JP5613543B2

JP5613543B2 - シート貼付装置

Info

Publication number: JP5613543B2
Application number: JP2010268309A
Authority: JP
Inventors: 敏弘藤田
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2010-12-01
Filing date: 2010-12-01
Publication date: 2014-10-22
Anticipated expiration: 2030-12-01
Also published as: JP2012116533A

Description

本発明は、被着体に接着シートを貼付するシート貼付装置に関する。

従来、シート貼付装置の一例として、コンベアなどで搬送される製品に品名やバーコードなどのラベルを貼付するラベル貼付装置が利用されている（例えば、特許文献１参照）。この貼付装置は、帯状台紙に仮着されたラベルを剥離する剥離板と、剥離されたラベルを吸着保持する吸着盤と、吸着盤に吸引力を付与する負圧発生器と、吸着盤に取り付けられることで吸着盤の移動に追従しつつラベルにエアを吹き付けてラベルの吸着保持を補完するエア吹出管と、エア吹出管のエア供給源としてのコンプレッサとを備えて構成されている。この貼付装置では、ラベルを帯状台紙から剥離しつつ吸着盤に吸着保持する際に、帯状台紙から剥離されるにつれて自重で撓むラベルにエアを吹き付けることで、吸着盤に受け渡すまでのラベルの撓みや落下を防止し、ラベルが撓んで吸着保持されることで当該ラベルが折り曲がって被着体に貼付されたり、ラベルが落下することでラベルが未貼付になったりといったラベル貼付不良を防止するようになっている。

実開平６−３７１１２号公報

ところで、従来のラベル貼付装置では、吸着盤に吸引力を付与する負圧発生器と、エア吹出管のエア供給源としてのコンプレッサとが別々に必要であるため、装置の構造が複雑になったり、大型化したりなどの不都合が生じる。また、複数台のラベル貼付装置を駆動すべく大型のコンプレッサを共通で利用する場合があるが、エアの吹き付けには多くのエアを消費するため、複数台のラベル貼付装置が同時に駆動されているときに、エアの容量不足が発生し、エアシリンダ等のエア駆動機器が正常のタイミングで駆動されなかったり、所定の出力が得られなかったりして、ラベルの貼付不良が多発してしまうという不都合が生じる。

本発明の目的は、装置の構造が簡単化かつ小型化できるとともに、貼付不良を防止して確実にシートを貼付することができるシート貼付装置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、基材シートの一方の面側に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置であって、帯状の剥離シートに仮着された前記接着シートを前記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しつつ当該接着シートを送り出す剥離手段と、前記剥離手段から送り出される前記接着シートに対して前記基材シートの他方の面側から吸引孔を介して吸着保持する保持手段と、前記吸引孔から気体を吸引することで当該吸引孔に吸引力を付与する吸引手段と、前記剥離手段から送り出される前記接着シートに対して前記接着剤層の側に気体を吹き付ける吹付手段と、前記保持手段で吸着保持した接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段と、前記吸引手段が前記吸引孔から吸引した気体を前記吹付手段に循環させる循環手段とを備え、前記循環手段は、前記吸引された気体を貯留する貯留手段と、当該貯留した気体を圧縮する圧縮手段とを備え、前記圧縮手段は、前記貯留手段内で往復運動することで当該貯留手段内の気体貯留領域の体積を変化させ、前記吹付手段は、前記圧縮された気体を吹き付ける、という構成を採用している。

以上のような本発明によれば、吸引手段で吸引した気体が循環手段を介して吹付手段に供給されるため、吹付手段に気体を供給するコンプレッサ等を別途設置しなくてよく、シート貼付装置の構造を簡単化できるとともに、装置の小型化を図ることができる上、他のエア駆動機器がエア容量不足となることがなくなるので、ラベルの貼付不良を防止することができる。
また、吸引手段で吸引した気体を吹付手段で使用するため、従来では捨てられていたエネルギーを再利用することができ、省エネ型のシート貼付装置を提供することができる。
また、吸引手段で吸引された気体が循環手段を介して吹付手段に供給されることで、圧縮手段により圧縮された気体を吹付手段に送り込み、吹付手段から吹き付ける気体を所定の圧力に保つことができるため、接着シートの撓みや落下等による貼付不良を確実に防止することができる。
さらに、圧縮手段が貯留手段内で往復運動することにより、貯留手段内の気体貯留領域の体積が変化することで気体が圧縮されるため、圧縮した気体を吹付手段に供給することができる。

