１と、固定の支持軸２上に回転ローラ３が回転自在に装着された搬送ローラ１とは、状況によって使い分けされるものであって、ワークＷが同時に載置される複数の搬送ローラ１の内、少なくとも１本を回転ローラ３が固定された回転支持軸２からなる搬送ローラ１とすることによって、ワークＷの搬送が行なわれる。勿論、全ての搬送ローラ１を、回転支持軸２に固定された回転ローラ３の形態にすることもできる。

【0020】

以下、本発明に係る搬送ローラに関する耐紫外線特性を下記の要領で検証した。
ガラス繊維布を含む樹脂複合材料（本願発明）と、ガラス繊維布を含まない樹脂材料（比較例）について、各々紫外線を照射し、紫外線の照射前後における質量変化を測定した。
以下、検証方法について説明する。
ガラス繊維布を多数積層して硬化させた樹脂（本願発明）及びガラス繊維布を含まない樹脂の各々（比較例）をそれぞれ回転ローラの形状に加工し、支持軸を挿入して搬送ローラを構成した。
ガラス繊維布を含む樹脂（本願発明）に関しては、樹脂はエポキシ樹脂であり、ガラス繊維は、繊維の径がφ１〜１０μｍ、ガラス繊維布の積層ピッチは１００〜３００μｍであった。
また、ガラス繊維布を含まない樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（比較例１）と、エポキシ樹脂（単体）（比較例２）であった。
このように形成した３種類の回転ローラを回転させながら紫外線を照射し、照射前後における質量変化を測定した。質量の減少割合が小さいと、樹脂に紫外線を照射した際の分解量が小さく、耐紫外線特性が良好であるということができる。

【0021】

図７は、上記３種類の回転ローラの質量変化の様子を示すグラフである。
ガラス繊維布を含む樹脂で構成した回転ローラ（本願発明）は、紫外線を照射し続けていると樹脂部分が紫外線により分解して飛散し、外観的にはガラス繊維布部分がむき出しになる。
質量は、一定時間を経過するとほとんど変動しなくなり、樹脂の分解がそれ以上起こりにくくなることがわかる。この理由は、ガラス繊維布が紫外線を遮光（吸収、反射）することで、ガラス繊維布の下層にある樹脂の分解スピードが遅くなるからであると推察される。回転ローラ表面にむき出しとなったガラスは、それ自体は硬い材料であるが、ガラス繊維として布状に織り上げられた構造なので、クッション性を備えており、搬送されるガラス基板を傷つけにくい。実際に基板を搬送して検証した結果においても、ユーザーの要求値をクリアできるものであった。質量変動は紫外線照射後、１５００時間経過後も約３％未満であり、きわめて少ないことがわかる。

【0022】

一方、ＰＴＦＥやエポキシ樹脂のみで構成した回転ローラ（比較例１、２）は、時間の経過と比例するように質量が減少した。このような樹脂の分解が進行することで、回転ローラの外径が小さくなるため、基板を搬送する際、基板表面の高さが変動することになる。このため、使用時間が経過すると、紫外線源と基板表面の距離変動が生じて、所期の紫外線処理が遂行できなくなる可能性がある。
以上結果からも明らかなように、ガラス繊維布を多数積層して硬化させた樹脂を回転ローラに用いると、耐紫外線特性が良好で、樹脂の分解が少ない、ガラス基板の搬送に適した搬送ローラを提供できる。

【符号の説明】

【0023】

１ 搬送ローラ
２ 支持軸
３ 回転ローラ
４ ガラス繊維布
６ ネジ
７ 固定具
Ｗ ワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】