JP2011051677A - フィルム搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価な構造で粘着性のある機能性フィルムを安定に搬送することができるフィルム搬送装置を提供する。
【解決手段】基材両面に接着層が形成された機能性フィルム２を打ち抜き貼り付け装置３に順次搬送し、その打ち抜き貼り付け装置３で機能性フィルム２を所定形状に打ち抜くと共に、打ち抜き貼り付け装置３に別途搬送されたキャリアテープ４上にその打ち抜いたフィルム片１９を貼り付けるフィルム搬送装置１において、打ち抜き貼り付け装置３の下流側に打ち抜き後の機能性フィルム２を所定の位置に搬送位置決めすると共に、引き出す主動側の搬送用ロール１５と従動側のグリップ用ロール１６からなる搬送ロール装置７を設け、その搬送用ロール１５の表面に凹凸が施された非粘着処理面を有するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、帯状ワークの一種であるＴＡＢテープ等のキャリアテープの所定の領域に、同様に帯状の接着材（以下、機能性フィルム）をキャリアテープに直交して搬送・位置決めし任意形状に打ち抜き貼り付けるため、リール状に巻かれた機能性フィルムを引き出して所定の領域毎に定量搬送し、位置決め停止するフィルム搬送装置に関するものである。

図３（ａ）に示すように、フィルム搬送装置１００は、繰り出し装置１０４、ダンサー装置１０５、打ち抜き貼り付け装置１０２、搬送ロール装置１０６及び巻き取り装置１０７を備える。

繰り出し装置１０４は、基材両面に接着層が形成された機能性フィルム１０１を巻き付けるリール１０８と、モーター１０９とを備えている。なお、機能性フィルム１０１は、表面に形成された接着層を保護する目的や、機能性フィルム１０１をリール１０８に巻き付けたとき、機能性フィルム１０１同士或いはリール１０８の表面と機能性フィルム１０１とが接着しないようにする目的で、各接着層の表面にカバーフィルム１１７が貼り付けられた機能性フィルム１０１ｓとしてリール１０８に巻き付けられる。

リール１０８は、モーター１０９により回転駆動し、リール１０８を図示矢印方向に回転させることにより、機能性フィルム１０１ｓを連続的に繰り出して送り出すものである。

また、リール１０８の下流側には、機能性フィルム１０１ｓのカバーフィルム１１７を剥がして巻き取るための剥がしロール１１８ａ、１１８ｂが、機能性フィルム１０１ｓの両面側にそれぞれ設けられている。

この剥がしロール１１８ａ、１１８ｂの下流側に設けられるダンサー装置１０５は、上下動自在なダンサーロール１１１と、その両側に設けられた固定ロール１１０、１１２とからなり、そのダンサーロール１１１の高さを光センサー１１３でＯＮ／ＯＦＦ制御することで、打ち抜き貼り付け装置１０２に搬送する機能性フィルム１０１の張力を一定に保ち、且つ機能性フィルム１０１ｓの繰り出し量を一定に保持するようにするものである。

打ち抜き貼り付け装置１０２は、順次搬送された機能性フィルム１０１を所定形状に打ち抜き、打ち抜き貼り付け装置１０２に別途搬送されたキャリアテープ１０３上にその打ち抜いたフィルム片を貼り付けるものである。

この打ち抜き貼り付け装置１０２の下流側には、搬送ロール装置１０６が設けられている。搬送ロール装置１０６は、主動側の搬送用ロール１１４と、従動側のグリップ用ロール１１５とを備える。

これら、搬送用ロール１１４と、グリップ用ロール１１５は、研磨ロールで形成され、その表面がテフロン（登録商標）等のフッ素樹脂やシリコーン樹脂で形成されている。

図３（ｂ）に示すように、搬送ロール装置１０６は、サーボモーター１１６により回転駆動される搬送用ロール１１４と、その回転駆動された搬送用ロール１１４により、共に回転されるグリップ用ロール１１５とにより、機能性フィルム１０１を挟んで機能性フィルム１０１に所定の張力を与えつつ、これを連続的に搬送する。

