JP4973783B2 - フィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法 - Google Patents

フィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法 Download PDF

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Description

本発明はフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法に係り、特に複数のフィルム基材を湾曲させて貼着するフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法に関するものである。

例えば、電車内広告及び街頭POP(Point of purchase advertising)広告において、紙資源の節約及び低消費電力という観点から電子ペーパ技術がその代替して期待されている。この電子ペーパは、上記用途では電車内上部や建屋の柱などの曲面を有した場に取り付けられることが予想される。この用途に必要とされる高い耐久性及び安定した視認性を得るためには、製造工程内で予め所望の曲面形状を形成した状態で出荷することが望ましい。

また、電子ペーパの製造工程の1つとして複数のフィルム基材を貼り合わせる工程が存在するが、この工程で曲面形状を形成する場合、現行では複数の樹脂製シートを積層する技術(特許文献1参照)が適用されている。具体的には、図1Aに示すように図所望の曲面形状を有する雌型2と、これに対向した形状を有する雄型3の2種類の型2,3を用意し、それぞれに貼り合わせるフィルム基材5A,5Bを吸着保持させる。続いて、図1Bに示すように、上記2種類の型2,3を組み合わせた状態で加圧(加圧力を矢印Fで示す)することでフィルム基材5A,5Bを貼着する方法が用いられていた。
特開2005−161528号公報

しかし上記方法を用いた場合、下記の(a)〜(d)の問題点が発生してしまう。
(a)2種類の専用の型2,3が必要になり、それらを噛み合わせるため、対向する型の面(図1Aに符号2a,3aで示す面)に高い加工精度が要求される。
(b)3枚以上のフィルム基材を貼り付ける場合には、フィルム基材の厚みが増大し曲率半径が変化してしまうため、曲率半径を変えた型が更に必要となる。
(c)全面を一括で貼り合わせるため接着剤等に存在する気泡の逃げ場がなく、この気泡を除去するために、貼り合わせ工程後に別箇に気泡除去工程が必要となってしまう。
(d)貼り合わせに接着剤を使用した場合、型2,3の湾曲した形状により接着剤に偏りが発生し、製品の厚さが不均一になってしまう。

本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、改良された有用なフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法を提供することを総括的な目的とする。

本発明のより詳細な目的は、簡単な製造設備で、内部に気泡等が残存することなく、曲面を有した状態で複数のフィルム基材を確実に貼着できるフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法を提供することにある。

上記の目的は一の観点からは、第1のフィルム基材と第2のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着装置であって、前記第1のフィルム基材が装着される、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされており、前記第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面が設けられた複数の真空室を有する吸着保持装置と、前記複数の真空室に対して個別に吸引処理が可能な吸引装置とを設けており、前記吸引装置は、前記吸着保持装置の移動に伴い、前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記第2のフィルム基材が前記第1のフィルム基材に貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する構成としたフィルム貼着装置により達成される。

また、上記の目的は他の観点からは、複数のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着方法であって、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に第1のフィルム基材を装着する装着工程と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第2のフィルム基材を前記第1のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、前記貼着工程では、前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記吸着保持装置の移動に伴い前記第1及び第2のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルム基材に対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止するフィルム貼着方法により達成される。

また、上記の目的は他の観点からは、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板となる第1及び第2のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせる電子ペーパの製造方法であって、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に前記第1のフィルム基材を装着する装着工程と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に前記第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第2のフィルム基材を前記第1のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、前記貼着工程では、前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記吸着保持装置の移動に伴い前記第1及び第2のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する電子ペーパの製造方法により達成される。

本発明によれば、3枚以上のフィルム基材を貼り合わせる場合にも、複数の型が不要となり、型製造コストの削減を図ることができる。また、貼着処理時において、第1及び第2のフィルム基材は気泡を追い出しながら貼り合わせられるため、貼着されたフィルム基材内に気泡は存在せず、よって気泡除去工程を不要とすることができる。

従来の一例であるフィルム貼着装置の概略構成図である(貼着前)。 従来の一例であるフィルム貼着装置の概略構成図である(貼着時)。 本発明の一例であるフィルム貼着装置の基本構成を示しており、曲面状吸着面が上に凸の形状である例を示す図である。 図2に示すフィルム貼着装置の吸着保持装置を拡大して示す斜視図である。 本発明の一例であるフィルム貼着装置の基本構成を示しており、曲面状吸着面が凹形状である例を示す図である。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の構成図である。 吸着ドラムの構成を説明するための図である。 吸着ドラムの断面図である。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の吸着ドラムの制御系を示すブロック図である。 吸着ドラムの真空室に対する吸引処理のON/OFFのタイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の動作を示すフローチャートである。 型の曲面状吸着面を波型にした実施例を示す構成図である。

