JP4604139B2 - 細長シート材貼付装置 - Google Patents

Description

本発明は細長シート材貼付装置に係り、台紙上に連続して並列された、１枚の幅が細く長い細長シート材を、円弧状の貼付ヘッド等で吸着して確実に１枚ずつ剥離させて保持し、対象ワークの所定位置に高精度に貼付する細長シート材貼付装置に関する。

従来、連続したシート状の台紙（剥離紙）上に並べて貼付されたラベル、シール（以下、ラベル等）を台紙から剥離して、貼付の対象となる製品等のワークの所定位置に連続して貼付するラベル貼付装置が種々開発されている（特許文献１参照）。たとえば特許文献１に開示された装置は、多数のラベル等が貼付されている台紙からラベル等を剥離する工程において、剥離エッジの先端部前方位置に吸着ブロックを待機させた状態で、台紙を剥離エッジの先端で鋭角に屈曲させるように、台紙の送り方向前方に位置する台紙送りローラによりテンションをかけることで、剥離エッジを通過する際に、台紙上に貼付されたラベルが剥離して前方に移動し、吸着ブロック上に送り出される。

また、ラベル等が複数枚貼付されたシート状の台紙が剥離エッジの先端に位置した時に、吸着ヘッドが剥離エッジ側に近接し、その台紙上のラベル等を吸引しつつ、同期をとって台紙を剥離エッジ部分で屈曲させるように巻き取ることにより、台紙上からラベルを剥離させる装置も開発されている（特許文献２）。この装置では、台紙の送り速度と吸着ヘッドの並進運動との同期調整を図るために、緩衝バネを用いてラベルの剥離、貼付位置でのラベル等の貼付の精度の向上を図っている。
特開平１０−５６１３５号公報参照。 特開平１０−２０３５１８号公報参照。

特許文献１に開示された装置では、ラベル等は剥離エッジのエッジ先端で剥離され、前方に送り出され、吸着ブロックで吸着する機構となっている。ところが、対象となるシート等が、幅の２mm程度で長さが５０mm程度の細長シート材の場合には、通常、図５に示したように、剥離紙（台紙）３が粘着面に貼着された面状のシートの厚み分だけが所定幅で切断され多数の細長シート材２が並列して密に並んだ面状シート１として提供される場合がある。そして、この面状シート１から１本の細長シート材２を剥離し、図６に示したように、被貼着物４の所定位置に精度良く、曲がったりせずに貼付する貼付作業が求められる。この場合、上述したような、従来の剥離エッジを備えた貼付装置を用いた場合、図７に示したように、その幅方向に沿って台紙が剥離エッジ５０に順に送られるが、このとき台紙３が剥離エッジ部分で屈曲されても、台紙３の折り返し時の曲率が細長シート材２の幅より大きいため、細長シート材２を剥離せずに剥離エッジ５０部分を通過したり、細長シート材２が貼付ヘッド（図示せず）等に吸着された場合にも、図６に示したような対象物の所定位置に、精度良く曲がらずに貼付するのが難しい。また、貼付時に皺が生じたり、気泡が混入したりするおそれもある。

そこで、本発明の目的は上述の問題点を解消し、台紙から細長シート材を確実に剥離して保持し、対象物の指定位置に精度良く、きれいに貼付できるようにした細長シート材貼付装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のシート材貼付装置は、複数本の細長シート材が並列貼付された台紙シートから細長シート材を１本ずつ剥離し、貼付対象物の所定位置に貼付する細長シート材貼付装置であって、上方の固定部に剥離動作位置から貼付動作位置まで水平移動可能に吊持された本体部と、前記本体部に対して水平移動可能に支持されたヘッド駆動手段と、前記ヘッド駆動手段に支持点周りに回動可能に支持され、内部に形成された吸引経路に供給される吸引力により、前記細長シート材を１本ずつ吸着可能な吸着面を有する貼付ヘッドと、前記ヘッド駆動手段の一部に装着され、前記細長シート材の先端を前記貼付ヘッドの前記吸着面に保持させるシート先端クランプ手段と、前記本体部の一部に昇降可能に吊持され、剥離される１本の細長シート材以外の部分を押圧して前記台紙シートを台上に保持する押圧手段と、が備えられ、前記押圧手段で前記台紙シートを台上に保持した後、前記シート先端クランプ手段で前記細長シート材の先端を前記貼付ヘッドの前記吸着面に保持した状態で、前記貼付ヘッドを前記支持点周りに回動させて、前記細長シート材を前記台紙シートから剥離して前記吸着面に吸着保持することを特徴とする。

