JP2007261188A - ラミネート装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サクションドラムに掛けられたフイルムのテンションを一定に保つ。
【解決手段】サクションドラム３９は、パウダークラッチ４３を介してモータ４２に接続され、フイルム３の搬送方向と逆の方向に回転してフイルム３にテンションを付与する。テンション測定部４６は、フイルム３のテンションを測定してテンションコントローラ５９に入力する。トルク算出部６１は、記憶部６０から読み出した基準テンションと入力された測定テンションとを比較し、測定テンションを基準テンションと等しくするために必要なサクションドラム３９のトルクを算出する。算出されたトルクは駆動信号生成部６２に入力され、このトルクを得るために必要なパウダークラッチ４３の制御信号が生成される。パウダークラッチ４３は、生成された制御信号に基づいて動作し、モータ４２からサクションドラム３９に伝達されるトルクを調整する。
【選択図】図５

Description

本発明は、基板とフイルム等をラミネートローラで接合するラミネート装置に関し、更に詳しくは、フイルムのテンションを一定に保つことができるラミネート装置に関する。

従来、ガラス基板や半導体基板等に感光性を有するフイルム等を接合する液晶製造ラインや半導体製造ライン等では、所定の間隔で連続して供給される基板の一方の面にフイルムを重ね合わせ、一対のラミネートローラで基板とフイルムとを挟み込んで加圧して接合するラミネート装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

ラミネート装置では、基板とフイルムとが接合される搬送路にフイルムを送り込んでおき、この搬送路に基板が送り込まれてきたときに、フイルムの搬送経路を動かして基板に重ね合わせている。フイルムは、ベースフイルムと、このベースフイルムの上に設けられて基板に接合される樹脂層と、この樹脂層の上に重ねられて保護する保護層とを備えており、この保護層は搬送路に送り込まれる前に剥離される。樹脂層は、加熱されることによって溶融されて基板に密着するが、常温で保護層が剥離された状態でも粘着性を有しており、接触した搬送ローラ等に付着する。

特許文献１記載のラミネート装置では、ラミネートローラの上流側にサクションドラムを配置し、このサクションドラムでフイルムを吸引しながらフイルム搬送方向と逆方向に回転させることで、ラミネートローラにかかるフイルムテンションの安定化を図っている。また、サクションドラムとラミネートローラとの間でフイルムのテンションを測定し、この測定結果に基づいてサクションドラムの回転速度を調整することで、フイルムテンションを一定にしている。
特開２００３−０６２９０６号公報

サクションドラムは、フイルムの搬送に用いられるローラ等と比べて径が大きく、内部にはエア吸引を行うためのエア通路が設けられているため、慣性モーメントが比較的大きい。特に、近年では液晶パネル等の大画面化に伴い、ラミネート装置で使用されるサクションドラムの大径化が進んでおり、より慣性モーメントが大きくなっている。
特許文献１には、サクションドラムの回転速度をどのように変化させるかは記載されていないが、例えば、サクションドラムを回転させるモータの回転速度を調整する場合、モータの回転速度を調整して、実際にサクションドラムの回転速度が変化するまでに時間差が生じ、その間のフイルムテンションの不安定な変動によりフイルムに皺等が発生して、ラミネート品質が低下するという問題がある。また、テンションの変動によりフイルムがバタついて、基板の送り込みが阻害されるという問題もある。

本発明は、上記問題を解決するために、サクションドラムとラミネートローラとの間のフイルムテンションを一定に保つことができるラミネート装置を提供する。

上記課題を解決するために本発明のラミネート装置は、基板と、この基板に対面するように搬送されるフイルムとを接合するラミネートローラの上流側に、フイルムにテンションを付与するテンションローラを配置する。このテンションローラと、これを回転させるモータとの間には、モータからテンションローラに伝達されるトルクを調整するトルク調整手段を介在させる。また、テンションローラとラミネートローラとの間のフイルム搬送経路には、フイルムのテンションを測定するテンション測定手段を配置する。そして、測定されたテンションに基づいて、テンション制御手段によりトルク調整手段を制御し、フイルムのテンションを制御する。

テンションローラとしては、搬送方向と逆の方向に回転してフイルムにテンションを付与するローラを用いることができる。また、このテンションローラにより付与されるテンションを大きくするために、外周面でフイルムを吸着する吸着手段を設けてもよい。

また、トルク調整手段としては、モータからテンションローラにデンタルされる駆動力を調整するクラッチが適している。更に、クラッチとしては、伝達トルクの制御が迅速に、かつ精密に行うことができるパウダークラッチが好適である。

