JP6022425B2 - ワークを湾曲状に貼合する貼合装置、および貼合方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば板ガラスや機能性シートなどのワークを湾曲状に貼合するための貼合装置と、貼合方法に関する。

この種の貼合装置は、例えば特許文献１に開示されている。そこでは、凹曲面状の基板保持曲面を備えたステージで第１基板（ワーク）を吸着保持し、第２基板（ワーク）の貼合始端を第１基板に対して位置決めした状態で基板保持具で固定し、貼合終端に設けた吊下部材で、平坦な第２基板の全体を斜めに支持する。両基板の間には液晶材料が配置してあり、第２基板の上面を加熱加圧ローラーで基板保持曲面に向かって押付けることにより、気泡の混入を抑制しながら液晶材料を押し広げ、両基板を湾曲状に仮貼り合わせする。最後に、ホルダーに載置した湾曲状態の湾曲パネルをオーブンに収容し、湾曲パネルを所定の温度で加熱して本貼り合わせする。吊下部材は、第２基板の貼合が進行するのに伴って徐々に繰出されて、第２基板の傾斜角度を徐々に小さくする。

同様の貼合装置は、特許文献２にも開示されており、そこでは、突曲面状のステージの上面に偏光板（ワーク）を吸着保持し、偏光板の一端上面に載置した平坦な液晶パネル（ワーク）を、パネル貼付ローラーでステージの側へ押付けて、液晶パネルを偏光板に接着し両者を湾曲状に貼合している。さらに、別の偏光板が周面に巻付けられた偏光板貼付ローラーを液晶パネルの上面に押付けて、偏光板を液晶パネルに接着し両者を湾曲状に貼合している。

本発明の貼合装置では、一対のワークのそれぞれを適度の貼合隙間を介して吸着保持しておき、貼合ローラーの貼合移動に先行して下側のワークの吸着保持状態を解除しながら、下側のワークを貼合ローラーで上側のワークに貼合するが、この種の貼合手法は本出願人の提案に係る特許文献３に公知である。ただし、特許文献３の貼合装置は、吸着保持した平坦な一対のワークを貼合して、平坦な貼合品を得ているにすぎず、一対のワークを湾曲状に貼合するものではない。同様の貼合装置は、本出願人の提案に係る特許文献４にも開示されている。

特開２００２−０１４３５９号公報（段落番号００８１〜０１０４、図１） 特開２００９−２３７２７８号公報（段落番号０００９〜００１５、図２） 特許第４８７００４６号公報（段落番号００１８〜００３２、図１０） 国際公開第２０１２／１７２６００３号

特許文献１および特許文献２の貼合装置においては、片方のワークをステージで湾曲状に吸着保持した状態で、平坦なワークを貼合ローラーでステージ側に押付けて、一対のワークどうしを貼合する。このように、片方のワークのみを湾曲状に吸着保持した状態で貼合を行なうと、貼合ローラーで押圧される後者ワークが貼合途中に蛇行し、あるいは貼合ローラーの中心軸方向へずれ動きやすいので、一対のワークどうしを正確に貼合することが困難になる。また、後者ワークがシートないしはフィルムである場合には、貼合ローラーを押付けることで後者ワークに皺が発生しやすく、あるいは、貼合終了時の一対のワークの貼合終端縁が位置ずれするなど不良率が高くなってしまう。

特許文献２の貼合装置においては、ワークを吸着保持するステージの保持面が突曲面で形成してあるので、突曲面に沿って移動する貼合ローラーの押圧力を一定にすることが難しく、そのため一対のワークに常に均等な貼合力を付与しながら貼合することができない。その点、特許文献１の貼合装置では、貼合ローラーを基板保持曲面の湾曲中心の回りの円弧軌跡に沿って移動させるので、一対のワークに概ね均等な貼合力を付与することができる。しかし、基板保持曲面が非円弧状（湾曲状）に形成してある場合には、貼合ローラーの押圧力が貼合部位によってばらついてしまう。このように一対のワークの貼合力にばらつきがあると、長期使用時に一方のワークが貼合面から浮き離れたり、湾曲形状が局部的に歪むなどの致命的な製品不良を生じるおそれがある。

本発明の目的は、一対のワークをそれぞれ湾曲状に吸着保持した状態で貼合することにより、両ワークを常に適正に貼合して貼合品の良品率を大幅に向上でき、その分だけ貼合品の生産コストを削減できる、ワークを湾曲状に貼合する貼合装置、および貼合方法を提供することにある。
本発明の目的は、一対のワークの貼合力を全面にわたって均一化して、貼合品の湾曲形状を長期にわたって適正な状態に保持し続けることができる、ワークを湾曲状に貼合する貼合装置、および貼合方法を提供することにある。
本発明の目的は、一対のワークを円弧形状に貼合する場合はもちろん、両ワークが非円弧状に湾曲する状態で貼合される場合にも、一対のワークを均等な貼合力で適正な湾曲形状に貼合することができる、ワークを湾曲状に貼合する貼合装置、および貼合方法を提供することにある。