また、従来のフィルム搬送装置１００では、図３（ｃ）に示すように、中空のダンサーロール１１１を用い、ダンサーロール１１１による張力は２０ｋｇｆ程度で、光センサー１１３で検出したダンサーロール１１１の高さ位置が上限位置のとき繰り出し、下限位置のとき停止するＯＮ／ＯＦＦ制御を行っていた。

特開２０００−３４３０１１号公報

しかしながら、機能性フィルム１０１は常温でも粘着性を示す性状のものであり、近年は機能性フィルム１０１が幅広化し、粘着による搬送トラブルの発生が顕著になった。すなわち、搬送ロール装置１０６は、ダンサー装置１０５で保持された機能性フィルム１０１の張力に抗して打ち抜かれて梯子状に機能性フィルム１０１を引き出すが、打ち抜き後の機能性フィルム１０１との接触面積が少なく十分なグリップ力が得られない。またグリップ力を高めると機能性フィルム１０１の粘着により、機能性フィルム１０１が搬送用ロール１０６に巻き付く等の搬送トラブルが発生してしまう。

また、製造コストの観点から、機能性フィルム１０１の有効利用効率の向上が必須であり、打ち抜かれ梯子状となった機能性フィルム１０１の搬送方向の桟幅は従来２ｍｍ程度であったものが１ｍｍ程度となり、従来のままのフィルム搬送装置１００では安定稼動が困難となった。

さらに、フィルム繰り出し量は、ダンサーロール１１１の位置を光センサー１１３で検出し、上限で繰り出し下限で停止する間欠方式であり、ダンサーロール１１１の位置は不定である。

このため、ダンサーロール１１１の位置により機能性フィルム１０１の張力が変化する問題がある。

そこで、本発明の目的は、前記課題を解決し、比較的安価な構造で粘着性のある機能性フィルムを安定に搬送することができるフィルム搬送装置を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために創案されたものであり、請求項１の発明は、基材両面に接着層が形成された機能性フィルムを打ち抜き貼り付け装置に順次搬送し、その打ち抜き貼り付け装置で前記機能性フィルムを所定形状に打ち抜くと共に、前記打ち抜き貼り付け装置に別途搬送されたキャリアテープ上にその打ち抜いたフィルム片を貼り付けるフィルム搬送装置において、前記打ち抜き貼り付け装置の下流側に打ち抜き後の機能性フィルムを所定の位置に搬送位置決めすると共に、引き出す主動側の搬送用ロールと従動側のグリップ用ロールからなる搬送ロール装置を設け、その搬送用ロールの表面に凹凸が施された非粘着処理面を有するフィルム搬送装置である。

請求項２の発明は、セラミックと樹脂の複合コーティングにより前記搬送用ロールの非粘着処理面が形成されるフィルム搬送装置である。

請求項３の発明は、前記機能性フィルムは、リールから繰り出され、ダンサーロールで引き出し量が調整されて、打ち抜き貼り付け装置に搬送されると共に、その下流側の搬送ロール装置で所定位置に位置決めされ搬送されて引き出され、前記ダンサーロールの位置を常時超音波センサーで検出し、そのダンサーロールの位置が常時一定になるよう前記リールの繰り出し量が制御されるフィルム搬送装置である。

請求項４の発明は、前記ダンサーロールは中空構造であり、前記搬送ロール装置と前記打ち抜き貼り付け装置との間には、前記搬送ロール装置による機能性フィルムの引き出し中にフィルムにかかる張力を一定に保つ微少張力負荷装置が設けられているフィルム搬送装置である。

請求項５の発明は、前記微少張力負荷装置は、エアシリンダと、そのエアシリンダの先端に設けられ前記機能性フィルムを押圧する押圧部とからなり、その押圧部がエアーベアリングによる無摩擦機器で形成されるフィルム搬送装置である。

本発明によれば、比較的安価な構造で粘着性のある機能性フィルムを安定に搬送することができるフィルム搬送装置を提供することができる。

（ａ）は、本発明の実施の形態に係るフィルム搬送装置を示す概略側面図、（ｂ）は、（ａ）の搬送装置を示す図、（ｃ）は、Ａ矢視図である。 打ち抜き貼り付け装置の詳細を説明する図である。 （ａ）は、従来のフィルム搬送装置を示す概略側面図、（ｂ）は、（ａ）の搬送装置を示す図、（ｃ）は、Ｂ矢視図である。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面にしたがって説明する。