テンション制御手段は、テンション測定手段で測定されたテンションと、予め設定されている基準テンションとを比較し、テンションローラに必要なトルクを算出するトルク算出部と、この算出されたトルクに基づいて、トルク調整手段の駆動信号を生成する駆動信号生成部とから構成したものである。なお、トルク算出部は、テンション測定手段で計測されたテンションを基準テンションと等しくするために必要なテンションローラのトルクを算出するようにしてもよい。

また、フイルムと基板とを搬送する搬送機構が、フイルムのみが搬送される際のフイルム搬送速度と、基板とフイルムとが接合される際の接合速度との間で搬送速度を切り換える場合には、この搬送機構による搬送速度の切り換え時に、トルク切換え手段からテンション制御手段にトルク指令を入力して、トルク調整手段の伝達トルクを切り換えてもよい。

また、上述したように、トルク切換え手段によってトルク調整手段の伝達トルクを切り換える際に接合速度がフイルム搬送速度よりも速い場合には、フイルム搬送速度から接合速度に切り換えられる加速期間においてトルク調整手段の伝達トルクを小さくする。更に、接合速度からフイルム搬送速度に切り換えられる減速期間では、トルク調整手段の伝達トルクを大きくする。

また、ラミネートローラの上流側に、フイルムの搬送経路を切り換える経路切換え手段が設けられている場合には、テンション測定手段をフイルムの搬送経路に略直交する方向で移動させる移動手段を設けるとよい。経路切換え手段による搬送経路の切り換えにより、フイルムの搬送経路長が変化するが、移動手段は経路切換え手段の動作に応じてテンション測定手段を移動させるので、フイルムの搬送経路長を一定に保つことができる。

本発明のラミネート装置で使用するフイルムとしては、少なくともベースフイルムと、このベースフイルム上に塗布された感光性樹脂層とから構成される感光性樹脂層積層体を用い、基板には該感光性樹脂層が接合されるようにしたものである。

本発明のラミネート装置によれば、モータの回転速度を変更する場合よりも迅速にテンションローラのトルクを変更することができ、テンション変化時の不安定な時間を短くすることができる。また、フイルムにかかるテンションを一定にすることができるので、テンション変動に起因する不良の発生を防止することができる。

また、トルク調整手段には、クラッチ、特にパウダークラッチなどを利用することができるので、比較的ローコストに、また正確なトルク調整を行うことができる。

また、フイルムと基板との搬送速度の切り換えに応じて、トルク調整手段の伝達トルクを切り換えるので、搬送速度の変化によるフイルムテンションの変動を精度よく補償することができる。

さらに、フイルムと基板との接合時にフイルムの搬送経路が切り換えられる場合でも、フイルムの搬送経路長を一定にすることができるので、フイルムテンションを適切に測定することができる。

図１は、本発明のラミネート装置によってフイルムが接合された基板の外観形状を示す斜視図である。基板２は、例えば、透明なガラスやプラスチックで形成された薄板であって、液晶またはプラズマディスプレイパネル等に用いられるカラーフィルタのベースである。符号９は、カラーフィルタを構成する感光性樹脂層であり、基板２に貼り付けられるフイルム３（図２参照）の一部を構成する。この感光性樹脂層９は、基板２への貼り付け後、露光、現像、洗浄によって所定のパターンが基板２上に残され、カラーフィルタを構成する。

なお、感光性樹脂層９が基板２の側面等に付着するとＮＧ品となるため、感光性樹脂層９の接合面積は基板２よりも小さくされている。これにより、感光性樹脂層９の周囲には、基板２の接合面が額縁状に露呈される。以下、この額縁状の部分を額縁代２ａと呼ぶ。

図３は、基板２にフイルム３が接合される手順を示す概念図である。同図（Ａ）は、フイルム３の外観形状を示す。フイルム３は、長尺フイルムであって、ロール状に巻かれてなるフイルムロール６としてラミネート装置にセットされる。図２に断面図を示すように、このフイルム３は、複数の層を積層した多層構造を有する感光性樹脂層積層体であり、下からベースフイルム８、感光性を有する感光性樹脂層９、保護フイルム１０が積層されている。これらの各層は、可撓性を有しているため、ロール状に巻かれても破損することはない。

