JP4988285B2 - 貼付ヘッド及びこれを用いたシート貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は貼付ヘッド及びこれを用いたシート貼付方法に係り、特に、光ディスク等の情報記録媒体を被着体として当該被着体の表面を保護するシートを精度よく貼付することのできる貼付ヘッド及びこれを用いたシート貼付方法に関する。

従来より、光ディスク等の情報記録媒体の表面には、当該光ディスクに対応する形状を備えたシートを貼付することが行われている。このシート貼付に際して用いられる貼付ヘッドとしては、所定形状に形成されたシートを吸着保持する吸着保持面を設けるとともに、当該吸着保持面を被着体の面に沿って相対移動させる際に、シートの一部を押圧ローラで押圧することによって貼付する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、特許文献１は、吸着保持面にシートの吸引口を備えているとともに、直線状に延びる複数列の溝部を備えた構成とされ、これにより、被着体に貼付したシートと貼付ヘッドの吸着保持面との間の真空状態を緩和しようとする試みがなされている。

特開２００４−２０３４７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された貼付ヘッドは、吸引口が複数列の溝部間における吸着保持面に形成されているため、シートを吸着保持したときに、当該シートが吸引口を閉塞してしまい、シートが部分的に吸引口に引き込まれるような変形を生ずることとなる。従って、貼付初期（貼付面積が小さい）段階において、貼付ヘッドを被着体に対して相対移動させると、シートが吸着保持面に強く密着して平面内で移動しづらいため、シートが引っ張られて被着体との間に位置にずれを生じさせてしまう、という不都合がある。

また、前述した溝部の押圧ローラ側端部は、貼付ヘッドの端部を突き抜ける構成であるため、溝部によって波打ち状態を発生し易くなり、波打ち状態が生じた場合のシートは、そのままの状態で押圧ローラと被着体との間に入り込んでしまい、シートと被着体との間に気泡や皺を発生させてしまう、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、シートの吸着保持力を小さく保って当該シートを吸着保持可能とし、正確な貼付が行えるとともに、気泡や皺を発生させたりすることなくシートを被着体に貼付できる貼付ヘッド及びこれを用いたシート貼付方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、シート繰出手段から繰り出されたシートを吸着保持する複数の吸引口を有する吸着保持面を備え、当該吸着保持面に吸着保持されたシートを被着体に貼付する貼付ヘッドであって、
前記吸着保持面は溝部を備えているとともに、当該溝部の領域内に前記吸引口が設けられ、シートで覆われていない溝部の一部から外気を進入させながら当該溝部内を減圧する吸着力だけで前記シートを吸着保持可能に設けられ、
前記吸着保持面に保持された前記シートを平面内で移動させ、当該シートを位置決めするシート位置決め手段が設けられる、という構成を採っている。

本発明において、前記貼付ヘッドは、前記被着体の被着面に沿って相対移動可能に設けられているとともに、前記相対移動時に前記シート上を転動して当該シートを被着体に押し付ける押圧手段を一端側に備える、という構成を採っている。

また、前記溝部は、前記貼付ヘッドの相対移動方向に沿って延びるように設けられている。

更に、前記溝部は、前記貼付ヘッドの相対移動方向に沿って複数列とされ、それら吸引口は単一の減圧源に連通されているとともに、少なくとも一部の溝部は、前記シートによって完全には覆われないように設けることが好ましい。

また、前記溝部の押圧手段側端部は、前記吸着保持面の端部に達しない長さに設定されている。

また、本発明は、シート繰出手段から繰り出されたシートを吸着ヘッドに吸着保持した状態で、当該吸着ヘッドと被着体とを相対移動させて前記シートを被着体に貼付する方法であって、
前記吸着ヘッドの吸着保持面が溝部を備えて当該溝部の領域内に吸引口を設けるとともに、当該吸引口が前記シートで直接閉塞されないようにし、且つ、シートで覆われていない溝部の一部から外気を進入させながら当該溝部内を減圧する吸着力だけで前記シートを吸着保持し、前記吸着保持面に保持された前記シートを平面内で移動して当該シートを位置決めして被着体に貼付する、という方法を採っている。

本発明によれば、吸着保持面における吸引口が溝部の領域内に設けられているため、吸引口がシートで直接覆われない構成となる。すなわち、吸引口とシートとの間には、溝部が存在するため、シートが吸引口に引き込まれるような変形を生ずることがなく、溝部を介して緩やかに吸着されることとなる。従って、シートは吸着保持面に弱く密着しているため平面内で移動し易くなり、シート貼付の初期段階において、シートが引っ張られて被着体との間に位置にずれを生じさせるような不都合は生じない。

