JP5967529B2 - フィルム貼付装置 - Google Patents
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Description
上記の特許文献1では、円筒部材の特定領域に形成された孔を通して光学フィルムを真空吸着したり圧空剥離したりすることができるとしている。しかし、真空吸着したり圧空剥離したりする孔には、光学フィルムのサイズに合わせた孔の径とピッチが必要である。このため、光学フィルムのサイズによっては、光学フィルムを真空吸着で全て保持できるとは限らず、保持できないフィルム領域が必ず存在することになる。このため、光学フィルムをパネルの所定位置に合わせて精度良く貼り付けることができないという問題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、フィルムをパネルの所定位置に合わせて精度良く貼り付けることができるフィルム貼付装置を提供することを目的とする。
<実施形態の構成>
図1は、本発明の実施形態に係るフィルム貼付装置100の構成図である。
フィルム貼付装置100は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズマディスプレイ等に用いられる画素を有するパネルに、光学フィルムを高精度に貼り付けるものであり、フィルムロール1aに巻き付けられた光学フィルム30を転写ローラ13に移し取って転写するフィルム転写部101と、転写ローラ13に転写された光学フィルム30を、パネル14に貼り付けるフィルム貼付部102とを台座103に備え、更にフィルム貼付装置100のフィルム転写貼付動作を制御する制御装置104を備えて構成されている。
制御装置104は、何れも図示せぬCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、記憶装置(HDD:Hard Disk Drive等)を備える一般的な構成となっており、例えばROMに書き込まれたプログラムをCPUが実行して、後述する各種制御を実現するように構成されている。
フィルム貼付部102は、パネル15を載置してセットするパネルセットテーブル(パネル保持手段)14と、θテーブル16と、スライドテーブル17と、ガイド18と、スライド用駆動モータ機構19と、パネル認識カメラ20a,20bと、貼付直前位置検出カメラ21とを備えて構成されている。また、転写ローラ(転写手段)13を、フィルム転写部101及びフィルム貼付部102の上方の所定経路を、矢印Y11〜Y18のように移動させる図示せぬ移動機構(移動手段)を備える。また、上記の各ローラは、軸を中心に回転する円柱状又は円筒状を成す。
また、パネル15は、例として、32〜60型等の液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、プラズディスプレイ等に用いられる画素を有するものである。
図3はフィルム転写部101の主要部の構成を示す図である。この図3及び図1に示すフィルム転写部101において、フィルムロール1aから引き出されたFPRフィルム30は、ガイドローラ2,3,4で保持され、ニップローラ5でガイドローラ3との間で挟み込まれて引き出され、巻取軸6で巻き取られる。この巻き取り経路の途中に介在するガイドローラ2とフィルムセットテーブル9との間には、FPRフィルム30の下方にまな板8、この上方にハーフカッタ7が配置されている。フィルムロール1aから引き出されたFPRフィルム30は停止され、まな板8に加工されている吸着孔(図示せず)で吸着されて一旦保持される。
なお、始端部は、ハーフカッタ7によるカットによって生成される部位であるが、カメラ12a、12bによる撮影は、カット部位の近傍であれば、カット部位そのものが写っていてもよいし、写っていなくてもよい。この点は、終端部も同じである。一方、片側辺30cは、FPRフィルム30fの幅方向の端部であり、ハーフカッタ7のカットにより生成される部位ではない。本例では、片側辺30cが写っているのが好ましい。ちなみに、カメラ12aで撮影する部位とカメラ12bで撮影する部位との間の距離は、近いよりも遠い方が位置決め精度は向上するといえる。このため、本例では、始端部と終端部を撮影している。
図6はフィルム貼付部102において転写ローラ13に転写されたFPRフィルム30fのパネル貼付時の終端確認態様を示す図である。図7は転写ローラ13に転写されたFPRフィルム30fのパネル貼付時の始端確認態様を示す図である。
FPRフィルム30fが転写された転写ローラ13は、図1に矢印Y14で示すように、パネル15がセットされたパネルセットテーブル14の先端部の上方へ移動され、図6に示すように保持される。但し、パネルセットテーブル14へのパネル15のセットは、図示せぬパネルセット機構により実行される。
