JP2013139108A

JP2013139108A - フィルム貼合装置

Info

Publication number: JP2013139108A
Application number: JP2012000134A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hayashida; 学林田
Original assignee: Yodogawa Hu Tech Co Ltd
Current assignee: Yodogawa Hu Tech Co Ltd
Priority date: 2012-01-04
Filing date: 2012-01-04
Publication date: 2013-07-18
Also published as: KR20130080417A; CN103192557A

Abstract

【課題】フィルムどうしを連続的に貼り合わせる貼合装置を提供する。
【解決手段】第１フィルムシート10を搬送する第１搬送部30と、第２フィルムシート20を搬送する第２搬送部90と、第１フィルムシートからセパレータ11を残して第１フィルム15だけを所定の大きさと形状にハーフカットするハーフカット処理部40と、ハーフカットされた第１フィルムシートのセパレータをブレード51によって反転して、第１フィルムを剥離する剥離部50と、剥離した第１フィルムを吸着固定する吸着体68を有する貼合台63、及び貼合台を支持し、剥離部と、第１フィルムと第２フィルムの貼合わせ位置との間を往復移行する移送台71を具え、第１フィルムが第２フィルムに正対するように貼合台を案内する移送機構７と、貼合わせ位置にて、貼合台に吸着固定された第１フィルムに対して、保持した第２フィルムを接近又は離反させる貼合ステーション80と、を具える。
【選択図】図１

Description

本発明は、２枚のフィルムを貼り合わせる装置に関する。

ディスプレイパネル、光学機器レンズ等の表面には、液晶フィルム、偏光フィルム、位相差フィルム、輝度向上フィルム、電磁波シールドフィルム等、複数枚のフィルムが多層に貼り合わされて構成した光学シートが配備されている。薄い２枚のフィルムどうしを貼り合わせるには、夫々のフィルムの位置を正しく位置決めし、皺が生じないように、気泡の入り込みを防ぎながら重ねねばならない。

製品の形状に合わせて予め所定サイズに裁断された２枚のフィルムを貼り合わせる装置が、特許文献１及び特許文献２に提案されている。

特許文献１及び特許文献２によれば、接着剤層が露出した状態で第１フィルムをテーブルに吸着固定し、別のテーブルに吸着固定した第２フィルムを第１フィルムに正対させ、接着始端から接着終端へ向けて第１フィルムを第２フィルムにローラで押圧することにより、２枚のフィルムどうしを接着するものである。

特開２００９−２８０３３８号公報特開２００９−４０６１７号公報

従来のこれら装置は、貼り合わせるべき夫々のフィルムを、予め１枚ずつ所定のサイズに切断して枚葉紙の形態でストックしており、貼合わせ時に各ストックからフィルムを１枚ずつ取り出して、それをテーブル上へ載置している。
ストックされる切断フィルムは表面損傷の防止、接着等のために表面にセパレータを添設したままであるので、貼合時に各テーブルにフィルムを載置してからセパレータを剥がす工程が必要となる。
従って、作業が煩雑になり、貼合処理に時間がかかる一因となっている。

更なる問題は、フィルムは縁がカールしやすいから、フィルムサイズが大きくなるとカール傾向は益々強くなることである。そのためサイズの大きなフィルムの貼り合わせには困難があった。そこでフィルムは専らガラス板などの剛体基板を対象にして貼着しており、フィルム対フィルムの貼り合わせに伴う課題は、十分には解決されていない。

本発明は、貼り合わせるべき２枚のフィルム材は、夫々が所望サイズに切断されるまでは、通常は長尺のセパレータシートに帯状態のフィルムを貼着しロールの形態で供給されることに着目し、貼り合わせるべき一方の第２フィルムは切断せず、セパレータ表面上に連続して帯状態のまま搬送し、この帯状態の第２フィルム上へ、所定の大きさと形状に切断された第１フィルムを重ねて貼合わせ工程を実行するものである。

本発明の目的は、フィルムどうしの貼り合わせのための位置合わせが容易であり、大きなサイズのフィルムどうしであっても、容易に貼り合わせ処理ができる装置を提供することである。

本発明に係る貼合装置は、
フィルムどうしを貼り合わせる貼合装置において、
長尺第１フィルムの一方の表面にセパレータが添設された帯状の第１フィルムシートを搬送する第１搬送部と、
長尺第２フィルムの一方の表面にセパレータが添設された帯状の第２フィルムシートを搬送する第２搬送部と、
第１フィルムシートからセパレータを残して第１フィルムだけを所定の大きさと形状にハーフカットするハーフカット処理部と、
ハーフカットされた第１フィルムシートのセパレータをブレードによって反転して、第１フィルムをセパレータから剥離する剥離部と、
剥離した第１フィルムを吸着固定する吸着体を有する貼合台、及び該貼合台を支持し、前記剥離部と、第１フィルムと第２フィルムの貼合わせ位置との間を往復移行する移送台を具え、前記貼合台に吸着固定された第１フィルムが第２フィルムに正対するように前記貼合台を案内する移送機構と、
第２フィルムシートを保持しつつ上下動する昇降台を具え、前記貼合わせ位置にて、前記貼合台に吸着固定された第１フィルムに対して、保持した第２フィルムシートを接近又は離反させる貼合ステーションと、
を具える。

本発明の貼合装置によれば、第１フィルムシートは、ハーフカット処理部でハーフカット処理が施され、セパレータを切断することなく第１フィルムだけ所定の大きさに切断された後、剥離部によってセパレータから剥離されながら貼合台に吸着固定される。
第２フィルムシートは、第２フィルムをセパレータに添着して連続した長尺帯体となって、切断されることなく貼合ステーションに供給され、保持される。

