JP4621302B2

JP4621302B2 - 機能フィルム貼付装置および機能フィルム貼付方法

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Publication number: JP4621302B2
Application number: JP2010505643A
Authority: JP
Inventors: 健二肆矢; 敏章奥田
Original assignee: Nissha Printing Co Ltd
Current assignee: Nissha Printing Co Ltd
Priority date: 2008-03-28
Filing date: 2009-03-24
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2029-03-24
Also published as: TW201004505A; WO2009119532A1; CN101945752A; JPWO2009119532A1; CN101945752B; TWI367054B; KR101133333B1; KR20110002015A

Description

本発明は、小型電子機器の表示部を構成する透明筐体内面に、透明機能フィルムを貼着し、上記透明筐体と一体化させるのに好適な機能フィルム貼付装置および機能フィルム貼付方法に関するものである。

従来より、液晶表示装置等の表示画面上に透明タッチパネルを重ねて配置し、その表示画面上に表示されたアイコン等を、上記透明タッチパネルを介して指で触れることによって所望の機能をダイレクトに選択できる入力機能付き表示装置が利用されており、上記透明タッチパネルとしては、特表２００３−５１１７９９号公報に記載されているように、抵抗膜方式や静電容量結合方式等が知られている。

上記静電容量結合方式の透明タッチパネルは、格子状に配置された複数のＸ電極と複数のＹ電極とを有し、その動作原理は、非操作時には２つの電極が安定した電界を形成し、指が近接することによって電界が変化し、その静電容量値の変化を検出することによって位置検出を行なうようになっている。

この種の透明タッチパネルは、基本的に透明基板と導電膜と防汚フィルムからなる多層構造であり、しかも層間に空気層がなく可動部分がないため、表示部を構成する透明筐体内面にコンパクトに貼り付けることができ、その透明タッチパネルを介して液晶表示部を鮮明に透視することができるという利点がある。

このような透明タッチパネルを使用すれば、薄型、スリム化の傾向にある携帯電話に手書き入力機能を付加したり、携帯電話以外にも携帯用ゲーム機、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）、デジタルカメラ、ビデオカメラ等のディスプレイ部に座標入力機能を付加することができるようになる。

上記透明基板としては、様々な形状に変形できる可撓性を備えたプラスチックフィルムを使用するものが実用化されており、このプラスチックフィルムタイプの透明タッチパネルを、例えば携帯電話の筐体内面に取り付ける場合、通常、透明粘着シートを用いて透明タッチパネルと筐体が貼り合わされる。

しかしながら、透明タッチパネルの貼付対象となる携帯電話の筐体のほとんどはその周囲に側壁が起立しているトレー状部品をなしているため、スリム化された上記筐体内面に透明タッチパネルを貼り付けるには、筐体側壁間際まで透明タッチパネルを配置し、側壁間際に位置する透明タッチパネルを確実に筐体に貼り合わせる必要がある。

このような、側壁間際に位置する透明タッチパネルを筐体内面に確実に貼り付ける貼付け作業は容易でなく、しばしば透明タッチパネルと筐体内面との間に気泡が混入したり、両者間の位置精度が確保できず、歩留まりを低下させるという問題があった。

また、上記透明タッチパネルと筐体との貼り合わせに限らず、例えば、プラスチックフィルムにアンテナパターンや回路が形成されたいわゆる機能フィルムと、トレー状部品とを貼り付ける場合にも上記と同様の問題が発生する。

なお、長尺のロール状のものから供給され、被転写体と転写材の図柄との見当が合わされた後に、２００℃程度に加熱した加熱ロールを転写材上で回転させながら加熱・加圧してその転写材の接着層を被転写材に融着させる転写装置（例えば特開平２−１４７３３９号公報）も従来から知られているが、この種の転写装置は透明材料同士を接合するものではなく、また、転写層中の最下層である接着層を、加熱ロールの加熱・加圧によって被転写体に融着させるものであるから、被転写体上に単に転写材を積層しただけでは両者は接着することがなく、したがって気泡の混入が問題にされることもない。

これに対し、トレー状部品の透明部に透明タッチパネルを貼り付ける場合には、表面が粘着性を有する透明粘着シート付きの透明タッチパネルをトレー状部品の透明部に積層するため、両者の間に微細な気泡が混入しやすく、混入した気泡は表示部に色むらを発生し欠陥となる。

本発明は以上のような従来の透明タッチパネル貼付け時の課題を考慮してなされたものであり、気泡を混入させることなく正確な位置に確実に機能フィルムとトレー状部品とを貼り合わすことができる機能フィルム貼付装置および機能フィルム貼付方法を提供するものである。

