JP5718587B2 - 積層体フィルムの切断装置および積層体フィルムの切断方法 - Google Patents

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Description

本発明は、積層体フィルムの切断装置および積層体フィルムの切断方法に関するものである。
従来、機能性フィルムとして、光学フィルム、導電フィルム、保護フィルム、配電板用フィルム、転写フィルムなどの各種フィルムが様々な用途に用いられている。これらのフィルムは積層体フィルムであることが多く、保護フィルムによって保護されたフィルムから保護フィルムを除去後、他のフィルムまたは基板等に貼合して積層フィルムが製造される。
具体例として液晶表示パネルを製造する場合、偏光フィルムに粘着剤を介して保護フィルムが貼合された長尺の積層体フィルムをラインにて搬送し、保護フィルムを除去した後に基板との貼合を行うことが一般的である。貼合前には、偏光フィルムおよび粘着層を流れ方向に短尺に切断して保護フィルムを切断しない、いわゆるハーフカットがなされる。これにより、短尺に切断された偏光フィルムは基板に貼合され、除去された長尺の保護フィルムはロール状に巻き取られることとなる。
ハーフカットがなされる際には、フィルムに対する切断刃の切りこみ深さの調整が重要となる。深すぎると保護フィルムを切断してしまい、浅すぎると偏光フィルムを切断できないためである。
この点に関して、特許文献1には積層体フィルムを高品質にハーフカットすることが可能なハーフカット装置が開示されている。特許文献1のハーフカット装置は、押さえローラを備えている。この押さえローラは、切断対象である感光性ウエブを押圧保持するためのものであり、これにより、回転丸刃の切断深さを所定の値に保った状態にてハーフカットを行うことができる。
また、特許文献2には、押さえローラと同様の押圧ローラを備えたカッタ装置が開示されている。
特開2007‐260865号公報(2007年10月11日公開) 特開2009‐18389号公報(2009年1月29日公開)
しかしながら、上記特許文献1,2に開示の装置では、積層体フィルムに対して平行なハーフカットを正確に行うことができないという問題点を有している。具体的に説明すると、特許文献1,2に開示の装置では、感光性ウエブに対して押さえローラによって押圧している。ここで、本発明者らは、感光性ウエブに厚さの起伏があることはもちろん、カット受台(切断受台)自体も微視的には平滑ではないことに着眼した。
特許文献1,2における押さえローラは、感光性ウエブ上に配置されており、カット受台の微妙なゆがみに追随して回転丸刃の位置を調整することは困難である。この点において特許文献1,2では問題があるため、積層体フィルムに対して平行なハーフカットを正確に行うことができない。
さらに、平行にハーフカットするためにはカット受台に対して、切断装置1をスライドさせるLMガイドを切断方向に設置する設置精度も要求される。しかしながら、カット受台は偏光フィルムの幅以上の長さがあり、通常長尺である(約1400mm以上など)。このため、正確な設置は非常に困難である。
そこで、従来よりも積層体フィルムに対してより平行なハーフカットを行うために本発明者らは鋭意検討したところ、切断対象の表面を基準として切断刃の刃先の位置調整を行うのではなく、切断受台を基準として切断刃の刃先の位置調整を行うことを見出した。
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態でハーフカット可能な積層体フィルムの切断装置を提供することにある。
本発明の積層体フィルムの切断装置は、上記課題を解決するために、積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断刃を備え、積層体フィルムを支持する切断受台に沿って切断刃を移動させることによって、複数のフィルムが積層された積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断装置において、上記切断受台に対して上記切断刃の位置を調整する切断刃調整部と、距離を測定するダイヤルゲージまたは変位センサと、上記切断刃調整部を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、切断受台の長さ方向におけるダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように上記切断刃調整部を制御するようになっていることを特徴としている。
上記の発明によれば、切断装置に備えられたダイヤルゲージまたは変位センサによって、ダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離を測定し、当該距離情報に基づいて切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように切断刃調整部を制御することができる。当該切断装置では、積層体フィルムに関する情報ではなく、切断受台との距離情報に基づいて切断刃調整部の制御を行うため、切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態とすることができる。
また、本発明の切断装置では、上記距離情報を記憶する記憶部をさらに備え、上記制御部は、上記記憶部における距離情報に基づき切断刃調整部を制御するようになっていることが好ましい。
これにより、一旦、取得した距離情報に基づき、積層体フィルムの切断を行うことができ、距離情報の取得頻度を低減させることができる。