図３（Ｂ）に示すように、ラミネート装置にセットされたフイルム３は、フイルムロール６から引き出され、長さＬ１、Ｌ２の２つの間隔で保護フイルム１０がカットされる。この加工は、ハーフカット加工と呼ばれ、感光性樹脂層９が基板２に接合される長さとなる接合長さＬ１と、この接合長さＬ１の間隔を規定するハーフカット間隔Ｌ２の２つの間隔が交互に用いられてフイルム３に連続して実施される。このハーフカット加工により保護フイルム１０は略シート状になるが、感光性樹脂層９から剥がれることはない。また、以下では、ハーフカット加工された部分をハーフカット部位３ａ、Ｌ２の間隔でハーフカット加工された領域を残存領域３ｂと呼ぶ。

図３（Ｃ）に示すように、ハーフカット加工が施されたシート状の保護フイルム１０の上には、残存領域３ｂをまたぐように、先端側のシート状保護フイルム１０ａの後端と、後続のシート状保護フイルム１０ｂの先端とに複数枚の接着ラベル１３が接着される。この接着ラベル１３は、同図（Ｄ）に示すように、フイルム３から保護フイルム１０だけを剥離する際に、シート状にカットされた保護フイルム１０を略ウエブ状にして連続して剥離できるようにする。また、保護フイルム１０を剥離する際に、保護フイルム１０の残存領域３ｂをフイルム３に残すため、接着ラベル１３は残存領域３ｂには接着されない。

図３（Ｅ）に示すように、保護フイルム１０が剥がされたフイルム３は反転され、基板２の上面に感光性樹脂層９が接合される。この接合時には、一対のラミネートローラ１６ａ，１６ｂによって基板２とフイルム３とが加圧される。また、ラミネートローラ１６ａは、モータ１７によって回転されることにより、基板２とフイルム３は貼り付けと同時に搬送される。

なお、基板２は、感光性樹脂層９との接合のために複数枚が連続して搬送される。貼り付け精度のばらつきを考慮して、例えば、基板２の搬送間隔を２０±５ｍｍとし、前述した額縁代２ａの搬送方向長さＬ３を１〜５ｍｍとしたとき、ハーフカット間隔Ｌ２は、搬送方向先頭側及び後方側の２枚の基板２の額縁代２ａに搬送間隔を加算した長さとなる。

図３（Ｆ）に示すように、基板２に感光性樹脂層９が接合された後、ベースフイルム８が剥離される。これにより、基板２の上には感光性樹脂層９だけが残り、図１に示す状態となる。なお、ベースフイルム８の剥離は、ベースフイルム８をウエブ状のまま剥離してもよいし（以下、連続式と呼ぶ）、各基板単位でシート状にカットしてから剥離してもよい（以下、枚葉式と呼ぶ）。

図４は、本発明を実施したラミネート装置の構成を示す概略図である。ラミネート装置２０は、基板２とフイルム３を連続して搬送しながら接合する装置であり、フイルム３を供給するフイルム供給区間２１と、基板２とフイルム３とを接合する接合区間２２と、基板２を加熱して供給する基板加熱区間２３と、接合が完了した基板２を冷却する基板冷却区間２４と、フイルム３からベースフイルム８を剥離するベース剥離区間２５とから構成されている。

ラミネート装置２０内は、仕切り壁２８によって第１クリーンルーム２９ａと第２クリーンルーム２９ｂとに仕切られる。第１クリーンルーム２９ａには、フイルム供給区間２１が収容され、第２クリーンルーム２９ｂには、接合区間２２、基板加熱区間２３、基板冷却区間２４、ベース剥離区間２５が収容される。第１クリーンルーム２９ａと第２クリーンルーム２９ｂとは、仕切り壁２８に設けられた貫通部２８ａを介して連通されている。

フイルム供給区間２１は、フイルム３をロール状に巻いたフイルムロール６を収容し、このフイルムロール６からフイルム３を送り出すフイルム送出し機構３３と、送り出されたフイルム３の保護フイルム１０に、ハーフカット加工を施す加工機構３４と、接着ラベル１３を保護フイルム１０に接着するラベル接着機構３５と、フイルム３から保護フイルム１０を所定の長さ間隔で剥離させる剥離機構３６を備える。

剥離機構３６は、テンションローラを構成するサクションドラム３９と、フイルム３から剥離された保護フイルム１０を巻き取る巻取りロール４０と、サクションドラム３９から巻取りロール４０までの間で保護フイルム１０をガイドする複数個のガイドローラ４１とから構成されている。