移送機構は、貼合台に吸着固定した第１フィルムを、貼合ステーションに保持された第２フィルムシート上の長尺な第２フィルムに正対させることができる。
貼合ステーションは、第２フィルムを第１フィルムに接近させ、貼合台との間で第１フィルムと第２フィルムは貼合される。

このように、貼合対象である第２フィルムは、連続して繋がった長尺帯の形態で貼り合わせが行われ、従来の如く１枚ずつ所定の大きさに切断して貼合ステーションに１枚ずつ保持される必要はない。そして、第１フィルムは、表面を覆うセパレータに添設されたままハーフカットの状態で切断がされても、剥離部によってセパレータから剥離されながら貼合台に吸着固定されるので、貼合台に吸着固定してからセパレータを剥がす必要はない。
従って、移送機構が剥離部と貼合ステーションの間を往復移動することにより、第１フィルムを剥離部から貼合ステーションの第２フィルムに連続的に供給でき、第１フィルムと第２フィルムを連続的に貼合できる。

第２フィルムも長尺帯の形態で、第１フィルムと貼り合わせが行われ、セパレータは搬送帯として機能し、作業が簡易化されるので、貼合処理時間を大幅に短縮できる。

図１は、本発明の一実施形態であるフィルム貼合装置の全体斜視図である。図２(ａ)は、第１フィルムシートの構成の一例を示し、図２(ｂ)は、第２フィルムの構成の一例を示す断面図である。図３(ａ)乃至図３(ｈ)は、第１フィルムシートをハーフカットするに至る過程を示すハーフカット処理部を示す説明図である。図４(ａ)乃至図４(ｅ)は、第１フィルムシートから第１フィルムを剥離して貼合台へ載置するに至る過程を示す剥離部及び貼合台を示す説明図である。図５は、移送機構の平面図である。図６(ａ)乃至図６(ｆ)は、第１フィルムを第２フィルムに貼合するに至る過程を示す貼合台及び貼合ステーションを示す説明図である。図７(ａ)は、フィルム製品シートの正面図であり、図７(ｂ)は、フィルム製品シートの平面図である。

以下、本発明の実施の形態につき、図面に沿って具体的に説明する。

本発明が貼り合わせする第１フィルムは光学フィルムであり、第２フィルムは偏光フィルムであり、これらはセパレータに添着された長尺な帯状であって、ロールの形態で供給される。
なお、第１フィルム及び第２フィルムは、その他の種類のフィルムを適用することは勿論可能である。

両フィルムには、表面損傷の防止等のためにセパレータや保護フィルム、フィルムどうしを接着するために接着剤層等が添設されている。ここで、セパレータは、目的のフィルムを支持する搬送帯として機能する。

以下、長尺フィルムにセパレータや接着剤層が添設された供給時の形態のものをフィルムシートという。

第１フィルムシート(10)は、図２(ａ)に示すように、第１フィルム(15)の一方の面にセパレータ(11)が静電気により接着している。
第１フィルム(15)の他方の面には、必要に応じて保護フィルム(17)が添設されている。保護フィルム(17)は静電気により第１フィルム(15)に接着している。

第２フィルムシート(20)は、図２(ｂ)に示すように、第２フィルム(25)の一方の面にセパレータ(21)が添設されている。
第２フィルム(25)の他方の面には、予め接着剤層(26)が塗布されており、接着剤層(26)の外面は、必要に応じて保護フィルム(27)で剥離可能に覆われている。

本実施形態のフィルム貼合装置(１)は、図１に示す如く、第１フィルムシートロール(18)から第１フィルムシート(10)を引き出し、これをハーフカット処理部(40)において、セパレータ(11)はそのまま帯形態で残し、第１フィルム(15)だけに所定の大きさと形状に切断線を施して、次の剥離部(50)において、第１フィルム(15)をセパレータ(11)から分離し、これを一旦貼合台(63)上に支承し、第１フィルム(15)の向きを制御して第２フィルム(25)の位置へ搬送する。
一方、第２フィルムシートロール(28)から引き出した長尺帯状の第２フィルムシート(20)の第２フィルム(25)面上へ、前記第１フィルム(15)を順次貼り付け、連続した帯状の第２フィルムシート(20)上に所定の大きさと形状に切断された第１フィルム(15)を隣接して次々と配置したフィルム製品シート(２)を得るものである。

図１に示すように、フィルム貼合装置(１)は、第１フィルムシート(10)をハーフカット及び剥離する第１フィルムシート処理機構(３)と、切断した第１フィルム(15)を受け渡し、第２フィルム(25)に正対させる移送機構(７)と、第２フィルムシート(20)を搬送し、第１フィルム(15)と貼合したフィルム製品シート(２)を回収する第２フィルムシート処理機構(５)とから構成される。
なお、フィルム貼合装置(１)は、各機構(３)(５)(７)における駆動機構を総括的に制御する制御部を具えている。具体的な制御については、後述する各機構(３)(５)(７)における動作説明で詳述する。

以下、フィルム貼合装置(１)について、第１フィルムシート処理機構(３)、移送機構(７)、第２フィルムシート処理機構(５)の順に説明する。

[第１フィルムシート処理機構(３)]
第１フィルムシート処理機構(３)は、図１に示すように、第１フィルムシート(10)を長尺帯の形態で搬送する第１搬送部(30)、第１フィルムシート(10)を所定の厚さ方向に切断するハーフカット処理部(40)、及び第１フィルムシート(10)から目的の第１フィルム(15)を剥離する剥離部(50)を含む。
なお、本実施形態では、第１フィルムシート(10)は、ハーフカット処理部(40)に送られるまでの間に、第１フィルム(15)から保護フィルム(17)が予め剥がされているものとして説明するが、保護フィルム(17)が添設されたまま第１フィルムシート(10)をハーフカット及び剥離してもよい。