始端ピンホール13PSは、FPRフィルム30fの始端部を撮影するためにバックライト25の光(矢印Y3)を、その始端部を介して矢印Y4で示すように外部へ通すものである。即ち、バックライト25の光が偏光レンズ26で絞られ、始端ピンホール13PSを通してFPRフィルム30fに照射される。この照射光のうち所定割合の光がFPRフィルム30fを透過して、FPRフィルム裏側に配置されたカメラ21で始端部が撮影される。これと同様に、カメラ21で、終端ピンホール13PEを通して終端部が撮影される。
なお、図8(b)において、始端ピンホールPSと終端ピンホールPEで、FPRフィルム30fの片側辺30c(図9参照)が撮影できるように、FPRフィルム30fの位置を調整しておくのがよい。即ち、FPRフィルム30fの片側辺30cが始端ピンホールPSと終端ピンホールPEにかかるように調整しておくのがよい。このようにしておけば、撮影される境界線30aが何本目のものかを容易に把握できるようになる。この点は、符号9aや符号9bの貫通口においても同じである。
FPRフィルム30fをパネル15に貼り付ける場合、BMライン15bに境界線30aを上下で一致させる位置合わせを行う。この位置合わせは、図9に示すようにパネル15の片側辺15cに最も近いBMライン15bと、FPRフィルム30fの片側辺30cに最も近い境界線30aとが一致するように行う。このように一致させることにより、FPRフィルム30fの境界線30aが、パネル15の画素15aに重なることが無いように張り合わせることができる。境界線30aが画素15aに重なって張り合わされた場合、3D画像が適正に見えなくなるという不具合が生じるが、これを防止可能となる。
上記のように、BMライン15bを境界線30aに一致させた後、図1に矢印Y15で示す下方向に転写ローラ13を移動させ、図10に示すように、パネル15の所定位置に、転写ローラ13に転写されたFPRフィルム30fの始端を当接させる。この後、転写ローラ13を図1に矢印Y16で示すように、パネル15の表面に平行移動させ、図11に示すようにパネル15にFPRフィルム30fを貼り付ける。
ここで、上記のc2>c1の粘着力の強度関係に、前述した第2層30−2と第3層30−3との粘着力c3を入れて、粘着力c3、c2、c1の3つの強度関係を考えると、c3とc1の強度関係は前述のようにc1>c3だったので、c2>c1>c3の強度関係となっている。
この2層間の粘着力を上記c3とすれば、転写ローラ13に第1層としてのFPR30−2が転写されると同時に、当該転写部分下方の第2層としてのセパレータ30−3がFPR30−2から剥離して、転写ローラ13にFPR30−2が転写される。また、転写ローラ13とFPR30−2との粘着力をc1とすれば、パネル15への貼付時には、転写ローラ13の転写FPR30−2の一面が粘着力c2でパネル15に貼り付きながら、粘着力c1の他面が転写ローラ13から剥離し、これによりパネル15にFPR30−2が貼り付けられるからである。
以上のようなフィルム貼付動作の制御は、制御装置104で次の通りに実行される。
図12はフィルム貼付装置100における制御装置104のフィルム貼付動作の制御を説明するためのフローチャートである。
この場合、ステップS11において、制御装置104のパネル位置補正制御により、パネル15の位置が補正される。即ち、スライド用駆動モータ機構19により、スライドテーブル17が転写ローラ13の中心軸13aの軸線方向に移動されることでパネルセットテーブル14が軸線方向に移動される。この移動が、パネル15の片側辺15cに最も近いBMライン15bが、FPRフィルム30fの片側辺30cに最も近い境界線30aと一致するまで行われる。
このように本実施形態のフィルム貼付装置100によれば、次のような効果を得ることができる。
フィルムロール1aから引き出したFPRフィルム30を、ハーフカッタ7によりパネル15への貼付長さだけ切出し、この切出したFPRフィルム30fの位置決め(第1位置決め)を行い転写ローラ13へ移し取って転写する。この転写されたFPRフィルム30fを転写FPRフィルム30fともいう。転写FPRフィルム30fをパネル15へ貼付時に、転写FPRフィルム30fとパネル15との位置決め(第2位置決め)を行い、転写FPRフィルム30fをパネル15に移し取り貼り付けるようにした。
図13は貼付直前位置検出カメラ21Aの変形例の構成を示す図である。このカメラ21Aは、上述した第2検出手段を構成するものであり、上方に転写FPRフィルム30fの第1目印である境界線30aを撮影するレンズ部21aと、下方にパネル15のBMライン15bを撮影するレンズ部21bと、プリズム等の偏光機構21cとを備えている。偏光機構21cは、撮影光が何れかのレンズ部21a又は21bから入射されるように切り換える機能を有し、この切り換え制御は、制御装置104で制御されるようになっている。