符号の説明

10A,10B,30 フィルム貼着装置
11A,11B,11C 型
12 吸着保持装置(吸着ドラム)
13-1〜13-8 真空室
14-1〜14-8 吸着面
15A,15B,15C 曲面状吸着面
17 吸引装置
20A,20B フィルム基材
31 供給リール
32 スペーサ散布装置
33 スペーサ
34 接着剤硬化装置
35 ディスペンサ
36 接着剤
37 送りステージ
39 フィルムカッター
40 ドラム回転軸
41 ドラム加圧装置
42 連通管
44 位置決めマーク
45 角度検知装置
46 圧力検知装置
49 制御装置

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。

図2は本発明の一例であるフィルム貼着装置10Aの基本構成を示しており、図3はフィルム貼着装置10Aに設けられる吸着保持装置12を拡大して示している。フィルム貼着装置10Aは、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとを張り合わせる装置である。このフィルム貼着装置10Aは、型11A、吸着保持装置12、及び吸引装置17等により構成されている。

型11Aは、吸着保持装置12と対向する面が曲面形状(具体的には、凸の半円筒形状)とされた曲面状吸着面15Aとされている。図2に示す例では、曲面状吸着面15が上に凸の形状である例を示している。この曲面状吸着面15Aは微小な孔が多数形成されており、また型11Aには吸引装置17が接続されている。この吸引装置17が駆動すると、曲面状吸着面15Aの微小な孔から吸引処理が行われ、よってフィルム基材20Aは曲面状吸着面15Aに吸着される。これにより、フィルム基材20Aは、型11Aに装着される。

吸着保持装置12は、図5に拡大して示すように全体として円筒形状を有しており、回転軸40を中心にして図中矢印Aで示す方向に回転する構成とされている。この吸着保持装置12は、後述するようにフィルム基材20Bに対する保持及び保持解除を適宜行いつつ型11A上を相対的に移動することにより、フィルム基材20Bをフィルム基材20Aに貼着する(貼り付ける)機能を奏するものである。

また上記の吸着保持装置12に対する型11Aの相対的な移動は、吸着保持装置12を固定として型11Aを移動させる構成としても、逆に型11Aを固定として吸着保持装置12を移動させる構成としてもよい。なお、この貼着処理を行う際、予めフィルム基材20A又はフィルム基材20Bの少なくとも一方に接着剤を塗布しておく。

上記の吸着保持装置12は、内部に複数(本実施例では8個)の第1真空室13-1〜第8真空室13-8が設けられている。この各第1真空室13-1〜第8真空室13-8の各外周面は、微小な孔が多数形成された第1吸着面14-1〜第8吸着面14-8とされている。

また、吸着保持装置12にも吸引装置17が接続されており、各第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して吸引処理を行える構成となっている。この際、吸引装置17は、各第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して個別に吸引処理を行える構成とされている。

従って、吸引装置17が駆動すると、第1真空室13-1〜第8真空室13-8を介して第1吸着面14-1〜第8吸着面14-8の微小な孔から吸引処理が行われ、よってフィルム基材20Bは第1吸着面14-1〜第8吸着面14-8に吸着される。これにより、フィルム基材20Bは吸着保持装置12に装着される。

この際、前記のように吸引装置17は第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して個別に吸引処理を行いうる構成とされているため、フィルム基材20Bは吸着保持装置12の全周ではなく、吸着保持装置12の所定の角度範囲において保持することができる。

例えば、吸引装置17が第1真空室13-1に対してのみ吸引処理を行った場合、フィルム基材20Bは第1吸着面14-1にのみ吸引されて保持される。また、第2真空室13-2と第3真空室13-3に対してのみ吸引処理を行った場合、フィルム基材20Bは第2吸着面14-2と第3吸着面14-3にのみ吸引されて保持される。

続いて、上記構成とされたフィルム貼着装置10Aの動作について説明する。

図2に示す例では、吸着保持装置12が固定されると共に型11Aが図中矢印Vで示す方向に移動し、これにより吸着保持装置12は型11Aの曲面状吸着面15A上を矢印V方向と反対方向(図中左方向)に相対的に移動する構成とされている。

フィルム基材20Aは、曲面状吸着面15A上に位置決めされて載置された後、吸引装置17により型11Aに吸引処理が行われ、この吸引力により曲面状吸着面15Aに保持される。

フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとの貼着処理が開始される時(以下、貼着開始時という)、吸着保持装置12は曲面状吸着面15Aの図2に矢印P1で示す位置(以下、貼着開始位置という)に位置している。また、この貼着開始時において、既に吸着保持装置12はその外周約180°の範囲にわたり、フィルム基材20Bを保持している。

前記したように、吸着保持装置12は第1真空室13-1〜第8真空室13-8を有しているが、吸着保持装置12の移動に伴いフィルム基材20Bが吸着保持装置12の表面と対向している範囲における真空室は吸引装置17により吸引処理が行われ、よって当該吸引処理が行われている吸着面はフィルム基材20Bを保持している。