本発明に係る貼合装置は、第１ワークＷ１を湾曲状に吸着保持する上吸着台４を備えた上吸着盤１と、第２ワークＷ２を湾曲状に吸着保持する複数の下吸着台５を備えた下吸着盤２とを有する。下吸着盤２には、各下吸着台５を、第２ワークＷ２を吸着する吸着位置と、第２ワークＷ２から分離して貼合ローラー６の移行軌跡の外へ退避する退避位置との間で昇降操作する吸着台昇降構造が設けてある。さらに、下吸着盤２には、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に押付けて貼合する貼合ローラー６と、貼合ローラー６を待機位置と押圧位置との間で昇降操作するローラー昇降構造と、貼合ローラー６を両ワークＷ１・Ｗ２の貼合始端と貼合終端との間で移動操作するローラー移動構造が設けてある。各下吸着台５の下吸着面１５を、対向する第１ワークＷ１の湾曲形状に対応して部分湾曲状に形成する。第１ワークＷ１を上吸着盤１に吸着保持させるとともに、第２ワークＷ２を下吸着盤２に吸着保持させて、両ワークＷ１・Ｗ２を上下に正対させた状態としたとき、第１ワークＷ１の下面の湾曲形状と、第２ワークＷ２の上面の湾曲形状とが一致して、両ワークＷ１・Ｗ２の対向面間の対向間隔Ｅが湾曲面に沿って一定となるように構成する。両ワークＷ１・Ｗ２の貼合時には、貼合ローラー６が貼合始端から貼合終端へ向かって移動するのに先行して、各下吸着台５を吸着台昇降構造で吸着位置から退避位置へ順次切換えながら、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。貼合状態における貼合ローラー６を、ローラー昇降構造で第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作しながら、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を均一な貼合力で貼合する。なお、本発明における湾曲状とは、円弧面と湾曲面の両者を含む概念である。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の少なくともいずれか一方は予め湾曲形状に形成してある。

貼合ローラー６とローラー昇降構造との間に緩衝体３２を配置する。貼合状態において、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収しながら、両ワークＷ１・Ｗ２を均一な貼合力で貼合する。

下吸着盤２の上面に、第２ワークＷ２を支持するシルクスクリーン８を張設し、その下面側に複数の下吸着台５と貼合ローラー６を配置する。複数の下吸着台５で第２ワークＷ２をシルクスクリーン８を介して湾曲状に吸着保持した状態で、第２ワークＷ２を貼合ローラー６で第１ワークＷ１に押付けて、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する。

上吸着盤１に、一対のワークＷ１・Ｗ２の位置ずれを光学的に検知するずれ検知装置４０と、ずれ検知装置４０からの出力信号に応じて上吸着台４を調整操作して、両ワークＷ１・Ｗ２を位置決めするアライメントテーブル３とを設ける。一対のワークＷ１・Ｗ２を、それぞれ湾曲状に吸着保持した状態で両ワークＷ１・Ｗ２を位置決めする。

複数の下吸着台５のうち、第２ワークＷ２の貼合始端を支持する第１吸着台５ａと、第１吸着台５ａに隣接する第２吸着台５ｂとの間に、貼合ローラー６が待機位置と押圧位置との間で昇降移動するのを許すローラー昇降スペースＳを設ける。ローラー昇降スペースＳにおいて、貼合ローラー６を待機位置から押圧位置に変位操作して、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を第１ワークＷ１に仮貼合する。仮貼合に連続して、第１吸着台５ａを退避位置に変位させた状態で貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を１次貼合する。１次貼合に連続して、貼合ローラー６を貼合始端から貼合終端へ移動操作して、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の全面を２次貼合する。

本発明に係る貼合方法は、第１ワークＷ１を上吸着盤１に設けた上吸着台４で湾曲状に吸着保持し、第２ワークＷ２を下吸着盤２に設けた複数の下吸着台５で湾曲状に吸着保持する工程と、上吸着盤１と複数の下吸着台５を上下に正対させて、第１ワークＷ１の下面の湾曲形状と、第２ワークＷ２の上面の湾曲形状とを一致させることで、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の両湾曲面の間の対向間隔Ｅを湾曲面に沿って一定に保持する工程と、下吸着盤２の側に設けた貼合ローラー６を、待機位置から押圧位置へ上昇操作した状態で、貼合始端の側から貼合終端へ向かって移動させ、その間に貼合ローラー６の移動に先行して各下吸着台５を吸着位置から退避位置へ退避させながら、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程とを備えている。第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、貼合ローラー６を第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作して、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して均一な押圧力で貼合することを特徴とする。

上吸着台４で吸着保持される前の第１ワークＷ１と、下吸着台５で吸着保持される前の第２ワークＷ２との少なくともいずれか一方は、予め湾曲形状に形成してある。

第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、第２ワークＷ２を押圧する貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収しながら、両ワークＷ１・Ｗ２を均一な押圧力で貼合する。

第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、貼合始端の近傍位置において貼合ローラー６を押圧位置へ変位操作して、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を第１ワークＷ１に仮貼合し、仮貼合に連続して、貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の貼合始端部分を１次貼合し、１次貼合に連続して、貼合ローラー６を貼合始端から貼合終端へ移動操作して、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の全面を２次貼合する。

