JP5963073B2 - 光学フィルムの切断方法および切断装置 - Google Patents

光学フィルムの切断方法および切断装置 Download PDF

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Description

本発明は、光学フィルムの切断方法および切断装置に関する。
従来、液晶パネルなどの基板に貼り付ける偏光フィルム、位相差フィルムなどの光学フィルムが知られている。この種の光学フィルムは、帯状の光学フィルムを所定長さに切断することにより得られている。
例えば特許文献1では、帯状の光学フィルムをロール状に蓄積した原反ロールから光学フィルムを巻き出して搬送し、搬送路の下流側で光学フィルムを所定長さに切断することにより、枚葉の光学フィルムを製造している。
国際公開第2010/021026号パンフレット
上記特許文献に記載されるような光学フィルムの切断技術においは、複数の搬送ローラが連なって構成される光学フィルムの搬送路を、当該搬送ローラ群の中のフィードローラに駆動されて光学フィルムが搬送される。そして搬送路の下流側では、光学フィルムはそのフィードローラにより一定量送られて一旦停止させられ、この状態で切断されて再び搬送されるといったように、間欠搬送と切断の動作が繰り返される。
ところで、光学フィルムを搬送している状況においては、フィードローラと光学フィルムとの間に滑りが生じる場合がある。その場合、光学フィルムの送り量に不足が生じ、かつ、ばらつきが生じ、このため切断後の枚葉の光学フィルムの長さにばらつきが生じるという不具合が起こる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる技術的課題は、光学フィルムの送り量のばらつきを抑えることができ、以て切断後に得られる枚葉の光学フィルムの長さのばらつきを少なくすることができる光学フィルムの切断方法および切断装置を提供することにある。
本発明の光学フィルムの切断方法は、帯状の光学フィルムを、前記光学フィルムの先端位置が所定の先端停止位置に到達するまで送る搬送工程と、前記先端位置が前記先端停止位置に到達した前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する切断工程と、を含み、前記搬送工程は、前記光学フィルムを、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置から一定距離離間する一次送り到達点に到達すると想定される一次送り量で送る一次送り工程と、前記一次送り工程で送られた前記光学フィルムの先端位置を撮像手段で撮像して検出する先端位置検出工程と、当該先端位置検出工程で検出された前記光学フィルムの先端位置と前記先端停止位置とを比較し、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置に到達するのに必要な二次送り量を算出する二次送り量算出工程と、前記二次送り量算出工程で算出された二次送り量で前記光学フィルムを二次送りする二次送り工程と、を含む。
前記一次送り到達点は、前記先端停止位置に対して前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定されていてもよい。
本発明の光学フィルムの切断装置は、帯状の光学フィルムが搬送される搬送路と、前記光学フィルムを前記搬送路上に設定された所定の先端停止位置に向けて送る搬送手段と、前記先端位置が前記先端停止位置に到達した前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する切断手段と、前記搬送路の前記先端停止位置および前記先端停止位置付近を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像情報が供給されるとともに、前記搬送手段による前記光学フィルムの送り量および前記切断手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記搬送手段を制御して、前記光学フィルムの先端が前記先端停止位置から一定距離離間する一次送り到達点に到達すると想定される一次送り量で当該光学フィルムを送り、前記一次送り量で送られた前記光学フィルムの先端位置を前記撮像手段の撮像情報に基づいて検出し、検出された前記光学フィルムの先端位置と前記先端停止位置とを比較して、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置に到達するのに必要な二次送り量を算出し、前記搬送手段を制御して、前記二次送り量で前記光学フィルムを二次送りし、前記切断手段を制御して、前記二次送り量で二次送りされた前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する。