また、溝部は、貼付ヘッドの相対移動方向（シート貼付方向）に沿って延びているため、吸着保持面に沿ってシートを繰り出す動作をスムースに行うことができる。

更に、溝部を複数列とすることによって、シートが吸着保持面に擦れる面積が小さくなり、シートの摺動抵抗を低減できるうえ、それら吸引口を単一の減圧源に連通させ、溝部の一部がシートで完全には覆われない構成とした場合には、溝部から外気が進入するため、シートを弱い力で吸着保持することが可能となる。

また、溝部の押圧手段側端部が吸着保持面の端部に達しない構成とすることで、当該端部でシートが波打ち状態となることを防止でき、従来例のように、シートと被着体との間に気泡や皺等を発生させてしまうおそれを回避することができる。

更に、吸着保持面にシート位置決め手段を設けた場合には、被着体へのシート貼付をより正確に行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１には、本発明に係る貼付ヘッドが適用されたシート貼付装置の概略構成図が示され、図２にはシート貼付動作時における一部拡大正面図が示されている。これらの図において、シート貼付装置１０は、装置外形を画成するフレームＦ内に略収まる状態で構成されている。フレームＦ内には、ロール状に巻回された原反Ｌを繰出可能に設けた繰出手段１２と、ラベル状をなす保護用のシートＳを剥離する剥離手段１４と、剥離後のシートＳを被着体としての光ディスクＤに貼付するための貼付手段１５とを備えて構成されている。

前記原反Ｌは、図３に示されるように、帯状に連なる剥離シートＲＬと、当該剥離シートＲＬの一方の面に粘着剤を介して積層されたシートＳとからなる。シートＳは、平面視略円形をなし、その中央部には、光ディスクＤの中央穴Ｄ１（図６参照）に対応する打抜穴Ｓ１を備えた形状に設けられている。本実施形態における原反Ｌは、別工程において、図示しないダイカット装置を介して上述のようなシートＳが剥離シートＲＬ上でプリカットされたものが対象とされている。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、剥離シートＲＬと同様に帯状のシートを積層した原反を用い、これを繰り出す過程でダイカット装置を介して貼付用のシートＳを形成するようにしてもよい。

前記繰出手段１２は、原反Ｌを支持する支持軸１６と、原反Ｌに所定の繰出抵抗を付与可能なモータＭ１の出力軸に連結されたテンションローラ２０と、当該テンションローラ２０とで原反Ｌを挟み込むピンチローラ２１とからなり、支持軸１６の外周側に原反Ｌが繰り出し可能に支持されている。この繰出手段１２から繰り出された原反Ｌは、ガイドローラ２２を経て剥離手段１４側に繰り出され、当該剥離手段１４で剥離されたシートＳが貼付手段１５の貼付ヘッド５１に吸着保持される一方、剥離シートＲＬは、モータＭ２で駆動される巻取ローラ２３とピンチローラ２４とで挟み込まれ、モータＭ３で駆動する巻取ローラ２５に巻き取られるようになっている。

前記剥離手段１４は、本実施形態では、フレームＦに固定されたピールプレート３０によって構成されている。すなわち、原反Ｌは、ピールプレート３０の先端側（図１中左端側）に巻き掛けられており、剥離シートＲＬが当該ピールプレート３０で急激に折り返されることによってシートＳが前方（図１中左方）に繰り出されるようになっている。

前記貼付手段１５は、シートＳを吸着保持し、ステージ５０の保持台５３上に載置された光ディスクＤに当該シートＳを貼付する貼付ヘッド５１と、当該貼付ヘッド５１の姿勢を変位させる姿勢変位手段６５と、前記貼付ヘッド５１と姿勢変位手段６５とを図１中左右方向へ移動する移動手段６６とを備えて構成されている。ここで、ステージ５０は、本出願人により既に出願された特願２００３−１１１３７７号と実質的に同一であり、ステージ５０の周方向所定間隔毎に設けられた保持台５３上で光ディスクＤの位置決めが行える機能を備えたものとなっている。従って、ここでは詳細な説明を省略する。

前記貼付ヘッド５１は、図２及び図４に示されるように、前記ピールプレート３０によって剥離されたシートＳを非粘着剤層側から吸着保持可能に設けられた平面視略方形の吸着保持面６０と、当該吸着保持面６０の左端側に配置された押圧手段としての押圧ローラ６２とを備えて構成されている。

