JP5859376B2 - シート貼付装置及びシート貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、シートを相手部材に対して貼り付けるシート貼付装置、及びシート貼付方法に関する。

図１３は、従来のシート貼付装置の構成を示す図である。
図１３に示すように、このシート貼付装置は、シート１を吸着保持する吸着保持板１００と、シート１を貼り付ける相手部材２を吸着保持する吸着テーブル２００とを備える（下記の特許文献１参照）。吸着保持板１００と吸着テーブル２００には、それぞれ図示しない複数の吸引口が設けてあり、吸引口からエアを吸引することによってシート１又は相手部材２を吸着保持する。また、吸着保持板１００は、昇降機構３００によって上下動可能に構成されている。

シート１を相手部材２に貼り付けるときは、予め接着剤が塗布された相手部材２を吸着テーブル２００上に載置して吸着保持する。そして、吸着保持板１００によってシート１を吸着保持し、そのまま吸着保持板１００を降下させて、シート１を相手部材２に貼り付ける。

特開２００３−６２９１２号公報

しかしながら、上記従来の貼付方法では、シート全面を同時に貼り付けるため、吸着保持板と吸着テーブルのそれぞれの吸着面はフラットでかつ平行な状態であることが望ましく、高い機械的精度が要求される。また、上記のように、シートを吸着保持した状態で貼付を行うと、吸着保持された箇所でシートに凹みが生じ、その部分に空気が閉じこめられ気泡が発生する場合がある。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、簡単な構成で貼付面間の気泡の発生を抑制することが可能なシート貼付装置及びその方法を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、シートを相手部材に対して貼り付けるシート貼付装置において、前記シートの一端部側を吸着保持する端部側保持部と、前記一端部側以外の部分で前記シートを吸着保持する主吸着保持部と、前記シートの一端部側が前記相手部材の貼付面に重ね合わされた状態で、前記主吸着保持部による吸着保持が解除された前記シートを前記相手部材の貼付面から離れた対向位置で支持する支持部材と、前記シートと前記相手部材との重ね合わされたそれぞれの端部を保持する保持部材と、前記シートの前記保持部材が保持する端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえる押さえ部材とを備え、前記押さえ部材を、前記シートの前記保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ相対的に移動可能に構成し、前記端部側保持部を、前記主吸着保持部に対して独立して前記相手部材の貼付面に接近離間可能に構成したものである。

押さえ部材によってシートを押さえた状態で、押さえ部材をシートの保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ相対的に移動させることで、シートの保持される端部側から反対側の端部側へと順に貼り付けられる。このように、シートの一端部側から反対側の端部側へ順にシートを押さえて貼り付けることにより、シートと相手部材との間から空気を逃がしやすくなり、両者の間に気泡が入るのを抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載のシート貼付装置において、前記保持部材を、前記シートの前記保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動可能に構成したものである。

保持部材を、シートの保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動させることで、押さえ部材をシートの保持される端部側から反対側の端部側へ相対的に移動させ、シートの貼付を行うことができる。

請求項３の発明は、請求項２に記載のシート貼付装置において、前記保持部材の移動方向が、貼付後の前記シートと前記相手部材とを次の工程へと搬送する搬送方向と同じ方向となるように構成したものである。

保持部材の移動方向が、貼付後のシートと相手部材とを次の工程へと搬送する搬送方向と同じ方向となるように構成することで、保持部材がシートと相手部材の搬送を兼ねることができ、生産の効率化を図れるようになる。

請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のシート貼付装置において、前記押さえ部材を、前記シートと前記相手部材とを互いに貼り付ける方向に両側から挟む回転可能な一対の押さえローラとしたものである。

押さえ部材を回転可能な一対の押さえローラとすることで、シートを貼り付ける際に押さえローラが回転するため、シートや相手部材にかかる負荷を軽減することができると共に、シートや相手部材が傷付きにくくなる。また、シートの押さえられる箇所の面積が小さくなる（線接触となる）ので、より気泡が発生しにくくなる。