[第１搬送部(30)]
第１搬送部(30)は、第１フィルムシート(10)をロール状態にした第１フィルムシートロール(18)を帯状の形態で搬送する第１フィルムシート搬送ローラ(31)と、剥離部(50)において目的の第１フィルム(15)が剥離されたセパレータ(11)をロール状態に巻取り回収するセパレータ回収ローラ(33)とを具えている。

第１フィルムシート搬送ローラ(31)及びセパレータ回収ローラ(33)はモータ等により搬送方向及びその逆方向に回転駆動される駆動ローラである。
第１フィルムシート搬送ローラ(31)と剥離部(50)との間には、ガイドローラ及びダンシングローラ(35)が配備されて、第１フィルムシート(10)の供給動作を適切な張力で機能するように構成されている。

[ハーフカット処理部(40)]
第１フィルムシートロール(18)から帯状の形態で送り出された第１フィルムシート(10)は、ハーフカット処理部(40)に送られる。

ハーフカット処理部(40)は、図１及び図３に示すように(但し、図３は、ハーフカット処理部(40)における第１フィルムシート(10)の裏面図であって、第１フィルム(15)の下方から見上げている)、第１フィルムシート(10)をセパレータ(11)側(即ち上側)から吸着固定する支持台(48)と、支持台(48)を第１フィルムシート(10)の幅方向に跨り、第１フィルムシート(10)の長さ方向に往復移動可能な架台(46)と、架台(46)上を往復して第１フィルムシート(10)の幅方向に移動可能であり、第１フィルムシート(10)を下側からセパレータ(11)側へ向けて所定の厚みにレーザ切断する(以下、適宜「ハーフカットする」という)第１レーザ機器(41)及び第２レーザ機器(42)(図３参照)を具える。

支持台(48)が第１フィルムシート(10)に対向する側には吸気チャンバ(図示せず)が設けてあり、吸気チャンバの内部は通路を介して真空源(図示せず)に連通している。通路の中途部に設けた制御弁(図示せず)を切換えることによって、吸気チャンバの内部に負圧を作用させて、支持台(48)の下面に吸引力を生じさせ、第１フィルムシート(10)を吸着させたり、吸気チャンバの内部を大気圧に戻して、支持台(48)の下面から第１フィルムシート(10)を外したりする。

架台(46)及びレーザ機器(41)(42)は、ハーフカットされるフィルムの形状及び大きさに応じて所定の距離を移動可能であって、フィルムを長方形状、台形状、三角形状等任意の形状にハーフカットする。

レーザ機器(41)(42)は、レーザ光を用いて、第１フィルムシート(10)のセパレータ(11)のみを残して第１フィルム(15)を切断(ハーフカット)するものである。ハーフカット装置は公知であるから詳しくは説明しないが、レーザ機器(41)(42)はセンサ(図示せず)によって表面の凹凸をリアルタイムに検知し、第１フィルムシート(10)の厚み方向の補正を行いながら、一定の厚み即ち第１フィルム(15)の厚みで第１フィルムシート(10)をハーフカットする。
なお、第１フィルム(15)から保護フィルム(17)が剥がされていない場合、レーザ機器(41)(42)は第１フィルム(15)及び保護フィルム(17)の厚みで第１フィルムシート(10)をハーフカットする。

図３に従って、第１フィルムシート(10)を直方形にハーフカットする操作を説明する。

先ず、第１搬送部(30)の搬送駆動が一時停止し、第１フィルムシート(10)の搬送方向の移動が止まる。そして、支持台(48)の吸着チャンバに吸引作用が生じて、下方に位置する第１フィルムシート(10)を吸着固定する。
このとき、架台(46)は第１フィルムシート(10)の搬送方向の往復範囲の下流側に位置し、レーザ機器(41)(42)は架台(46)の一端に寄せられている。
勿論、架台(46)が往復範囲の上流側に位置してもよい。

ハーフカットを開始するにあたり、図３(ａ)に示すように、第２レーザ機器(42)が第１フィルムシート(10)のハーフカットを開始する予定位置に到達するまで架台(46)上を移動する。
第２レーザ機器(42)がハーフカット開始予定位置に来ると、レーザ照射してハーフカットを開始する。

図３(ｂ)に示すように、第２レーザ機器(42)は、予め定めた長さだけ架台(46)上を移動しながらレーザ照射して第１フィルムシート(10)を幅方向にハーフカットする。このようにして、１枚目のハーフカットフィルムの始端辺となるハーフカット線(19)が第１フィルムシート(10)上に幅方向に形成される。

続いて、第１レーザ機器(41)が、図３(ｃ)に示すように、第２レーザ機器(42)によって既に形成されたハーフカット線(19)の開始位置に到達するように架台(46)上を移動する。

第１レーザ機器(41)がハーフカット開始位置に来ると、第１レーザ機器(41)及び第２レーザ機器(42)がレーザ照射してハーフカットを開始し、図３(ｄ)に示すように、架台(46)が予め定めた長さだけ第１フィルムシート(10)の搬送方向上流側に向けて移動しながら、第１フィルムシート(10)を長さ方向にハーフカットする。このようにして、１枚目のハーフカットフィルムの長さ方向のハーフカット線(19)(19)が第１フィルムシート(10)上に形成される。

続いて、第１レーザ機器(41)はレーザ照射を中断し、図３(ｅ)に示すように、ハーフカットから外れて架台(46)上を移動し、第１フィルムシート(10)幅方向の外側へ待避する。