前記貼付ヘッド５１の吸着保持面６０には、図４に示されるように、その面内略中央部にシート位置決め手段７０が装備されているともに、当該位置決め手段７０を除く周辺領域に、前記貼付ヘッド５１の相対移動方向に沿って延びる複数列の溝部６１が相互に所定間隔を隔てて略平行に設けられている。各溝部６１は、下向きに開放するコ字状をなし、当該溝部６１の領域内、すなわち溝部６１の底部には吸引口６８がそれぞれ複数設けられている。

前記溝部６１は、それぞれ独立したものであるが、各吸引口６８は、図５に示されるように、貼付ヘッド５１の内部に設けられた一つのチャンバ７１に連通しており、当該チャンバ７１内を図示しない減圧ポンプによって減圧することにより、各吸引口６８を介して溝部６１内が減圧されてシートＳを吸着保持するようになっている。この際、本実施形態では、図４に示されるように、シートＳが所定位置に吸着保持されたときに、同図中上部側と下部側の溝部６１の一部がシートＳで覆われない長さを備えて構成されている。従って、シートＳで覆われない溝部６１の一部から、外気が進入する状態となり、溝部６１内が高減圧状態となることを回避してシートＳの吸着力が過大とならないようになっている。また、溝部６１は、その押圧ローラ６２側端部が吸着保持面６０の端部に達しない長さと位置に設定されている。従って、押圧ローラ６２との間に平面領域が確保されることとなり、溝部６１によってシートが波打ち状態となったとしても、シートを貼付する際には当該平面領域がシートＳの波打ち状態を解消し、当該シートＳと光ディスクＤとの間に気泡や皺等を発生させてしまうような不具合を回避することができる。

前記位置決め手段７０は、図５に示されるように、チャックを構成する複数の爪７５と、エアシリンダ７７によって構成される。各爪７５は、エアシリンダ７７のロッド７６を介して昇降且つ、開閉可能とされ、ロッド７６が下降したときに、吸着保持面６１から僅かに突出するとともに、下端側が径方向に開いてシートＳの打抜穴Ｓ１に係合し、当該シートＳの位置決めを行うように設けられている。本実施形態では、シートＳが吸着保持されて位置決めされたときに、当該シートＳの繰出方向に沿う先端が、押圧ローラ６２の略最下端に位置するように設定されている（図４、図５参照）。

前記押圧ローラ６２は、図４に示されるように、ローラ本体６２Ａと、このローラ本体６２Ａの外周側に巻き掛けるように配置されてシートＳの非粘着剤層側に接する弾性部材６２Ｂとにより構成されている。この押圧ローラ６２は、前記特願２００３−１１１３７７号と実質的に同一のものが採用されている。

前記姿勢変位手段６５は、吸着保持面６０の図２中紙面直交方向における両側端に設けられた略Ｌ型のブラケット７８と、これらブラケット７８を回転可能に支持する軸受７９と、前記ブラケット７８の先端にロッド８２が連結されたエアシリンダ８０とにより構成されている。これにより、エアエアシリンダ８０の駆動で、貼付ヘッド５１は、前記吸着保持面６０の位置を、図２中二点鎖線で示す略水平姿勢と、同図中実線で示す傾斜姿勢との間で変位可能とされ、傾斜姿勢となったときに、押圧ローラ６２がシートＳの左端を光ディスクＤの所定の位置に当接させるようになっている。更に、前記貼付ヘッド５１及び勢変位手段６５は、前記移動手段６６を構成する単軸ロボット８４により、図１中左右方向に移動可能に設けられている。これにより、貼付ヘッド５１が光ディスクＤに対して略水平面内で相対移動可能に設けられ、所定の押圧力でシートＳを光ディスクＤに貼付可能となっている。

なお、前記ステージ５０の近傍には、図１に示されるように、ロボット８６が配置されており、当該ロボット８６の吸着アーム８７によって光ディスクＤは図示しないストッカへ収納される。

次に、本実施形態における全体的な動作について図６ないし図１０をも参照しながら説明する。

始めに、ロール状に巻回された原反Ｌを所定量引き出しておき、剥離シートＲＬのリード端を巻取ローラ２５に固定して初期設定を行う。

次いで、モータＭ２の駆動により原反Ｌが繰り出されることとなる。この際、繰出手段１２のモータＭ１は、一定の繰出抵抗が原反Ｌに付与されるように制御しつつ当該原反Ｌを繰り出すこととなる。