本発明は、透明部を有するトレー状部品を位置決めし、略水平方向に移動できるように構成された移動台と、上記移動台に位置決めされた上記トレー状部品に対し、透明粘着シート付きの透明機能フィルムをその透明粘着シートが上記透明部に対向するように位置決めする透明機能フィルム位置決め機構と、上記透明機能フィルムを上記トレー状部品の透明部に貼り付ける貼付機構とを有し、
上記貼付機構が、略垂直方向に立設されたガイドと、このガイドに沿って昇降する可動フレームと、上記可動フレームの下部に設けられ、上記移動台の移動方向と直交する方向の水平軸まわりに遊動する遊動軸と、上記遊動軸の外周面に沿ってその周方向に凸状に形成された弾性押圧部とから構成され、上記弾性押圧部は、その展開形状が上記透明機能フィルムの貼付範囲の平面形状と一致するように構成されている機能フィルム貼付装置である。

本発明の機能フィルム貼付装置に従えば、トレー部品の透明部に対し気泡を混入させることなくしかも正確な位置に、透明機能フィルムを貼り付けることができるという長所を有する。

本発明の機能フィルム貼付装置に適用する上記透明機能フィルムは透明タッチパネルから構成することができる。

また、上記透明機能フィルムは、導電性、絶縁性、耐環境安定性等、用途に応じて様々な機能を持たせた透明可撓性フィルムが含まれ、上記透明タッチパネル以外に、透明アンテナ、透明配線等が例示される。

本発明の機能フィルム貼付装置において、上記可動フレームを昇降させる駆動部を備え、上記駆動部と上記可動フレームとの間にばね機構を設ければ、上記トレー状部品が湾曲面で構成されていても、上記弾性押圧部をそのばね機構を介して上記湾曲面に追従させることができるため、透明機能フィルムを確実に貼り付けることができる。

本発明の機能フィルム貼付装置において、上記移動台を上記遊動軸と直交する方向に移動させる移動台駆動部を備えれば、透明機能フィルムを安定して上記トレー状部品に貼り付けることができる。

本発明の機能フィルム貼付装置において、上記透明部における上記透明機能フィルム貼付側の面に凸部を有する場合、上記弾性押圧部の押圧面にその凸部との干渉を避ける凹部を形成すれば、上記凸部を避けて透明機能フィルムを貼り付けることが可能になる。

また、本発明は、略水平方向に移動可能な移動台上に、透明部を有するトレー状部品を位置決めし、透明粘着シート付きの透明機能フィルムを、その透明粘着シートが上記透明部に対向するように、上記トレー状部品上に位置決めし、上記移動台の移動方向と直交する方向の水平軸まわりに回転自在であり展開形状が上記透明機能フィルムの貼付範囲の平面形状と一致するように構成されている弾性押圧部を、上記透明機能フィルムにおける上記移動台移動方向の一方側に押し付け、上記移動台を移動させることにより、上記透明機能フィルムを挟んだ状態で上記弾性押圧部を回転させ、上記透明機能フィルムを上記トレー状部品の透明部に接着する機能フィルム貼付方法である。

本発明に係る機能フィルム貼付装置によって貼り付けられる透明タッチパネルおよび筐体の斜視図である。本発明に係る機能フィルム貼付装置の一部切欠きを有する側面図である。図２に示す押圧ローラの動作説明図である。本発明に係る機能フィルム貼付装置の正面図である。本発明の機能フィルム貼付装置によって貼付け可能な貼付対象を示す斜視図である。本発明の機能フィルム貼付装置によって貼付け可能な別の貼付対象を示す斜視図である。本発明の機能フィルム貼付装置によって貼付け可能なさらに別の貼付対象を示す斜視図である。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明に係る機能フィルム貼付装置によって貼り付けられる機能フィルムとしての透明タッチパネルとトレー状部品としての筐体を示したものある。

同図において、筐体１は、携帯電話の表示部を構成する部品となるものであり、破線で囲んだ透明タッチパネル貼付範囲（以下、貼付範囲と略称する）Ｓは中央部分が透明であり、その中央部分の外側、およびさらに貼付範囲Ｓの外側は例えばインモールド成形によって窓枠状に加飾が施され、筐体内部に設けられる回路、部品等を隠蔽するようになっている。