図３(ｆ)に示すように、第２レーザ機器(42)が、架台(46)上を移動しながらレーザ照射して第１フィルムシート(10)を幅方向にハーフカットし、１枚目のハーフカットフィルムの終端辺となるハーフカット線(19)が第１フィルムシート(10)上に形成される。
これにより、第１フィルムシート(10)の１枚目のハーフカットが終了する。

第１フィルムシート(10)を連続してハーフカットする場合、第２レーザ機器(42)はレーザ照射を中断し、支持台(48)が吸気チャンバの内部を大気圧に戻して第１フィルムシート(10)の吸着固定を解除し、第１フィルムシート(10)を外す。

その後、図３(ｇ)に示すように、第１搬送部(30)の搬送駆動が再開されて第１フィルムシート(10)が下流側に向けて搬送されると共に、架台(46)も同じ距離だけ搬送方向下流側に移動する。
このとき、ハーフカットされた第１フィルム(15)は、セパレータ(11)が添設されたまま帯形態で搬送される。

そして、第１搬送部(30)の搬送駆動が一時停止するとともに架台(46)の移動も一時停止し、支持台(48)が再度、その下方に位置する第１フィルムシート(10)をセパレータ(11)側から吸着固定する。

その後、図３(ｈ)に示すように、第２レーザ機器(42)が、第１フィルムシート(10)を幅方向に横切るように架台(46)上を移動する。このとき、ハーフカットはされない。
２枚目以降の始端辺となるハーフカット線(19)は、その直前の第１フィルムシート(10)の終端辺となるハーフカット線(19)に一致する。従って、終端辺となるハーフカット線(19)の両端が、第２レーザ機器(42)及び第１レーザ機器(41)のハーフカット開始位置と重なるように、架台(46)及びレーザ機器(41)(42)の位置が微調整される。

これによって、２枚目以降のハーフカットにおいては第１フィルムシート(10)の幅方向のハーフカットが１回分省略され、しかも１枚目と２枚目はハーフカット線(19)を介して隣り合って接しているから、第１フィルム(15)を長さ方向に連続して無駄なく使用することができる。
特に、機能性を有するフィルムは高価であるため、フィルム製品シート(２)の製造コストを削減できる効果がある。

[剥離部(50)]
第１フィルムシート搬送ローラ(31)からの搬送経路上において、ハーフカット処理部(40)の下流側には、図１に示すように、剥離部(50)が配備される。

剥離部(50)は、エアシリンダ等の駆動機構(図示せず)により、図４に示すように上下動可能且つ前後動可能であり、先端が先鋭であるブレード(51)を具えており、このブレード(51)の先端に、ハーフカットされている第１フィルムシート(10)がそのセパレータ(11)をブレード(51)側へ向け略半周して巻いている。
なお、第１フィルムシート(10)を剥離部(50)にて剥離する時期に同期して、剥離部(50)の下方には目的の第１フィルム(15)を載置すべく移送機構(７)の貼合台(63)が待機している。

ブレード(51)は、先端にて第１フィルムシート(10)を急角度で反転させて、セパレータ(11)を第１フィルム(15)から分離させる。第１フィルム(15)は、剛性があるため急角度の反転はできず、セパレータ(11)から剥離されて、下方に待機する貼合台(63)へ降下する。

ブレード(51)の後退移動による第１フィルム(15)の剥離と貼合台(63)への載置について、詳細は[移送機構(７)]の項において説明する。

第１フィルム(15)から剥離されたセパレータ(11)は、セパレータ回収ローラ(33)によって巻取り回収される。

このようにして、第１フィルムシート処理機構(３)では、第１フィルムシート搬送ローラ(31)によって上流側から第１フィルムシート(10)を帯状の形態で供給し、ハーフカット処理部(40)において第１フィルムシート(10)を所定の大きさ及び形状にハーフカットし、剥離部(50)においてセパレータ(11)から目的の第１フィルム(15)を剥離して貼合台(63)に送り出し、セパレータ(11)をセパレータ回収ローラ(33)によって巻取り回収する。なお、セパレータ(11)をセパレータ回収ローラ(33)でロール状に巻き取る代わりに、セパレータ(11)を短く裁断してもよい。
第１フィルム(15)から保護フィルム(17)が剥がされていない場合、目的の第１フィルム(15)は保護フィルム(17)と共に貼合台(63)に送り出され得る。

[移送機構(７)]
移送機構(７)は、図１に示すように、第１フィルムシート処理機構(３)の剥離部(50)と第２フィルムシート処理機構(５)の貼合ステーション(80)の間で往復可能に配置されており、目的の大きさ及び形状に切断された第１フィルム(15)を吸着して支承し受渡しする貼合台(63)と、貼合台(63)を剥離部(50)と貼合ステーション(80)間で移行案内する移送台(71)を含む。

貼合台(63)は、図１及び図５に示すように、移送台(71)に支持されている。

貼合台(63)の内部には、図４乃至図６に示すように、ブレード(51)の先端及び第１フィルムシート(10)の側縁部を検出する位置検出センサ(62)(64)、第１フィルム(15)を吸着固定する吸着体(68)、第１フィルム(15)を第２フィルム(25)に押し付けながら移動する硬質ゴム製の接着ローラ(67)が配備される。

剥離部(50)において、貼合台(63)上に、第１フィルム(15)がブレード(51)で剥離されつつ乗り移り、載置される。
第１フィルム(15)は、第１フィルムシートロール(18)としてロール状態で保管されていたから、貼合台(63)上に載置すると、その長さ方向の両側縁部はロールされていた方向にカールする虞があるので、第１フィルム(15)は貼合台(63)上にて平面状に吸着固定し、カールを防ぐことが必要である。