本発明によれば、光学フィルムの送り量のばらつきを抑えることができ、以て切断後に得られる枚葉の光学フィルムの長さのばらつきを少なくすることができる光学フィルムの切断方法および切断装置が提供される。
本発明の一実施形態に係る光学フィルムの切断装置を示す側面模式図である。 切断装置の切断部を示す側面模式図である。 切断装置によって帯状の光学フィルムが切断される様子を示す図である。 切断装置の撮像手段で撮像される先端位置決め部を示す平面図である。 帯状の光学フィルムを切断して得られた枚葉の光学フィルムの平均長さデータを示す線図であって、(a)は本実施形態の装置を用いた場合を示しており、(b)は従来装置を用いた場合を示している。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明するが、本発明は同実施形態に限定されるものではない。なお、以下の全ての図面においては、実施形態を明らかにするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。また、以下の説明および図面中、同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
[1]切断装置の構成
図1は、本発明の一実施形態の光学フィルムの切断装置1を示す側面模式図である。切断装置1は、例えば液晶パネルや有機ELパネルなどの光学表示パネルの基板に貼り付けられる偏光フィルム、位相差フィルム等の光学フィルムFを切断するものである。なお、光学フィルムFは、可撓性を有する帯状の機能性フィルムであれば特に限定されるものではない。
図1に示すように、切断装置1は、帯状の光学フィルムFを原反ロール11から図中右方向に連続的に巻き出して全体的には水平に搬送し、搬送路12の下流側の配設された切断エリア12Bで所定長さの枚葉に切断し、搬出エリア12Cに搬出するものである。
光学フィルムFが長手方向に沿って送られる搬送路12は、原反ロール11から切断エリア12Bに光学フィルムFを供給する供給エリア12Aと、供給エリア12Aに続く切断エリア12Bと、搬出エリア12Cに分けられる。切断エリア12Bでは光学フィルムFは間欠的に搬送され、搬送停止時に光学フィルムFは切断される。また、供給エリア12Aでは、切断エリア12Bでの光学フィルムFの間欠搬送に関係なく連続的に光学フィルムFが搬送される。
原反ロール11は帯状の光学フィルムFをボビン11aに巻き付けて蓄積したもので、ボビン11aは図中時計回り方向に回転駆動され、これにより光学フィルムFは搬送路12の供給エリア12Aに連続的に巻き出されていく。供給エリア12Aは、複数のガイドローラ21およびニップローラ22が連なって構成されており、供給エリア12Aの最後端に配設されたニップローラ(本発明の搬送手段に相当、以降、フィードローラと称する)22Aが図示の矢印のように回転することで、光学フィルムFは切断エリア12Bに送られていく。
供給エリア12Aには、ダンサローラ23が配設されている。ダンサローラ23は図示の矢印Dのように上下方向に揺動可能に支持されている。ダンサローラ23が下方に揺動して搬送路12が長くなることにより、光学フィルムFが切断エリア12Bで停止し切断されている間であっても供給エリア12Aでの光学フィルムFの連続搬送がなされるように、光学フィルムFの送り量が吸収されるようになされている。
搬送路12の切断エリア12Bから搬出エリア12Cはほぼ水平に設定されている。図2に示すように、切断エリア12Bには、光学フィルムFの搬送方向の上流側から下流側(図2で左側から右側)に向かって第1切断部31、第2切断部32、先端位置決め部33が、等間隔をおいて配設されている。これらの間隔は、光学フィルムFを切断した後に得る枚葉の長さに等しい。すなわち当該切断装置1では、図3に示すように、光学フィルムFを第1切断部31と第2切断部32の2箇所で同時に切断し、枚葉の光学フィルムF1を一回の切断動作で2枚ずつ切り出して搬出するものとなっている。