また、本発明の切断装置では、上記積層体フィルムのうち一部のフィルムが偏光フィルムであることが好ましい。
通常偏光フィルムは長尺にて搬送され、搬送の過程にて偏光フィルムを順次切断する必要があるため、偏光フィルムは好ましい切断対象である。
また、本発明の積層体フィルムの切断方法は、上記課題を解決するために、本発明に係る積層体フィルムの切断装置を用いて、複数のフィルムが積層された積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断方法において、ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、ダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように切断刃の位置を調整し、積層体フィルムを支持する切断受台に沿って切断刃を移動させることによって、積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断することを特徴としている。
上記の発明によれば、ダイヤルゲージまたは変位センサによって、ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、ダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づいて切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように切断刃の位置を調整することができる。当該切断装置では、積層体フィルムに関する情報ではなく、切断受台との距離情報に基づいて切断刃の位置を制御するため、切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態とすることができる。
本発明の切断装置は、以上のように、上記切断受台に対して上記切断刃の位置を調整する切断刃調整部と、距離を測定するダイヤルゲージまたは変位センサと、上記切断刃調整部を制御する制御部とを備え、上記制御部は、上記ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、切断受台の長さ方向におけるダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように上記切断刃調整部を制御するようになっているものである。
それゆえ、切断装置に備えられたダイヤルゲージまたは変位センサによって、ダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離を測定し、当該距離情報に基づいて切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように切断刃調整部を制御することができる。当該切断装置では、積層体フィルムに関する情報ではなく、切断受台との距離情報に基づいて切断刃調整部の制御を行うため、切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態とすることができるという効果を奏する。
本発明における切断装置を示す斜視図である。 本発明における切断装置を示す分解斜視図である。 本発明における切断装置が備えるコッターおよび刃物ユニットを示す斜視図である。 本発明における切断装置を示す平面図である。 本発明における切断装置を示す正面図である。 本発明における制御部等を示すブロック図である。
本発明の一実施形態について図1〜図6に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本発明に係る積層体フィルムの切断方法は、本発明に係る切断装置を用いて積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する方法であり、上記切断装置の動作と共に理解される。
図1は、本発明に係る切断装置(積層体フィルムの切断装置)1を示す斜視図である。なお、説明の便宜のため、制御部およびダイヤルゲージ等に関しては図示を省略している。ダイヤルゲージ等に関する構成については図6を用いて後述する。なお、リニアユニット3上の領域Xには、図1では図示しないマグネットスタンドが配置される。
同図に示すように、切断装置1は、土台となるメインベース2、リニアユニット(切断刃調整部)3、ベアリングユニット4、サーボモータ5、コッター6、刃物ユニット(切断刃)7および刃物戻し用バネ8等を備えている。図示しないが、切断装置1は、リニアモータースライド部上に設置されている。リニアモータースライド部は、リニアモーターによってスライドされるものであり、積層体フィルムの切断時に切断装置1を切断受台20に沿って移動させる部材である。
また、刃物ユニット7は、切断受台20と対向して設置されている。切断受台20は、切断対象である積層体フィルムを設置するものである。積層体フィルムとしては特に限定されるものではなく、光学フィルム、導電フィルム、保護フィルム、配電板用フィルム、転写フィルムなどの各種積層体フィルムを対象とすることができる。
本発明の切断装置1は、上記フィルムの中でも、偏光フィルムに対して粘着層を介して保護フィルムが積層された積層体フィルムを切断する用途に好ましく用いることができる。偏光フィルムは基板と貼合される前段階、長尺の状態にて表面が保護フィルムによって保護された状態で搬送され、偏光フィルムおよび粘着層が切断されることが一般的である。長尺にて搬送される過程では偏光フィルムおよび粘着フィルムが順次切断される必要があるため、偏光フィルムは好ましい切断対象といえる。