前記貼付ヘッドは、前記支持点を回動中心とする所定半径の円弧扇形状をなし、その下面に吸着面が形成されるようにすることが好ましい。

前記貼付ヘッド内に前記吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔と連通する細孔が前記吸着面に配設することが好ましい。

前記シート先端クランプ手段は、前記細長シート材を剥離する際に、前記ヘッド駆動手段の動作に同期して前記貼付ヘッドの前記吸着面に前記細長シート材の先端を保持するように動作させることが好ましい。

前記吸引経路は、前記細長シート材を貼付する際に、前記細長シート材が前記吸着面から貼付対象物に貼付されるのに同期して部分的に吸引力が解放されるようにすることが好ましい。

以上に述べたように、本発明によれば、面状の台紙シート上に並列して仮貼付された細長シート材を１枚ずつ正確に剥離し、対象物に精度良く、きれいに貼付することができるという効果を奏する。

以下、本発明の細長シート材貼付装置の実施するための最良の形態として、以下の実施例について添付図面を参照して説明する。

図１は細長シート材貼付装置１０の全体構成を示した概略正面図である。同図に示したように、本発明の細長シート材貼付装置１０は、装置全体が昇降可能となるように、図示しない支持レール上をシリンダジャッキ１１によって吊持された状態にある。図１に示した細長シート材貼付装置１０は、図２（ｂ）の側面図に示した状態に対応した位置にある。このとき、細長シート材貼付装置１０の下方のベース５上には、図５に示したような、密に並列して貼付された細長シート材２（以下、細長シート材が並列して貼付された状態を面シート１、細長シート材２が貼付された剥離紙を台紙３と呼ぶ。）が、１本の細長シート材２が台紙３から剥離される際にも、面シート１全体が持ち上がらない程度に堅固に固着されている。

以下、図１に示した細長シート材貼付装置１０の構成について、図２各図の状態図を参照して説明する。細長シート材貼付装置１０（以下、単に貼付装置１０）は、装置全体の高さを調整可能なシリンダジャッキ１１により図示しない支持レールにより支持されている。この支持レールは、貼付装置１０が、図２（ｄ）に示したように、面シート１から剥離した細長シート材２を保持した状態で、隣接位置にある貼着対象物の位置まで図示しない駆動装置によりレールに沿って直線移動できるように堅固な天井等の固定部（図示せず）に設けられている。

また、貼付装置１０本体の下面には、面シート押圧プレート１２が吊りシリンダ１３を介して昇降可能に下方に吊持されている。この面シート押圧プレート１２は、図２（ｂ）に示したように、次に剥離される細長シート材２に重ならない位置まで押圧プレート１２がシリンダ１３の伸長により下降し、面シート１のほぼ全体を押圧し、後述する円弧状の貼付ヘッドによって１枚の細長シート材２が剥離される際に面シート１がめくれるのを防止する役割を果たす。

さらに、貼付装置１０本体には、円弧状の貼付ヘッド２０を支持しつつ、全体が水平矢印方向（図１参照）に往復動するヘッド駆動本体３０がリニアガイド（図示せず）を介して取り付けられている。ヘッド駆動本体３０は、初期位置から図１，図２各図に示したように、側面に取り付けられた貼付ヘッド２０の吸着面２１がベース５上に固定保持された面シート１表面まで鉛直降下できるように図示しない鉛直方向のリニアガイドも有し、図３各図、図４各図に示したように、細長シート材２ａの剥離時および貼付時における貼付ヘッド２０の位置（高さ）合わせ調整可能に昇降制御されている。

貼付ヘッド２０は、図１，図２（ａ）に示したように、ヘッド駆動本体３０の側面に支持ピン２５に支持された円弧扇形の板状をなした削り出しのステンレススチール製マニホールドで構成されている。貼付ヘッド２０の材質としては、ステンレススチールの他特殊鋼、アルミニウム、セラミックス等、平滑表面加工でき、耐摩耗性の優れた材料を適宜採用できる。

貼付ヘッド２０の内部には図２各図に示したように、細長シート材２の幅より、吸引系統としての細い直径の丸細孔２２が、細長シート材２が吸着される範囲の吸着面２１に開口して所定の間隔をあけて列状に穿設されている。本実施例では、複数孔ごとに吸引系統がまとめられ、図示しない真空装置に外部ホース２３を介して接続されている。これらの吸引系統は、後述するように、各系統ごとの吸引動作により、その吸引範囲を適宜制御できるようになっている。なお、マニホールドの吸着面２１に多孔質材料を使用することも可能である。たとえば多孔質樹脂板１等を円弧面に沿って装着することもできる。この多孔質樹脂板としては、高分子量ポリエチレン粉末の焼結多孔質成形体を切削して製造した超高分子量ポリエチレン多孔質フィルム、多孔質セラミックス、多孔質焼結金属等が好適である。