第1切断部31と第2切断部32は同じ構成である。図2に示すように、これら切断部31,32は、上面に配置される光学フィルムFを全幅にわたって吸着して保持する吸着テーブル35と、吸着テーブル35の下方に配設されたレーザー照射部(本発明の切断手段に相当)36とを備えている。吸着テーブル35の搬送方向中央には、搬送方向に直交して横断するように延びるスリット35aが形成されている。
吸着テーブル35は、負圧作用によって光学フィルムFを上面に吸着して保持する。レーザー照射部36は、光学フィルムFを適切に切断し得る所定の条件(波長や出力等)を満たすレーザビームLを、吸着テーブル35に保持された光学フィルムFにスリット35aを通して照射するもので、スリット35aに沿ってレーザビームLを走査することで、光学フィルムFは搬送方向に直交する幅方向に切断される。光学フィルムFを切断するためレーザビームLを走査させるには、レーザー照射部36をスリット35aに沿って移動させたり、レーザー照射部36をスリット35aに沿って首振りするように揺動させてレーザビームLの照射方向を変化させたりするといった手法がある。
第1切断部31と第2切断部32の間、および第2切断部32と位置決め部33との間には、切断された枚葉の光学フィルムF1を載せて搬出エリア12Cに搬送する搬送コンベア41,42が配設されている。
先端位置決め部33は、光学フィルムFの搬送方向の先端を所定位置に位置決めするために設けられた部分であり、負圧作用によって光学フィルムFを上面に吸着して保持する位置決め板37と、テンションローラ38とを備えている。
位置決め板37は搬送コンベア42の直後に配置されており、図4に示すように、矢印で示す光学フィルムFの搬送方向に直交して横断するように延びている。位置決め板37の表面には、自身の長手方向、すなわち光学フィルムFの搬送方向に直交して延びる先端停止ライン(本発明の先端停止位置に相当)37aが設定されている。停止ライン37aは仮想的に設定されたものであり、位置決め板37の表面に直接描画されたものではない。停止ライン37aの位置は、図1に示す制御手段60の記憶部(図示略)に記憶されている。
テンションローラ38は、上方から光学フィルムFの先端部を搬送コンベア42の後端部に押し付けながら送り方向に回転することで、搬送コンベア42上の光学フィルムFの弛みを除去する。
位置決め板37の上方には、撮像手段51が配設されている。撮像手段51は、例えばCCD素子等の撮像素子を備えるもので、下方の位置決め板37の表面およびその付近を撮像可能に設けられている。すなわち撮像手段51は、先端停止ライン37aおよび先端停止ライン37aの搬送方向の前後付近を撮像する。
図1に示すように、搬出エリア12Cは、搬送方向に並べられた複数(図示例では2つ)の搬出コンベア43,44を備えており、切断エリア12Bで切断された枚葉の光学フィルムF1が搬出コンベア43にストックされる。
第1切断部31、第2切断部32、先端位置決め部33は等間隔をおいて配設され、これらの間隔は光学フィルムFを切断した後に得る枚葉の長さに等しいと上述したが、厳密には、第1切断部31と第2切断部32のレーザー照射部36から照射されるレーザビームLの光学フィルムFへの各照射位置間の間隔と、第2切断部32のレーザー照射部36から照射されるレーザビームLの光学フィルムFへの照射位置と先端停止ライン37aとの間の間隔が同一距離であって、かつ、切断後に得るべき枚葉の長さに等しい距離に設定されている。
さて、本実施形態の切断装置1は、図1に示すように制御手段60を有している。切断手段60には、撮像手段51による撮像情報が供給される。そして切断装置1においては、制御手段60により撮像手段51の撮像情報に基づいて、上記供給エリア12A、切断エリア12Bおよび搬出エリア12Cの作動構成要素が統括的に制御される。以下、制御手段60によって制御される切断装置1の動作を説明する。
[2]切断装置の動作
本実施形態の光学フィルムFの切断方法は、帯状の光学フィルムFを、光学フィルムFの先端位置が所定の先端停止位置に到達するまで送る搬送工程と、先端位置が前記先端停止位置に到達した光学フィルムFを、前記先端停止位置よりも光学フィルムFの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する切断工程と、を含む。