サクションドラム３９の近傍の構成を表す図５に示すように、サクションドラム３９には図示しないエアポンプ（吸着手段）が接続されており、ドラム表面に設けられた吸気穴によってフイルム３を吸引し、かつモータ４２によってフイルム３の搬送方向と逆の方向に回転される。これにより、サクションドラム３９は、フイルム３の搬送に一定の負荷をかけるテンションローラとして機能し、サクションドラム３９と接合区間２２との間のフイルム３のテンションを安定化させる。また、モータ４２とサクションドラム３９との間には、モータ４２からサクションドラム３９に伝達されるトルクを調整するトルク調整手段として、パウダークラッチ４３が組み込まれている。

接合区間２２には、フイルム３のテンションを測定するテンション測定手段であるテンション測定部４６と、基板２とフイルム３とが送り込まれる搬送路４７と、この搬送路４７内に配置され、保護フイルム１０の剥離により露出した感光性樹脂層９を基板２に貼り付ける接合機構４８とが設けられている。接合機構４８の上流側には、フイルム停止時や準備作業時などに接合機構４８に送り込まれるフイルム３の搬送経路を切り換える経路切換手段である経路切換え機構４９と、フイルム２を予め所定温度に予備加熱する予備加熱部５０と、フイルム３のハーフカット部分を検出するカット部検出カメラ５１等が配設されている。

テンション測定部４６は、フイルム３がかけられて従動回転する測定ローラ５４と、この測定ローラ５４に対するフイルム３の押圧力からフイルム３のテンションを測定するテンション測定器５５から構成されている。測定ローラ５４及びテンション測定器５５は、エアシリンダ等からなるアクチュエータ５６に保持されており、フイルム３の搬送方向に略直交する方向で移動される。アクチュエータ５６は、経路切換え機構４９によってフイルム３の搬送経路が切り換えられたときに、テンション測定部４６を移動させてフイルム３の搬送経路長を一定にする移動手段を構成する。

パウダークラッチ４３とテンション測定器５５は、テンションコントローラ５９に接続されている。テンションコントローラ５９は、記憶部６０、トルク算出部６１、駆動信号生成部６２を備えており、パウダークラッチ４３を制御してフイルム３のテンションを制御するテンション制御手段である。

記憶部６０は、予め設定された基準テンションを記憶する。トルク算出部６１は、基準テンションとテンション測定器５５から入力された測定テンションとを比較し、測定テンションを基準テンションと等しくするために必要なサクションドラム３９のトルクを算出する。駆動信号生成部６２は、トルク算出部６１で算出されたトルクに基づいて、パウダークラッチ４３の制御信号を生成し、モータ４２からサクションドラム３９に伝達されるトルクを制御する。このテンションコントローラ５９により、サクションドラム３９と接合機構４８との間のフイルム３のテンションが一定に保たれる。

図６（Ａ）は、搬送路４７の構成を示す概略図である。接合機構４８は、上下に配設されるとともに、所定温度に加熱されるラミネートローラ６５ａ、６５ｂを備える。ラミネートローラ６５ａ，６５ｂは、金属等で形成された円柱形状の芯材の外周がシリコンゴム等の弾性材料でコーティングされたもので、外周にはラミネートローラ６５ａ、６５ｂの加圧量を一定に保つバックアップローラ６６ａ、６６ｂがそれぞれ当接されている。ラミネートローラ６５ａは、モータ６７によって回転され、ラミネートローラ６５ｂとの間にフイルム３と基板２とを挟み込んで搬送しながら感光性樹脂層９を基板２に接合する。

搬送路４７の下方に配置されているラミネートローラ６５ｂ及びバックアップローラ６６ｂは、上下方向で移動自在とされている。バックアップローラ６６ｂはシリンダ装置やソレノイド等からなるアクチュエータ７０によって昇降され、ラミネートローラ６５ｂは、バックアップローラ６６ｂの昇降に追従して移動し、上方のラミネートローラ６５ａに押し付けられる。なお、バックアップローラ６６ｂは、アクチュエータ７０を介してローラクランプ部７１にも昇降される。このローラクランプ部７１は、例えば、モータとカム機構とによって上下方向の移動を行うもので、基板２とフイルム３との加圧量を規定する。

接合機構４８の下流側には、ラミネート装置２０の起動時にフイルム３のみを搬送する上流側フイルム搬送ローラ７５ａ，７５ｂ及び下流側フイルム搬送ローラ７６ａ，７６ｂと、基板２とフイルム３との接合時にこれらを一緒に搬送する上流側基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ及び下流側基板搬送ローラ７８ａ，７８ｂと、基板２を載置して従動回転して搬送を補助する複数の補助ローラ７９とが設けられている。上流側フイルム搬送ローラ７５ａ、下流側フイルム搬送ローラ７６ａ、上流側基板搬送ローラ７７ａ、下流側基板搬送ローラ７８ａは、ラミネートローラを駆動するモータ６７によって回転され、その他のローラは基板２及びフイルム３の搬送に従動して回転する。