即ち、レンズ部21aで上方の転写FPRフィルム30fの境界線30aを撮影した後に、下方のレンズ部21bに切り換え、このレンズ部21bで下方のパネル15のBMライン15bを撮影する。このようにすれば、上記実施形態のようにパネル認識カメラ20a,20bと貼付直前位置検出カメラ21との2台を用いなくても、1台のカメラ21Aで上方の第1目印と、下方の第2目印とを撮影することができる。従って、その分、装置の小型、低コスト化を図ることができる。
第1及び第2位置決めを、ハーフカッタ7によるFPRフィルム30の切出しが所定回数行われる毎に実行するようにしてもよい。通常、第1及び第2位置決めを1回行えば、その後、フィルム転写及び貼付を所定回数行っても、その位置決めがずれることは無い。従って、そのずれることが無い間、位置決め動作を省略すれば、その分動作を簡略化して機器の摩耗や消費電力などのコストを削減することができる。
エアーを噴射する図示せぬ噴射装置(噴射手段)を備え、転写ローラ13へのFPRフィルム30fの第1層30−1の転写時に、第2層30−2と第3層30−3との間(FPRフィルム30fが2層構造の場合は第1層と第2層の間)に噴射装置からエアーを噴射して剥離する。更に、転写された第2層30−2のパネル15への貼付時に、第1層30−1と転写ローラ13との間(FPRフィルム30fが2層構造の場合は第1層と転写ローラ13との間)に噴射装置からエアーを噴射して第1層30−1をスムーズに剥離するようにしてもよい。
この構成によれば、フィルム転写時に、FPRフィルム30fから転写に不要な第3層30−3(又は第2層)を確実に剥離することができる。更に、フィルム貼付時に、貼付対象の転写FPRフィルム30fを転写ローラ13から確実に剥離してパネル15に貼り付けることができる。
フィルムロール1aに巻かれたFPRフィルム30が、少なくとも第1層と第2層のフィルムが粘着された2層構造を成し、転写ローラ13が、この周回面にフィルム30の第1層を、第1層と第2層との粘着力よりも強く且つパネル15への第1層の貼付時の粘着力よりも弱い吸引力で吸引するバキューム機構(図示せず)を備えてもよい。この場合、バキューム機構での転写ローラ13への第1層の吸引時に第1層が第2層から剥離して転写され、この転写された第1層のパネル15への貼付時に、第1層が転写ローラ13から剥離する。このバキューム機構を備える構成でも適正にフィルム転写及び貼付を行うことができる。
なお、転写ローラ13のバキューム機構は、言い換えれば、真空吸着機構である。このような真空吸着機構によれば、転写ローラ13下降時に、FPRフィルム30fと接触するまで下降しなくても、真空による吸引力でFPRフィルム30fが引き付けられる力が作用し、転写ローラ13への保持力が向上するという効果を発揮する。
何故なら、転写ローラ13にバキュームや真空吸着機構が無い場合、図4のように、転写ローラ13でFPRフィルム30fを巻き取る際に、転写ローラ13を下降させて、FPRフィルム30fと接触させ、この接触位置から転写ローラ13を水平移動させる。しかし、この場合、転写ローラ13の下降位置によっては、若干の粘着シートつぶれで、微小であるが位置ずれが発生し易く、また、押し付け力不足によって、FPRフィルム30fが転写ローラ13から離脱するなどの不具合が生じる可能性がある。しかし、上記のように、転写ローラ13にバキュームや真空吸着機構を採用した場合、それらの不具合を防止することができる。
更に、FPRフィルム30fの転写ローラ13への転写面に粘着性がある場合でも、転写開始時に当初にFPRフィルム30fの端部をバキュームや真空吸着機構で吸引し、FPRフィルム30fがある程度の長さ転写された時点で吸引を停止するようにしてもよい。この場合、最初はFPRフィルム30fの端部を吸引するので、上記の不具合も発生せず最初の転写動作がスムーズに実行されるといったメリットがある。
転写ローラ13の始端部及び終端部の位置に設けられたピンホール13PS,13PEに代え、始端部と終端部とを直線状に接続する細長いスリットを形成してもよい。この場合、そのスリットで始端部から終端部まで連続的に1本の境界線30aを確認することができる。
転写ローラ13に上記のスリットを形成する構造の場合、転写ローラ13が小型な程、構造的に強度が低下して弱くなる。そこで、スリットに透明樹脂等の透明な補強部材を埋め込めば強度の低下を防止することができる。
更に、転写ローラ13の始端部と終端部とを結ぶ直線上に、更にピンホールを断続的に複数設けてもよい。この場合も、始端部から終端部までの直線状に伸びる断続的なピンホールで1本の境界線30aを確認することができ、また、上記スリットのみを形成する構成に比較して強度の低下をさほど招かないといったメリットがある。
なお、図8の例において、カメラ21を転写ローラ13の内部に、また、バックライト25などを転写ローラ13の外に備えるようにしてもよい。つまり、図8の例において、カメラ21とバックライト25(偏向レンズ26)の位置を逆にしてもよい。偏向レンズ25は、カメラ21の側にあってもよい。