例えば、供給エリア12Aにおいては原反ロール11から光学フィルムFが連続的に巻き出され、その光学フィルムFはフィードローラ22Aによって切断エリア12Bに送られる。フィードローラ22Aから先の切断エリア12Bにおいては、光学フィルムFの切断動作と搬送動作とを交互に行う間欠搬送が行われる。すなわち、フィードローラ22Aによって先端が先端位置決め部33に到達するまで光学フィルムFが送られて停止し、第1切断部31と第2切断部32で同時に光学フィルムFが切断される。そして、切断によって得られた2枚の枚葉の光学フィルムF1が搬送コンベア41,42によって搬出エリア12Cに送られ、その送り動作に連動してフィードローラ22Aが回転を再開し、光学フィルムFが切断エリア12Bに送られる。フィードローラ22Aと搬送コンベア41,42の駆動は連動しており、フィードローラ22Aによる光学フィルムFの送り動作と搬送コンベア41,42による枚葉の光学フィルムF1の搬送動作とは同じタイミングで並行して行われる。
一方、供給エリア12Aでは、切断エリア12Bでの光学フィルムFの間欠搬送に関係なく連続的に光学フィルムFが搬送される。切断エリア12Bで光学フィルムFの搬送が停止させられているときには、ダンサローラ23が下方に揺動して搬送路12が長くなり、光学フィルムFの送り量が吸収されて連続搬送が維持される。
次に、切断エリア12Bでの間欠搬送の詳細を説明する。
上記のように第1切断部31と第2切断部32で同時に光学フィルムFが切断され、切断によって得られた2枚の枚葉の光学フィルムF1が搬出エリア12Cに送られると、それと並行してフィードローラ22Aが回転を再開し、光学フィルムFが一次送り量で先端位置決め部33まで一次送りされる(一次送り工程)。
ここで言う一次送り量とは、図4に示すように、光学フィルムFの先端位置(第1切断部31で切断された端縁)が先端停止ライン37aから一定距離Gだけ手前側すなわち上流側に離間する一次送り到達点37bに到達すると想定される送り量であり、フィードローラ22Aは、その一次送り量分だけ回転するように制御される。先端停止ライン37aから手前側の一次送り到達点37bまでの距離Gは任意であるが、例えば3mm程度とされる。
次に、テンションローラ38が回転して搬送コンベア41,42上の光学フィルムFが搬送方向に引っ張られ、光学フィルムFの弛みが除去される。続いて、位置決め板37に光学フィルムFの先端部が吸着されて浮きや弛みが除去された状態とされる。
次いで、先端位置決め部33において、撮像手段51により光学フィルムFの先端位置が撮像され、その先端位置が検出される(先端位置検出工程)。そして、撮像手段51による撮像に基づいて光学フィルムFの先端位置と先端停止ライン37aとが比較され、光学フィルムFの先端が先端停止ライン37aに到達するに必要な二次送り量が算出される(二次送り量算出工程)。
二次送り量は、光学フィルムFの先端から先端停止ライン37aまでの空き量であり、一次送りが適正な量であれば、その空き量は、フィードローラ22Aの回転数に見合った一次送り到達点37bから先端停止ライン37aまでの距離Gに等しい。しかし、一次送りの最中にフィードローラ22Aと光学フィルムFとの間に滑りが生じると送り量に不足が生じ、一次送り後の光学フィルムFの先端は想定している一次送り到達点37bよりも手前側に位置する。その場合には、光学フィルムFの先端から先端停止ライン37aまでの空き量は、想定距離G(例えば、上記3mm)よりも長くなる。そこで、一次送り後の実際の空き量すなわち必要な二次送り量を撮像手段51による撮像に基づいて制御手段60が算出する。
次いで、算出された二次送り量に相当する回転数だけフィードローラ22Aを回転させ、光学フィルムFを二次送りする(二次送り工程)。二次送りは、光学フィルムFの先端が先端停止ライン37aに合致するものとして制御される。
次いで、第1切断部31と第2切断部32において、吸着テーブル35に光学フィルムFが吸着して保持される。そして各切断部31,32のレーザー照射部36から、吸着テーブル35に保持された光学フィルムFにスリット35aを通してレーザビームLが照射され、光学フィルムFは第1切断部31と第2切断部32で同時に切断される(切断工程)。切断後は、各搬送コンベア41,42上に枚葉の光学フィルムF1が1枚ずつ載った状態となる。この後、吸着テーブル35および位置決め板37による光学フィルムF,F1の吸着が解除され、切断された2枚の光学フィルムF1が搬送コンベア41,42によって順次搬出コンベア43,44に送られる。