これに対し、吸着保持装置12の移動によりフィルム基材20Bがフィルム基材20Aに貼着されるに従い、吸引装置17は貼着された第2のフィルム20Bに対応する真空室に対する吸引処理を順次停止する。この真空室に対する吸引処理の切替処理は、貼着時間開始後、吸着保持装置12が貼着開始位置P1から貼着終了位置P2(図2に矢印で示す)まで移動する間逐次実施される。

上記した処理の具体的な動作について、吸着保持装置12が曲面状吸着面15Aの略中央位置まで移動した状態の図2を用いて説明する。

図2に示す状態より、吸着保持装置12が矢印A方向に回転すると共に相対的に型11Aが矢印V方向に移動すると、第1真空室13-1がフィルム基材20Bと対向するようになる。このため、吸引装置17により、第1真空室13-1に対する吸引処理が開始される。よって、フィルム基材20Bが第1吸着面14-1に接触した際、フィルム基材20Bは第1吸着面14-1に保持される。

これに対し、図2に示す状態より吸着保持装置12が矢印A方向に回転すると共に相対的に型11Aが矢印V方向に移動すると、第6吸着面14-6に保持されていたフィルム基材20Bがフィルム基材20Aに貼着される。このように、フィルム基材20Bがフィルム基材20Aに貼着された後も第6真空室13-6に対する吸引処理が続行されると、第6吸着面14-6のフィルム基材20Bの保持力(吸引力)は、フィルム基材20Bをフィルム基材20Aから剥がす力として機能してしまう。

そこで、フィルム基材20Bがフィルム基材20Aに貼着された後は、吸引装置17による貼着終了位置に対応する第6真空室13-6に対する吸引処理を停止する構成とした。上記した処理を、吸着保持装置12の曲面状吸着面15A上における移動及びドラム回転軸40を中心とした回転に伴い実施することにより、フィルム基材20Bが吸着保持装置12と対向する所定範囲(図2に示す例では、図中θで示す約180°の範囲)においてフィルム基材20Bを確実に保持することができる。また、フィルム基材20Bをフィルム基材20Aに貼着した後は、直ちにフィルム基材20Bに対する保持が解除されるため、吸着保持装置12に起因してフィルム基材20Bがフィルム基材20Aから剥離することを確実に防止することができる。

上記のように図2に示したフィルム貼着装置10Aは、型11Aに設けられた所望形状の曲面状吸着面15Aの上部で円筒形状の吸着保持装置12を移動させることによりフィルム基材20A,20Bを貼着しつつ成型する構成としたため、従来と異なり型を一つのみ(型11Aのみ)とすることができる。このように、製造コストが高い型の数を減らすことができるため、フィルム貼着装置10Aのコスト低減を図ることができる。また、上記のように2つの型を用いる必要がないため、従来のように2つの型を組み合わせるために高精度な型加工を行う必要がなくなり、これによってもコスト低減を図ることができる。

また、上記した例ではフィルム基材20Aとフィルム基材20Bの2枚のフィルム基材を貼着する場合を説明したが、3枚以上のフィルム基材を貼り付ける場合であっても、型11Aを他の型に代えることなく、貼着処理を行うことができる。即ち、フィルム基材の積層数を増大させ、これに伴いフィルム基材の厚みが増大すると、曲率半径が変化してしまう。このように、積層によりフィルム基材の曲率半径が変わった場合、従来のように二つの型5A,5B(図1A,1B参照)を組み合わせて成型する方法では、曲率半径の変化に伴い複数の型を製造する必要があった。

これに対して上記したフィルム貼着装置10Aでは、曲面状吸着面15A上にフィルム基材を積層することによりフィルム基材の曲率半径が変わっても、その上部に重ねて次のフィルム基材が積層され、その上部を移動する吸着保持装置12により貼着及び成型処理が行われるため型を変更する必要はない。

また、上記したフィルム貼着装置10Aは、吸着保持装置12が曲面状吸着面15A上を貼着開始位置P1から貼着終了位置P2まで移動する構成であるため、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとを接着するのに用いる接着剤(図示せず)に気泡が存在していたとしても、この気泡は吸着保持装置12の移動に伴い貼着終了位置P2に向け押し遣られ、その端部から外部に放出される。よって、フィルム基材20A,20Bの貼着が終了した後に別箇に気泡除去処理を行う必要はなくなり、貼着処理の簡単化を図ることができる。更に、同様の理由により、接着剤に偏りが発生することも防止することができる。

なお、フィルム基材20A,20Bとして、例えば電子ペーパ用の液晶を内部に配設する基板を用いた場合、これらの基板は一般的な樹脂フィルムと比べて剛性が高いため曲げることが困難となる。このため、図2に示した凸形状の曲面状吸着面15Aを有する型11Aを電子ペーパに適用すると、初期の曲面形状を崩しかねず適性表示が行えなくなるおそれがある。