本発明の貼合装置においては、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を上吸着台４と下吸着台５でそれぞれ湾曲状に吸着保持し、第２ワークＷ２を貼合ローラー６で第１ワークＷ１に押付けて、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合するようにした。また、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合時には、貼合ローラー６の移動に先行して各下吸着台５を退避位置へ順次切換えて、両ワークＷ１・Ｗ２が貼合される直前まで、第２ワークＷ２の湾曲形状を各下吸着台５で保持できるようにした。このように、一対のワークＷ１・Ｗ２をそれぞれ湾曲状に吸着保持した状態で貼合すると、両ワークＷ１・Ｗ２を常に適正に貼合できるので、貼合品の良品率を大幅に向上して、その分だけ貼合品の生産コストを削減できる。

さらに、貼合状態においては、貼合ローラー６をローラー昇降構造で第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作するので、両ワークＷ１・Ｗ２を均一な貼合力で貼合することができる。従って、一対のワークＷ１・Ｗ２を円弧形状に貼合する場合はもちろん、両ワークＷ１・Ｗ２が非円弧状に湾曲する状態で貼合される場合にも、両ワークＷ１・Ｗ２を均等な貼合力で適正な湾曲形状に貼合することができる。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の少なくともいずれか一方が、予め湾曲形状に形成してあると、湾曲形状に形成されたワークの保形力で貼合品の湾曲形状を適正に保持できる。また、予め湾曲形状に形成されたワークは、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合することで変形応力を生じることがないので、貼合品の湾曲形状を長期にわたって適正な状態に保持し続けることができる。具体的には、長期使用時に一方のワークが貼合面から浮き離れたり、湾曲形状が局部的に歪むなどの製品不良が発生するのを一掃できる。

各下吸着台５の下吸着面１５が、第１ワークＷ１の湾曲形状に対応して部分湾曲状に形成してあると、両ワークＷ１・Ｗ２が貼合される直前まで、第２ワークＷ２の湾曲形状を各下吸着台５で適正な湾曲形状に保持することができる。従って、両ワークＷ１・Ｗ２をさらに適正に貼合して、貼合品の良品率をさらに向上できる。

貼合ローラー６を昇降操作するローラー昇降構造は、例えば駆動源となるモーターの回転角度を数値制御によって制御して、貼合ローラー６の高さ位置を調整する。しかし、モーターや、その動力を動作変換した状態で貼合ローラー６に伝動するメカニズムの制御可能な最小移動量には限界があるため、貼合ローラー６の高さ位置に僅かなばらつきが生じてしまう。こうした貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを吸収して、貼合ローラー６の押圧力を均一化するために、貼合ローラー６とローラー昇降構造との間に緩衝体３２を配置している。緩衝体３２は例えば市販のショックアブソーバーからなり、貼合ローラー６が第１ワークＷ１の湾曲面の変化に追随して昇降しながら第２ワークＷ２を押圧するとき、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきに対応してローラー台２５を僅かに昇降させる。このように、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収することにより、貼合ローラー６の押圧力を均一化して、ばらつきを補完することができる。

下吸着盤２の上面にシルクスクリーン８を張設し、複数の下吸着台５で第２ワークＷ２をシルクスクリーン８を介して湾曲状に吸着保持すると、第２ワークＷ２が自己保形性を備えていない場合であっても、第２ワークＷ２を適正な湾曲形状に吸着保持できる。また、下吸着台５の隣接部分において、両ワークＷ１・Ｗ２が貼合される直前まで、第２ワークＷ２をシルクスクリーン８で支持してその湾曲形状を適正に保持できる

上吸着盤１にずれ検知装置４０とアライメントテーブル３を設け、ずれ検知装置４０からの出力信号に応じて上吸着台４を調整操作すると、湾曲状に吸着保持した一対のワークＷ１・Ｗ２の位置決めを高精度に行うことができる。従って、両ワークＷ１・Ｗ２を常に適正に貼合して貼合品の良品率をさらに向上して、貼合品の歩留まりを向上し生産コストを削減できる。

ローラー昇降スペースＳにおいて、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を貼合ローラー６で第１ワークＷ１に仮貼合したのち、貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて両ワークＷ１・Ｗ２を１次貼合すると、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合始端どうしを位置ずれを伴うこともなく適正に貼合できる。これは、第２ワークＷ２を仮貼合するとき、その貼合始端を第１吸着台５ａで吸着保持しておくことにより、第２ワークＷ２の貼合始端が貼合ローラー６でずれ動かされるのを規制でき、仮貼合に連続して１次貼合を行うことにより、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合始端どうしを適正に位置決めした状態で貼合できるからである。従って、１次貼合に連続して両ワークＷ１・Ｗ２の全面を２次貼合することにより、両ワークＷ１・Ｗ２を予め設定された湾曲形状に沿って的確に貼合することができる。