図１は、本発明の好適な実施の形態に係るフィルム搬送装置を示す図である。

図１（ａ）に示すように、本実施の形態に係るフィルム搬送装置１は、基材両面に接着層が形成された機能性フィルム２を繰り出す繰り出し装置５と、機能性フィルム２の張力を一定に保持し、機能性フィルム２の繰り出し量を制御する送り側ダンサー装置６ａと、繰り出された機能性フィルム２を所定形状に打ち抜くと共に、別途搬送されたキャリアテープ４上にその打ち抜いたフィルム片１９を貼り合わせる打ち抜き貼り付け装置３と、機能性フィルム２を所定の位置に搬送、位置決めすると共に引き出す搬送ロール装置７と、打ち抜き後の機能性フィルム２の巻き取り量を調整する巻き取り側ダンサー装置６ｂと、打ち抜き後の機能性フィルム２を巻き取る巻き取り装置８とを備える。

繰り出し装置５は、機能性フィルム２を巻き付けるリール９と、モーター１０とを備えている。なお、機能性フィルム２は、表面に形成された接着層を保護する目的や、機能性フィルム２をリール９に巻き付けたとき、機能性フィルム２同士或いはリール９の表面と機能性フィルム２とが接着しないようにする目的で、各接着層の表面にカバーフィルム２０が貼り付けられた機能性フィルム２ｓとしてリール９に巻き付けられる。

リール９は、モーター１０より回転駆動し、リール９を図示矢印方向に回転させることにより、機能性フィルム２ｓを連続的に繰り出して送り出すものである。

リール９の下流側には、機能性フィルム２ｓのカバーフィルム２０を剥がして巻き取るための剥がしロール２１ａ、２１ｂが、機能性フィルム２ｓの両面側にそれぞれ設けられる。

この剥がしロール２１ａ、２１ｂの下流側に設けられる送り側ダンサー装置６ａは、ダンサーロール１２と、その両側に設けられた固定ロール１１、１３とを備えている。

ダンサーロール１２は、昇降可能であり、機能性フィルム２に張力を与え、その張力を一定に保持するものである。また、ダンサーロール１２は、中空構造にされる。これは、機能性フィルム２は打ち抜き貼り付け装置３で打ち抜かれ、その加工部から排出される際、梯子状となっており、この状態では張力による変形が顕著であるため、ダンサーロール１２の錘の重量を最適化し、変形抑制に効果的且つ打ち抜き搬送路に接触し粘着することを防ぐべく、フィルム幅６０ｍｍあたり５ｇｆ〜１０ｇｆの低張力構造とするためである。

送り側ダンサー装置６ａは、ダンサーロール１２と、ダンサーロール１２の高さ位置を検出し、機能性フィルム２ｓの繰り出し量を制御する超音波センサー１４とをさらに備える。この超音波センサー１４は、送り側ダンサー装置６ａにおいて位置による機能性フィルム２の自重の変化を避けるため、ダンサーロール１２の位置を定位置制御するものである。

打ち抜き貼り付け装置３は、順次搬送された機能性フィルム２を所定形状に打ち抜き、打ち抜き貼り付け装置３に別途搬送されたキャリアテープ４上にその打ち抜いたフィルム片１９を貼り付けるものである（図２参照）。

詳しくは、打ち抜き貼り付け装置３は、中抜きパンチ２７と外抜きパンチ２８とを有し、図２に示すように、金型となっており、繰り出し装置５から繰り出され、送り側ダンサー装置を経た機能性フィルム２を位置決めしつつ、図１（ａ）に示す、中抜きパンチ２７と図示しない位置決め孔パンチで打ち抜き、さらに図１（ａ）に示す、外抜きパンチ２８で打ち抜くと共に、その下方に別途搬送されたキャリアテープ４に打ち抜いたフィルム片１９を貼り付ける装置である。

キャリアテープ４には、あらかじめ位置決め孔２５が形成されており、この位置決め孔２５と、位置決め孔パンチで打ち抜かれた機能性フィルム２の位置決め孔２６とを位置決めピン等を用いて、キャリアテープ４と機能性フィルム２との相対的な位置決めが行われるようになっている。

