JP5409044B2 - シート貼付装置および貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、被着体に対して接着シートを貼付するシート貼付装置および貼付方法に関する。

従来、ラベル貼付装置などにおいて、接着シートであるラベルを位置決めする位置決め装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の位置決め装置は、ラベルを吸引して保持するチャック装置と、このチャック装置で保持したラベルの位置を修正する修正部材とを備え、修正部材でラベルを押して移動させることで位置決めするように構成されている。
一方、特許文献２に記載のラベル貼付装置は、ベースシートから剥離したラベルを吸着ヘッドで保持し、保持したラベルの位置および姿勢をセンサで検出し、異常があれば吸着ヘッドの位置や姿勢をサーボモータ等で補正してからラベルをワークの上方に位置させ、押圧ローラによってラベルをワークに押圧して貼付するように構成されている。

特開平２−２９６６３８号公報 特開２００２−３６２５２４号公報

ところで、特許文献１に記載されたような従来の位置決め装置では、ラベル側方の片側から修正部材で押して移動させるか、またはラベル側方の両側から修正部材で挟むようにして移動させることで、ラベルを位置決めするようになっている。このため、ラベル面内の１軸方向にしかラベルを移動させることができず、それと直交する方向も位置決めするためには別の修正部材が必要となってしまうとともに、ラベル面内の回転方向に関しては位置決めすることができない。また、複数回の位置決めを実施すると、位置ずれの原因となってしまうことから、位置決め精度を高めることが困難になるという問題もある。
一方、特許文献２に記載されたような従来の貼付装置では、ラベルの位置や姿勢を検出するセンサが必要で、さらに検出結果に基づいて吸着ヘッドの位置や姿勢を補正するサーボモータ等の駆動手段が必要となるため、装置が大掛かりとなるとともに、その制御も複雑になってしまうという不都合がある。

本発明は、以上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、比較的簡便な構造および制御によって位置決めした接着シートを被着体に正確に貼付することができるシート貼付装置および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、本発明のシート貼付装置は、帯状の剥離シートに所定間隔で仮着された接着シートを剥離シートとともに繰り出す繰出手段と、前記剥離シートから前記接着シートを剥離する剥離手段と、前記剥離シートから剥離された接着シートを保持する保持手段と、前記保持手段で保持した前記接着シートを位置決めする位置決め手段と、前記位置決め手段で位置決めした前記接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、前記位置決め手段は、互いに相対移動することで前記接着シートに当接可能な少なくとも一対の位置決め部材を有し、前記押圧手段の押圧方向に交差する直交２軸方向と当該直交２軸を含む平面内の回転方向とに前記接着シートを位置決め可能に構成され、前記押圧手段は、前記位置決め手段と相対移動しつつ、当該位置決め手段で前記直交２軸方向および前記回転方向の前記接着シートの移動を抑制した状態のままで、当該接着シートを前記被着体に押圧して貼付する、という構成を採用している。

この際、本発明のシート貼付装置では、前記押圧手段は、気体噴出手段を有し、前記位置決め手段で位置決めした状態の前記接着シートを前記気体噴出手段から噴出した気体によって前記被着体に押圧して貼付するものでもよい。
また、本発明のシート貼付装置では、前記位置決め部材は、前記被着体側の先端部に面取り部を有して構成されていることが好ましい。
さらに、本発明のシート貼付装置では、前記保持手段は、前記接着シートを吸着保持する吸着手段を有して構成され、前記吸着手段は、前記接着シートの位置に応じて吸着力が制御可能に構成されていることが好ましい。

一方、本発明のシート貼付方法は、帯状の剥離シートに所定間隔で仮着された接着シートを剥離シートとともに繰り出す工程と、前記剥離シートから前記接着シートを剥離する工程と、前記剥離シートから剥離された接着シートを保持する工程と、保持した前記接着シートを位置決めする位置決め工程と、位置決めした前記接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧工程とを備え、前記位置決め工程において、前記押圧工程の押圧方向に交差する直交２軸方向と当該直交２軸を含む平面内の回転方向とに前記接着シートを位置決めし、前記押圧工程において、前記直交２軸方向および前記回転方向の前記接着シートの移動を抑制した状態のままで、当該接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とする。