また、32型、40型、60型などのように、サイズの異なるパネル15に対して、FPRフィルム30fを貼り付ける際、パネル15及びFPRフィルム30fの互いの角部分の始端部又は終端部を基準としてカット並びに貼り付けを行うようにした。従って、パネル15のサイズが異なり、これに貼り付けるフィルムの長さが異なっても、フィルム角部分の始端部(又は終端部)を貫通口で検出してカット並びに貼り付けを行えばよい。従来では、始端貫通口から異なるパネルサイズに応じた位置までの後端貫通口が各々のサイズに応じて必要であった。しかし、本例では、角部分に1つ貫通口があればよいので、始端貫通口に対して、パネルサイズ毎に位置の異なる複数の終端貫通口を必要としないといったメリットがある。
この他、本例のフィルム貼付装置100は、画素を有するパネル15への光学フィルム30fの貼り付けに限定されず、太陽光パネルへの保護フィルムの貼り付けなど幅広い用途に応用することができる。
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることも可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
また、上記の各構成、機能、処理部(制御部)、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウエアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又は、IC(Integrated Circuit)カード、SD(Secure Digital memory)カード、DVD(Digital Versatile Disc)等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
2,3,4 ガイドローラ
5 ニップローラ
6 巻取軸
7 ハーフカッタ
8 まな板
9 フィルムセットテーブル
10 θテーブル
11 フレーム
12 フィルム認識カメラ
13 転写ローラ
14 パネルセットテーブル
15 パネル
15a 画素
15b BM(ブラックマトリックス)ライン
16 θテーブル
17 スライドテーブル
18 ガイド
19 スライド用駆動モータ機構
20 パネル認識カメラ
21 貼付直前位置検出カメラ
25 バックライト
26 偏光レンズ
30,30f FPRフィルム
30a 境界線
100 フィルム貼付装置
101 フィルム転写部
102 フィルム貼付部
103 台座
104 制御装置
Claims (10)
- ロールに巻かれたフィルムを引き出し、この引き出しフィルムをパネルへの貼付長さ切出す切出手段と、
周回面を有し、前記切出されたフィルムを当該周回面に移し取って転写する転写手段と、
前記切出手段により切出されたフィルムを前記周回面に移し取って転写するまで保持するフィルム保持手段と、
前記転写を行う前に、前記切出されたフィルムを前記周回面に予め定められた状態で転写可能なように、前記周回面に対する当該フィルムの位置決めを行う第1位置決め手段と、
前記転写手段に転写された転写フィルムを、前記パネルに予め定められた状態で貼付可能なように、前記転写フィルムに対する前記パネルの位置決めを行う第2位置決め手段と
を備え、
前記転写手段は、前記第2位置決め手段による前記パネルの位置決め後に、この位置決めされたパネルに前記転写フィルムを移し取って貼り付ける
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項1に記載のフィルム貼付装置であって、
前記パネルを保持するパネル保持手段と、
前記フィルムが転写された前記転写手段を、前記パネルの上方に移動する移動手段と
を更に備え、
前記転写手段は、前記第1位置決め手段による位置決め後に、前記フィルム保持手段に保持されたフィルムを当該転写手段の周回面に移し取って転写し、
前記第2位置決め手段は、前記移動手段により前記パネルの上方に前記転写手段が移動された後、当該転写手段の転写フィルムに対する前記パネルの位置決めを行う
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項2に記載のフィルム貼付装置であって、
前記フィルムに直線状の第1目印が付けられると共に、前記パネルに直線状の第2目印が付けられており、
前記転写手段が、中心軸を中心に回転する円筒状の転写ローラから成り、
前記第1位置決め手段が、前記フィルム保持手段を回転させる回転手段と、前記第1目印を検出する第1検出手段とを備え、
前記第2位置決め手段が、前記パネル保持手段を回転及び移動させる回転移動手段と、
前記第1及び第2目印を検出する第2検出手段とを備え、