本発明の一実施形態に係るシート貼付装置の概略構成図。 (Ａ)〜(Ｃ)は、図１のシート貼付装置の動作説明図。図１のシート貼付装置における吹付動作を示す斜視図。本発明の変形例のシート貼付装置の概略構成図。

以下、本発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、シート貼付装置１は、接着シートＳを被着体Ｗに貼付するものであって、帯状の剥離シートＲＬに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を剥離しつつこの接着シートＳを送り出す剥離手段としての剥離板３と、接着シートＳを吸着保持する保持手段としての吸着盤４と、吸着盤４で吸着保持した接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付する押圧手段であって駆動機器としてのエアシリンダ５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。

さらに、シート貼付装置１は、吸着盤４の吸引孔４３（図２参照）に吸引力を付与する吸引手段としての遠心ファン６と、剥離板３から吸着盤４に受け渡される途中の接着シートＳに対して接着面Ｓ１の側に気体を吹き付ける吹付手段としての吹付管７と、遠心ファン６が吸着盤４から吸引した気体を循環させるとともに、気体を圧縮する循環手段としての循環ユニット８とを備えて構成されている。また、吸着盤４から遠心ファン６への経路である配管１０の途中には、吸着盤４で接着シートＳを吸引した負圧状態を解除する三方弁１１が設けられている。

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、駆動機器としてのモータ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、図示しない駆動機器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。

剥離板３は、剥離シートＲＬを折り返すことで、剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離するとともに、剥離した接着シートＳを吸着盤４側に送り出すようになっている。

吸着盤４は、図２に示すように、複数の吸引孔４３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、吸着盤４内部に設けられるチャンバー部４４とを有して形成されている。また、エアシリンダ５は、図示しないフレームに支持されるとともに、その出力軸５１が吸着盤４の上面部４２に固定されている。

吸着盤４には、図２に示すように、上面部４２の孔を介して配管１０１が接続され、この配管１０１が三方弁１１に接続されている。三方弁１１には、配管１０２を介して遠心ファン６の吸入口が接続され、遠心ファン６を作動させることによって、吸着盤４の複数の吸引孔４３から気体が吸引されるようになっている。また、三方弁１１の３つの開口のうち、配管１０１，１０２が接続された２つ以外の１つの開口には、大気に開放した配管１２が接続されている。この三方弁１１は、図示しない内部の弁を作動させることで、配管１０１と配管１０２とを連通させる吸引状態と、配管１０１と配管１２とを連通させる負圧解除状態とが切り替え可能に構成されている。

遠心ファン６の排気口には循環ユニット８が接続され、循環ユニット８には吹付管７が接続されている。
吹付管７は、図３に示すように、一方の端が閉じた管状に形成され、循環ユニット８から供給された気体を吹き出す複数の吹付孔７１を有している。

循環ユニット８は、遠心ファン６の排気口に接続された第１配管８１と、この第１配管８１に接続され、遠心ファン６が吸引した気体を貯留する貯留手段としての貯留タンク８２と、貯留タンク８２の排気口に接続され、吹付管７に気体を供給する第２配管８３とを備えて構成されている。また、貯留タンク８２には、当該貯留タンク８２内の圧力を検知する検知手段としての圧力計８４が設けられ、貯留タンク８２から吹付管７への経路である第２配管８３の途中には、圧力計８４による検知結果に基づいて開閉される循環調整弁８５が設けられている。さらに、圧力計８４による検知結果に基づいて循環調整弁８５の開閉を制御する循環制御手段８６が設けられている。なお、本実施形態では、遠心ファン６が、本発明の圧縮手段として機能する。
循環制御手段８６は、圧力計８４の計測値を監視し、この計測値に基づいて循環調整弁８５の開閉の制御を行うとともに、遠心ファン６の吸引力を制御する。