以上のような本発明によれば、位置決め手段（位置決め工程）によって、押圧方向に交差する直交２軸方向と、当該直交２軸を含む平面内の回転方向とに接着シートを位置決めすることで、接着シートの位置決め精度を高めて被着体に対して正確に貼付することができる。また、押圧手段と位置決め手段とを相対移動させつつ接着シートを被着体に貼付するか、または気体噴出手段から噴出した気体によって接着シートを被着体に貼付することで、接着シートを位置決めした状態のままで貼付することができ、貼付位置の精度をより一層高めることができる。

また、シート貼付装置において、位置決め部材の先端部に面取り部を設けることで、接着シートが被着体に接触すると同時または接触直前において、接着シートと位置決め部材とを離隔させることができ、貼付後に位置決め部材を離脱させる際に接着シートが捲れ上がることが防止できる。
また、保持手段における吸着手段の吸着力が接着シートの位置に応じて制御可能に構成されていれば、接着シートの位置決めに際して接着シートが脱落せず、かつ移動しやすいように吸着力を調節することができ、接着シートに皺が寄ることを防止しつつ円滑に位置決めを実施することができる。

本発明の第１実施形態に係るシート貼付装置の部分断面図。 図１のシート貼付装置のII矢視部分断面図。 接着シートを示す図。 図３とは異なる接着シートを示す図。 (Ａ)〜(Ｃ)は、図１のシート貼付装置の動作説明図。 第２実施形態に係るシート貼付装置の部分側面図。 第３実施形態に係るシート貼付装置の部分断面図。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第２実施形態以降において、次の第１実施形態で説明する構成部材と同じ構成部材、および同様な機能を有する構成部材には、第１実施形態の構成部材と同じ符号を付し、それらの説明を省略または簡略化する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係るシート貼付装置１の部分断面図である。
図１において、シート貼付装置１は、帯状の剥離シートＲＬに所定間隔で仮着された接着シートＳを剥離シートＲＬとともに繰り出す繰出手段としての繰出ユニット２と、剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離する剥離手段としてのピールプレート３と、剥離シートＲＬから剥離された接着シートＳを保持する保持手段としての吸着盤４と、吸着盤４で保持した接着シートＳを位置決めする位置決め手段５と、位置決め手段５で位置決めした接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付する押圧手段としての直動モータ６とを備えて構成されている。

ここで、接着シートＳは、基材シートの一方の面に接着剤層が設けられ、この接着剤層が表出した面が接着面Ｓ１とされ、基材シートの他方の面（接着剤層が設けられていない面）が非接着面Ｓ２とされ、接着面Ｓ１を介して剥離シートＲＬに仮着されている。また、接着シートＳには、位置決め手段５によって位置決めされる２ヶ所の被位置決め孔ＳＨが形成されている。

繰出ユニット２は、図示しないフレームに支持され、このフレームには、剥離シートＲＬに仮着された接着シートＳをロール状に巻回して支持する支持ローラ２１と、剥離シートＲＬおよび接着シートＳを案内する２個のガイドローラ２２，２３と、モータ２４によって駆動する駆動ローラ２５と、駆動ローラ２５との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ２６と、図示しない駆動手段によって剥離シートＲＬを回収する回収ローラ２７とが設けられている。

ピールプレート３は、繰出ユニット２のモータ２４で駆動ローラ２５を駆動して剥離シートＲＬを引っ張ることで、剥離シートＲＬから接着シートＳを順次突出させて剥離し、この接着シートＳが吸着盤４側に送り出されるようになっている。

吸着盤４は、吸着手段としての図示しない複数の吸引口によって非接着面Ｓ２の側から接着シートＳを吸着保持する保持面４１と、この保持面４１の反対側（上側）に設けられる上面部４２と、当該吸着盤４を上面部４２から保持面４１に渡って貫通する２ヶ所の貫通孔４３とを有して形成されている。この吸着盤４において、複数の吸引口は、個別または所定のエリア毎に吸着力が制御可能に構成されている。そして、吸着盤４の上面部４２に直動モータ６の出力軸６１が固定され、直動モータ６を上下方向（押圧方向であり、Ｚ方向）に進退駆動することによって吸着盤４が上下移動可能に支持されている。なお、直動モータ６は、図示しないフレームに支持されている。