請求項５の発明は、請求項４に記載のシート貼付装置において、前記シートと前記相手部材は、少なくとも一方の貼付面に凹凸が形成されたものであって、前記一対の押さえローラで前記シートと前記相手部材とを挟む際、前記押さえローラ同士の間に所定の間隔をあけるようにしたものである。

一対の押さえローラでシートと相手部材とを挟む際、押さえローラ同士の間に所定の間隔をあけるようにすることで、シートと相手部材とを強く押さえすぎないようにし、凹凸が形成された貼付面における圧力差を軽減することができる。これにより、シートが傾くことなく貼付を行うことができる。

請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のシート貼付装置において、前記シートを前記支持部材上に搬送し、かつ、前記シートの端部を前記相手部材に重ね合わせる搬送手段を備えるものである。

シートの貼付を行う際に、搬送手段によってシートの端部を相手部材に重ね合わせるようにすることで、シートを精度良く貼り付けることが可能となる。

請求項７の発明は、 シートを相手部材に対して貼り付けるシート貼付け方法において、前記シートの一端部側及びそれ以外の部分を吸着保持しつつ、当該シートの一端部側をそれ以外の部分に対して独立して前記相手部材の貼付面に接近させて重ね合わせ、吸着保持が解除された前記シートを前記相手部材の貼付面から離れた対向位置で支持し、前記シートと前記相手部材との重ね合わされたそれぞれの端部を保持し、前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえ、前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ順に前記シートを押さえて貼り付ける方法である。

このように、シートの相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ順にシートを貼り付けることにより、シートと相手部材との間から空気を逃がしやすくなり、両者の間に気泡が入るのを抑制することができる。

請求項８の発明は、請求項７に記載のシート貼付方法において、前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえたまま、前記シートを、前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動させ、前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ順に前記シートを押さえて貼り付ける方法である。

このように、シートを移動させて貼付を行ってもよい。

本発明によれば、シートの一端部側から反対側の端部側へ順にシートを押さえて貼り付けるので、シートと相手部材との間から空気を逃がしやすくなり、両者の間に気泡が入るのを抑制することができる。また、本発明は、従来の吸着保持板と吸着テーブルとを用いた構成とは異なり、シート全面を同時に貼り付けるものではないので、高い機械的精度が要求されることはない。従って、簡単な構成で良好にシートの貼付を行うことができる。

本発明に係るシート貼付装置の実施の一形態を示す概略構成図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 前記シート貼付装置の動作を説明するための図である。 押さえローラの回転軸とは直交する方向から見た各シートの断面図である。 押さえローラ間の隙間を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す概略構成図である。 本発明のさらに別の実施形態を示す概略構成図である。 従来のシート貼付装置の構成を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１は、本発明に係るシート貼付装置の実施の一形態を示す概略構成図である。
図１に示すように、シート貼付装置３は、第１のシート１を保持して搬送する搬送手段である吸着搬送装置４と、第１のシート１を貼り付ける相手部材としての第２のシート２を載置する載置台である搬送ステージ５とを備える。なお、本実施形態では、第１のシート１と第２のシート２として、いずれも柔軟性を有するシートを用いている。

吸着搬送装置４は、搬送ステージ５の上方でレール８に支持されており、水平方向（例えば図１の紙面に直交する方向）に移動可能に構成されている。また、吸着搬送装置４は、第１のシート１を全体的に吸着保持する主吸着保持部６と、第１のシート１の特に端部側を吸着保持する端部側保持部７とを有している。主吸着保持部６と端部吸着保持部７には、それぞれ下方に向けて開口する吸引口６ａ，７ａが設けてあり、それらの吸引口６ａ，７ａからエアを吸引することによってシート１を吸着保持するようになっている。また、主吸着保持部６と端部吸着保持部７は、上下方向に移動可能に構成されている。さらに、端部吸着保持部７は、主吸着保持部６に対し独立して上下方向に移動可能となっている。

搬送ステージ５は、水平方向に移動可能に構成されており、その上面に第２のシート２を載置した状態で、図１の左側から図１に示す位置へ第２のシート２を搬送するようになっている。