このような場合は、図4に示すような凹形状の曲面状吸着面15Bを有した型11Bを用いることが有効である。また、液晶の注入処理においても、すべてのフィルム基材の積層が終わった段階で液晶の注入工程を実施すれば、積層による液晶への物理的影響もなくすことができる。

続いて、上記した基本原理に基づく、本発明の一実施例であるフィルム貼着装置について説明する。

図5乃至図9は、本発明の一実施例であるフィルム貼着装置30を説明するための図である。図5は、フィルム貼着装置30の構成図であり、図6はフィルム貼着装置30に設けられる吸着ドラム12(吸着保持装置12)を説明するための図である。図7は、フィルム貼着装置30の吸着ドラム12の制御系を示す図であり、図8は吸着ドラム12の真空室に対する吸引処理のON/OFFのタイミングを示すタイミングチャートである。更に、図9は、フィルム貼着装置30の動作を示すフローチャートである。なお、図5乃至図9において、図2及び図3に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。

先ず、図5を用いてフィルム貼着装置30の全体構成について説明する。本実施例に係るフィルム貼着装置30は、電子ペーパに用いる樹脂製フィルム基材(以下、フィルム基材20A,20Bという)を張り合わせる装置である。

このフィルム貼着装置30は、型11A、吸着保持装置となる吸着ドラム12、吸引装置17、供給リール31、スペーサ散布装置32、接着剤硬化装置34、ディスペンサ35、送りステージ37、及びフィルムカッター39等により構成されている。

型11Aは、吸着ドラム12と対向する面が曲面形状(具体的には、凸の半円筒形状)とされた曲面状吸着面15Aとされている。本実施例では、曲面状吸着面15が上に凸の形状である例を示している。この曲面状吸着面15Aは微小な孔が多数形成されており、吸引装置17が駆動することにより、曲面状吸着面15Aの微小な孔から吸引処理が行われる。フィルム基材20Aは、この吸引処理により曲面状吸着面15Aに保持される。

送りステージ37は、型11Aの下部に配設されている。この送りステージ37は、型11Aを図5中、左右方向に移動させる機能を奏する。後述する吸着ドラム12は固定されているが、型11Aが送りステージ37により移動することにより、吸着ドラム12は型11Aに対して相対的に図5中左右方向に移動可能する構成とされている。

吸着ドラム12は円筒形状を有しており、ドラム回転軸40を中心にして図中矢印Aで示す方向に回転する構成とされている。この吸着ドラム12は型11A上を相対的に移動することにより、フィルム基材20Bをフィルム基材20Aに貼着する(貼り付ける)機能を奏するものである。

上記の吸着ドラム12は、内部に複数(本実施例では8個)の第1真空室13-1〜第8真空室13-8が設けられている。この各第1真空室13-1〜第8真空室13-8の各外周面は、微小な孔が多数形成された第1吸着面14-1〜第8吸着面14-8とされている。

この各第1真空室13-1〜第8真空室13-8のそれぞれには、図6Aに示すように連通管42の一端が接続されている。また、連通管42の他端は、それぞれ吸引装置17に接続されている。この連通管42は、図6Bに示すようにドラム回転軸40の内部に配設されている。よって、回転する吸着ドラム12であっても、各第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して吸引処理を行うことが可能となる。

また、吸引装置17と各第1真空室13-1〜第8真空室13-8とを連通する連通管42の途中位置には、第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8がそれぞれ設けられている(図7参照)。よって、この第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8を切り替えることにより、第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して個別に吸引処理を行うことが可能となる。

吸引装置17が駆動し、バルブ47-1〜47-8が開かれて第1真空室13-1〜第8真空室13-8を介して第1吸着面14-1〜第8吸着面14-8の微小な孔から吸引処理が行われると、フィルム基材20Bは曲面状吸着面15Aに吸着される。これにより、フィルム基材20Bは型11Aに保持される。

この際、バルブ47-1〜47-8の開閉を適宜調整することにより、吸引装置17は第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対して個別に吸引処理を行うことが可能となる。これにより、フィルム基材20Bを吸着ドラム12の全周ではなく、所定の角度範囲において保持することができる。

上記構成とされた吸着保持装置12は、ドラム加圧装置41により型11Aに向け加圧可能な構成とされている(加圧力を図中矢印Fで示す)。また、吸着保持装置12は、内部に角度検知装置45及び圧力検知装置46を設けている(図7参照)。角度検知装置45は、吸着保持装置12の回転角度を検出する角度センサーである。また、圧力検知装置46は、ドラム加圧装置41により吸着保持装置12が型11Aを加圧する加圧力を検出する圧力センサーである。後述するように、角度検知装置45により検出された角度情報、及び圧力検知装置46で検出された加圧力情報は、それぞれ制御装置49に送信される。