図５に示すように、貼合台(63)の上面は開口しており、この開口部分には通気性のある平板なメッシュスクリーン(61)が張設されている。
メッシュスクリーン(61)は、貼合台(63)の開口部分の四隅に所定の張力を付与した状態で張設されている。第１フィルム(15)をメッシュスクリーン(61)に載置すると、メッシュスクリーン(61)が第１フィルム(15)の重みで撓み変形することがある。この撓み変形を防止するために、メッシュスクリーン(61)の両端に亘って延びる５本の吸着体(68)がメッシュスクリーン(61)を下方から支持している。
吸着体(68)の数は複数であることが望ましいが、その数は特に限定されない。

各吸着体(68)はエアシリンダ(66)によって昇降自在に支持され、図４及び図６に示すように、メッシュスクリーン(61)の撓み変形を防止するために上昇した支持位置と、下降して接着ローラ(67)の水平移行軌跡の外側である退避位置との間を往復変位する。
この往復変位は、吸着体(68)毎に個別に実行される。

吸着体(68)は、図５に示す如く、メッシュスクリーン(61)に接する上面に一定間隔で配置される５個の吸着具(69)を有する。吸着具(69)は、図４及び図６に示すように、真空源(65)に制御弁(図示せず)等を介して接続されており、吸着具(69)の内部に負圧を作用させて、メッシュスクリーン(61)の上面に第１フィルム(15)を吸着させたり、吸着具(69)の内部を大気圧に戻して、メッシュスクリーン(61)の上面に吸着していた第１フィルム(15)を外したりする。

ここで、剥離部(50)において、ハーフカットされた第１フィルムシート(10)から第１フィルム(15)を剥離して、貼合台(63)のメッシュスクリーン(61)上に載置する操作について、詳細に説明する。

剥離時には、図４(ａ)に示すように、貼合台(63)が剥離部(50)のブレード(51)の下方に待機している。ブレード(51)は、ハーフカットされた第１フィルムシート(10)を巻き付け、貼合台(63)上のメッシュスクリーン(61)から一定距離の高さＬをおいて対向している。

貼合台(63)の内部では、予め定めた大きさの第１フィルムシート(10)の始端辺及び終端辺であるハーフカット線(19)(19)が確認されるべき位置に、位置検出センサ(62)(64)が夫々配備される。
そして、ブレード(51)の先端に１枚目の始端辺のハーフカット線(19)が現れるように、第１搬送部(30)が搬送駆動して第１フィルムシート(10)の位置を調整する。
位置検出センサ(62)がブレード(51)の先端に第１フィルムシート(10)の始端辺のハーフカット線(19)が現れたことを確認すると、第１搬送部(30)の搬送駆動を停止させる。

搬送駆動の停止後、図４(ｂ)に示すように、ブレード(51)は、巻きついた第１フィルムシート(10)と共に、第１フィルムシート(10)がメッシュスクリーン(61)に接するまで下降する。

このとき、搬送方向下流側の吸着体(68)は上昇して、メッシュスクリーン(61)を下方から支持しており、且つ負圧作用により吸着具(69)からメッシュスクリーン(61)を介して第１フィルム(15)を吸着可能な状態にある。
そのため、ブレード(51)を半周巻いた第１フィルムシート(10)は、メッシュスクリーン(61)に接すると、メッシュスクリーン(61)を下方から支持する搬送方向下流側の吸着体(68)によってメッシュスクリーン(61)上に吸い付けられる。

その後、図４(ｃ)に示すように、セパレータ回収ローラ(33)を回転させながら、ブレード(51)は同期して搬送方向上流側に後退移動を始める。このとき、吸着体(68)もブレード(51)の後退移動に同期して、下降していた吸着体(68)がメッシュスクリーン(61)を下方から支持するように上昇し、吸着具(69)によってメッシュスクリーン(61)を介して第１フィルムシート(10)を吸引する。
勿論、吸着体(68)は初めから上昇していてメッシュスクリーン(61)を下方から支持し、ブレード(51)の後退移動に同期して吸着具(69)が順次吸引し始めてもよい。

ブレード(51)の搬送方向上流側への後退移動に伴い、第１フィルムシート(10)は、第１フィルム(15)が吸着体(68)によってメッシュスクリーン(61)上に吸い付けられたまま残存し、セパレータ(11)は第１フィルム(15)から離れて引き出され、セパレータ回収ローラ(33)によって回収される。

図４(ｄ)に示すように、搬送方向上流側の位置検出センサ(64)がブレード(51)の先端に第１フィルムシート(10)の１枚目の終端辺(２枚目の始端辺)のハーフカット線(19)が現れたことを確認すると、ブレード(51)の後退移動及びセパレータ回収ローラ(33)の搬送駆動が停止する。

その後、図４(ｅ)に示すように、ブレード(51)が高さＬだけ上昇する。搬送方向上流側の吸着体(68)は、吸着具(69)によってメッシュスクリーン(61)を介して第１フィルムシート(10)を吸引しているので、終端辺のハーフカット線(19)で第１フィルム(15)はセパレータ(11)から離れて、メッシュスクリーン(61)上に載置される。

このようにして、ハーフカットされた第１フィルムシート(10)から目的の第１フィルム(15)が剥離されて、貼合台(63)のメッシュスクリーン(61)上に載置される。
そして、吸着体(68)が吸着具(69)によってメッシュスクリーン(61)を介して第１フィルム(15)を吸着固定しているので、第１フィルム(15)は長さ方向の両端がロールされていた方向にカールする虞はない。

ハーフカットされた第１フィルムシート(10)から２枚目以降の第１フィルム(15)を剥離しメッシュスクリーン(61)上に載置する場合、図４(ａ)の工程に戻り、上記操作が繰り返される。