なお、図中Ｓ′は貼付面形状（本実施形態では矩形の平面形状）を示している。

上記筐体１の周囲には側壁部１ａ〜１ｄが立設されており、図において上側は携帯電話の内面側となり、下面は外面側となる。

透明タッチパネル２は、可撓性を有する透明プラスチックフィルム（透明基板）上に透明導電膜が形成されてなる透明電極付きフィルム上に、さらに、防汚フィルムが積層された３層構造からなり、本実施形態で使用する透明タッチパネル２の総厚みは０．０５〜１ｍｍである。

上記透明タッチパネル２は、筐体１の内面に貼着されるようになっており、その筐体１の外側から指でタッチすると、タッチした位置で静電容量が形成されて微弱電流が流れ、その変化分を検出することによってタッチした位置の座標を検出することができるようになっている。

上記透明タッチパネル２の貼付けに使用される機能フィルム貼付装置の構成を、図２〜４を参照しながら説明する。

図２は、機能フィルム貼付装置３の側面図を示したものである。

機能フィルム貼付装置３は、テーブル４上に設置される台座５を有し、この台座５上に支柱（ガイド）６〜９（手前側の支柱６および８のみ図示）が４本立設されている。なお、支柱６〜９は、平面から見て長方形の各角部に配置されている。

これらの支柱６〜９の上端には水平方向に配置された固定テーブル１０が固定されており、この固定テーブル１０の略中央に電動シリンダ（駆動部）１１の本体１１ａが下向きに固定されている。

上記電動シリンダ１１のロッド１１ｂ先端には、ばね機構１２を介して昇降テーブル（可動フレーム）１３が接続されている。

上記昇降テーブル１３の各コーナー部にはスリーブ１４〜１７が貫通した状態で装着されており、これらのスリーブ１４〜１７は、支柱６〜９を軸方向に摺動することができる。それにより、昇降テーブル１３は支柱６〜９をガイドとしてＺ方向に昇降するようになっている。

なお、昇降テーブル１３の上方移動限界および下方移動限界は、電動シリンダ１１を数値制御することによって規制されるようになっている。また、下方限界は、貼り付けを行なう機能フィルムの厚さと筐体の厚さに応じて適宜調整される。

また、上記ばね機構１２は、ロッド１１ｂの先端に固定されるプレート１２ａと、このプレート１２ａの各コーナー部を貫通した状態で垂下される頭部付きシャフト１２ｂとを有し、頭部付きシャフト１２ｂの下端は上記昇降テーブル１３に固定され、さらに、頭部付きシャフト１２ｂにおける、プレート１２ａと昇降テーブル１３との間には圧縮コイルバネ１２ｃが装着されている。

さらに、上記昇降テーブル１３からは一対のアーム１８，１９が垂下されており、これらのアーム１８，１９の下部に、押圧ローラ２０が、水平軸としての支軸２０ａまわりに遊動するように架設されている。

上記押圧ローラ２０は、支軸２０ａよりも大径に構成された遊動軸２０ｂと、この遊動軸２０ｂの外周面に沿って凸状に形成された弾性押圧部２０ｃとを備えている。

図３は上記押圧ローラ２０の正面図を示したものである。

同図において、押圧ローラ２０の弾性押圧部２０ｃはショア硬度２０〜１００、好ましくは３０〜８０からなる、厚さ１０ｍｍのウレタン樹脂からなり、遊動軸２０ｂの軸方向略中央にＣ字状に巻き付けられている。

詳しくは、弾性押圧部２０ｃは本実施形態では遊動軸２０ｂの外周の略３／４にわたって巻き付けられており、このように、弾性押圧部２０ｃを遊動軸２０ｂの全周に巻き付けず、一部に切欠部Ｍを設けることにより、弾性押圧部２０ｃの円周方向端部２０ｄを、筐体１の移動方向（Ａ方向）の側壁部１ｃ間際まで寄せて載置された透明タッチパネル２の一方端部２ａを確実に押圧することができるようになっている。

上記弾性押圧部２０ｃの巻き付け長さは、Ｃ字状から逸脱しない範囲で透明タッチパネル２の貼付範囲Ｓの大きさに応じて適宜変更されるものであり、したがって押圧ローラ２０の支軸２０ａは、アーム１８，１９に対し着脱可能に構成されている。

また、筐体１が矢印Ａ方向に移動するのに連動して押圧ローラ２０の弾性押圧部２０ｃは透明タッチパネル２を押圧しながら矢印Ｂ方向に回転し、最終的に透明タッチパネル２の他方端部２ｂ（図１参照）まで押圧することができるようになっている。

なお、初期位置において、弾性押圧部２０ｃを図示した姿勢（３時〜６時の位置に切欠部Ｍが位置する）にセットするため、押圧ローラ２０を回転させるための押圧ローラ位置決め用モータ（図示しない）が設けられている。