これらのローラは、アクチュエータ８２〜８７によって昇降される。フイルム３だけを搬送する際には、上流側フイルム搬送ローラ７５ｂ，下流側フイルム搬送ローラ７６ｂがフイルム３の感光性樹脂層９に接触する搬送位置に移動される。また、上流側基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ、及び下流側基板搬送ローラ７８ａ、補助ローラ７９は、フイルム３に接触しない退避位置に移動される。これにより、基板搬送ローラや保持ローラ７９に感光性樹脂層９が付着するのが防止される。

また、図６（Ｂ）に示すように、基板２とフイルム３とを接合して搬送する際には、上流側基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ及び下流側基板搬送ローラ７８ａと、補助ローラ７９とが基板２とフイルム３のベースフイルム８とに接触する搬送位置に移動される。また、上流側フイルム搬送ローラ７５ｂ及び下流側フイルム搬送ローラ７６ｂは、基板２に接触しない退避位置に移動される。これにより、フイルム３の搬送時に付着した感光性樹脂層９が基板２を汚損するのが防止される。

図７（Ａ）は、接合機構４８と、各フイルム搬送ローラ７５ａ，７５ｂ，７６ａ，７６ｂ、及び各基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ，７８ａ，７８ｂによる基板２とフイルム３との搬送速度を表すタイミングチャートである。基板２とフイルム３の搬送は、フイルム３だけが搬送されるフイルム搬送期間と、基板２が接合機構４２に送り込まれてフイルム３と接合される接合期間とからなり、これらの期間が順に繰り返されて複数枚の基板にフイルム３が順次接合される。この搬送速度の切り換えは、例えばモータ６７の回転速度の調整によって行われる。

接合期間で用いられる搬送速度である接合速度は、基板２とフイルム３との接合に適した速度が用いられる。これに対し、フイルム搬送期間で用いられるフイルム搬送速度は、基板２に対するフイルム３の接合位置の精度を向上させるため、接合速度に比べて遅くされている。そのため、フイルム搬送期間から接合期間に移行するときには、搬送速度が加速される加速期間が発生し、接合期間からフイルム搬送期間に移行するときには、搬送速度が減速される減速期間が発生する。

上記加速期間では、接合区間２２においてフイルム３が引っ張られるため、上流側のフイルムテンションが上昇する。また、減速期間では、接合区間２２でのフイルム３の搬送速度が減速するため、上流側のフイルムテンションが低下する。従来のラミネート装置では、この加速期間と減速期間のテンション変動によってラミネート品質が低下し、あるいは、フイルム３がバタついて次の基板２の接合機構４２への送り出しが阻害されることがあった。しかし、本発明のラミネート装置２０では、この加速期間と減速期間とのテンション変動を検出してパウダークラッチ４３を制御し、モータ４２からサクションドラム３９に伝達される伝達トルクを調整するので、フイルム３のテンションを一定に保つことができる。

符号９０，９１は、運転開始時にフイルム３の先端を切断する先端切断機構と、装置にトラブルが生じたときに基板２の間のフイルム３を切断する基板間切断機構である。また、符号９２は、先端切断機構９０で切断されたフイルム３を搬送路４７から排出する際に、フイルム３をガイドする補助ローラである。

経路切換え機構４９は、フイルム３がかけられる接触防止ローラ９５と、この接触防止ローラ９５を移動させるアクチュエータ９６とから構成されている。アクチュエータ９６には、例えばエアシリンダ等が用いられ、接触防止ローラ９５を上下方向で昇降させる。アクチュエータ９６は、図６（Ａ）に示すように、フイルム停止時や準備作業時等、フイルム３だけが搬送路４７に送り込まれる際に接触防止ローラ９５を下降させ、フイルム３がラミネートローラ６５ａに接触して加熱されるのを防止する。また、同図（Ｂ）に示すように、基板２とフイルム３とを接合する際には、接触防止ローラ９５を上昇させ、プラミネートローラ６５ａへの巻付け角度を大きくする。

経路切換え機構４９によるフイルム３の搬送経路の切り換えにより、サクションドラム３９と接合機構４８との間のフイルム３の搬送経路長が変化する。また、この搬送経路長の変化により、フイルム３のテンションも変化してしまう。そこで、本発明では、経路切換え機構４９のアクチュエータ９６の動作に合せて、アクチュエータ５６を動作させ、フイルム３の搬送経路長を一定に保っている。