これにより、キャリアテープ４の所定位置にフィルム片１９を貼り合わせることができる。

再び図１（ａ）を参照し、打ち抜き貼り付け装置３の下流側には、搬送ロール装置７が設けられている。この搬送ロール装置７は、図１（ｂ）に示すように、主動側の搬送用ロール１５と、従動側のグリップ用ロール１６とからなる。

搬送用ロール１５の表面は、細かな凹凸の非粘着処理が施されている。非粘着処理面は、例えば、セラミックと樹脂の複合コーティングにより形成されている。さらに、細かな凹凸の高さは、機能性フィルム２の粘着層の厚さより高く形成されている。そのため、従来の搬送用ロール１１４と機能性フィルム１０１との接着面積を１００％とした場合、本発明の搬送用ロール１５と機能性フィルム２との接着面積は、例えば５０％以下となると共に、その凹凸のアンカー効果により、機能性フィルム２を搬送するのに十分なグリップ力が得られる。

グリップ用ロール１６は、従来と同様に、その表面にテフロン（登録商標）等の処理が施された研磨ロールで形成されている。

搬送ロール装置７は、サーボモーター１７により回転駆動される搬送用ロール１５と、その回転駆動された搬送用ロール１５により、共に回転されるグリップ用ロール１６とにより、機能性フィルム２を挟んで機能性フィルム２に所定の張力を与えつつ、これを連続的に搬送する。

搬送ロール装置７の直前には、微少張力負荷装置１８が設けられている。微少張力負荷装置１８は、エアシリンダ２３と、そのエアシリンダ２３の先端に設けられた機能性フィルム２を押圧する押圧部２４とからなる。この微少張力負荷装置１８は、２ｇｆ〜５ｇｆ程度まで可変できるが、通常機器では摩擦抵抗によるロスが避けられないため、その押圧部２４をエアーベアリングによる無摩擦機器で形成するとよい。

微少張力負荷装置１８を設ける理由を以下に述べる。

ダンサーロール１２は、超音波センサー１４による定位置制御であるが、実際にはダンサーロール１２の位置の変化を捉えてから定位置まで繰り出す応答時間が必要である。また機能性フィルム２ｓは、リール状に巻き付けられているためにその直径が小さくなるほど応答時間が長くなる。従って、搬送用ロール１５の回転中にダンサーロール１２が一瞬上昇し、機能性フィルム２の垂れ量を小さくするので、機能性フィルム２の自重分の例えば約１．５ｇｆ〜２ｇｆが失われる。これが排出された梯子状の機能性フィルム２の変形を誘発するので、搬送用ロール１５が起動し、ダンサーロール１２が所定の位置に繰り出される瞬間のみ、張力を補完する必要がある。そこで、本実施の形態では、張力を補完する微少張力負荷装置１８を搬送ロール装置７の直前に設けている。

巻き取り装置８は、打ち抜き貼り付け装置３で打ち抜かれ梯子状になった機能性フィルム２を巻き取り、回収する巻き取りリール２２を備える。

巻き取り装置８の直前には、上述した送り側ダンサー装置６ａと同様な構成の巻き取り側ダンサー装置６ｂが設けられている。この巻き取り側ダンサー装置６ｂによって、打ち抜き後の機能性フィルム２の巻き取り量が調節されている。

このフィルム搬送装置１を用いた機能性フィルム２の搬送を説明する。

機能性フィルム２を搬送ロール装置７の搬送用ロール１５とグリップ用ロール１６の間に把持し、搬送用ロール１５に連結したサーボモーター１７により機能性フィルム２を定量、所定位置に搬送する。

このとき、搬送用ロール１５には表面に細かな凹凸の非粘着処理が施されており、粘着性のある機能性フィルム２がくっつくことはない。また、搬送用ロール１５の表面には、非粘着処理が施されているが、表面の細かな凹凸により、アンカー効果が得られ、グリップ信頼性が向上する。これらの理由から、たとえ幅広化した機能性フィルム２を搬送した場合であっても粘着による搬送トラブルが発生しにくい。