供給リール31は、フィルム基材20Bを巻回している。本実施例では、この供給リール31からフィルム基材20Bを連続的に供給可能な構成としている。この供給リール31から供給されるフィルム基材20Bは、案内ローラ38に案内されて吸着保持装置12に巻き付けられ、吸着保持装置12の型11Aに対する相対的な移動によりフィルム基材20Aに貼着される。

なお、本実施例ではフィルム基材20Bが供給リール31から連続供給される例を示しているが、予めフィルム基材20Bをフィルム基材20Aの長さ(曲面状吸着面15Aの長さ)に対応した長さに切断しておき、1枚毎にフィルム貼着装置30に供給する構成としてもよい。

スペーサ散布装置32は、フィルム基材20Bに対してスペーサ33を散布する装置である。本実施例は前記のように電子ペーパに用いるフィルム基材20A,20Bを張り合わせる装置である。電子ペーパの場合、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとの間に液晶が注入される。このため、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとの間に液晶注入のための間隙を形成する必要がある。このため、スペーサ散布装置32は、この間隙を形成するためのスペーサ33を散布する。

ディスペンサ35は、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bを貼着する接着剤36を塗布する機能を奏するものである。本実施例では、前記した吸着保持装置12の型11Aに対する相対的移動方向に対し、ディスペンサ35は吸着保持装置12の前方位置に配置されている。

これにより、貼着される前のフィルム基材20Aに対して接着剤36を塗布することができ、その上で吸着保持装置12によりフィルム基材20Bをフィルム基材20Aに加圧することにより、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bは貼着される。なお、本実施例ではフィルム基材20Aとフィルム基材20Bとが貼着される直前において接着剤36をフィルム基材20Aに塗布する構成としているが,貼着前に予めフィルム基材20Aの貼着面の全面に接着剤36を塗布しておく方法も考えられる。このように、接着剤36の塗布方法は種々考えられるが、使用する接着剤の特性などを考慮して適宜選択すればよい。

接着剤硬化装置34は、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとを接着剤36により貼着した後、この接着剤36を効果させる機能を奏するものである。本実施例では、前記した吸着保持装置12の型11Aに対する相対的移動方向に対し、接着剤硬化装置34は吸着保持装置12の後方位置に配置されている。

この接着剤硬化装置34により硬化処理は、使用する接着剤36の種類により選定される。例えば接着剤36が紫外線硬化性を有するものであれば、接着剤硬化装置34としては紫外線照射装置を用いる。また、接着剤36が熱硬化性を有するものあれば加熱装置を用いる。

なお、本実施例では吸着ドラム12の近傍に接着材硬化装置34を配置し、貼り合わせた部分から硬化を行う方法とした。しかしながら、フィルム基材20A及びフィルム基材20Bの全面を貼り合わせた後、全接着位置を一括して硬化させる方法も考えられる。これらの硬化方法は、使用する接着剤の特性等を考慮して適宜選択することが可能である。

フィルムカッター39は、フィルム基材20Bが吸着保持装置12の移動により貼着開始位置P1から貼着終了位置P2まで引き出されると共に貼着された際、フィルム基材20Bを切断する機能を奏する。なお、この切断位置は供給リール31からフィルム基材20Bが引き出された直後位置でもかまわない。しかしながら、吸着ドラム12に次に貼り合わせる分が吸着された状態を維持できるため、吸着保持装置12が図中破線で示す位置まで移動した状態(フィルム基材20Bが貼着終了位置P2よりも引き出された状態置)で切断したほうが、次の貼着作業への移行の円滑化の面からは好ましい。

次に、図7を用いて吸着ドラム12の制御系について説明する。

前記した吸引装置17、ドラム加圧装置41、角度検知装置45、圧力検知装置46、及び第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8は、制御装置49に接続されている。制御装置49は、フィルム貼着装置30の動作を統括的に制御する機能を奏するものである。

角度検知装置45により検出される角度情報及び圧力検知装置46で検出される加圧力情報は、それぞれ制御装置49に送信される。制御装置49は、ドラム回転軸40は角度情報に基づき、第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8の切替処理を実施する。

前記のように、吸着ドラム12はドラム加圧装置41により型11A(曲面状吸着面15A)に加圧される。この加圧力が吸着ドラム12の移動に伴い変動すると、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとを均一かつ安定して貼着することができなくなってしまう。このため、制御装置49は、圧力検知装置46により検出された型11Aに対する吸着ドラム12の加圧力に基づき、吸着ドラム12が一定の安定した加圧力で型11Aを加圧するようドラム加圧装置41を制御する。

次に、制御装置49が実施する第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8の切替制御について、更に詳述する。