具体的には、図５に２点鎖線で示すように、接触防止ローラ９５が降下されると搬送経路長が長くなるため、アクチュエータ５６はテンション測定部４６を図５中で右方に移動させる。また、実線で示すように、接触防止ローラ９５が上昇されたときには、搬送経路長が短くなるため、アクチュエータ５６はテンション測定部４６を図５中で左方に移動させる。

なお、アクチュエータ５６によりテンション測定部４６を移動させて搬送経路長を一定にしても、サクションドラム３９に対するフイルム３の巻付け角度等の変化等により、フイルム３のテンションは多少変動する。しかし、このテンション変動もテンション測定部４６により測定され、テンションコントローラ５９により制御されるので、フイルム３のテンションを一定に保つことができる。

基板加熱区間２３は、基板ストッカー１００に収納された基板２をロボット１０１で取り出して基板搬送機構１０２に供給し、この基板搬送機構１０２で基板２を加熱して接合区間２２に供給する。基板冷却区間２４では、接合区間２２によってフイルム３が接合された基板２を冷却機構１０３で冷却し、ベース剥離区間２５に供給する。ベース剥離区間２５では、ベース剥離機構１０４によってフイルム３からベースフイルム８を剥離し、基板２に感光性樹脂層９のみが貼り付けられている状態とする。また、測定器１０５によって感光性樹脂層９の貼付け位置を測定し、ロボット１０６によって処理済み基板ストッカー１０７に収納する。

ラミネート装置２０は、ラミネート工程制御部１１０を介して全体制御されており、このラミネート装置２０の機能部毎に、例えば、基板加熱制御部１１１、ラミネート制御部１１２、ベース剥離制御部１１３等が設けられ、これらが工程内ネットワークにより繋がっている。ラミネート工程制御部１１０は、工場ネットワークに繋がっており、図示しない工場ＣＰＵからの指示情報（条件設定や生産情報）に基づく生産管理や稼動管理等、生産のための情報処理を行う。

基板加熱制御部１１１は、基板加熱区間２３を制御し、ベース剥離制御部１１３は、ベース剥離区間２５を制御する。ラミネート制御部１１２は、フイルム供給区間２１及び接合区間２２、基板冷却区間２４を制御するとともに、工程全体のマスターとして、各機能部の制御を行う。また、ラミネート制御部１１２は、アクチュエータ８２〜８７を制御して各ローラを昇降させ、テンションコントローラ５９を制御してフイルム３のテンションを一定に保ち、アクチュエータ５６，９６を制御してフイルム３の搬送経路長を一定にする。

次に、上記実施形態の作用について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。ラミネート装置２０が起動されると、ラミネート制御部１１２は、フイルム送出し機構３３によってフイルム３をフイルム供給区間２１に送り出す。送り出されたフイルム３は、加工機構３４でハーフカット加工が施され、ラベル接着機構３５で保護フイルム１０に接着ラベル１３が貼付される。そして、剥離機構３６によってフイルム３から保護フイルム１０が剥離され、接合区間２２に送り出される。

図６（Ａ）に示すように、接合区間２２では、ラミネート制御部１１２がアクチュエータ８２〜８７を制御して、上流側フイルム搬送ローラ７５ｂ及び下流側フイルム搬送ローラ７６ｂをフイルム３の感光性樹脂層９に接触する搬送位置に移動させ、上流側基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ及び下流側基板搬送ローラ７８ａと、補助ローラ７９をフイルム３に接触しない退避位置に移動させる。そして、上流側フイルム搬送ローラ７５ａ，７５ｂ及び下流側フイルム搬送ローラ７６ａ，７６ｂによってフイルム３を搬送する。フイルム３の先端部分は、補助ローラ９２によって搬送路４７外に送り出され、先端切断機構９０で切断されて廃棄される。

上記のようにフイルム３が搬送されているときに、フイルム供給区間２１では、サクションドラム３９がモータ４２によってフイルム３の搬送方向と逆の方向に回転され、接合機構４８との間のフイルム３にテンションが付与される。このフイルム３のテンションは、テンション測定部４６のテンション測定器５５で測定され、テンションコントローラ５９に入力される。