なお、便宜上、図３では筐体１が静止し押圧ローラ２０が移動する状態で押圧ローラ２０の押圧動作を説明している。

図２に戻って説明する。

筐体１は筐体載置台（略水平方向に移動可能な移動台）２１に設けられた凹部に嵌合されることによって押圧位置に位置決めされるようになっており、上記筐体載置台２１は支持脚２２，２３によって支持され、支持脚２２は台座５上に敷設されたレール２４上を、支持脚２３は同じくレール２５上を紙面奥行き方向にスライドするようになっている。

上記レール２４および２５の間には一軸スライド装置（移動台駆動部）２６が設けられている。

図４は機能フィルム貼付装置の正面図を示している。

同図において、一軸スライド装置２６は、パルス制御される送りモータによってボールねじを回転させ、そのボールねじの回転に伴って可動体２７をＸ軸方向に移動させるようになっている。

この可動体２７は上記筐体載置台２１と接続されており、上記送りモータに供給するパルス信号を制御して回転数を調整することにより、筐体載置台２１に位置決めされている筐体１を所望の位置に移動させることができるようになっている。

なお、図中、２８および２９は、レール２４上を摺動するスライダである。

次に、上記構成を有する機能フィルム貼付装置の動作について説明する。

なお、筐体載置台２１は、筐体１を載置するための準備位置Ｃで待機しているものとする。

筐体載置台２１に設けられた凹部に、図示しない筐体搬送ロボットを介して筐体１が嵌合され位置決めされる。この状態で、送りモータを駆動させると、筐体１を搭載した筐体載置台２１が矢印Ｄ方向に移動する。

筐体１が押圧ローラ２０による押圧位置に移動すると、筐体載置台２１の移動が停止する。

次いで、筐体１の上方に透明粘着シートが貼られた透明タッチパネル２が位置決めされる。

なお、透明粘着シート付きの透明タッチパネルは、従来公知の位置決め機構（機能フィルム位置決め機構）、例えば多軸ロボットを使用して筐体１の上方に位置決めされる。

詳しくは、機能フィルム貼付装置３の近傍には、透明タッチパネル２を供給するための供給ステージと、透明タッチパネル２を搬送するための多軸ロボットと、筐体１を筐体載置台２１に搬送するための筐体ロボットがそれぞれ配置されている。

上記多軸ロボットは水平軸まわりに回転自在なアームを有し、そのアームをＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に移動させることができるようになっている。

上記供給ステージ上には透明粘着シートを上にして透明タッチパネル２が載置されるようになっており、透明粘着シートの保護フィルムが剥がされると、上記アームの先端部に備えられた搬送パッドで透明タッチパネル２が吸着され、上記筐体１に向けて搬送され、その搬送途中で水平軸まわりに１８０°回転され、すなわち、透明粘着面シートを下に向け、筐体１の貼付範囲Ｓ上に若干の隙間を介して位置決めされる。

一方、押圧ローラ２０側では、筐体１の側壁部１ｃ間際から透明タッチパネル２を筐体１に押し付けることができるように、弾性押圧部２０ｃの姿勢をリセットする（図３参照）。

この状態で電動シリンダ１１を駆動させるとロッド１１ｂが下降し、弾性押圧部２０ｃの円周方向端部２０ｄが透明タッチパネル２の一方端部２ａを押圧する。

送りモータを駆動させることにより、筐体載置台２１を矢印Ｅ方向に移動させると、弾性押圧部２０ｃと透明タッチパネル２の摩擦力によって弾性押圧部２０ｃが矢印Ｆ方向に回転し、透明タッチパネル２と筐体１との間に存在する気泡を外に押し出しながら透明タッチパネル２と筐体１とを貼り合わせていく。

弾性押圧部２０ｃの展開形状は、上記透明タッチパネル２の貼付範囲の平面形状と一致するように構成され透明タッチパネル２の周囲を余分に押圧しないため、透明タッチパネル２と筐体１との間に存在する気泡は、両者の外周縁から容易に放出される。