本実施例の制御装置49は、第1切替バルブ47-1〜第8切替バルブ47-8の各開閉のタイミングが順に吸着ドラム12の回転角度にして順次45°ずつずれるよう制御を行う。また制御装置49は、切替バルブ47-1〜47-8を開弁した後は吸着ドラム12が180°回転するまでは開弁状態を維持する。そして、その後閉弁処理を行い、閉弁した後はこの閉弁状態が180°維持されるよう制御を行う。即ち、制御装置49は、各切替バルブ47-1〜47-8を180°の間隔でON/OFF制御する構成とされている。

図8は、制御装置49が上記のような制御を行った場合の第1真空室13-1〜第8真空室13-8に対する真空処理のON/OFFを示すタイミングチャートである。本実施例では、吸着保持装置12の第1真空室13-1がフィルム基材20Bと接触する直前の位置を0°としている。

制御装置49は、角度検知装置45からの角度情報により吸着保持装置12が0°の回転角度であると判断すると、第1切替バルブ47-1を開弁する。これにより、第1真空室13-1は連通管42を介して吸引装置17に接続され、よって第1真空室13-1に対する真空処理が開始(ON)される。

その後、吸着保持装置12が45°回転すると、制御装置49は第1切替バルブ47-1の開弁状態を維持しつつ、第2切替バルブ47-2を開弁する。その後、吸着保持装置12の45°の回転毎に順次各切替バルブ47-3〜47-8を切り替える。これにより、図8に示すように、第2真空室13-2〜第8真空室13-8も順次真空処理が開始される。一方、制御装置49は、各切替バルブ47-1〜47-8の開弁状態が180°続くと、順次閉弁処理を実施する。図8は、吸着ドラム12が0°〜360°の範囲にわたり回転する際の各切替バルブ47-1〜47-8の切替タイミングを示している。

本実施例では、前記のように吸着保持装置12の第1真空室13-1(第1吸着面14-1)がフィルム基材20Bと接触した位置を0°としている。従って、第1吸着面14-1がフィルム基材20Bに接触することにより第1真空室13-1は吸引処理が行われ、よってフィルム基材20Bは第1真空室13-1(第1吸着面14-1)に吸着されて保持される。

このようにフィルム基材20Bが第1吸着面14-1に保持された状態において、既にフィルム基材20Bは吸着ドラム12に180°の範囲にわたり巻回された状態とされている。よって、フィルム基材20Bは、第6吸着面14-6〜第8吸着面14-8とも接触した状態となっている。

このように、制御装置49は各切替バルブ47-1〜47-8を制御することにより、フィルム基材20Bと接触している吸着面(図5に示す例では、第1吸着面14-1,第6吸着面14-6〜第8吸着面14-8)に対応する真空室(図5に示す例では、第1真空室13-1,第6真空室13-6〜第8真空室13-8)に対しては吸引処理が実施されるよう制御処理を行う。

図8に示されるように、このフィルム基材20Bを吸着している吸着面は、吸着ドラム12の45°の回転毎に切り替えられるため、常に吸着ドラム12はフィルム基材20Bをその180°の範囲にわたり保持する。よって、フィルム基材20Bを確実に供給リール31から引き出し、曲面状吸着面15A上に装着されたフィルム基材20Aに貼着処理することができる。

一方、吸着ドラム12がフィルム基材20A,20Bを加圧する位置は、吸着ドラム12が型11Aの曲面状吸着面15Aと当接する位置である。この位置において、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bは貼着される。よって、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bが貼着された後も吸着ドラム12によりフィルム基材20Bが保持された状態が維持されると、この保持力は逆にフィルム基材20Bをフィルム基材20Aから剥離する力として作用してしまうことは前述した通りである。

そこで図5に示す状態では、制御装置49は第5切替バルブ47-5を停止させ、第5真空室13-5(第5吸着面14-5)に対する吸引処理を終了する。これにより、貼着されたフィルム基材20A,20Bが、吸着ドラム12に起因して剥離してしまうことを防止できる。なお、フィルム基材20Bが接触していない他の吸着面(図5に示す例では、第2吸着面14-2〜第4吸着面14-4)と対応する真空室(図5に示す例では、第2真空室13-2〜第4真空室13-4)には、制御装置49は吸引処理が実施されないよう第2切替バルブ47-2〜第4切替バルブ47-4を制御する。

図8に示されるように、このフィルム基材20Bを吸着していない吸着面も、吸着ドラム12の45°の回転毎に切り替えられるため、吸着ドラム12のフィルム基材20Bと接触していない部分における吸引処理は実施されない。これにより、上記したフィルム基材20A,20Bの剥離防止を図れると共に、吸引装置17の無駄な駆動を抑制することができランニングコストの低減を図ることができる。

続いて、上記構成とされたフィルム貼着装置30の動作について説明する。図9は、フィルム基材20A,20Bを貼着する際のフィルム貼着装置30の動作を示すフローチャートである。