上記偏光フィルムとしては公知の偏光フィルムを用いればよい。本発明における偏光フィルムは通常、長尺の偏光フィルムが使用される。具体的には、偏光子フィルムの両面に保護フィルムとしてTAC(トリアセチルセルロース)フィルム等が貼合されており、さらに一方または両方のTACフィルムに粘着剤を介して、保護フィルムが積層された構成となっている。偏光フィルムのうち、中心に位置する偏光子フィルムとしては、ポリビニルアルコールフィルムにヨウ素等によって染色がなされており、延伸されたフィルム等が挙げられる。
また、上記ポリビニルアルコールフィルムに代えて、部分ホルマール化ポリビニルアルコール系フィルム、エチレン・酢酸ビニル共重合体系部分ケン化フィルム、セルロース系フィルム等の親水性高分子フィルム等、ポリビニルアルコールの脱水処理物やポリ塩化ビニルの脱塩酸処理物等のポリエン配向フィルム等を使用することもできる。偏光フィルムおよび保護フィルムを含めた総厚さは、特に限定されないが、例えば100μm以上、500μm以下とすることができる。なお、偏光フィルムのうち偏光子フィルムの厚さは、概して10μm以上、50μm以下である。さらに、上記積層体フィルムは、偏光フィルムの実用上、問題ない範囲にて上記3層以外にさらに他の層を含んでいてもよい。
上記保護フィルムとしても特に限定されるものではない。例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリカーボネートフィルムなどの各種フィルムを用いることができる。
同図において、刃物ユニット7と対向する切断受台20の表面は、上下方向に沿って配置されている。すなわち、積層体フィルムが上下方向に搬送されている状態でのハーフカットが想定されている。しかしながら、積層体フィルムの搬送方向は当該方向に限定されずあらゆる方向に変更できる。以下、図2〜6を用いてさらに説明する。
図2は、切断装置1を示す分解斜視図であり、図1からコッター6および刃物ユニット7が除去された状態を示している。同図において、方向Aおよび方向Bで示される両方向は、切断対象である積層体フィルムが切断されるハーフカット方向である。一方、方向Cおよび方向Dで示される両方向は、刃物の深さが調整される刃物調整方向である。
同図に示されるリニアユニット3は、メインベース側においてボールネジが配置されたLM(Linear Motion)ガイドを備えている。LMガイドは、移動対象を直線方向に移動させるものであり、リニアユニット3のLMガイドはベアリングユニット4をハーフカット方向に沿って移動させる。
ベアリングユニット4はリニアユニット3の表面に沿って配置されている。ベアリングユニット4はコッター6を支持する部材である。さらに、リニアユニット3において方向Aに向かう先端部にはサーボモータ5が備えられている。サーボモータ5は、切断対象との距離を測定し、記憶された刃物ユニット7の位置に基づいて刃物ユニット7の刃先の切り込み深さを調節するためのものである。サーボモータ5としては公知のものを用いればよい。サーボモータ5は、リニアユニット3のLMガイドを制御できる構造となっており、図4にて後述するように刃物ユニット7の刃先の深さを調整することができる。
刃物ユニット7の下部に位置する刃物ユニット用LMガイド9は、刃物調整方向において刃物ユニット7を移動させるものであり、刃物ユニット7はコッター6を介してベアリングユニット4から方向Cに向かって押されることにより方向Cへ移動される。もしくは、刃物ユニット7は刃物戻し用バネ8によって方向Dに向かって押されることにより方向Dへ移動される。刃物ユニット用LMガイド9は制御部に連結されており、制御部の制御によって刃物調整方向に沿って移動する。
図3は、コッター6および刃物ユニット7を示す斜視図である。同図に示すように、切断装置1では、刃物ユニット7の切断刃として回転丸刃を用いている。しかし、本発明の切断装置では回転丸刃に限定されず、非回転式の平刃などに代表される公知の切断刃を用いてもよい。一例として、固定丸刃が挙げられる。
コッター6は、刃物ユニット7を保持する台部7aに連結されており、刃物ユニット7と一体として移動する。コッター6は、ハーフカット方向に沿って傾斜が設けられており、方向Bに向かうにつれて第1の大きな傾斜(約17°)および第2の緩やかな傾斜(約6°)が設けられている。なお、両傾斜は方向Aに向うにつれて形成されていてもよい。
第1の大きな傾斜は、刃物ユニット7を大きく移動させる際に用いられる。一方、第2の緩やかな傾斜がベアリングユニット4に接触する際の刃物ユニット7の位置は、所望の刃物深さとなることが望ましい。これにより、第2の緩やかな傾斜の範囲でコッター6を調整し、微妙な刃物深さを調整し易いというメリットがある。なお、コッター6の上記両傾斜角は上記角度に限定されるものではない。また、コッター6は複数の傾斜を持たなくてもよく、一定の傾斜のみであっても積層体フィルムの切断はもちろん可能である。
図4を用いて刃物ユニット7の位置調整について説明する。図4は、切断装置1を示す平面図である。同図に示すように、刃物ユニット7は、刃物戻し用バネ8によって方向Dへ負荷がかかっており、ベアリングユニット4に押圧されている状態でその位置が保持されている。ここで、ベアリングユニット4が方向Aへ移動すると、コッター6との隙間が生じないように、刃物ユニット7は方向Dへ移動する。一方、ベアリングユニット4が方向Bへ移動すると、コッター6はベアリングユニット4によって方向Cへ押圧されるため、方向Cへ移動する。このように、切断装置1では、ベアリングユニット4の切断受台20に沿った移動によって、刃物ユニット7を切断受台20に対して垂直な方向に移動可能となっている。ベアリングユニット4の移動は、リニアユニット3が制御され、そのLMガイドが移動することによってなされる。当該制御は領域Xに配置される制御ユニット10によってなされるが、制御ユニット10については図6を用いて後述する。