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２および図３も参照して説明する。
先ず、図３に示すように、コンベア等の搬送手段ＣＶによって、図中Ａ１で示す方向に被着体Ｗが搬送されて来ると、図示しないセンサによって検出されて吸着盤４の下方の所定位置で当該被着体Ｗの搬送が停止される。一方、図１に示すように、繰出ユニット２によって剥離シートＲＬと接着シートＳとが繰り出されている。被着体Ｗの搬送停止が確認されると、図２（Ａ）に示すように、繰り出した剥離シートＲＬを剥離板３で折り返し、接着シートＳを剥離シートＲＬから剥離して吸着盤４の保持面４１に沿って送り出す。一方、遠心ファン６は、吸着盤４の複数の吸引孔４３から気体の吸引を開始するとともに、循環制御手段８６は、循環調整弁８５を閉じた状態に制御する。これにより、遠心ファン６で吸引した気体が貯留タンク８２に順次送り込まれて貯留され、貯留タンク８２内の圧力が上昇する。

そして、循環制御手段８６は、吹付管７で吹き付けを開始する時間の数秒前に圧力計８４の計測値を検知し、計測値が所定の圧力に達しているか否かを判定する。なお、吹付管７で吹き付けを開始する時間は、繰出ユニット２の繰出速度や遠心ファン６の吸引開始の時間に応じて予め設定されており、吸引を開始してから所定時間ごとに吹き付けを行うように設定されている。

圧力計８４の計測値が所定の圧力に達していない場合は、循環制御手段８６は、遠心ファン６の出力を上げる制御を行い、貯留タンク８２内の圧力が所定値となるまで繰り返し行う。一方、計測値が所定の圧力に達している場合は、循環制御手段８６は、吹き付け開始時間に合わせて、循環調整弁８５を開く制御を行う。これにより、吹付管７に圧縮された気体が送られ、複数の吹付孔７１から接着シートＳの送り出し方向斜め上方に向かって所定の吹付け圧力で気体が吹き付けられる。このように接着シートＳを送り出しつつ、その接着面Ｓ１側に下方から所定の圧力の気体を吹き付けることで、接着シートＳが自重で撓んだり、落下したりすることを防止することができる。

すなわち、接着シートＳが剥離板３から吸着盤４に向かって送り出される途中において、当該接着シートＳが複数の吸引孔４３の全てを塞いで吸着保持されるまでの間は、塞がれていない吸引孔４３から気体が吸引されることとなり、吸着盤４による吸引力が十分でないため、接着シートＳが自重によって下方に垂れ下がったり、落下したりする可能性がある。このため、吸着盤４の全ての吸引孔４３を塞いで接着シートＳが吸着保持されるまで、吹付管７から接着シートＳに所定の圧力の気体を吹き付け、接着シートＳの保持を下方から補助することによって、接着シートＳの撓みや落下を防止して、適正な状態で吸着盤４に吸着保持させるようになっている。特に、循環ユニット８により、吹付管７で吹き付ける気体の圧力を調整するので、接着シートＳを保持できる程度の圧力を確保でき、接着シートＳの撓みや落下をさらに防止することができる。

次に、図２(Ｂ)に示すように、接着シートＳの非接着面Ｓ２全面が吸着盤４の保持面４１に重なり、複数の吸引孔４３の全てを塞ぐ所定の保持位置まで接着シートＳが送り出されると、吸着盤４は、そのチャンバー部４４内が負圧となって接着シートＳを吸着保持する。この際、全ての吸引孔４３が接着シートＳで塞がれることで、吸引孔４３からの気体の吸引が止まり、配管１０の内部が負圧になるとともに、吹付管７にも気体が送られなくなることから、吹付管７からの気体の吹き付けも停止されることとなる。