位置決め手段５は、吸着盤４の上面部４２に固定される直動モータ５１と、この直動モータ５１のスライダ５２に固定されるチャックモータ５３と、このチャックモータ５３の一対のスライダ５４に各々固定される一対の位置決め部材としてのチャック部材５５とを有して構成されている。直動モータ５１は、スライダ５２を上下（Ｚ方向）にスライド駆動することで、チャックモータ５３およびチャック部材５５が吸着盤４に対して上下に相対移動されるようになっている。また、図２にも示すように、チャックモータ５３は、一対のスライダ５４を図１の紙面奥行き方向（図２の左右方向、Ｙ方向）にスライド駆動することで、一対のチャック部材５５が互いに接近、離隔移動されるようになっている。ここで、図２は、図１のII矢視部分断面図である。

以上のシート貼付装置１によって被着体Ｗに貼付する接着シートＳは、例えば図３(Ａ)に示すように、全体円形であるとともに、その内部に２ヶ所の被位置決め孔ＳＨを有して形成されている。そして、被位置決め孔ＳＨには、一対のチャック部材５５が挿通されるとともに、チャックモータ５３でチャック部材５５を接近移動させて被位置決め孔ＳＨの内周縁に当接させることで、接着シートＳが水平面内の直交２軸方向であるＸ、Ｙ方向と、Ｘ、Ｙ平面内の回転方向であるθ方向とに位置決めされるようになっている。また、チャック部材５５は、断面略Ｄ字形に形成されるとともに、その先端には、被位置決め孔ＳＨに当接する曲面側の角を面取りした面取り部５６が形成されている。

なお、接着シートＳとしては、図３(Ａ)に示すものに限らず、図３(Ｂ)，(Ｃ)や図４に示すものであってもよい。すなわち、図３(Ｂ)に示す接着シートＳは、全体円形であるとともに、その内部に１ヶ所の被位置決め孔ＳＨを有して形成されている。この場合、位置決め手段５は、被位置決め孔ＳＨに挿通されて当接可能な図３(Ａ)と同様のチャック部材５５と、接着シートＳの外縁部に当接可能に曲面状に凹んだ側面を有するチャック部材５５Ａとを有して構成される。そして、チャック部材５５，５５Ａを互いに接近移動させ、被位置決め孔ＳＨの内周縁と接着シートＳの外縁部とに当接させることで、接着シートＳがＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めされるようになっている。

また、図３(Ｃ)に示す接着シートＳは、全体略Ｈ形状であるとともに、その外縁部に２ヶ所の被位置決め切欠ＳＫとを有して形成されている。この場合、位置決め手段５は、図３(Ａ)と同様に一対のチャック部材５５を有して構成され、チャック部材５５を互いに接近移動させ、それぞれ被位置決め切欠ＳＫの内周縁に当接させることで、接着シートＳがＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めされるようになっている。

一方、図４(Ａ)に示す接着シートＳは、全体矩形であるとともに、孔や切欠等が形成されていない。この場合、位置決め手段５は、それぞれ略Ｌ字形の一対のチャック部材５５Ｂを有して構成され、チャック部材５５Ｂを互いに接近移動させ、接着シートＳの対角位置の角部に当接させることで、接着シートＳがＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めされるようになっている。

また、図４(Ｂ)に示す接着シートＳは、全体矩形であるとともに、その内部１ヶ所に矩形の被位置決め孔ＳＨが形成されている。この場合、位置決め手段５は、略Ｌ字形のチャック部材５５Ｂと断面矩形状のチャック部材５５Ｃとを有して構成され、チャック部材５５Ｂ，５５Ｃを互いに接近移動させ、接着シートＳの角部と被位置決め孔ＳＨの角部とに当接させることで、接着シートＳがＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めされるようになっている。