テンションコントローラ５９は、記憶部６０から読み出した基準テンションとテンション測定器５５から入力された測定テンションとをトルク算出部６１で比較し、測定テンションを基準テンションと等しくするために必要なサクションドラム３９のトルクを算出する。このトルク算出部６１で算出されたトルクは、駆動信号生成部６２に入力され、このトルクを得るために必要なパウダークラッチ４３の制御信号が生成される。パウダークラッチ４３は、生成された制御信号に基づいて動作し、モータ４２からサクションドラム３９に伝達されるトルクを調整する。これにより、サクションドラム３９と接合機構４８との間のフイルム３のテンションが一定に保たれる。

フイルム３の準備が完了すると、基板２が基板加熱区間２３から接合区間２２に送り込まれる。接合機構４８は、基板２とフイルム３とを挟み込んで加圧して接合する。また、ラミネート制御部１１２は、図６（Ｂ）に示すように、アクチュエータ８２〜８７を制御して、上流側フイルム搬送ローラ７５ｂ及び下流側フイルム搬送ローラ７６ｂを基板２に接触しない退避位置に移動させ、上流側基板搬送ローラ７７ａ，７７ｂ及び下流側基板搬送ローラ７８ａと、補助ローラ７９を基板２及びフイルム３に接触する搬送位置に移動させ、基板２とフイルム３とを搬送する。

図５に２点鎖線で示すように、フイルム３だけが搬送されているときには、フイルム３がラミネートローラ６５ａに接触しないように、接触防止ローラ９５が降下されている。また、接合区間２２に基板２が供給されてフイルム３との接合が開始されると、接触防止ローラ９５は上昇され、フイルム３のラミネートローラ６５ａへの巻付け角度が大きくなるように搬送経路が切り換えられる。アクチュエータ５６は、この接触防止ローラ９５の移動に合せてテンション測定部４６を移動させるので、サクションドラム３９と接合機構４８との間の搬送経路長が変化することはなく、搬送経路長の変化によるテンションの変動も発生しない。

また、アクチュエータ５６によるテンション測定部４６の移動により、サクションドラム３９に対するフイルム３の巻付け角度が変化するため、フイルム３のテンションが多少変動する。しかし、このテンション変動もテンションコントローラ５９により制御されるので、フイルム３のテンションを一定に保つことができる。

更に、フイルム３だけを搬送するフイルム搬送期間から、基板２とフイルム３とが接合される接合期間に移行する加速期間と、接合期間からフイルム搬送期間に移行する減速期間でフイルム３のテンションが変動するが、このテンション変動もテンションコントローラ５９により制御されるので、フイルム３のテンションを一定に保つことができる。

なお、上記実施形態では、加速期間及び減速期間のテンション変動をテンション測定部４６で検出し、その検出結果に応じてパウダークラッチ４３を制御したが、加速期間及び減速期間の発生タイミングは、基板２の接合機構４８への送り出しにより予め特定することができ、その加減速パターンも一定なので、これに合せてテンション制御を行えば、非常に精度よく加減速補償を行うことができる。

例えば、図９に示すように、テンションコントローラ５９にＰＬＣ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌｅｒ）１２０を接続する。そして、図７（Ａ）に示すように、加速期間及び減速期間になったときに、ＰＬＣ１２０からテンションコントローラ５９の駆動信号生成部６２に直接トルク指令を入力する。このトルク指令としては、例えば、図７（Ｂ）に示すように、加速期間においてモータ４２からサクションドラム３９に伝達されるトルクを小さくすれば、加速期間でのフイルムテンションの上昇を抑えることができる。また、減速期間で伝達トルクを大きくすれば、フイルムテンションの下降を抑えることができる。

また、駆動信号生成部６２において、トルク算出部６１から入力されるトルクと、ＰＬＣ１２０から入力されるトルクとに基づいてパウダークラッチ４３の駆動信号を生成すれば、加速期間及び減速期間以外の要因によるテンション変動と合せて調整することができるので、より精度の高いテンション制御を行うことができる。

なお、上記実施形態では、トルク調整手段としてパウダークラッチを用いたが、その他のクラッチ、またはクラッチ以外の駆動伝達手段を用いることもできる。また、フイルム３を切断しないでベースフイルム８を剥離する連続式を例に説明したが、基板２ごとに切断してベースフイルム８を剥離する枚葉式にも適用することができる。更に、基板２に対して、１本のフイルム３を接合する１条タイプのラミネート装置を例に説明したが、複数本のフイルムを接合する多条タイプのラミネート装置にも適用することができる。また、カラーフィルタのガラス基板に感光性樹脂層を形成するラミネート装置を例に説明したが、その他の製品に用いられるラミネート装置にも適用可能である。