前記フィルム保持手段は、前記フィルムを、前記転写ローラの下方で当該転写ローラの中心軸の軸方向と当該フィルムの前記引き出し方向とが交差するように保持し、
前記第1位置決め手段は、前記保持されたフィルムの前記第1目印を前記第1検出手段で検出し、この検出された第1目印が、前記転写ローラの中心軸と予め定められた角度で交差するように、前記回転手段で前記フィルム保持手段を回転させ、
前記パネル保持手段は、前記パネルを、前記フィルムが転写された転写ローラの下方で当該転写ローラの中心軸の軸方向と当該パネルの予め定められた方向とが交差するように保持し、
前記第2位置決め手段は、前記転写されたフィルムの前記第1目印と、前記保持されたパネルの第2目印とを前記第2検出手段で検出し、これら検出された第1目印と第2目印とが上下で一致するように、前記回転移動手段で前記パネル保持手段を回転及び移動させる
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載のフィルム貼付装置であって、
前記第1位置決め手段による前記フィルムの位置決めと、前記第2位置決め手段による前記パネルの位置決めとは、前記切出手段による前記フィルムの切出しが予め定められた回数行われる毎に、実行される
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項3または請求項3を引用する請求項4に記載のフィルム貼付装置であって、
前記第1検出手段は前記第1目印を撮影する第1カメラを備え、
前記第2検出手段は前記第1目印及び前記第2目印の何れか一方の撮影光に切り換える偏光機構を有する第2カメラを備える
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項3、請求項3を引用する請求項4、又は、請求項5のいずれか1項に記載のフィルム貼付装置であって、
前記フィルムは、互いに異なる偏光特性を有する第1ラインと第2ラインとが、前記引き出し方向に沿って伸び、この伸びる第1及び第2ラインが当該引き出し方向と直交方向に交互に複数配列された光学フィルムであり、
前記パネルが、ブラックマトリックスであるBMライン間に画素が配列された構成を成し、
前記第1目印は、前記第1ラインと前記第2ラインとの境界線であり、前記第2目印は、前記BMラインである
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項6に記載のフィルム貼付装置であって、
前記第1検出手段は、前記フィルムの前記引き出し方向の片側辺に最も近い前記境界線を前記第1目印として検出し、
前記第2検出手段は、前記転写ローラに転写されたフィルムの前記片側辺に最も近い前記境界線を前記第1目印として検出すると共に、前記パネルのフィルム貼付方向の片側辺に最も近い前記BMラインを前記第2目印として検出する
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項3、請求項3を引用する請求項4、又は、請求項5〜7のいずれか1項に記載のフィルム貼付装置であって、
前記転写ローラは、この内部においてライトと偏光レンズとをこの順で備え、前記ライトの光を前記偏光レンズを通して当該転写ローラの外部へ照射するためのピンホールが当該転写ローラの周回壁に形成されており、
前記ピンホールの位置に前記第1目印が配置される状態で前記フィルムが前記転写ローラに転写されるようにした
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のフィルム貼付装置であって、
前記フィルムは、少なくとも第1層と第2層のフィルムが粘着された2層構造を成し、
前記転写手段に転写される前記フィルムの第1層と当該転写手段とを粘着する第1粘着力は、前記第1層と前記第2層とを粘着する第2粘着力よりも強く、前記転写手段に転写された前記第1層と前記パネルとを粘着する第3粘着力は、前記第1粘着力よりも強い関係となっており、
前記転写手段への前記第1層の転写時に、当該第1層が前記第2層から剥離し、前記転写手段に転写された第1層の前記パネルへの貼付時に、当該第1層が当該転写手段から剥離する
ことを特徴とするフィルム貼付装置。 - 請求項1〜8のいずれか1項に記載のフィルム貼付装置であって、
前記フィルムは、少なくとも第1層と第2層のフィルムが粘着された2層構造を成し、
前記転写手段は、当該転写手段の周回面に前記フィルムの第1層を、当該第1層と前記第2層との粘着力よりも強く且つ前記パネルへの当該第1層の貼付時の粘着力よりも弱い吸引力で吸引するバキューム機構を備え、
前記バキューム機構での前記転写手段への前記第1層の吸引時に当該第1層が前記第2層から剥離し、前記転写手段に転写された第1層の前記パネルへの貼付時に、当該第1層が当該転写手段から剥離する
ことを特徴とするフィルム貼付装置。
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