次に、図２(Ｃ)に示すように、シート貼付装置１は、エアシリンダ５を駆動して出力軸５１を下方に移動させることで吸着盤４を下降させ、被着体Ｗに接着シートＳを押圧する。このようにして被着体Ｗに接着シートＳを貼付したら、三方弁１１を作動させて配管１２、配管１０１を介してチャンバー部４４内に気体を導入し（チャンバー部４４内を大気圧とし）、チャンバー部４４内の負圧を解除する。そして、エアシリンダ５を駆動して吸着盤４を接着シートＳから離隔させると、接着シートＳが被着体Ｗに貼付される。
以上のように被着体Ｗに対する接着シートＳの貼付が完了したら、接着シートＳが貼付された被着体Ｗは、搬送手段ＣＶによって搬送されるとともに、次の被着体Ｗが搬送されてくることで上記同様の動作が繰り返される。

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、吸着盤４の吸引孔４３から遠心ファン６で吸引した気体が循環ユニット８を介して吹付管７に供給されるため、吹付管７に気体を供給するコンプレッサを別途設置しなくてよく、シート貼付装置１の構造を簡単化できるとともに、シート貼付装置１の小型化を図ることができる。また、エアシリンダ５に気体を供給するコンプレッサ等のエア供給源と吹付管７に気体を供給するエア供給源とを区別することができるため、エアの吹き付けによる大量のエア消費が原因で、エアシリンダ５が正常のタイミングで駆動されなかったり、所定の出力が得られなかったりして、接着シートＳの貼付不良が発生してしまうという不都合は解消される。さらに、循環ユニット８では、遠心ファン６が吸引した気体を、循環調整弁８５を閉じた状態で貯留タンク８２に順次送り込んで貯留することで、遠心ファン６が圧縮手段となり、貯留タンク８２内の圧力が上昇する。そして、気圧の高い状態で循環調整弁８５を開くため、吹付管７では、所定の圧力で気体を吹き付けることができる。

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、前記実施形態では、遠心ファン６を圧縮手段として機能させたが、図４に示すように、駆動機器としてのモータ８８Ａと、このモータ８８Ａによって駆動され、貯留タンク８２の内部で上下動可能なピストン８７Ａとで圧縮手段を構成してもよい。この場合、循環制御手段８６Ａは、圧力計８４の計測値を監視し、この計測値に基づいてモータ８８Ａを駆動して、ピストン８７Ａを動作させるとともに、遠心ファン６の吸引力を制御する。計測値が所定の圧力に達している場合は、循環制御手段８６Ａは吹付け開始時間に合わせてモータ８８Ａを駆動してピストン８７Ａを下方に移動する制御を行う。これにより、貯留された気体が圧縮され、吹付管７に所定の圧力の気体が送られる。なお、貯留タンク８２から吹付管７への経路である第２配管８３の途中に調整弁を設ける構成としてもよい。この構成では、循環制御手段８６Ａは、遠心ファン６が気体の吸引を開始すると同時に、調整弁を閉じる制御を行う。そして、貯留タンク８２に気体が貯留された状態でモータ８８Ａを駆動してピストン８７Ａを下方に移動させるとともに、調整弁を開く制御を行う。これにより、遠心ファン６が気体を順次貯留タンク８２に送り込むことによる加圧と、ピストン８７Ａによる加圧とにより、より高い圧力の気体を吹付管７へ送ることができる。特に、吹付管７において、より高い圧力での気体の吹き付けが必要な場合に効果的である。

さらに、前記実施形態において、循環制御手段８６は、圧力計８４の測定値に基づいて循環調整弁８５の開閉を制御する構成としたが、これに限られない。例えば、圧力計８４を設けない構成としてもよく、循環調整弁８５を閉じてから所定時間経過後に循環調整弁８５を開くように制御してもよい。