以上が制御手段60による制御動作の1サイクルである。光学フィルムのFの切断後は、枚葉の光学フィルムF1の搬送動作と連動してフィードローラ22Aが再び回転させられ、光学フィルムFが供給エリア12Aから切断エリア12Bに送られる。そして、上記サイクルが繰り返されて枚葉の光学フィルムF1が順次搬出エリア12Cの搬出コンベア44にストックされ、次の工程に移される。
[3]本実施形態の作用効果
フィードローラ22Aで光学フィルムFを間欠的に切断エリア12Bに送るにあたり、従来の方法を上記切断装置1に適用すると、光学フィルムFの先端が位置決め板37の先端停止ライン37aに到達するまでフィードローラ22Aを回転させるといったように、光学フィルムFの搬送工程を1回としていた。しかしこのような1回搬送では、フィードローラ22Aと光学フィルムFとの間に滑りが生じた場合に送り量に不足が生じ、切断後の枚葉の長さばらつきが大きくなるといった不具合が起こる。
その点、本実施形態によれば、切断エリア12Bでの光学フィルムFの搬送を、先端停止ライン37aから僅かに手前の一次送り到達点37bに先端が到達するまで光学フィルムFを送る一次送りと、最終的に先端を先端停止ライン37aに到達させる二次送りの第2段階に分けている。一次送り後においては、先端と先端停止ライン37aとの間の空き量を求め、二次送りではこの空き量分だけ光学フィルムFを搬送し、先端が先端停止ライン37aに合致するように補正している。このため、フィードローラ22Aによる光学フィルムFの送り量のばらつきが抑えられ、光学フィルムFの先端が先端停止ライン37aに高い精度で停止した状態を常に得ることができる。その結果、切断後に得る枚葉の光学フィルムF1の長さばらつきを少なくすることができる。
図5は(a)は、本実施形態の方法を適用して光学フィルムFを搬送しながら切断した場合の、フィードローラ22Aによる光学フィルムFの送り量の平均値を、サンプル数に応じて採取し、それをグラフ化したものである。一方、図5(b)は、従来方法を採用した場合の、フィードローラ22Aによる光学フィルムFの送り量の平均値を、サンプル数に応じて採取してグラフ化したものである。同図で明らかなように、本実施形態の方法を採用することにより、従来方法よりも光学フィルムFの送り量のばらつきを少なくすることができることが判る。
また、本実施形態では、一次送りでの一次送り到達点37bを、先端停止ライン37aに対して光学フィルムFの送り方向の手前側に設定している。このため、一次送り後の光学フィルムFの先端位置は、ほぼ全てが先端停止ライン37aの手前に位置することになる。したがって二次送りの方向は逆送りにならず、フィードローラ22Aは常に同じ方向に回転することになる。フィードローラ22Aを逆方向へ回転させて光学フィルムFの先端を先端停止ライン37aに合わせる制御は、高い精度で行うことが困難な場合があり、したがって一次送りでの一次送り到達点37bを先端停止ライン37aの手前側に設定することは、総合送り量を一定にする上で有効である。
なお、本実施形態においては、切断手段をレーザー照射部によって構成したが、切断手段はこれに限らず、カッターなどの切断手段を用いてもよい。
また、本実施形態においては、二次送り後は光学フィルムFの切断に移行しているが、二次送り後の切断の前に、もう一度撮像手段51による撮像を確認し、そこで光学フィルムFの先端が先端停止ライン37aに対し予め設定している閾値の範囲を超えて外れている場合には、切断した枚葉の光学フィルムを破棄する工程を追加してもよい。
1…切断装置、12…搬送路、22A…フィードローラ(搬送手段)、31…第1切断部、32…第2切断部、36…レーザー照射部(切断手段)、37a…先端停止ライン(先端停止位置)、37b…一次送り到達点、51…撮像手段、60…制御手段、F…光学フィルム、F1…枚葉の光学フィルム

Claims (3)

  1. 帯状の光学フィルムを、前記光学フィルムの先端位置が所定の先端停止位置に到達するまで送る搬送工程と、