また、シート貼付装置３は、第１のシート１を支持する支持部材としての複数のシャフト９と、シート貼付時に各シート１，２の端部を保持する保持部材としてのチャック１０と、シート貼付時に各シート１，２を押さえる押さえ部材としての一対の押さえローラ１１とを備える。なお、チャック１０は、図１の紙面に直交する方向対して手前側と奥側にそれぞれ１つずつ配設されている。

複数のシャフト９は、水平方向に配設されており、搬送ステージ５が図１に示す位置に配置された状態で、その上方に位置する。また、各シャフト９は、吸着搬送装置４が第１のシート１を搬送ステージ５の上方に搬送した状態（図１に示す状態）で、その第１のシート１よりも下方に位置するように配設されている。なお、シャフト９に代えて、板状の部材などを支持部材として用いることも可能である。

チャック１０は、互いに接近・離間する方向に移動可能な一対の爪部材１０ａを有している。また、チャック１０は、水平方向に移動可能に構成されており、搬送ステージ５に対し接近・離間するようになっている。詳しくは、搬送ステージ５の端部吸着保持部７が上方に配置される側の端部（図１における右側の端部）に対して、チャック１０は接近・離間するようになっている。

一対の押さえローラ１１は、上記搬送ステージ５のチャック１０が配設される側の端部付近に配設されている。押さえローラ１１は、水平に、かつ、上下に並んで配設されており、互いに接近・離間するように構成されている。押さえローラ１１が互いに離間した状態（図１に示す状態）では、両者の間をチャック１０が通過可能となる。一方、押さえローラ１１が互いに接近した状態になると、抑えローラ１１で第１のシート１と第２のシート２とを両側から挟んで押さえることができるようになっている。すなわち、押さえローラ１１は、チャック１０と干渉しないように互いに離間した待避位置と、互いに接近して各シート１，２を挟んで押さえる押さえ位置との間で移動可能に構成されている。

また、本実施形態では、押さえローラ１１の一方を、ＳＵＳ等から成る金属ローラで構成し、他方を、同様の金属ローラの外周にシリコン層を形成したローラで構成している。このように、少なくとも一方の押さえローラ１１の表面を弾性又は柔軟性を有する材料で構成することで、シート押さえ時におけるクッション性を与えることができる。

以下、本実施形態に係るシート貼付装置３の動作（シート貼付方法）について説明する。
まず、図示しないピックアップ位置に載置してある第１のシート１を吸着搬送装置４で吸着保持し、第１のシート１を図１に示す位置に搬送して複数のシャフト９の上方に配置する。また、第２のシート２が搬送ステージ５上に載置され、その後、搬送ステージ５が水平方向に移動して、図１に示す位置に第２のシート２を搬送する。なお、この状態で、第２のシート２の貼付面（上面）には、接着剤が塗布されている。

次に、図２に示すように、主吸着保持部６の位置はそのままで、端部吸着保持部７を下方へ移動させ、第１のシート１の端部を第２のシート２の端部に重ね合わせる。その後、主吸着保持部６の吸引を停止し、図３に示すように、第１のシート１を複数のシャフト９の上に落下させる。

その後、図４に示すように、チャック１０を搬送ステージ５側へ接近させ、一対の爪部材１０ａにて各シート１，２の重ね合わせた端部を保持する。なお、このとき、爪部材１０ａが搬送ステージ５の端部と干渉しないように、搬送ステージ５には逃げ部（図示省略）が形成されている。そして、チャック１０で各シート１，２の端部を保持した状態で、図５に示すように、端部吸着保持部７の吸引を停止すると共に、端部吸着保持部７を上方へ移動させる。

その後、図６に示すように、チャック１０を図の右側へ移動させ（チャック１０が保持する各シート１，２の端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動させ）、両シート１，２を引っ張る。そして、図７に示すように、両シート１，２の保持される端部が一対の押さえローラ１１の間を通過した時点で、両押さえローラ１１を互いに接近させ、両シート１，２を挟んで互いに貼り付けられる方向に押さえる。