原反Ｌの繰り出しに同期して移動手段６６が作動し、図６に示されるように、シートＳの繰出方向先端（左端）が押圧ローラ６２の略最下端に位置するように、順次剥離されるシートＳを吸着保持面６０が吸着して保持することとなる。このシートＳの吸着保持が完了すると、位置決め手段７０の作動によりシートＳの吸着保持面６０における位置が更に正確に保持されるように、シートＳの位置決めが行われる。吸着保持面６０では、一部の溝部６１がシートＳの外周よりも外側にはみ出している状態にあり（図４参照）、また、吸引口６８は図示しない減圧ポンプ等に連通する単一のチャンバ７１を介して減圧される構成であるため、シートＳは弱い吸着力で保持されることとなる。従って、位置決め動作を行うべくシートＳの平面内での滑りはスムースに行われることとなる。これと並行して、前記ステージ５０上には、各保持台５３上に位置決めされた状態で光ディスクＤが配置され、一の光ディスクＤが貼付位置Ｐにて待機することとなる。

次いで、図６の二点鎖線に示されるように、貼付ヘッド５１が光ディスクＤ上に移動して所定位置に達したときに、姿勢変位手段６５によって押圧ローラ６２の位置が低くなるように傾斜姿勢となる（図７参照）。このとき、シートＳの左端が光ディスクＤの所定貼付開始位置に当接する。そして、単軸ロボット８４の動作によって貼付ヘッド５１が図８に示されるように右側に移動し、押圧ローラ６２が所定の押圧力でシートＳ上を回転し、吸着保持面６０からシートＳを光ディスクＤ上に完全に転着させることとなる（図９参照）。

このようにしてステージ５０の貼付位置Ｐにある光ディスクＤにシートＳが貼付されると、ステージ５０が平面内で略９０度回転し、貼付位置Ｐには、次なる光ディスクＤが待機することとなる。そして、シートＳが貼付された光ディスクＤは、ロボット８６によって収納される。
以後、同様の動作を繰り返すことにより、順次光ディスクＤ上にシートＳを貼付させることができる。

従って、このような実施形態によれば、シートＳを吸着保持したときに、当該シートＳの平面形状を保つことができ、シートＳのスムースな移動を許容して光ディスクＤに貼付することができ、しかも、シートＳと光ディスクＤとの間に気泡等を混入させることがない、という従来にない優れた作用、効果を奏することができる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。

例えば、前記実施形態では、光ディスクＤを被着体としてシートＳを貼付する場合について説明したが、他の被着体を対象としてラベル若しくはシートを貼付する場合にも勿論適用することができる。
また、溝部６１の数、相互間隔、吸引口６８の数等は、シートＳの大きさに応じて変更することができる。要するに、本発明は、溝部６１内に吸引口６８が配置されていればよい。

実施形態に係るシート貼付装置の概略正面図。 貼付ヘッドが光ディスクにシートを貼付する状態を示す要部拡大正面図。 （Ａ）は原反の平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図。 貼付ヘッドの底面図。 図４のＢ−Ｂ線に沿う矢視拡大断面図。 貼付ヘッドが光ディスクに向かって移動する状態を示す断面図。 貼付ヘッドが傾斜した貼付初期段階を示す断面図。 貼付ヘッドが光ディスクにシートを貼付する状態を示す断面図。 貼付ヘッドが貼付終了位置に移動した状態を示す断面図。

符号の説明

１０ シート貼付装置
１２ 繰出手段
５１ 貼付ヘッド
６０ 吸着保持面
６１ 溝部
６２ 押圧ローラ（押圧手段）
６８ 吸引口
７０ 位置決め手段
Ｄ 光ディスク（被着体）
Ｓ シート
ＲＬ 剥離シート
Ｌ 原反

Claims (2)

1. シート繰出手段から繰り出されたシートを吸着保持する複数の吸引口を有する吸着保持面を備え、当該吸着保持面に吸着保持されたシートを被着体に貼付する貼付ヘッドであって、
   前記吸着保持面は溝部を備えているとともに、当該溝部の領域内に前記吸引口が設けられ、シートで覆われていない溝部の一部から外気を進入させながら当該溝部内を減圧する吸着力だけで前記シートを吸着保持可能に設けられ、
   前記吸着保持面に保持された前記シートを平面内で移動させ、当該シートを位置決めするシート位置決め手段が設けられていることを特徴とする貼付ヘッド。
2. シート繰出手段から繰り出されたシートを吸着ヘッドに吸着保持した状態で、当該吸着ヘッドと被着体とを相対移動させて前記シートを被着体に貼付する方法であって、
   前記吸着ヘッドの吸着保持面が溝部を備えて当該溝部の領域内に吸引口を設けるとともに、当該吸引口が前記シートで直接閉塞されないようにし、且つ、シートで覆われていない溝部の一部から外気を進入させながら当該溝部内を減圧する吸着力だけで前記シートを吸着保持し、前記吸着保持面に保持された前記シートを平面内で移動して当該シートを位置決めして被着体に貼付することを特徴とするシート貼付方法。

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