機能性フィルム２が搬送ロール装置７によって搬送されると、送り側ダンサー装置６ａのダンサーロール１２が上方に引っ張られる。図１（ａ）には、搬送用ロール１５の回転中に機能性フィルム２の弛み量が減少し、ダンサーロール１２が上方に引っ張られたときの変化を示した。

ダンサーロール１２が上方に引っ張られると、超音波センサー１４がダンサーロール１２の上昇を検出し、その位置を定位置に保持すると共に機能性フィルム２の張力を一定に保つために、リール９に連結されたモーター１０を回転駆動させて、リール９を図示矢印方向に回転させて機能性フィルム２ｓを繰り出す。繰り出された機能性フィルム２ｓは、リール９の下流側に設けられた剥がしロール２１ａ、２１ｂによって、機能性フィルム２ｓのカバーフィルム２０が剥がされ巻き取られる。このような動作により、機能性フィルム２ｓの繰り出し量は、機能性フィルム２にかけた錘（すなわち、ダンサーロール１２）の位置を超音波センサー１４により把握することで、常時一定位置に保たれる。

このとき、実際には、超音波センサー１４がダンサーロール１２の位置の変化を捉えてからリール９が機能性フィルム２ｓを定位置まで繰り出す応答時間が必要である。また機能性フィルム２ｓは、リール状に巻き付けられているためにその直径が小さくなるほど応答時間が長くなる。従って、搬送用ロール１５の回転中にダンサーロール１２が一瞬上昇し、機能性フィルム２の垂れ量を小さくするので、機能性フィルム２の自重分の約１．５ｇｆ〜２ｇｆが失われる。これが排出された梯子状の機能性フィルム２の変形を誘発するので、搬送用ロール１５が起動し、ダンサーロール１２が所定の位置に繰り出される瞬間のみ、搬送用ロール１５の直前に設けた微少張力負荷装置１８により張力を補完する。つまり、搬送用ロール１５の起動に合わせてエアーベアリング式の微少張力負荷装置１８を作動させて張力を補完する。

以上の動作により、機能性フィルム２が打ち抜き貼り付け装置３の所定位置に搬送される。

打ち抜き貼り付け装置３に搬送された機能性フィルム２は、打ち抜き貼り付け装置３で所定形状に打ち抜かれると共に、その打ち抜かれたフィルム片１９が別途供給されるキャリアテープ４に貼り付けられる。

その後、繰り返し機能性フィルム２をキャリアテープ４に打ち抜き貼り付けるべく、搬送ロール装置７を駆動させて機能性フィルム２を打ち抜き貼り付け装置３の所定位置に定量搬送すると共に、打ち抜き後に梯子状となった機能性フィルム２が打ち抜き貼り付け装置３から排出される。

この排出された機能性フィルム２は、巻き取り側ダンサー装置６ｂによって巻き取り量が調節され、巻き取りリール２２によって巻き取り回収される。

以上の動作により、機能性フィルム２が打ち抜き貼り付け装置３に搬送されると共に、キャリアテープ４に打ち抜き貼り付けられる。

以上要するに、フィルム搬送装置１によれば、打ち抜き貼り付け装置３の下流側に打ち抜き後の機能性フィルム２を所定の位置に搬送位置決めすると共に、引き出す主動側の搬送用ロール１５と従動側のグリップ用ロール１６からなる搬送ロール装置７を設け、その搬送用ロール１５の表面にセラミックと樹脂の複合コーティングにより細かな凹凸が施された非粘着処理面を有する。この非粘着処理面の凹凸は、機能性フィルム２の接着面の厚さよりも大きく形成されているため、機能性フィルム２と搬送用ロール１５の表面との接触面積を小さくすることができ、たとえ幅広化した機能性フィルム２を搬送した場合であっても、粘着による搬送トラブルを防止できる。また、細かな凹凸によるアンカー効果により機能性フィルム２を搬送するのに十分なグリップ効果を得ることができる。つまり、搬送トラブルの防止と、安定したフィルム搬送の両立ができる。