本発明に係る貼合方法においては、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を上吸着台４と下吸着台５で湾曲状に吸着保持する工程と、両ワークＷ１・Ｗ２の対向間隔Ｅを湾曲面に沿って一定に保持する工程と、貼合ローラー６で第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に押し付ける貼合工程とを経て、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合するようにした。また、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する工程においては、貼合ローラー６を第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作するようにした。このように、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する工程において、貼合ローラー６を第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作すると、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して均一な押圧力で貼合することができ、貼合位置の違いによって第２ワークＷ２に加わる押圧力が大小にばらつくのを解消できる。従って、一対のワークＷ１・Ｗ２を円弧形状に貼合する場合はもちろん、両ワークＷ１・Ｗ２が非円弧状に湾曲する状態で貼合される場合にも、両ワークＷ１・Ｗ２を均等な貼合力で適正な湾曲形状に貼合することができる。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の少なくともいずれか一方が、予め湾曲形状に形成してあると、湾曲形状に形成されたワークの保形力で貼合品の湾曲形状を適正に保持できる。また、予め湾曲形状に形成されたワークは、両ワークＷ１・Ｗ２を貼合することで変形応力を生じることがないので、貼合品の湾曲形状を長期にわたって適正な状態に保持し続けることができる。具体的には、長期使用時に一方のワークが貼合面から浮き離れたり、湾曲形状が局部的に歪むなどの製品不良が発生するのを一掃できる。

両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する工程において、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収しながら貼合を行うと、貼合ローラー６による第２ワークＷ２の押圧力を均一化できる。これは、緩衝体３２が僅かに昇降することにより貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを吸収して補完できるからである。なお、貼合ローラー６の高さ位置に僅かなばらつきが生じる理由は、先に説明したとおりである。

両ワークＷ１・Ｗ２を貼合する工程において、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を第１ワークＷ１に仮貼合したのち、貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて両ワークＷ１・Ｗ２を１次貼合すると、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合始端どうしを位置ずれを伴うこともなく適正に貼合できる。これは、第２ワークＷ２を仮貼合するとき、その貼合始端を第１吸着台５ａで吸着保持しておくことにより、第２ワークＷ２の貼合始端が貼合ローラー６でずれ動かされるのを規制でき、仮貼合に連続して１次貼合を行うことにより、両ワークＷ１・Ｗ２の貼合始端どうしを適正に位置決めした状態で貼合できるからである。従って、１次貼合に連続して両ワークＷ１・Ｗ２の全面を２次貼合することにより、両ワークＷ１・Ｗ２を予め設定された湾曲形状に沿って的確に貼合することができる。

本発明に係る貼合装置の概略構造を示す縦断正面図である。 吸着台昇降構造の概略を示す側面図である。 ローラー昇降構造の概略を示す側面図である。 本発明に係る貼合装置の使用態様を示す縦断正面図である。 本発明に係る貼合装置の貼合手順を示す説明図である。 本発明の別の実施例に係る貼合装置の概略構造を示す縦断正面図である。 本発明の別の実施例に係る貼合装置の貼合手順を示す説明図である。

（実施例） 図１ないし図５は、本発明に係るワーク貼合装置の実施例を示している。なお、本発明における前後、左右、上下とは、図１および図３に示す交差矢印と、各矢印の近傍に表記した前後、左右、上下の表示に従う。

図１において、ワーク貼合装置は上側の上吸着盤１と、下側の下吸着盤２とを備えており、上吸着盤１の内面にアライメントテーブル３が設けられ、その下面に第１ワークＷ１を吸着保持する上吸着台４が設けてある。下吸着盤２には、７個の下吸着台５と、貼合ローラー６と、これら両者５・６を操作する吸着台昇降構造、およびローラー昇降構造とローラー移動構造などが設けてある。

下吸着盤２の上面には、シルクスクリーン８が張設されており、その下面側に先の下吸着台５と貼合ローラー６とが配置してある。第２ワークＷ２の貼合始端を支持する第１吸着台５ａと、第１吸着台５ａに隣接する第２吸着台５ｂとの間にローラー昇降スペースＳが確保されており、このスペースＳに臨んで貼合ローラー６が配置してある。第２ワークＷ２は、シルクスクリーン８の上面に載置されて、下吸着台５でシルクスクリーン８を介して吸着保持される。

上吸着盤１は下吸着盤２に対して、ヒンジ軸９を中心にして揺動開閉可能に支持されており、図示していない操作シリンダーで自動的に開閉操作できる。図１に示すように、上吸着盤１を閉じ揺動させて下吸着盤２の上面に被付けた状態では、上吸着台４と下吸着台５とが上下に正対している。この実施例における第１ワークＷ１は、液晶基板あるいはプラズマディスプレイ基板などのガラス基板からなり、後述する上側ワーク吸着面１２の湾曲形状と一致する状態で、予め部分円弧状に湾曲形成してある。第２ワークＷ２は偏光シートや反射防止フィルムなどの平坦な機能性シートからなり、第１ワークＷ１との貼合面（上面側）には透明の接着材が塗布してある。

上吸着台４の下面には湾曲凹面状の上側ワーク吸着面１２が形成され、その全面にわたって真空室１３に連通する吸着開口１４の一群が形成してある。上側ワーク吸着面１２は、その左右中央部において凹み深さが最大となるように形成してある。図４に示すように、上吸着台４を水平の開放姿勢にした状態で、第１ワークＷ１を上側ワーク吸着面１２に対して位置決めし、この状態で真空室１３に真空圧を作用させることにより、第１ワークＷ１を上側ワーク吸着面１２に密着させて凹曲面状に吸着固定することができる。上吸着台４の真空室１３は、図示していない真空源と通路および電磁バルブなどを介して接続してある。