貼着処理が開始されると、ステップ10(図では、ステップをSと略称している)において、フィルム基材20Aを型11Aに装着する処理を行う。この際、本実施例では、予め所定の形状に切断されたフィルム基材20Aを型11Aの曲面状吸着面15Aに載置する方法を用いている。しかしながら、供給リール31と同様なフィルム基材20Aを巻回した供給リールを用い、曲面状吸着面15A上に連続的にフィルム基材20Aを供給する方法を用いることも可能である。

また、曲面状吸着面15Aの貼着開始位置P1には、位置決めマーク44が設けられている。フィルム基材20Aを曲面状吸着面15Aに装着する際、この位置決めマーク44を用いて両者15A,20Aの位置決めが行われる。これにより、フィルム基材20Aを精度良く曲面状吸着面15A上の所定装着位置に装着することができる。

上記のようにフィルム基材20Aが曲面状吸着面15A上の所定装着位置に装着されると、制御装置49は吸引装置17を駆動する。これにより、フィルム基材20Aは曲面状吸着面15Aに吸着され、よってフィルム基材20Aは型11Aに保持される。

続くステップ20では、供給リール31から引き出された20Bの先端部が、位置決めマーク44を用いて型11Aの曲面状吸着面15Aに取り付ける。これにより、貼着開始位置P1においては、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bが共に位置決めされて重ねられた状態となる。

続くステップ30では、接着剤36がディスペンサ35を用いてフィルム基材20A上に塗布される。また、吸着ドラム12は貼着開始位置P1位置に移動すると共に、制御装置49はドラム加圧装置41を駆動して吸着ドラム12を所定の加圧力で型11Aに向け加圧する。これにより、吸着ドラム12と型11Aとの間に介在するフィルム基材20Aとフィルム基材20Bも加圧され、よってフィルム基材20Aとフィルム基材20Bは貼着される。

ステップ40では、送りステージ37が矢印V方向に移動を開始する。これにより、吸着ドラム12は相対的に曲面状吸着面15A上をV方向とは反対方向に移動を開始する。この際、ディスペンサ35は吸着保持装置12の型11Aに対する相対的移動方向(V方向とは反対方向)に対し吸着保持装置12の前方位置に配置されているため、接着剤36はフィルム基材20A上に順次塗布される。また、吸着ドラム12は移動することにより、接着剤36が塗布されたフィルム基材20A上にフィルム基材20Bを順次加圧して貼着処理を行う。

この際、前記のように吸着ドラム12は吸着ドラム12に180°の範囲にわたりフィルム基材20Bを吸着保持した状態で移動し、フィルム基材20Bをフィルム基材20Aに加圧して貼着した後は、直ちに吸着を解除して吸着ドラム12によるフィルム基材20Bの保持を解除する構成とされている。よって、吸着ドラム12に起因し、フィルム基材20Bがフィルム基材20Aから剥離することを確実に防止することができる。

また、ステップ40の処理は、吸着ドラム12が貼着開始位置P1から貼着終了位置P2まで移動する間中実施される。よって、フィルム基材20Aとフィルム基材20Bとを接着する接着剤36内に気泡が存在していたとしても、この気泡は吸着ドラム12の移動に伴い貼着終了位置P2に向け押し遣られ、その端部から外部に放出される。

よって、フィルム基材20A,20Bの貼着が終了した後に接着剤36内に気泡が残存するようなことはなく、従って気泡除去処理を実施する必要もなくなるため貼着処理の簡単化を図ることができる。更に、吸着ドラム12は制御装置49によるドラム加圧装置41の制御により、常に一定の加圧力で型11Aに向け加圧力を印加するため、接着剤36に偏りが発生することも防止することができる。

ステップ50では、接着剤硬化装置34が接着剤36の硬化処理を行う。本実施例では、接着剤36として紫外線硬化樹脂を用いているため、接着剤硬化装置34は接着剤36に向け紫外線を照射する。この際、接着剤硬化装置34は吸着保持装置12の型11Aに対する相対的移動方向(V方向とは反対方向)に対し吸着保持装置12の後方位置に配置されているため、接着剤硬化装置34による硬化処理は、ディスペンサ35により塗布された接着剤36に対して順次行われる。

ステップ30〜50の処理は、吸着ドラム12が貼着終了位置P2に移動するまで実施される。そして、フィルム基材20A,20Bが貼着開始位置P1から貼着終了位置P2の範囲において貼着されると、フィルム基材20A,20Bはフィルムカッター39により切断され、これによりフィルム基材20Aとフィルム基材20Bの貼着処理は終了する。