また、前記実施形態では、吸着盤４の下面に設けた保持面４１に沿って接着シートＳを送り出し、送り出す途中の接着シートＳの下面側（接着剤層側）に斜め下方から気体を吹き付けるように構成したが、接着シートの送り出し方向や、吹付手段による気体の吹き付け方向などは、前記実施形態に限られない。すなわち、接着シートを上下方向や適宜な斜め方向に送り出してもよく、あるいは、接着シートの面方向が水平ではなく、垂直または適宜に傾斜した状態の接着シートを任意の方向に送り出すようにしてもよい。また、吹付手段による気体の吹き付け方向としても、接着シートの送り出し方向に応じて適宜に設定すればよく、上下方向や適宜な斜め方向に気体が吹き出されるように構成してもよい。
さらに、前記実施形態では、吸着盤４の下方に被着体Ｗを位置させ、この被着体Ｗに向かって吸着盤４を下降させて接着シートを押圧したりなど、接着シートの押圧方向が下向きの例を説明したが、押圧方向としては、下向きに限らず、上向きや横向き、あるいは適宜な斜め方向であってもよい。

また、前記実施形態では、被着体Ｗおよび接着シートＳを具体的に例示していないが、本発明のシート貼付装置（貼付方法）では、被着体および接着シートの種別や材質などは、特に限定されず、例えば、被着体が適宜な物品（例えば、段ボールケースや樹脂容器等）であって、接着シートがラベルであってもよく、被着体が半導体ウェハであって、接着シートが保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルムなどであってもよい。この際、半導体ウェハは、シリコン半導体ウェハや化合物半導体ウェハ等が例示でき、このようなウェハに貼付する接着シートは、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルムに限らず、その他の任意のシート、フィルム、テープ等、任意の用途、形状の接着シート等が適用できる。さらに、被着体が光ディスクの基板であって、接着シートが記録層を構成する樹脂層を有したものであってもよい。以上のように、被着体としては、ガラス板、鋼板、樹脂板等や、その他の板状部材のみならず、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。
さらに、吸引手段はシロッコファンやブロワ等が例示でき、負圧を発生させるにあたって正圧が発生するものであれば、当該吸引手段に採用することができる。
また、剥離手段は、剥離板３以外にローラを利用したものであってもよい。
前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボット等の電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダ等のアクチュエータ等を採用することができる上、それらを直接的又は間接的に組み合せたものを採用することもできる（実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１，１Ａ…シート貼付装置
２…繰出ユニット（繰出手段）
３…剥離板（剥離手段）
４…吸着盤（保持手段）
５…エアシリンダ（押圧手段）
６…遠心ファン（吸引手段、圧縮手段）
７…吹付管（吹付手段）
８，８Ａ…循環ユニット（循環手段）
８１…第１配管
８２…貯留タンク（貯留手段）
８３…第２配管
８４…圧力計（検知手段）
８５…循環調整弁
８６，８６Ａ…循環制御手段（制御手段）
８７Ａ…ピストン（圧縮手段）
８８Ａ…モータ
１０…配管
１１…三方弁
Ｓ…接着シート
Ｗ…被着体
ＲＬ…剥離シート

Claims

基材シートの一方の面側に接着剤層を有する接着シートを被着体に貼付するシート貼付装置であって、
帯状の剥離シートに仮着された前記接着シートを前記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しつつ当該接着シートを送り出す剥離手段と、
前記剥離手段から送り出される前記接着シートに対して前記基材シートの他方の面側から吸引孔を介して吸着保持する保持手段と、
前記吸引孔から気体を吸引することで当該吸引孔に吸引力を付与する吸引手段と、
前記剥離手段から送り出される前記接着シートに対して前記接着剤層の側に気体を吹き付ける吹付手段と、
前記保持手段で吸着保持した接着シートを前記被着体に押圧して貼付する押圧手段と、
前記吸引手段が前記吸引孔から吸引した気体を前記吹付手段に循環させる循環手段とを備え、
前記循環手段は、前記吸引された気体を貯留する貯留手段と、当該貯留した気体を圧縮する圧縮手段とを備え、
前記圧縮手段は、前記貯留手段内で往復運動することで当該貯留手段内の気体貯留領域の体積を変化させ、
前記吹付手段は、前記圧縮された気体を吹き付けることを特徴とするシート貼付装置。