上記弾性押圧部２０ｃによる押圧が透明タッチパネル２の他方端部に到達すると、送りモータが停止する。

次いで、電動シリンダ１１がロッド１１ｂを矢印Ｇ方向に引き上げ、それにより、弾性押圧部２０ｃが透明タッチパネル２から離脱する。

次いで、送りモータを駆動させることにより、筐体載置台２１を矢印Ｄ方向と逆方向に移動させて待機位置まで戻す。

透明タッチパネル２が貼着された筐体１を、筐体載置台２１から取り外すことにより機能フィルム貼付け処理が完了する。

図５〜図７は本発明の機能フィルム貼付装置によって貼付けが可能な貼付対象を示したものである。

図５は、携帯電話の筐体内面に機能フィルムを貼り付ける場合を示している。

携帯電話の筐体３０内側において、図中、薄墨で着色した範囲に機能フィルム３１が貼り付けられるようになっている。

同図に示すように、貼着される面が一方向に曲がっていても本発明によれば、機能フィルム３１を貼り付けることが可能であり、また、貼付面の途中に凸部３０ａが存在していても、弾性押圧部２０ｃにその凸部３０ａと干渉しないように凹部を設けておけば、凸部を有する面についても機能フィルム３１を貼り付けることができる。

図６は、ゲーム機のコントローラの筐体３２内面に機能フィルム３３を貼り付ける場合を示している。

ゲーム機のコントローラは手に馴染みやすいように、湾曲した形状に成形されることがある。このような貼付対象についても、弾性押圧部２０ｃの外周面の展開図が、上記湾曲した形状と同じ形状となるよう弾性押圧部２０ｃを形成すれば、湾曲した形状の筐体３２内面にも機能フィルム３３を貼り付けることが可能になる。

図７は、ノートパソコンのディスプレイ部３４に機能フィルム３５を貼り付ける場合を示している。

ディスプレイ部３４のサイズ、例えば１７インチのサイズについても機能フィルム３５を貼り付けることができるように、本発明の機能フィルム貼付装置を大型貼付仕様に設計すれば、サイズに制限されず、機能フィルムを貼り付けることが可能になる。

また、上記各実施形態では貼付面がフラットまたは部分的に傾斜しているトレー状部品を例に取り説明したが、本発明の機能フィルム貼付装置を使用すれば、貼付面が湾曲している筐体についても機能フィルムを貼り付けることができる。

貼付面が湾曲している筐体に対して機能フィルムを貼り付ける場合、筐体載置台２１の移動に伴って、図２に示したばね機構１２の圧縮コイルバネ１２ｃが伸縮することにより、湾曲面に押圧ローラ２０を追従させることが可能になる。

なお、本発明の機能フィルム貼付装置によれば、湾曲面が最大６０Ｒまでの筐体に機能フィルムを貼り付けることができる。

Claims

透明部を有するトレー状部品を位置決めし、略水平方向に移動できるように構成された移動台と、
上記移動台に位置決めされた上記トレー状部品に対し、透明粘着シート付きの透明機能フィルムをその透明粘着シートが上記透明部に対向するように位置決めする透明機能フィルム位置決め機構と、
上記透明機能フィルムを上記トレー状部品の透明部に貼り付ける貼付機構とを有し、
上記貼付機構が、
略垂直方向に立設されたガイドと、
このガイドに沿って昇降する可動フレームと、
上記可動フレームの下部に設けられ、上記移動台の移動方向と直交する方向の水平軸まわりに遊動する遊動軸と、
上記遊動軸の外周面に沿ってその周方向に凸状に形成された弾性押圧部とから構成され、
上記弾性押圧部は、その展開形状が上記透明機能フィルムの貼付範囲の平面形状と一致するように構成されていることを特徴とする機能フィルム貼付装置。
上記透明機能フィルムが透明タッチパネルである請求項１記載の機能フィルム貼付装置。
上記可動フレームを昇降させる駆動部を備え、上記駆動部と上記可動フレームとの間にばね機構が設けられている請求項１記載の機能フィルム貼付装置。
上記移動台を上記遊動軸と直交する方向に移動させる移動台駆動部が備えられている請求項１記載の機能フィルム貼付装置。
上記透明部における上記透明機能フィルム貼付側の面に凸部を有し、上記弾性押圧部の押圧面にその凸部との干渉を避ける凹部が形成されている請求項１記載の機能フィルム貼付装置。
略水平方向に移動可能な移動台上に、透明部を有するトレー状部品を位置決めし、
透明粘着シート付きの透明機能フィルムを、その透明粘着シートが上記透明部に対向するように、上記トレー状部品上に位置決めし、
上記移動台の移動方向と直交する方向の水平軸まわりに回転自在であり展開形状が上記透明機能フィルムの貼付範囲の平面形状と一致するように構成されている弾性押圧部を、上記透明機能フィルムにおける上記移動台移動方向の一方側に押し付け、
上記移動台を移動させることにより、上記透明機能フィルムを挟んだ状態で上記弾性押圧部を回転させ、上記透明機能フィルムを上記トレー状部品の透明部に接着することを特徴とする機能フィルム貼付方法。