図5は、切断装置1を示す正面図である。図5では、領域Xにマグネットスタンド11が設置されている。また、マグネットスタンド11の先端にはダイヤルゲージ12が配置されている。マグネットスタンド11は、ダイヤルゲージ12を支持するものである。マグネットスタンド11はダイヤルゲージ12を支持可能な他の部材に変更してよい。
ダイヤルゲージ12は、切断受台20と接触してダイヤルゲージ12と切断受台20との距離を複数箇所にて測定するものである。すなわち、切断受台20の長さ方向におけるダイヤルゲージ12と切断受台20との距離情報を取得するものである。具体的には、図示しないリニアモータースライドユニットによって切断装置1が切断受台20に沿って移動され、その移動の間にダイヤルゲージ12にて上記距離情報が取得される。
このように本発明に係る切断装置1では、(1)積層体フィルムに対する距離情報ではなく、切断受台20との距離情報に基づいてリニアユニット3の制御を行う。これにより、従来技術では着眼されていなかった切断受台20の平滑性を加味した上で、刃物ユニット7の調整を行うことが可能である。(2)また、距離情報をダイヤルゲージ12にて測定する。従来の方法では、感光性ウエブの表面に対して押さえローラ(押圧ローラ)が用いられていたが、このような手法では、押さえローラを用いていることと、感光性ウエブの存在によって切断受台20の平滑性を反映した測定を行い難い。これに対して、本発明における手法では、切断受台20を直接測定対象としていることと、押圧ローラとは異なり微細な測定が可能なダイヤルゲージ(または変位センサ)を用いていることから切断受台20の微細な測定を行うことが可能である。したがって、切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態とすることができる。
ダイヤルゲージ12によって取得された距離情報は制御部13および記憶部14に送信される。ダイヤルゲージ12としては特に限定されないが、測定可能な下限が少なくとも1μmであることが好ましい。このような性能を有していれば、公知のダイヤルゲージを用いることももちろん可能である。
切断装置1ではダイヤルゲージ12を用いているが、これに代えて変位センサを用いてもよい。変位センサとしては、切断受台20にレーザーを照射するものを用いることができ、1μm以上の分解能を有することが好ましい。このような変位センサであれば、公知の変位センサを用いることができる。
本明細書では、ダイヤルゲージ12または変位センサを備える切断装置1について説明しているが、マグネットスタンド11、および、ダイヤルゲージ12または変位センサを備えない切断装置によって積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断することもできる。この場合、まず、切断装置1のダイヤルゲージ12または変位センサによって測定した距離情報を予め取得しておく。距離情報は、メモリなどの記憶媒体に保存しておけばよい。ダイヤルゲージ12または変位センサを備えない切断装置において上記距離情報を制御部13および記憶部14に送信し、積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断することが可能である。当該構成によれば、ダイヤルゲージ12または変位センサによる距離情報の取得を1度行えばよく、距離情報の取得動作に必要なタクトタイムを削減することができる。
また、切断受台20に対する刃物ユニット7の刃先の位置情報は、刃先位置情報の取得手段にて別途取得される。上記刃先の位置情報は制御部13および記憶部14に送信され、制御部13によって、積層体フィルムに対する刃物ユニット7の切断方向と切断受台20とが平行となるようにリニアユニット3が制御される。上記刃先位置情報の取得手段としては公知のカメラを用いることができる。
制御部13は、ダイヤルゲージ12(ダイヤルゲージに代えて変位センサを備える場合は変位センサ)によって測定された、ダイヤルゲージ12と切断受台20との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する刃物ユニット7の切断丸刃の切断方向と切断受台20とが平行となるようにリニアユニット3を制御するものである。制御部13は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU(central processing unit)、上記プログラムを格納したROM(read only memory)、上記プログラムを展開するRAM(random access memory)などを備えている。
記憶部14は、ダイヤルゲージ12によって測定されたダイヤルゲージ12と切断受台20との距離情報を格納するものである。ただし、ダイヤルゲージ12に代えて変位センサが備えられている場合、記憶部14は変位センサと切断受台20との距離情報を格納する。