さらに、ヘッド駆動本体３０と同期をとって動作するシート先端クランプ装置４０がヘッド駆動本体３０の端面に装着されている。このシート先端クランプ装置４０の構成および動作について、図１，図３を参照して説明する。シート先端クランプ装置４０は、ヘッド駆動本体３０にアーム４１上端が回動可能に支持される一方、アーム４１下端には細長シート材２のシート先端をクランプするローラ４３を支持するように動作可能なクランプヘッド４２が装着されている。

ここで、本発明の貼付装置１０において、ベース５上に固定保持される面シート１の固定状態について簡単に説明する。ベース上に固定する際に、並列した細長シート材２の端部を１cm程度、台紙３を取り除き、粘着面が下面に露出するようにしたタブＴを設け、このタブＴをベース５の端部から突出させるようにして面シート１をベースに固定保持する。このとき、シート先端クランプ装置４０は、初期状態においては、図１に示したように、円弧状の貼付ヘッド２０からわずかに離れた位置に傾いて位置しているので、細長シート材２を剥離するためには、図３（ａ）に示したように、面シート１の先端部（各細長シート材２の先端部）をタブＴとしてベース端から突出させた状態で、図１に示した貼付ヘッド２０位置から図３（ａ）に貼付ヘッド２０を降下させ、その先端位置に位置する細長シート材２のタブＴの下面の粘着面に、アーム４１下端のクランプヘッド４２のローラ４３が接触するように動作するようになっている。

以下に、本発明の貼付装置１０における細長シート材２の剥離、吸着動作と、貼付対象物への貼付動作について図２各図〜図４各図を参照して説明する。
［剥離動作］
まず、貼付装置１０において、図２（ａ）に示したように、剥離対象となる細長シート材２ａの位置が図示しない非接触センサ等で確認され、その細長シート材２ａの隣の細長シート材２までが押さえられるように、面シート押圧プレート１２が図２（ａ）の矢印Ａ方向にわずかに水平移動する。この移動は図示しないステッピングモータ等の制御駆動により実現することが好ましい。そして、面シート押圧プレート１２のシリンダ１３を伸長し、同図（ｂ）に示したように、剥離する細長シート材２（矢印で指示）以外の面シート１を押圧して押さえる。その後、ヘッド駆動本体３０が降下するとともに、シート先端クランプ装置４０が回動し（図２（ｃ）、図３（ａ）参照）剥離する細長シート材２ａの先端のタブＴをクランプヘッド４２のローラ４３が下面から貼付ヘッド２０の吸着面２１に押圧するように保持する。ヘッド駆動本体３０が白抜き矢印方向に水平移動するのに同期して、内部の吸引経路２２を介して図示しない外部の真空発生装置により吸引力が付与された吸着孔列位置を細長シート材２ａが塞ぐように、図３（ｂ）〜（ｃ）に示したように、円弧状の貼付ヘッド２０が支持点２５回りに回動し、細長シート材２ａのタブＴがクランプヘッド４２のローラ４３で保持された状態のまま細長シート材２ａ全体が円弧状の吸着面２１に順次吸引されて面シート１の台紙３から剥離され、最終的に細長シート材２ａ全体が貼付ヘッド２０の吸着面２１に帯状をなして吸着保持される。

［貼付動作］
図３（ｃ）の動作後に完全に貼付ヘッド２０に細長シート材２ａが吸着した状態で、図２（ｄ）に示したように、貼付対象位置６まで貼付装置１０全体を移動させる。その際、細長シート材２ａの貼付位置の位置決め時の干渉を避けるため、ローラ４３によるタブＴの押圧は解除され、シート先端クランプ装置４０全体が後退している（図４（ａ））。そして、ヘッド駆動本体３０が水平移動する間に、貼付ヘッド２０は所定角度だけ回動して初期位置まで戻った状態で貼付対象位置６まで移動する。そして、図４各図に示したように、貼付位置に到達した段階で、細長シート材２の粘着面の先端部分が所定位置に位置決めされた状態でヘッド駆動本体３０を貼付対象位置６まで降下させる。その後、同図（ｂ）〜（ｃ）に示したように、ヘッド駆動本体３０を矢印Ａ方向に移動させるとともに、吸引経路を解放しながら、ある程度の押圧力が作用するように貼付ヘッド２０の吸着面２１に吸引されていた細長シート材２ａを貼付対象物６に貼付する。このとき、貼付ヘッド２０の吸着面２１に作用する吸引力は貼付ヘッド２０の回動（細長シート材２ａの剥離）に合わせて順次解放されるので、細長シート材２ａはまっすぐに気泡が混入することなく対象物に貼付することが可能となる。