図２に示すように下吸着台５は、前後に長い中空箱状に形成してあり、個々の下吸着台５の上面に下吸着面１５が部分湾曲状に形成してあり、これら一群の下吸着面１５によって、上側ワーク吸着面１２と同じ湾曲形状の下側ワーク吸着面１６が構成してある。突曲面状に形成される下側ワーク吸着面１６は、その左右中央部において突出高さが最大となるように形成してある。この実施例における上側ワーク吸着面１２と、下側ワーク吸着面１６とはそれぞれ部分円弧状に形成してあり、そのため、下吸着面１５はそれぞれ部分円弧状に形成されて、シルクスクリーン８を突曲面状に支持する。下吸着面１５には、下吸着台５の内部の真空室１７に連通する吸着開口１８の一群が形成してある。第２ワークＷ２を下側ワーク吸着面１６に対して位置決めし、この状態で真空室１７に真空圧を作用させることにより、第２ワークＷ２を下側ワーク吸着面１６に密着させて突曲面状に吸着固定することができる。下吸着台５の真空室１７は、図示していない真空源と通路および電磁バルブなどを介して接続してある。

図２において、吸着台昇降構造は、下吸着台５の下面の前後に固定される昇降軸１９と、この昇降軸１９を上下スライド自在に案内支持するガイド筒２０と、前後のガイド筒２０の前後中央に設けられて、個々の下吸着台５を昇降操作する昇降構造などで構成する。昇降構造はピニオン２１およびラック２２と、ピニオン２１を回転駆動するモーター２３などで構成してある。昇降構造のモーター２３を正転駆動し、あるいは逆転駆動することにより、各下吸着台５を第２ワークＷ２を吸着する上方の吸着位置と、第２ワークＷ２から分離して貼合ローラー６の移行軌跡の外へ退避する退避位置との間で昇降操作することができる。先に説明したように下側ワーク吸着面１６は、個々の下吸着面１５の集合として、全体として突曲面状に形成するので、第１、第２の吸着台５ａ・５ｂを含む各下吸着台５の吸着位置における高さは、それぞれ異ならせてある。

図３において、貼合ローラー６は、ローラー台２５で回転自在に支持されており、ローラー台２５はローラー昇降構造とローラー移動構造を介して下吸着盤２で支持されている。下吸着盤２の底壁の前後にはガイドレール２６が配置してあり、ガイドレール２６でスライド案内されるスライダー２７と先のローラー台２５との間にローラー昇降構造が設けてある。ローラー昇降構造は、ピニオン２８およびラック２９と、ピニオン２８を回転駆動するモーター３０などで構成してある。ラック２９はスライダー２７に固定したガイド体３１で昇降自在に案内支持してあり、その上端に設けた緩衝体３２を介してローラー台２５の前後を支持している。ローラー昇降構造のモーター３０を正転駆動し、あるいは逆転駆動することにより、貼合ローラー６を第２ワークＷ２の下方の待機位置と、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に押付ける上方の押圧位置との間で昇降操作することができる。また、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する際に、第１ワークＷ１の湾曲面の変化に追随して貼合ローラー６を昇降させることにより、両ワークＷ１・Ｗ２を均一な貼合力で貼合できる。

ローラー移動構造は、先のガイドレール２６およびスライダー２７と、スライダー２７を往復操作するタイミングベルト３５、および左右一対のタイミングプーリー３６と、一方のタイミングプーリー３６を回転駆動するモーター３７などで構成する。タイミングベルト３５の移行軌跡のうち、上側の直線部分を連結金具３８で先のスライダー２７に連結することにより、スライダー２７およびローラー昇降構造をローラー移動構造で往復操作して、貼合ローラー６を貼合始端と貼合終端との間で往復操作できる。なお、貼合ローラー６が待機位置にあるときのホーム位置は、図１に示すように先のローラー昇降スペースＳの左右中央であって、下吸着台５より下側の位置である。

緩衝体３２は、シリンダー、ピストン、およびピストンを移動付勢するばねなどを備えた市販のショックアブソーバーからなり、貼合ローラー６が第１ワークＷ１の湾曲面の変化に追随して昇降しながら第２ワークＷ２を押圧するとき、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきに対応してローラー台２５を僅かに昇降操作する。このように、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収することにより、第２ワークＷ２に加えられる貼合ローラー６の押圧力を均一にして、湾曲している両ワークＷ１・Ｗ２を一定の貼合力でさらに均一に貼合することができる。なお、ローラー昇降構造を構成するピニオン２８、ラック２９、モーター３０の制御可能な最小移動量に限界があるため、先のように貼合ローラー６の高さ位置にばらつきが生じてしまう。しかし、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２が微量ずつ昇降して吸収することにより、貼合ローラー６の押圧力を均一化して、ばらつきを補完することができる。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を貼合する際には、図４に示すように、上吸着台４を開放姿勢にした状態で、第１ワークＷ１を位置決めして上側ワーク吸着面１２に吸着固定する。さらに、第２ワークＷ２を位置決めして下吸着台５でシルクスクリーン８を介して吸着固定したのち、上吸着盤１を閉じ操作して両ワークＷ１・Ｗ２を上下に正対させる。この状態の第１ワークＷ１と第２ワークＷ２は、図１に示すように、両湾曲面の間の対向間隔Ｅが湾曲面に沿って一定になるように保持されている。対向間隔Ｅは、貼合対象となる両ワークＷ１・Ｗ２の素材の違いによって０．２〜５．０ｍｍの範囲内で選定することができ、第１ワークＷ１がガラス基板からなり、第２ワークＷ２が機能性シートである本実施例の場合には２．０ｍｍとすることが好ましい。