そして、図８に示すように、一対の押さえローラ１１で両シート１，２を押さえた状態で、さらにチャック１０を図の右側へ移動させる。これにより、一対の押さえローラ１１によって、両シート１，２がチャック１０で保持される端部側から反対側の端部側へと順に押さえられ貼り付けられる。その後、チャック１０による保持が解除され、両シート１，２は図示しない搬送装置によって次の工程へと搬送される。

また、図９は、押さえローラ１１の回転軸とは直交する方向から見た各シート１，２の断面図である。
図９に示すように、本実施形態の第１のシート１は、２枚のシート１２，１３を積層したものであり、両シート１２，１３の間に、別のシート状の中間層体１４が挟み込まれている。この中間層体１４は、例えば、カード、紙、樹脂製又は金属製等のフィルムなどであり、その形状や素材は特に限定されるものではない。また、中間層体１４のシート１２，１３への挟み込み工程は、上記シート貼付工程よりも前段階で行われる。

このように、第１のシート１には中間層体１４が挟み込まれているため、第１のシート１の貼付面１ａには例えば数ミクロン程度の凹凸が形成されている。一方、第２のシート２の貼付面２ａには凹凸は形成されておらず、平坦面となっている。なお、図９において、符号１５で示すのは、均一の厚さに塗布された接着剤層である。

ここで、貼付面１ａに凹凸が形成された第１のシート１と、上記貼付面１ａに凹凸が形成されていない第２のシート２と貼り付ける際、押さえローラ１１で強く押圧しすぎると、第１のシート１の突出した面とそうでない面とにおいて圧力差が生じ、両シート１，２をチャック１０で引っ張る方向に対し両シート１，２が傾いてしまう虞がある。

そのため、本実施形態では、図１０に示すように、押さえローラ１１で両シート１，２を挟む際、押さえローラ１１同士の間に所定の間隔ｄをあけ、両シート１，２を強く押さえすぎないようにしている。これにより、第１のシート１の突出した面とそうでない面とにおける圧力差を軽減することができ、両シート１，２が傾くことなく貼付及び搬送を行えるようにしている。

以上、本発明の実施の一形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。

例えば、図１１に示すように、押さえローラ１１を１つとすることも可能である。この場合、押さえローラ１１の下方で第２のシート２が搬送ステージ５によって支持されているので、押さえローラ１１と搬送ステージ５によって挟まれた箇所で両シート１，２を貼付処理することができる。

また、上述の実施形態では、押さえローラ１１で両シート１，２を押さえた状態で、押さえローラ１１を静止させておき、チャック１０を移動させることで、シート１，２の貼付を行っているが、図１２に示すように、反対に、チャック１０を静止させ、押さえローラ１１を動かすことでも、両シート１，２を貼り付けることが可能である。すなわち、押さえローラ１１は、シート貼付時に静止していても移動してもよく、押さえローラ１１が、チャック１０が保持する両シート１，２の端部側から反対側の端部側へ相対的に移動可能であればよい。

なお、上述の実施形態のように、チャック１０が移動するように構成した場合は、チャック１０が両シート１，２の搬送を兼ねることができる。すなわちチャック１０の移動方向が、貼付後の両シート１，２を次の工程へと搬送する搬送方向と同じ方向となるようにすることで、シートの貼付と搬送を同時に行うことができ、生産の効率化を図れる。

また、両シート１，２を貼り付ける方向に押さえる押さえ部材には、ローラ以外のものも適用可能であるが、押さえ部材をローラとすることで両シート１，２をチャック１０で引っ張った際にそれに伴い押さえ部材（ローラ）が回転するため、両シート１，２にかかる負荷を軽減することができると共に、両シート１，２が傷付きにくくなる。

また、上述の実施形態では、第１のシート１を貼り付ける相手部材として、柔軟性を有するシート２を用いた場合を例に説明したが、これに限らず、相手部材は、柔軟性の無い板状部材などであってもよい。また、シートと相手部材の両方の貼付面に凹凸があるものや、いずれの貼付面にも凹凸がないものに対しても、本発明を適用することは可能である。