移送機構(７)は更に、図１に示すように、剥離部(50)と貼合ステーション(80)の間をモータ(図示せず)等の操作機構によって往復移動可能な移送台(71)を具えている。
移送台(71)は、図１及び図５に示すように、上側に貼合台(63)を支持しており、モータ(図示せず)等の操作機構によって上面の略中心を通る回転軸(79)周りに貼合台(63)を旋回させることができる。

移送台(71)は、剥離部(50)と貼合ステーション(80)の間に敷かれたガイドレール(75)上を、車輪(73)の転動によって高速(５００ｍｍ／秒)で走行する。

前述のように切断、載置された目的の第１フィルム(15)を第２フィルムシート処理機構(５)に渡すべく、貼合台(63)は、メッシュスクリーン(61)上に第１フィルム(15)を吸着固定したまま、移送台(71)に支持されて、剥離部(50)と貼合ステーション(80)の間を移行すると共に、移行途中、又は移行前後の適時に、貼合台(63)は、例えば０．００２度の高精度の単位で、任意の角度に旋回制御され、第２フィルム(25)に対して第１フィルム(15)の位置合わせのための向きが制御される。

移送台(71)は、第１フィルムシート(10)の搬送方向に載置された第１フィルム(15)を第２フィルムシート(20)の搬送方向と直角の向きで第２フィルム(25)と貼り合わせるべく、移行途中、又は移行前後の適時に、貼合台(63)を９０度旋回させることもできる。

[第２フィルムシート処理機構(５)]
第２フィルムシート処理機構(５)は、図１に示すように、第２フィルムシート(20)を長尺帯の形態で搬送する第２搬送部(90)、第２フィルムシート(20)を第１フィルム(15)と対向させるべく第２フィルムシート(20)を吸着固定して昇降する貼合ステーション(80)を含む。
なお、第２フィルムシート(20)は、貼合ステーション(80)に送られるまでの間に、保護フィルム(27)が予め剥がされている。

[第２搬送部(90)]
第２搬送部(90)は、第２フィルムシート(20)をロール状態にした第２フィルムシートロール(28)を帯状の形態で搬送する第２フィルムシート搬送ローラ(91)と、フィルム製品シート(２)をロール状態に巻取り回収する製品シート回収ローラ(93)を具えている。

第２フィルムシート搬送ローラ(91)及び製品シート回収ローラ(93)はモータ等により搬送方向及びその逆方向に回転駆動される駆動ローラである。
第２フィルムシート搬送ローラ(91)と製品シート回収ローラ(93)の間には、ガイドローラ及びダンシングローラ(95)が配備されて、第２フィルムシート(20)の供給動作を適切な張力で機能するように構成されている。

[貼合ステーション(80)]
第２フィルムシート搬送ローラ(91)の下流側に、貼合ステーション(80)が配備される。

貼合ステーション(80)は、図１に示すように、移送機構(７)の移行路の上方に配置され、図７に示すように、第２フィルムシート(20)をセパレータ(21)側から吸着固定する昇降台(81)を有している。昇降台(81)は、エアシリンダ等によって昇降自在に支持される。
第２フィルムシート(20)は昇降台(81)の直下を通過するように搬送されている。

図６に示すように、昇降台(81)が第２フィルムシート(20)に対向する側には吸気チャンバ(85)が設けてあり、吸気チャンバ(85)の内部は真空源(86)に連通している。真空源(86)への通路の中途に設けた制御弁(図示せず)を切換えることによって、吸気チャンバ(85)の内部に負圧を作用させて、昇降台(81)の下面に第２フィルムシート(20)のセパレータ(21)側の吸着、及び吸気チャンバ(85)の内部を大気圧に戻して、昇降台(81)の下面から第２フィルムシート(20)の外しをする。

昇降台(81)は更に、図６及び図７に示すように、下方に位置する第２フィルム(25)の幅方向の両側縁部を光学的に検出すべく移動可能なＣＣＤカメラ(87)(88)(89)が三隅に配備されている。
なお、このようなＣＣＤカメラ(87)(88)(89)は貼合台(63)に配備されてもよい。

図１及び図６に従って、第１フィルム(15)を第２フィルムシート(20)上の第２フィルム(25)に貼り合わせる操作を説明する。

貼り合わせ前の貼合ステーション(80)では、図６(ａ)に示すように、昇降台(81)は上昇位置にあり、吸気チャンバ(85)の下方には、第２シート(20)が第２フィルム(25)を下向きに露出して間欠的に搬送され、待機している。昇降台(81)の下方には移送台(71)がガイドレール(75)上を移動して貼合ステーション(80)に運ばれ、貼合台(63)が昇降台(81)に対向し、そのメッシュスクリーン(61)上には所定の大きさと形状の第１フィルム(15)が吸着固定されている。

貼合台(63)の内部にはメッシュスクリーン(61)の下方に前述のように接着ローラ(67)が配備されており、接着ローラ(67)は、第２フィルム(25)の搬送方向に往復移行可能であり、且つメッシュスクリーン(61)を押し上げるべく昇降可能である。
貼合前、接着ローラ(67)は第２フィルムシート(20)の搬送方向上流側に位置している。
勿論、接着ローラ(67)が第２フィルムシート(20)の搬送方向下流側に位置してもよい。