上記のように上下に正対する一対のワークＷ１・Ｗ２は、大まかに位置決めされているものの、両者の位置精度は充分ではない。この位置精度を精密なレベルにまで向上するために、上吸着盤１の左右２個所にずれ検知装置（ＣＣＤカメラ）４０を配置して、両ワークＷ１・Ｗ２の位置ずれを光学的に検知できるようにしている。符号４１は、アライメントテーブル３および上吸着台４を上下に貫通する検知穴である。ずれ検知装置４０に取込まれた画像は、図示していないアライメントコントローラによって位置ずれが認識され、同コントローラーからの出力信号に基づいてアライメントテーブル３を調整操作することにより、一対のワークＷ１・Ｗ２をそれぞれ湾曲状に吸着保持した状態のままで、高い位置精度で位置決めできる。アライメントテーブル３を調整操作するための構造は図示省略した。

上記のように、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２が位置決めされた状態で、図５（ａ）に示すように、ローラー昇降スペースＳにおいて貼合ローラー６を待機位置から押圧位置まで上昇させて、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を第１ワークＷ１に仮貼合する。さらに、図５（ｂ）に示すように、第１吸着台５ａを退避位置に変位させた状態で貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２を１次貼合する。以後は、貼合ローラー６を、貼合始端から貼合終端へ向かって移動させて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の全面を２次貼合する。２次貼合時には、図５（ｃ）に示すように、第２吸着台５ｂ以後の各下吸着台５を、貼合ローラー６の移動に先行して吸着位置から退避位置へ順次切換えて退避位置に保持する。

１次貼合時、および２次貼合時の貼合ローラー６は、上側ワーク吸着面１２の湾曲形状に追随して、ローラー昇降構造で昇降操作され、さらに、貼合ローラー６の高さ位置のばらつきが緩衝体３２で吸収される。そのため、両ワークＷ１・Ｗ２を一定の貼合力で均一に貼合できる。なお、貼合ローラー６の押圧力のばらつきを吸収するときの緩衝体３２の昇降動作はごく微量でしかなく、そのため、緩衝体３２が作動することで貼合ローラー６の上下位置が大きく乱れることはない。

２次貼合が終了したのちは、貼合ローラー６を下降操作してローラー昇降スペースＳまで移動させてホーム位置へ戻す。２次貼合が終了した状態の両ワークＷ１・Ｗ２は、図５（ｄ）に示すように、湾曲形状を保持した状態のままで一体化されている。そのため、上吸着盤１を開放操作し、上吸着台４の吸着力を解除して貼合体を上側ワーク吸着面１２から分離しても、湾曲形状を保持し続けることができる。

以上の説明から理解できるように、本発明に係るワークを湾曲状に貼合する貼合方法は、以下の工程に従って第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合することにより、これら両者Ｗ１・Ｗ２を好適に貼合できる。
第１ワークＷ１を上吸着台４で湾曲状に吸着保持し、第２ワークＷ２を下吸着盤２に設けた複数の下吸着台５で湾曲状に吸着保持する工程と、
上吸着盤１と複数の下吸着台５を上下に正対させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の両湾曲面の間の対向間隔Ｅを湾曲面に沿って一定に保持する工程と、
下吸着盤２の側に設けた貼合ローラー６を、待機位置から押圧位置へ上昇操作した状態で、貼合始端の側から貼合終端へ向かって移動させ、その間に貼合ローラー６の移動に先行して各下吸着台５を吸着位置から退避位置へ退避させながら、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程とを備えており、
第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、貼合ローラー６を第１ワークＷ１の湾曲形状に沿って昇降操作して、第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に対して均一な押圧力で貼合することを特徴とする。

上吸着台４で吸着保持される前の第１ワークＷ１と、下吸着台５で吸着保持される前の第２ワークＷ２との少なくともいずれか一方は、予め湾曲形状に形成してある。

第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、第２ワークＷ２を押圧する貼合ローラー６の高さ位置のばらつきを緩衝体３２で吸収しながら、両ワークＷ１・Ｗ２を均一な押圧力で貼合する。

第２ワークＷ２を第１ワークＷ１に貼合する工程において、貼合始端の近傍位置において貼合ローラー６を押圧位置へ変位操作して、第２ワークＷ２の貼合始端の近傍位置を第１ワークＷ１に仮貼合し、
仮貼合に連続して、貼合ローラー６を貼合始端側へ移動させて、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の貼合始端部分を１次貼合し、
１次貼合に連続して、貼合ローラー６を貼合始端から貼合終端へ移動操作して、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の全面を２次貼合する。