なお、本明細書では、貼付対象物に貼付される貼付物を「細長シート材」と称しているが、テープ状、シート状の台紙上に並列して仮貼付され、面シート１の台紙３から剥離され、貼付対象物に貼付されるもの、たとえば透明樹脂カバーや各種機能性フィルム、シール等の種々の用途に用いられる細長シート状の材料を代表して呼ぶものであり、その材質や粘着剤等の種類は問わないことは言うまでもない。

また、真空発生装置としては、圧縮空気コンプレッサ等を用い、吸引経路上に真空状態を生じさせ、あるいは真空ポンプによりそれぞれ独立した吸引経路に図示しない制御部の指示におり所定圧の負圧を発生させ、あるいは解放させることが好ましい。

本発明の一実施例の細長シート材貼付装置の全体構成を示した概略正面図。 図１に示した貼付装置の動作状態を模式的に示した側面図。 貼付ヘッドによる細長シート材の剥離動作を模式的に示した動作説明図。 貼付ヘッドによる細長シート材の貼付動作を模式的に示した動作説明図。 従来の多数の細長シート材が並列してなる面シート１の一例を示した斜視図。 図５に示した細長シート材を貼付対象に貼付した例を示した模式説明図。 図５に示した面シートを従来の剥離エッジによって剥離させた状態を模式的に示した状態説明図。

符号の説明

１ 面シート
２ 細長シート材
２ａ 剥離される１本の細長シート材
３ 台紙
５ ベース
６ 貼付対象位置（物）
１０ 細長シート材貼付装置
１２ 面シート押圧プレート
１３ シリンダ
２０ 貼付ヘッド
２１ 吸着面
３０ ヘッド駆動本体
４０ シート先端クランプ装置
４３ ローラ
Ｔ タブ

Claims (5)

1. 複数本の細長シート材が並列貼付された台紙シートから細長シート材を１本ずつ剥離し、貼付対象物の所定位置に貼付する細長シート材貼付装置であって、上方の固定部に剥離動作位置から貼付動作位置まで水平移動可能に吊持された本体部と、
   前記本体部に対して水平移動可能に支持されたヘッド駆動手段と、
   前記ヘッド駆動手段に支持点周りに回動可能に支持され、内部に形成された吸引経路に供給される吸引力により、前記細長シート材を１本ずつ吸着可能な吸着面を有する貼付ヘッドと、
   前記ヘッド駆動手段の一部に装着され、前記細長シート材の先端を前記貼付ヘッドの前記吸着面に保持させるシート先端クランプ手段と、
   前記本体部の一部に昇降可能に吊持され、剥離される１本の細長シート材以外の部分を押圧して前記台紙シートを台上に保持する押圧手段と、が備えられ、
   前記押圧手段で前記台紙シートを台上に保持した後、前記シート先端クランプ手段で前記細長シート材の先端を前記貼付ヘッドの前記吸着面に保持した状態で、前記貼付ヘッドを前記支持点周りに回動させて、前記細長シート材を前記台紙シートから剥離して前記吸着面に吸着保持することを特徴とする細長シート材貼付装置。
2. 前記貼付ヘッドは、前記支持点を回動中心とする所定半径の円弧扇形状をなし、その下面に吸着面が形成されたことを特徴とする請求項１記載の細長シート材貼付装置。
3. 前記貼付ヘッド内に前記吸引経路となる内部孔が形成され、該内部孔と連通する細孔が前記吸着面に配設されたことを特徴とする請求項１に記載の細長シート材貼付装置。
4. 前記シート先端クランプ手段は、前記細長シート材を剥離する際に、前記ヘッド駆動手段の動作に同期して前記貼付ヘッドの前記吸着面に前記細長シート材の先端を保持するように動作することを特徴とする請求項１記載の細長シート材貼付装置。
5. 前記吸引経路は、前記細長シート材を貼付する際に、前記細長シート材が前記吸着面から貼付対象物に貼付されるのに同期して部分的に吸引力が解放されるようにしたことを特徴とする請求項３記載の細長シート材貼付装置。

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