貼合開始時(図６(ａ))、第１フィルム(15)の端縁に対応する第２フィルムシート(20)の部分が昇降台(81)の下方に位置している。

そして、昇降台(81)が、吸気チャンバ(85)の内部に負圧を作用させて、第２フィルムシート(20)をセパレータ(21)側から吸着固定する。

第２フィルムシート(20)の吸着固定後、図６(ｂ)に示すように、昇降台(81)は、吸着固定した第２フィルムシート(20)と共に貼合台(63)へ向けて下降し、第２フィルム(25)に塗布された接着剤層(26)と第１フィルム(15)とが接触せずに対向する僅かな隙間をおいて貼合台(63)と対向する。隙間の大きさはフィルム(15)(25)の厚さや弾性率に基づいて適宜選択される。
昇降台(81)の下降に伴い、第２フィルムシート(20)が過度に引っ張られることのないように、第２搬送部(90)は制御されて適宜回転する。

昇降台(81)が貼合台(63)に隙間をおいて対向すると、昇降台(81)内部のＣＣＤカメラ(87)(88)(89)は、第２フィルムシート(20)の長さ方向及び幅方向に昇降台(81)内を移動して、貼合台(63)に吸着固定された第１フィルム(15)と、昇降台(81)に吸着固定された第２フィルム(25)との位置ずれを検知する。
検知した位置ずれに応じて、両フィルム(15)(25)を高精度に位置合わせすべく、移送台(71)は貼合台(63)の旋回角度及び位置を微調整する。

具体的には、第２フィルムシート(20)は、図７(ａ)(ｂ)に示すように、ナーリング加工された透明な素材のセパレータ(21)上に第２フィルム(25)が添設されており、第２フィルム(25)の幅方向の長さはセパレータ(21)の幅方向の長さよりも狭くなっている。
従って、昇降台(81)内部のＣＣＤカメラ(87)(88)(89)は、第２フィルム(25)の幅方向の両側縁部を認識できるので、切断された第１フィルム(15)の幅方向の両側縁部が、長尺帯の形態で搬送される第２フィルム(25)の幅方向の両側縁部内に収まるように、移送台(71)は貼合台(63)の旋回角度及び位置を微調整する。

なお、第２フィルム(25)は搬送方向に連続して延在しているので、第１フィルム(15)の幅方向の両側縁部が第２フィルム(25)の幅方向の両側縁部内に収まる限り、第２フィルム(25)の長さ方向における第１フィルム(15)の位置合わせは必要ない。

このように移送台(71)が貼合台(63)の旋回角度及び位置を微調整することによって、第１フィルム(15)と第２フィルム(25)を位置ずれのない状態で正対させることができる。

第１フィルム(15)と第２フィルム(25)が僅かな隙間をおいて上下方向に正対した状態で、図６(ｃ)に示すように、第２フィルムシート(20)の搬送方向の最上流側の吸着体(68a)が、吸引を解除し、接着ローラ(67)の移行軌跡の外側である退避位置に下降する。これと同期して、接着ローラ(67)が上昇してメッシュスクリーン(61)を介して第１フィルム(15)を第２フィルム(25)に向けて押し上げ、第１フィルム(15)が接着始端にて第２フィルム(25)に押し付けられる。これによって、押し付けられた第１フィルム(15)は接着剤層(26)を介して第２フィルム(25)に押圧接着される。

続いて、図６(ｄ)及び図６(ｅ)に示すように、第２フィルムシート(20)の搬送方向下流側へ向けて吸着体(68b)乃至吸着体(68e)が順次吸引を解除し、支持位置から順に退避位置に下降する。これと同期して、接着ローラ(67)は、第２フィルムシート(20)の搬送方向下流側にある第１フィルム(15)と第２フィルム(25)の接着終端へ向けて、第１フィルム(15)を第２フィルム(25)に押し付けながら移行する。

このように接着ローラ(67)の移行が吸着体(68)の下降と同期することで、接着ローラ(67)の押圧作用と、接着ローラ(67)に最も近い位置の吸着体(68)の吸着解除によって、第１フィルム(15)を搬送方向下流側へ向かって第２フィルム(25)に押圧接着できる。このため、第１フィルム(15)と第２フィルム(25)に塗布された接着剤層(26)とに挟み込まれようとする空気を接着ローラ(67)の移行によって逃がすことができ、フィルム(15)(25)間に気泡を封じ込めることなくフィルム(15)(25)どうしを貼合させて一体化できる。

接着ローラ(67)の移行が接着終端まで達すると、両フィルム(15)(25)は全面の貼合が終了することとなる。
貼合が終了すると、図６(ｆ)に示すように、接着ローラ(67)が下降して、第２フィルムシート(20)の搬送方向下流側に収まる。
そして、昇降台(81)が上昇し、その下面には第１フィルム(15)が貼り合わされた第２フィルムシート(20)が吸着固定されている。

昇降台(81)は、次に吸気チャンバ(85)の内部を大気圧に戻して吸引を解除し、吸気チャンバ(85)の下面から第２フィルムシート(20)を外す。第２搬送部(90)が１ピッチ分を間欠回転することで、位置ずれなく貼合された第１フィルム(15)と第２フィルム(25)は製品シート回収ローラ(93)に、図７(ａ)及び図７(ｂ)に示すロール状のフィルム製品シート(２)として回収される。

第１フィルム(15)を貼り合わせる毎に、第２フィルム(25)は第１フィルム(15)の長さ分間欠的に搬送されて、図６(ａ)の状態に戻る。移送機構(７)は貼合ステーション(80)から剥離部(50)へ向けて移動し、剥離部(50)から送り出される第１フィルム(15)を受け取る準備に入る。
そして、剥離部(50)において貼合台(63)上に新たな第１フィルム(15)が吸着固定されて移送機構(７)は貼合ステーション(80)に運ばれ、図６(ａ)の状態から上記操作が繰り返される。