また、フィルム搬送装置１では、機能性フィルム２ｓは、リール９から繰り出されると共に剥がしロール２１ａ、２１ｂによってカバーフィルム２０を剥がされて機能性フィルム２とされ、ダンサーロール１２で引き出し量が調整されて、打ち抜き貼り付け装置３に搬送されると共に、その下流側の搬送ロール装置７で所定位置に位置決めされ搬送されて引き出され、ダンサーロール１２の位置を常時超音波センサー１４で検出し、そのダンサーロール１２の位置が常時一定になるようリール９の繰り出し量が制御される。よって、従来のフィルム搬送装置１００のように、リール９の繰り出し量をＯＮ／ＯＦＦ制御しないため、機械的な応答遅れによる張力不足を緩和することができる。

ダンサーロール１２は中空構造であり、搬送ロール装置７と打ち抜き貼り付け装置３との間には、搬送ロール装置７による機能性フィルム２の引き出し中にフィルムにかかる張力を一定に保つ微少張力負荷装置１５が設けられているため、定位置制御の機械的な応答遅れによる張力不足を補うことができ、これにより機能性フィルム２の変形を防止しつつ搬送することができる。

微少張力負荷装置１８は、エアシリンダ２３と、そのエアシリンダの先端に設けられ機能性フィルム２を押圧する押圧部２４とからなり、その押圧部２４がエアーベアリング２３による無摩擦機器で形成されているため、エアシリンダ２３と押圧部２４との摩擦抵抗によるロスを低減でき、応答遅れによる張力不足を正確に補うことができる。

このように、本発明のフィルム搬送装置１によれば、キャリアテープ４への機能性フィルム２の連続貼り合わせ加工に関して、機能性フィルム２の使用効率が向上するうえ、搬送トラブルによるフィルム搬送装置１の稼動率の低下を回避できる。フィルム搬送装置１は主に、連続加工を行う帯状ＴＡＢテープに、同じく帯状の機能性材料（接着材フィルム）を加熱貼り合わせ加工する装置に適する。

なお、本実施の形態における微少張力負荷装置１８は、ダンサーロール１２の定位置制御の応答性による問題を回避するための施策であって、例えば機能性フィルム２の繰り出しを高頻度・高速なサーボモーターに拠れば不要となる可能性もある。

１ フィルム搬送装置
２ 機能性フィルム
３ 打ち抜き貼り付け装置
４ キャリアテープ
１５ 搬送用ロール
１６ グリップ用ロール
１９ フィルム片

Claims (5)

1. 基材両面に接着層が形成された機能性フィルムを打ち抜き貼り付け装置に順次搬送し、その打ち抜き貼り付け装置で前記機能性フィルムを所定形状に打ち抜くと共に、前記打ち抜き貼り付け装置に別途搬送されたキャリアテープ上にその打ち抜いたフィルム片を貼り付けるフィルム搬送装置において、前記打ち抜き貼り付け装置の下流側に打ち抜き後の機能性フィルムを所定の位置に搬送位置決めすると共に、引き出す主動側の搬送用ロールと従動側のグリップ用ロールからなる搬送ロール装置を設け、その搬送用ロールの表面に凹凸が施された非粘着処理面を有することを特徴とするフィルム搬送装置。
2. セラミックと樹脂の複合コーティングにより前記搬送用ロールの非粘着処理面が形成される請求項１記載のフィルム搬送装置。
3. 前記機能性フィルムは、リールから繰り出され、ダンサーロールで引き出し量が調整されて、打ち抜き貼り付け装置に搬送されると共に、その下流側の搬送ロール装置で所定位置に位置決めされ搬送されて引き出され、前記ダンサーロールの位置を常時超音波センサーで検出し、そのダンサーロールの位置が常時一定になるよう前記リールの繰り出し量が制御される請求項１又は２記載のフィルム搬送装置。
4. 前記ダンサーロールは中空構造であり、前記搬送ロール装置と前記打ち抜き貼り付け装置との間には、前記搬送ロール装置による機能性フィルムの引き出し中にフィルムにかかる張力を一定に保つ微少張力負荷装置が設けられている請求項１〜３いずれかに記載のフィルム搬送装置。
5. 前記微少張力負荷装置は、エアシリンダと、そのエアシリンダの先端に設けられ前記機能性フィルムを押圧する押圧部とからなり、その押圧部がエアーベアリングによる無摩擦機器で形成される請求項４記載のフィルム搬送装置。

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