図6は、制御部13等を示すブロック図である。図6に示すように制御部13とダイヤルゲージ12とは連動している。このため、制御部13は、ダイヤルゲージ12の距離情報に基づいてリニアユニット3および刃物ユニット用LMガイド9を制御することはもちろん可能である。
しかしながら、記憶部14を備えることによって、距離情報を記憶することが可能となる。これにより、一旦、取得した距離情報に基づき、積層体フィルムの切断を行うことができ、距離情報の取得頻度を低減させることができる。
積層体フィルムの切断は、一旦ダイヤルゲージ12により距離情報が記憶部14に格納された後、再度距離情報を得た初期位置に切断装置1を配置し、予め記憶された距離情報に基づいて制御部13によってリニアユニット3を制御しながら行う。その後、距離情報の取得は切断受台20の位置を変更した場合に行えばよい。すなわち、切断受台20の初期設置の際と、位置変更時に行えばよい。
なお、図示しないが、制御部13はメインベース2を移動させるリニアモータースライド部とも連動しており、リニアモータースライド部の移動速度を考慮した上で、リニアユニット3の制御がなされる。また、制御部13は刃物ユニット用LMガイド9とも連結しており、これを制御することも可能である。
記憶部14としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ系、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM/MO/MD/DVD/CD−R等の光ディスクを含むディスク系、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード系、あるいはマスクROM/EPROM/EEPROM/フラッシュROM等の半導体メモリ系などを用いることができる。
このように、本発明によれば、切断装置1がリニアモータースライド部によって移動されている間に、制御部13によって刃物ユニット7の切断丸刃の切断方向と切断受台20とが平行となるようにリニアユニット3を制御することができる。さらに、リニアユニット3によって切断丸刃の位置が調整される。
切断装置1はリニアモータースライド部によって切断受台20に沿って、積層体フィルムが配置された状態にて切断装置1が移動されるため、積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断することができる。よって切断刃の刃先と切断受台とをより平行に保った状態でハーフカットを行うことが可能である。
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明に係る積層体フィルムの切断装置は、積層体フィルムの一部を切断するフィルムにおいて利用可能である。
1 切断装置(積層体フィルムの切断装置)
2 メインベース
3 リニアユニット(切断刃調整部)
4 ベアリングユニット
5 サーボモータ
6 コッター
7 刃物ユニット(切断刃)
7a 台部
8 刃物戻し用バネ
9 刃物ユニット用LMガイド
11 マグネットスタンド
12 ダイヤルゲージ(または変位センサ)
13 制御部
14 記憶部
20 切断受台
A 方向
B 方向
C 方向
D 方向
X 領域

Claims (4)

  1. 積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断刃を備え、積層体フィルムを支持する切断受台に沿って切断刃を移動させることによって、複数のフィルムが積層された積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断装置において、
    上記切断受台に対して上記切断刃の位置を調整する切断刃調整部と、
    上記切断刃とは別個に備えられた距離を測定するダイヤルゲージまたは変位センサと、
    上記切断刃調整部を制御する制御部とを備え、
    上記制御部は、上記ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、切断受台の長さ方向におけるダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように上記切断刃調整部を制御するようになっていることを特徴とする積層体フィルムの切断装置。
  2. 上記距離情報を記憶する記憶部をさらに備え、
    上記制御部は、上記記憶部における距離情報に基づき切断刃調整部を制御するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の積層体フィルムの切断装置。
  3. 上記積層体フィルムのうち一部のフィルムが偏光フィルムであることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体フィルムの切断装置。
  4. 請求項1〜3の何れか1項に記載の積層体フィルムの切断装置を用いて、複数のフィルムが積層された積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断する切断方法において、
    ダイヤルゲージまたは変位センサによって測定された、ダイヤルゲージまたは変位センサと切断受台との距離情報に基づき、積層体フィルムに対する切断刃の切断方向と切断受台とが平行となるように切断刃の位置を調整し、
    積層体フィルムを支持する切断受台に沿って切断刃を移動させることによって、積層体フィルムのうち一部のフィルムを切断することを特徴とする積層体フィルムの切断方法。
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