また、本発明は、粘着性を有する感光性樹脂層を備えたフイルムと基板との接合を例に説明したが、接合面が粘着性を有しないフイルムと基板との接合にも適用することができる。

本発明のラミネート装置によって接合されたフイルムと基板の外観形状を示す斜視図である。 フイルムの層構成を示す断面図である。 ラミネート装置による接合手順を示す概念図である。 ラミネート装置の構成を示す概略図である。 サクションドラム近傍の構成を示す概略図である。 接合区間の構成を示す概略図である。 搬送速度の切り換えと、トルク指令とのタイミングを示すタイミングチャートである。 ラミネート装置の接合手順を示すフローチャートである。 ＰＬＣのトルク指令によりパウダークラッチの伝達トルクを調整したラミネート装置のサクションドラム近傍の構成を示す概略図である。

符号の説明

２ 基板
３ フイルム
２０ ラミネート装置
２１ フイルム供給区画
２２ 接合区画
３９ サクションドラム
４２ モータ
４３ パウダークラッチ
４６ テンション測定部
４７ 搬送路
４８ 接合機構
４９ 経路切換え機構
５６ アクチュエータ
５９ テンションコントローラ
６０ 記憶部
６１ トルク算出部
６２ 駆動信号生成部
１１２ ラミネート制御部
１２０ ＰＬＣ

Claims (11)

1. 基板と、この基板に対面するように搬送されるフイルムとを接合するラミネートローラと、
   前記フイルムの搬送方向においてラミネートローラの上流側に配置され、フイルムにテンションを付与するテンションローラと、
   このテンションローラを回転させるモータと、
   このモータとテンションローラとの間に組み込まれ、モータからテンションローラに伝達されるトルクを調整するトルク調整手段と、
   前記テンションローラとラミネートローラとの間に配置され、フイルムのテンションを測定するテンション測定手段と、
   この測定されたテンションに基づいて前記トルク調整手段を制御し、フイルムのテンションを制御するテンション制御手段を備えることを特徴とするラミネート装置。
2. 前記テンションローラは、前記フイルムの搬送方向と逆の方向に回転して、該フイルムにテンションを付与することを特徴とする請求項１記載のラミネート装置。
3. 前記テンションローラは、前記フイルムを外周面に吸着する吸着手段を有することを特徴とする請求項２記載のラミネート装置。
4. 前記トルク調整手段として、クラッチが用いられることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のラミネート装置。
5. 前記クラッチとして、パウダークラッチが用いられることを特徴とする請求項４記載のラミネート装置。
6. 前記テンション制御手段は、
   前記テンション測定手段で測定されたテンションと、予め設定されている基準テンションとを比較し、前記テンションローラに必要なトルクを算出するトルク算出部と、
   この算出されたトルクに基づいて、トルク調整手段の駆動信号を生成する駆動信号生成部を備えることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のラミネート装置。
7. 前記トルク算出部は、前記テンション測定手段で測定されたテンションを前記基準テンションと等しくするために必要な前記テンションローラのトルクを算出することを特徴とする請求項６記載のラミネート装置。
8. 前記フイルムと基板とを搬送し、該フイルムのみが搬送される際のフイルム搬送速度と、前記基板とフイルムとが接合される際の接合速度との間で搬送速度を切り換える搬送機構を備えるラミネート装置であって、
   前記搬送機構による搬送速度の切り換え時に、前記テンション制御手段にトルク指令を入力して、前記トルク調整手段の伝達トルクを切り換えるトルク切換え手段を備えることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載のラミネート装置。
9. 前記接合速度はフイルム搬送速度よりも速く、前記トルク切換え手段は、フイルム搬送速度から接合速度に切り換えられる加速期間において伝達トルクを小さくし、該接合速度からフイルム搬送速度に切り換えられる減速期間では伝達トルクを大きくすることを特徴とする請求項８記載のラミネート装置。
10. 前記ラミネートローラの上流側でフイルムの搬送経路を切り換える経路切換え手段と、前記テンション測定手段をフイルムの搬送経路に略直交する方向で移動させる移動手段とを設け、この移動手段は、前記経路切換え手段による搬送経路の切り換えに応じてテンション測定手段を移動させ、フイルムの搬送経路長を一定に保つことを特徴とする請求項１〜９いずれか記載のラミネート装置。
11. 前記フイルムは、少なくともベースフイルムと、このベースフイルム上に塗布された感光性樹脂層とを有する感光性樹脂層積層体であり、前記基板には該感光性樹脂層が接合されることを特徴とする請求項１〜１０いずれか記載のラミネート装置。

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