以下、被着体Ｗへの接着シートＳの貼付方法として、シート貼付装置１の動作手順を図５(Ａ)〜図５(Ｃ)も参照して説明する。
先ず、図１の状態から、繰出ユニット２によって剥離シートＲＬを引っ張り、接着シートＳを剥離して吸着盤４側に送り出す（剥離工程）。そして、吸着盤４は、接着シートＳが脱落しない程度の吸着力で非接着面Ｓ２を吸着しつつ、図２に示すように、接着シートＳの略全面が保持面４１に重なるとともに、被位置決め孔ＳＨが貫通孔４３に重なる位置まで送り出される接着シートＳを受け取る。接着シートＳを受け取った吸着盤４は、複数の吸引口のうち、中央付近の吸引力を比較的強め、その外側の吸引力を弱めて接着シートＳを吸着保持する（第１保持工程）。

次に、図５(Ａ)に示すように、位置決め手段５は、直動モータ５１を駆動してチャック部材５５を下降させ、チャック部材５５の先端を保持面４１から突出させて被位置決め孔ＳＨに挿通させる。そして、図３(Ａ)に示すように、位置決め手段５は、チャックモータ５３でチャック部材５５を互いに接近移動させて被位置決め孔ＳＨの内周縁に当接させ、これにより接着シートＳをＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めする（位置決め工程）。このように接着シートＳを位置決めしたら、位置決め手段５は、位置決めした状態を維持するとともに、吸着盤４は、全ての吸引口の吸引力を強めて接着シートＳを強固に吸着保持する（第２保持工程）。

次に、図５(Ｂ)に示すように、直動モータ６は、その出力軸６１を下方に押し出して吸着盤４をＺ方向下方に向かって下降させる。そして、チャック部材５５の先端が被着体Ｗに当接するまで下降したら、位置決め手段５は、図５(Ｃ)に示すように、直動モータ６と同期して逆向きに直動モータ５１を駆動してチャック部材５５を吸着盤４に対して上昇させる。そして、直動モータ６は吸着盤４をさらに下降させ、接着シートＳの接着面Ｓ１を被着体Ｗに当接させ、接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付する（押圧工程）。なお、チャック部材５５先端に面取り部５６を設けているため、接着シートＳは、被着体Ｗに当接した時点でチャック部材５５とは離隔するようになっている。

以上のようにして接着シートＳを被着体Ｗに貼付したら、シート貼付装置１は、吸着盤４による接着シートＳの吸着保持を解除してから、直動モータ６によって吸着盤４および位置決め手段５を上昇させるとともに、位置決め手段５の直動モータ５１によりチャック部材５５を上昇させ、各部を初期位置に復帰させる。これにより、被着体Ｗの所定位置への接着シートＳの貼付が完了する。

以上のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、位置決め手段５によって、直交２軸方向（Ｘ、Ｙ方向）と直交２軸を含む平面内の回転方向（θ方向）とに接着シートＳを位置決めした状態で、吸着盤４を押圧方向（Ｚ方向）に下降させて接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付することで、接着シートＳを被着体Ｗの所定位置に正確に貼付することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を図６に基づいて説明する。
図６は、第２実施形態に係るシート貼付装置１Ａの部分側面図である。
本実施形態のシート貼付装置１Ａは、直動モータ６によって押圧手段が構成されていない点で前記第１実施形態のシート貼付装置１と相違する。すなわち、吸着盤４には、押圧手段としての気体噴出手段４４が設けられている。この気体噴出手段４４は、吸着盤４の内部に設けられるチャンバー部４４１と、保持面４１に開口した複数の噴出口４４２とを有して構成され、噴出口４４２から下方の被着体Ｗに向かって気体を噴出することによって、この気体の圧力で接着シートＳを被着体Ｗに対して押圧して貼付するように構成されている。そして、気体の噴出によって接着シートＳを被着体Ｗに押圧する際において、位置決め手段５は、チャック部材５５によって接着シートＳをＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めした状態を維持し、その状態で接着シートＳを被着体Ｗに向かって案内することにより、接着シートＳが被着体Ｗの所定位置に正確に貼付されるようになっている。

〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態を図７に基づいて説明する。
図７は、第３実施形態に係るシート貼付装置１Ｂの部分断面および平面図である。
本実施形態のシート貼付装置１Ｂは、吸着盤４の保持面４１が平面ではなく曲面となっている点が第１、２実施形態と相違する。すなわち、被着体Ｗの表面および保持面４１が曲面状に形成されている場合であっても、位置決め手段５によって接着シートＳをＸ、Ｙ方向とθ方向とに位置決めすることで、被着体Ｗに対して接着シートＳを正確に貼付することができるようになっている。なお、被着体Ｗおよび保持面４１の形状は、特に限定されるものではなく、接着シートＳを押圧して貼付できる範囲であれば、任意の曲面形状や屈折形状であってもよい。

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され、かつ説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。また、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

例えば、繰出手段および剥離手段と保持手段とを互いに相対移動可能に設け、剥離シートＲＬに仮着された状態の接着シートＳを保持手段で保持してから、繰出手段で剥離シートＲＬおよび接着シートＳを繰り出しつつ、繰出手段および剥離手段と保持手段とを相対移動させて剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離することもできる。

また、前記実施形態では、一対（２つ）のチャック部材（位置決め部材）５５を有した位置決め手段５について説明したが、位置決め部材は一対に限らず、３つ以上の位置決め部材を有して位置決め手段が構成されていてもよい。さらに、前記実施形態では、一対（２つ）のチャック部材（位置決め部材）５５が互いに接近移動することで接着シートＳに当接して位置決めするように構成されていたが、これに限らず、位置決め部材同士が互いに離隔移動することで接着シートＳを位置決めする構成であってもよい。また、３つ以上の位置決め部材を有する場合には、そのうち２つが互いに接近移動し、これらに対して他の１つが離隔移動してもよく、これとは逆に、２つが互いに離隔移動し、これらに対して他の１つが接近移動してもよい。

１，１Ａ，１Ｂ シート貼付装置
２ 繰出ユニット（繰出手段）
３ ピールプレート（剥離手段）
４ 吸着盤（保持手段）
５ 位置決め手段
６ 直動モータ（押圧手段）
４４ 気体噴出手段
５５，５５Ａ チャック部材（位置決め部材）
５５Ｂ，５５Ｃ チャック部材（位置決め部材）
５６ 面取り部
Ｓ 接着シート
ＲＬ 剥離シート
Ｗ 被着体

Claims (5)

1. 帯状の剥離シートに所定間隔で仮着された接着シートを剥離シートとともに繰り出す繰出手段と、
   前記剥離シートから前記接着シートを剥離する剥離手段と、
   前記剥離シートから剥離された接着シートを保持する保持手段と、
   前記保持手段で保持した前記接着シートを位置決めする位置決め手段と、
   前記位置決め手段で位置決めした前記接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、
   前記位置決め手段は、互いに相対移動することで前記接着シートに当接可能な少なくとも一対の位置決め部材を有し、前記押圧手段の押圧方向に交差する直交２軸方向と当該直交２軸を含む平面内の回転方向とに前記接着シートを位置決め可能に構成され、
   前記押圧手段は、前記位置決め手段と相対移動しつつ、当該位置決め手段で前記直交２軸方向および前記回転方向の前記接着シートの移動を抑制した状態のままで、当該接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記押圧手段は、気体噴出手段を有し、前記位置決め手段で位置決めした状態の前記接着シートを前記気体噴出手段から噴出した気体によって前記被着体に押圧して貼付することを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
3. 前記位置決め部材は、前記被着体側の先端部に面取り部を有して構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のシート貼付装置。
4. 前記保持手段は、前記接着シートを吸着保持する吸着手段を有して構成され、
   前記吸着手段は、前記接着シートの位置に応じて吸着力が制御可能に構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のシート貼付装置。
5. 帯状の剥離シートに所定間隔で仮着された接着シートを剥離シートとともに繰り出す工程と、
   前記剥離シートから前記接着シートを剥離する工程と、
   前記剥離シートから剥離された接着シートを保持する工程と、
   保持した前記接着シートを位置決めする位置決め工程と、
   位置決めした前記接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧工程とを備え、
   前記位置決め工程において、前記押圧工程の押圧方向に交差する直交２軸方向と当該直交２軸を含む平面内の回転方向とに前記接着シートを位置決めし、
   前記押圧工程において、前記直交２軸方向および前記回転方向の前記接着シートの移動を抑制した状態のままで、当該接着シートを前記被着体に押圧して貼付することを特徴とするシート貼付方法。

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