上記した本実施例に係るフィルム貼着装置30は、吸着ドラム12を移動させることによりフィルム基材20A,20Bを貼着しつつ成型する構成としたため、一つの型11Aのみでフィルム基材20A,20Bの貼着処理を行うことができる。よって、製造コストが高い型の使用数を減らすことができコスト低減を図ることが可能となる。また、複数の型を用いた場合に必要となる型合わせのための高精度な型加工が不要となり、これによってもコスト低減を図ることができる。

なお、上記した実施例では型11Aの形状を上に凸の半円筒形とした例を示したが、図10に示すように、型11Cに形成する曲面状吸着面15Cを自由曲面形状とすることも可能である。また、吸着装置と吸着ドラムの上下設置位置を逆にしても実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

Claims (16)

  1. 第1のフィルム基材と第2のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着装置であって、
    前記第1のフィルム基材が装着される、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされており、前記第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面が設けられた複数の真空室を有する吸着保持装置と、
    前記複数の真空室に対して個別に吸引処理が可能な吸引装置とを設けており、
    前記吸引装置は、
    前記吸着保持装置の移動に伴い、前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記第2のフィルム基材が前記第1のフィルム基材に貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する構成としたフィルム貼着装置。
  2. 前記吸着保持装置に回転角度検出装置を設けると共に、
    前記吸引装置は、前記回転角度検出装置が検出する前記吸着保持装置の回転角度に基づき、前記真空室に対する吸引処理を切り替える構成の請求項1記載のフィルム貼着装置。
  3. 前記吸着保持装置を前記型に向け加圧する加圧装置と、
    前記吸着保持装置に前記型に対する加圧力を検出する圧力検出装置と、
    前記圧力検出装置が検出する加圧力に基づき、前記吸着保持装置を前記型に向け一定の加圧力で加圧するよう前記加圧装置を制御する圧力制御装置を設けた請求項1に記載のフィルム貼着装置。
  4. 前記吸着保持装置が固定されると共に、前記型に移動装置を設けることにより、
    前記吸着保持装置が前記曲面状装着面上を移動するよう構成した請求項1に記載のフィルム貼着装置。
  5. 前記真空室と前記吸引装置とを連通する連通管を、前記吸着保持装置の回転中心軸内に配設した請求項1に記載のフィルム貼着装置。
  6. 少なくとも前記第2のフィルム基材を供給リールから連続的に供給しうる構成とし、かつ、前記供給リールから供給される前記第2のフィルム基材を所望の長さで切断しうるフィルムカッターを設けた請求項1に記載のフィルム貼着装置。
  7. 前記第1及び第2のフィルム基材は、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板である請求項1に記載のフィルム貼着装置。
  8. 前記供給リールと前記吸着保持装置との間に、前記第2のフィルム基材に対してスペーサを散布するスペーサ散布装置を設けた請求項6記載のフィルム貼着装置。
  9. 複数のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着方法であって、
    所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に第1のフィルム基材を装着する装着工程と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第2のフィルム基材を前記第1のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、
    前記貼着工程では、
    前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記吸着保持装置の移動に伴い前記第1及び第2のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止するフィルム貼着方法。
  10. 前記吸着保持装置に回転角度検出装置を設けると共に、
    前記回転角度検出装置が検出する前記吸着保持装置の回転角度に基づき、前記真空室に対する吸引処理を切り替える請求項9記載のフィルム貼着方法。
  11. 前記吸着保持装置を前記型に向け加圧する加圧装置と、
    前記吸着保持装置に前記型に対する加圧力を検出する圧力検出装置と、
    前記圧力検出装置が検出する加圧力に基づき、前記吸着保持装置を前記型に向け一定の加圧力で加圧するよう前記加圧装置を制御する圧力制御装置を設けた請求項9に記載のフィルム貼着方法。
  12. 前記吸着保持装置が固定され、前記型が前記吸着保持装置に対して移動することにより、前記吸着保持装置が前記曲面状装着面上を相対的に移動する請求項9に記載のフィルム貼着方法。
  13. 少なくとも前記第2のフィルム基材を供給リールから連続的に供給しうる構成とし、前記供給リールから供給される前記第2のフィルム基材が前記第1のフィルム基材と貼着された後、該第2のフィルム基材をフィルムカッターで切断する請求項9に記載のフィルム貼着方法。
  14. 前記第1及び第2のフィルム基材は、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板である請求項9に記載のフィルム貼着方法。
  15. 前記第2のフィルム基材が前記供給リールから前記吸着保持装置に移動する間に、前記第2のフィルム基材に対してスペーサを散布する請求項13記載のフィルム貼着方法。
  16. 電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板となる第1及び第2のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせる電子ペーパの製造方法であって、
    所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に前記第1のフィルム基材を装着する装着工程と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に前記第2のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第2のフィルム基材を前記第1のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、
    前記貼着工程では、
    前記第2のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記吸着保持装置の移動に伴い前記第1及び第2のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第2のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する電子ペーパの製造方法。
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