図６および図７は、本発明に係る貼合装置の別の実施例を示す。そこでは、７個の下吸着台５のうち、貼合始端に位置する第１吸着台５ａの外側方に貼合ローラー６を配置して、同位置において貼合ローラー６が待機位置にある状態（図６に示す状態）がホーム位置となる。この実施例の貼合装置においては、対向する両ワークＷ１・Ｗ２を、貼合始端から貼合終端まで一気に貼合する。詳しくは、図７（ａ）に示すように、貼合ローラー６を待機位置から押圧位置まで上昇させて、第２ワークＷ２の貼合始端を第１ワークＷ１の貼合始端に貼合する。以後は、図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、貼合ローラー６を貼合始端から貼合終端へ向かって移動させて第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の全面を貼合する。各下吸着台５は、貼合ローラー６の移動に先行して吸着位置から退避位置へ順次切換えて退避位置に保持される。他は先の実施例と同じであるので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

上記の実施例以外に、吸着台昇降構造およびローラー昇降構造は、ピニオン−ラック機構を昇降要素として構成する以外に、ボールねじ軸と同ねじ軸で送り操作されるナット体を昇降要素にして構成することができる。また、ローラー移動構造は、送りねじ軸と、同軸で送り操作される雌ねじ体を移動要素にして構成することができる。上側ワーク吸着面１２を下突状の湾曲面で形成し、下側ワーク吸着面１６を凹曲面状の湾曲面で形成することができる。ずれ検知装置４０は、ＣＣＤカメラを利用した光学的な検知装置である必要はなく、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２に予め設けておいた磁気マーカーの位置を検知して、両ワークＷ１・Ｗ２の位置ずれを検知する装置であってもよい。緩衝体３２は、ローラー台２５と、貼合ローラー６を回転自在に軸支するローラー軸受との間に配置することができる。

第１ワークＷ１と第２ワークＷ２の組合わせ形態としては、ガラス基板と機能性シート以外に、ガラス基板とガラス基板、ガラス基板とガラス板、ガラス板とガラス板、ガラス板と機能性シート、機能性シートと機能性シートなどの組合わせ形態を採ることができる。また、第１ワークＷ１と第２ワークＷ２のいずれか一方が予め湾曲形状に形成してある場合、両ワークＷ１・Ｗ２のそれぞれが予め湾曲形状に形成してある場合のいずれであってもよい。さらに、両ワークＷ１・Ｗ２のそれぞれが機能性シートである場合には、貼合前の各ワークＷ１・Ｗ２は平坦なシート材であってもよい。上記の実施例では、下吸着盤２の上面にシルクスクリーン８を張設したが、下吸着台５で吸着される第２ワークＷ２の形成素材によってはシルクスクリーン８を省略して、下吸着台５で第２ワークＷ２を直接に吸着保持することができる。例えば、第２ワークＷ２がガラス基板やガラス板などの、自己保形性を備えている材料で形成してある場合には、シルクスクリーン８を省略することができる。

１ 上吸着盤
２ 下吸着盤
３ アライメントテーブル
４ 上吸着台
５ 下吸着台
５ａ 第１吸着台
５ｂ 第２吸着台
６ 貼合ローラー
８ シルクスクリーン
１２ 上側ワーク吸着面
１５ 下吸着面
１６ 下側ワーク吸着面
３２ 緩衝体
４０ ずれ検知装置（ＣＣＤカメラ）
Ｗ１ 第１ワーク
Ｗ２ 第２ワーク
Ｓ ローラー昇降スペース

Claims (10)