なお、フィルム(15)(25)どうしの貼合は、接着ローラ(67)を用いずとも、例えば図６(ｂ)の状態で吸着体(68)の内部を大気圧に戻して第１フィルム(15)の吸着固定を解除し、第１フィルム(15)を浮き上がらせて第２フィルム(25)に貼り合わせてもよい。

このようにして第１フィルム(15)と第２フィルム(25)を貼合して得られるフィルム製品シート(２)は、フィルムの巻き癖の影響はなく、気泡の閉じ込みも解消できるから、大寸法のフィルムの貼り合わせも可能となり、図７(ａ)及び図７(ｂ)に示すように、第１フィルム(15)の長さ方向の長さＷを最大１，３００ｍｍ、第１フィルム(15)間の距離Ｄを０．５ｍｍ以下にすることができる。
特に、フィルム(15)間の距離Ｄを小さくできることで、第２フィルム(25)を長さ方向に無駄なく使用することができ、フィルム製品シート(２)の製造コストを削減できる効果がある。

勿論、貼合後のフィルム製品シート(２)をロール状にして回収せずに、フィルム製品シート(２)を枚葉体形状に打ち抜く別工程へそのまま搬送してもよい。

なお、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、第１フィルム(15)と第２フィルム(25)を貼合する上下方向の向きを変えて、それに伴って貼合台(63)や昇降台(81)の向きを変えてもよい。
又、第２フィルムシート(20)を第１搬送部(30)において搬送してハーフカットし、第１フィルムシート(10)を第２搬送部(90)において搬送して、第１フィルム(15)と第２フィルム(25)を貼合してもよい。この場合、第２フィルムシート(20)において、接着剤層(26)はセパレータ(21)と第２フィルム(25)の間に配置され得る。

本発明は、フィルムどうしの貼り合わせのための位置合わせが容易であり、大きなサイズのフィルムどうしであっても、容易に貼り合わせ処理ができる貼合装置として有用である。

(１) フィルム貼合装置
(２) フィルム製品シート
(３) 第１フィルムシート処理機構
(５) 第２フィルムシート処理機構
(７) 移送機構
(10) 第１フィルムシート
(20) 第２フィルムシート
(30) 第１搬送部
(40) ハーフカット処理部
(50) 剥離部
(63) 貼合台
(71) 移送台
(80) 貼合ステーション
(90) 第２搬送部

Claims

フィルムどうしを貼り合わせる貼合装置において、
長尺第１フィルムの一方の表面にセパレータが添設された帯状の第１フィルムシートを搬送する第１搬送部と、
長尺第２フィルムの一方の表面にセパレータが添設された帯状の第２フィルムシートを搬送する第２搬送部と、
第１フィルムシートからセパレータを残して第１フィルムだけを所定の大きさと形状にハーフカットするハーフカット処理部と、
ハーフカットされた第１フィルムシートのセパレータをブレードによって反転して、第１フィルムをセパレータから剥離する剥離部と、
剥離した第１フィルムを吸着固定する吸着体を有する貼合台、及び該貼合台を支持し、前記剥離部と、第１フィルムと第２フィルムの貼合わせ位置との間を往復移行する移送台を具え、前記貼合台に吸着固定された第１フィルムが第２フィルムに正対するように前記貼合台を案内する移送機構と、
第２フィルムシートを保持しつつ上下動する昇降台を具え、前記貼合わせ位置にて、前記貼合台に吸着固定された第１フィルムに対して、保持した第２フィルムシートを接近又は離反させる貼合ステーションと、
を具えることを特徴とする貼合装置。
第１フィルムは、セパレータとは反対側の表面に保護フィルムが添設されており、
前記ハーフカット処理部は、セパレータを残して第１フィルム及び保護フィルムを前記所定の大きさと形状にハーフカットし、
前記剥離部は、ハーフカットした第１フィルム及び保護フィルムをセパレータから剥離し、
前記貼合台は、剥離した第１フィルム及び保護フィルムを吸着固定する吸着体を有する、請求項１に記載の貼合装置。
第１フィルムが吸着固定される前記貼合台の面には、通気性のある平板なメッシュスクリーンが張設されている、請求項１又は請求項２に記載の貼合装置。
前記貼合台の前記吸着体は、第１フィルムの吸着固定を下流端から順次解除し、第１フィルムを浮き上がらせて第２フィルムに接触させる、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の貼合装置。
前記貼合台は、第１フィルムを、隙間を介して正対する第２フィルムに対して、接着始端から接着終端へ向けて押し付けながら移行可能な接着ローラを具える、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の貼合装置。
前記接着ローラが接着始端から接着終端へ向けて移行することに同期して、前記吸着体が前記接着ローラの移行軌跡から退避可能である、請求項５に記載の貼合装置。
前記昇降台と前記貼合台の一方は、前記貼合わせ位置にて正対すべき第１フィルムと第２フィルムのずれを光学的に検知するカメラを具えており、
検知された前記ずれに応じて、前記移送台は第１フィルムと第２フィルムが正対するように前記貼合台を案内する、請求項１乃至請求項６の何れかに記載の貼合装置。
前記ブレードは、上下動及び前後動して、第１フィルムを剥離して前記貼合台へ載置する請求項１乃至請求項７の何れかに記載の貼合装置。
前記移送台は、前記貼合台を支持する面の略中心を通る回転軸周りに前記貼合台を旋回させて、第１フィルムを第２フィルムに正対させる、請求項１乃至請求項８の何れかに記載の貼合装置。
前記ハーフカット処理部は、第１フィルムをレーザ切断するレーザ機器を具える請求項１乃至請求項９の何れかに記載の貼合装置。
前記貼合ステーションは、第２フィルムにセパレータを添設した長尺帯の形態のまま、吸着保持する請求項１乃至請求項１０の何れかに記載の貼合装置。