以上のように、本発明によれば、シートの一端部側から反対側の端部側へ順にシートを押さえて貼り付けるので、シートと相手部材との間から空気を逃がしやすくなり、両者の間に気泡が入るのを抑制することができる。特に、上述の実施形態のように押さえ部材をローラで構成した場合は、シートの押さえられる箇所の面積が小さくなる（線接触となる）ので、より気泡が発生しにくくなる。

また、本発明は、従来の吸着保持板と吸着テーブルとを用いた構成とは異なり、シート全面を同時に貼り付けるものではないので、高い機械的精度が要求されることはない。従って、簡単な構成で良好にシートの貼付を行うことができる。

さらに、上述の実施形態のように、シートの貼付を行う際に、搬送手段（端部吸着保持部７）によってシートの端部を相手部材に重ね合わせるようにすることで、シートを精度良く貼り付けることが可能となる。

１ 第１のシート（シート）
２ 第２のシート（相手部材）
３ シート貼付装置
４ 吸着搬送装置（搬送手段）
５ 搬送ステージ（載置台）
６ 主吸着保持部
７ 端部吸着保持部
９ シャフト（支持部材）
１０ チャック（保持部材）
１１ 押さえローラ（押さえ部材）

Claims (8)

1. シートを相手部材に対して貼り付けるシート貼付装置において、
   前記シートの一端部側を吸着保持する端部側保持部と、
   前記一端部側以外の部分で前記シートを吸着保持する主吸着保持部と、
   前記シートの一端部側が前記相手部材の貼付面に重ね合わされた状態で、前記主吸着保持部による吸着保持が解除された前記シートを前記相手部材の貼付面から離れた対向位置で支持する支持部材と、
   前記シートと前記相手部材との重ね合わされたそれぞれの端部を保持する保持部材と、
   前記シートの前記保持部材が保持する端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえる押さえ部材とを備え、
   前記押さえ部材を、前記シートの前記保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ相対的に移動可能に構成し、
   前記端部側保持部を、前記主吸着保持部に対して独立して前記相手部材の貼付面に接近離間可能に構成したことを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記保持部材を、前記シートの前記保持部材が保持する端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動可能に構成した請求項１に記載のシート貼付装置。
3. 前記保持部材の移動方向が、貼付後の前記シートと前記相手部材とを次の工程へと搬送する搬送方向と同じ方向となるように構成した請求項２に記載のシート貼付装置。
4. 前記押さえ部材を、前記シートと前記相手部材とを互いに貼り付ける方向に両側から挟む回転可能な一対の押さえローラとした請求項１から３のいずれか１項に記載のシート貼付装置。
5. 前記シートと前記相手部材は、少なくとも一方の貼付面に凹凸が形成されたものであって、
   前記一対の押さえローラで前記シートと前記相手部材とを挟む際、前記押さえローラ同士の間に所定の間隔をあけるようにした請求項４に記載のシート貼付装置。
6. 前記シートを前記支持部材上に搬送し、かつ、前記シートの端部を前記相手部材に重ね合わせる搬送手段を備える請求項１から５のいずれか１項に記載のシート貼付装置。
7. シートを相手部材に対して貼り付けるシート貼付け方法において、
   前記シートの一端部側及びそれ以外の部分を吸着保持しつつ、当該シートの一端部側をそれ以外の部分に対して独立して前記相手部材の貼付面に接近させて重ね合わせ、
   吸着保持が解除された前記シートを前記相手部材の貼付面から離れた対向位置で支持し、
   前記シートと前記相手部材との重ね合わされたそれぞれの端部を保持し、
   前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえ、
   前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ順に前記シートを押さえて貼り付けることを特徴とするシート貼付方法。
8. 前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側で、前記シートを前記相手部材に貼り付ける方向に押さえたまま、前記シートを、前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ向かう方向とは反対方向に移動させ、
   前記シートの前記相手部材に重ね合わされた端部側から反対側の端部側へ順に前記シートを押さえて貼り付ける請求項７に記載のシート貼付方法。

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