1. 第１ワーク（Ｗ１）を湾曲状に吸着保持する上吸着台（４）を備えた上吸着盤（１）と、第２ワーク（Ｗ２）を湾曲状に吸着保持する複数の下吸着台（５）を備えた下吸着盤（２）とを有し、
   下吸着盤（２）には、各下吸着台（５）を、第２ワーク（Ｗ２）を吸着する吸着位置と、第２ワーク（Ｗ２）から分離して貼合ローラー（６）の移行軌跡の外へ退避する退避位置との間で昇降操作する吸着台昇降構造と、
   第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に押付けて貼合する貼合ローラー（６）と、
   貼合ローラー（６）を待機位置と押圧位置との間で昇降操作するローラー昇降構造と、
   貼合ローラー（６）を両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）の貼合始端と貼合終端との間で移動操作するローラー移動構造とが設けられており、
   各下吸着台（５）の下吸着面（１５）が、対向する第１ワーク（Ｗ１）の湾曲形状に対応して部分湾曲状に形成してあり、
   第１ワーク（Ｗ１）を上吸着盤（１）に吸着保持させるとともに、第２ワーク（Ｗ２）を下吸着盤（２）に吸着保持させて、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を上下に正対させた状態としたとき、第１ワーク（Ｗ１）の下面の湾曲形状と、第２ワーク（Ｗ２）の上面の湾曲形状とが一致して、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）の対向面間の対向間隔（Ｅ）が湾曲面に沿って一定となるように構成されており、
   貼合ローラー（６）が貼合始端から貼合終端へ向かって移動するのに先行して、各下吸着台（５）を吸着台昇降構造で吸着位置から退避位置へ順次切換えながら、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）が貼合されており、
   貼合状態における貼合ローラー（６）を、ローラー昇降構造で第１ワーク（Ｗ１）の湾曲形状に沿って昇降操作しながら、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を貼合することを特徴とするワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
2. 第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の少なくともいずれか一方が予め湾曲形状に形成してある請求項１に記載のワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
3. 貼合ローラー（６）とローラー昇降構造との間に緩衝体（３２）が配置されており、
   貼合状態において、貼合ローラー（６）の高さ位置のばらつきを緩衝体（３２）で吸収しながら、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を均一な貼合力で貼合する請求項１または２に記載のワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
4. 下吸着盤（２）の上面に、第２ワーク（Ｗ２）を支持するシルクスクリーン（８）が張設されて、その下面側に複数の下吸着台（５）と貼合ローラー（６）とが配置されており、
   複数の下吸着台（５）で第２ワーク（Ｗ２）をシルクスクリーン（８）を介して湾曲状に吸着保持した状態で、第２ワーク（Ｗ２）を貼合ローラー（６）で第１ワーク（Ｗ１）に押付けて、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を貼合する請求項１から３のいずれかひとつに記載のワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
5. 上吸着盤（１）に、一対のワーク（Ｗ１・Ｗ２）の位置ずれを光学的に検知するずれ検知装置（４０）と、ずれ検知装置（４０）からの出力信号に応じて上吸着台（４）を調整操作して、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を位置決めするアライメントテーブル（３）とが設けられており、
   一対のワーク（Ｗ１・Ｗ２）を、それぞれ湾曲状に吸着保持した状態で両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を位置決めする請求項１から４のいずれかひとつに記載のワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
6. 複数の下吸着台（５）のうち、第２ワーク（Ｗ２）の貼合始端を支持する第１吸着台（５ａ）と、第１吸着台（５ａ）に隣接する第２吸着台（５ｂ）との間に、貼合ローラー（６）が待機位置と押圧位置との間で昇降移動するのを許すローラー昇降スペース（Ｓ）が設けられており、
   ローラー昇降スペース（Ｓ）において、貼合ローラー（６）を待機位置から押圧位置に変位操作して、第２ワーク（Ｗ２）の貼合始端の近傍位置を第１ワーク（Ｗ１）に仮貼合し、
   仮貼合に連続して、第１吸着台（５ａ）を退避位置に変位させた状態で貼合ローラー（６）を貼合始端側へ移動させて、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）を１次貼合し、
   １次貼合に連続して、貼合ローラー（６）を貼合始端から貼合終端へ移動操作して、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の全面を２次貼合する請求項１から５のいずれかひとつに記載のワークを湾曲状に貼合する貼合装置。
7. 第１ワーク（Ｗ１）を上吸着盤（１）に設けた上吸着台（４）で湾曲状に吸着保持し、第２ワーク（Ｗ２）を下吸着盤（２）に設けた複数の下吸着台（５）で湾曲状に吸着保持する工程と、
   上吸着盤（１）と複数の下吸着台（５）を上下に正対させ、第１ワーク（Ｗ１）の下面の湾曲形状と、第２ワーク（Ｗ２）の上面の湾曲形状とを一致させることで、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の両湾曲面の間の対向間隔（Ｅ）を湾曲面に沿って一定に保持する工程と、
   下吸着盤（２）の側に設けた貼合ローラー（６）を、待機位置から押圧位置へ上昇操作した状態で、貼合始端の側から貼合終端へ向かって移動させ、その間に貼合ローラー（６）の移動に先行して各下吸着台（５）を吸着位置から退避位置へ退避させながら、第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に貼合する工程とを備えており、
   第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に貼合する工程において、貼合ローラー（６）を第１ワーク（Ｗ１）の湾曲形状に沿って昇降操作して、第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に対して均一な押圧力で貼合することを特徴とするワークを湾曲状に貼合する貼合方法。
8. 上吸着台（４）で吸着保持される前の第１ワーク（Ｗ１）と、下吸着台（５）で吸着保持される前の第２ワーク（Ｗ２）との少なくともいずれか一方が、予め湾曲形状に形成してある請求項７に記載のワークを湾曲状に貼合する貼合方法。
9. 第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に貼合する工程において、第２ワーク（Ｗ２）を押圧する貼合ローラー（６）の高さ位置のばらつきを緩衝体（３２）で吸収しながら、両ワーク（Ｗ１・Ｗ２）を均一な押圧力で貼合する請求項７または８に記載のワークを湾曲状に貼合する貼合方法。
10. 第２ワーク（Ｗ２）を第１ワーク（Ｗ１）に貼合する工程において、貼合始端の近傍位置において貼合ローラー（６）を押圧位置へ変位操作して、第２ワーク（Ｗ２）の貼合始端の近傍位置を第１ワーク（Ｗ１）に仮貼合し、
    仮貼合に連続して、貼合ローラー（６）を貼合始端側へ移動させて、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の貼合始端部分を１次貼合し、
    １次貼合に連続して、貼合ローラー（６）を貼合始端から貼合終端へ移動操作して、第１ワーク（Ｗ１）と第２ワーク（Ｗ２）の全面を２次貼合する請求項７から９のいずれかひとつに記載のワークを湾曲状に貼合するワーク貼合方法。

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