    前記先端位置が前記先端停止位置に到達した前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する切断工程と、を含み、
    前記搬送工程は、
    前記光学フィルムを、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置から一定距離離間する一次送り到達点に到達すると想定される一次送り量で送る一次送り工程と、
    前記一次送り工程で送られた前記光学フィルムの先端位置を撮像手段で撮像して検出する先端位置検出工程と、
    当該先端位置検出工程で検出された前記光学フィルムの先端位置と前記先端停止位置とを比較し、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置に到達するのに必要な二次送り量を算出する二次送り量算出工程と、
    前記二次送り量算出工程で算出された二次送り量で前記光学フィルムを二次送りする二次送り工程と、を含み、
    前記切断部は、前記送り方向の上流側に設定された第1切断部と、前記送り方向の下流側に設定された第2切断部と、を含み、
    前記第1切断部と前記第2切断部と前記先端停止位置とは、等間隔をおいて配設されており、
    前記第1切断部と前記第2切断部との間隔、および前記第2切断部と前記先端停止位置との間隔は、それぞれ前記光学フィルムを切断した後に得る枚葉の光学フィルムの長さに等しく、
    前記一次送り量は、前記第1切断部から前記一次送り到達点に到達すると想定される送り量であり、
    前記切断工程において、前記光学フィルムを前記第1切断部と前記第2切断部の2箇所で同時に切断する光学フィルムの切断方法。
  2. 前記一次送り到達点は、前記先端停止位置に対して前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定されている請求項1に記載の光学フィルムの切断方法。
  3. 帯状の光学フィルムが搬送される搬送路と、
    前記光学フィルムを前記搬送路上に設定された所定の先端停止位置に向けて送る搬送手段と、
    端位置が前記先端停止位置に到達した前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断する切断手段と、
    前記搬送路の前記先端停止位置および前記先端停止位置付近を撮像する撮像手段と、
    前記撮像手段の撮像情報が供給されるとともに、前記搬送手段による前記光学フィルムの送り量および前記切断手段を制御する制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記搬送手段を制御して、前記光学フィルムの先端が前記先端停止位置から一定距離離間する一次送り到達点に到達すると想定される一次送り量で当該光学フィルムを送り、前記一次送り量で送られた前記光学フィルムの先端位置を前記撮像手段の撮像情報に基づいて検出し、検出された前記光学フィルムの先端位置と前記先端停止位置とを比較して、前記光学フィルムの先端位置が前記先端停止位置に到達するのに必要な二次送り量を算出し、前記搬送手段を制御して、前記二次送り量で前記光学フィルムを二次送りし、前記切断手段を制御して、前記二次送り量で二次送りされた前記光学フィルムを、前記先端停止位置よりも前記光学フィルムの送り方向の手前側に設定された切断部で切断し、
    前記切断部は、前記送り方向の上流側に設定された第1切断部と、前記送り方向の下流側に設定された第2切断部と、を含み、
    前記第1切断部と前記第2切断部と前記先端停止位置とは、等間隔をおいて配設されており、
    前記第1切断部と前記第2切断部との間隔、および前記第2切断部と前記先端停止位置との間隔は、それぞれ前記光学フィルムを切断した後に得る枚葉の光学フィルムの長さに等しく、
    前記切断手段は、前記第1切断部と前記第2切断部とにそれぞれ設けられ、
    前記一次送り量は、前記第1切断部から前記一次送り到達点に到達すると想定される送り量であり、
    前記制御手段は、前記切断手段を制御して、前記二次送り量で二次送りされた前記光学フィルムを前記第1切断部と前記第2切断部の2箇所で同時に切断する光学フィルムの切断装置。
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