JP6065700B2

JP6065700B2 - 溶着装置及び溶着方法

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Publication number: JP6065700B2
Application number: JP2013066331A
Authority: JP
Inventors: 勉篠▲崎▼
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2013-03-27
Filing date: 2013-03-27
Publication date: 2017-01-25
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: JP2014188840A

Description

本発明は、溶着時に、被溶着材を搬送すると共に、複数のヒータを用いて被溶着材を溶着するための溶着装置及び溶着方法に関する。

電子部品の小型化、高品質化、安全性が求められる中、電流が流れる端子間などを絶縁するために、樹脂シートなどの薄膜が用いられている。このような絶縁に用いられるシートの配置位置に、溶着不良によって位置ズレが発生した場合、ショートなどを招く原因となるので、シートを所定の配置位置に高精度に溶着することが必要とされている。

本発明に関連する溶着装置としては、２枚以上の樹脂シートを高精度な重ね合わせ位置で溶着するために、シートを搬送する搬送機構と、シート同士を溶着する溶着機構とを備える構成が知られている。しかしながら、この構成では、搬送機構と溶着機構とが別々に構成されているので、シートを溶着位置へ移動する搬送動作と、シート同士を溶着する溶着動作とを連続して行うことができない。その結果、高い生産性が得られず、製造コストの増加を招く問題があった。そのため、搬送機構と溶着機構とが一体化された構成が提案されている。

ここで、溶着温度と溶着時間との関係について説明する。図６に、溶着温度と溶着時間との関係に基づく、ヒータを用いた一般的な溶着条件の許容範囲を示す。なお、本明細書において、溶着時間とは、溶着を行うときにヒータによってシートの加熱を行う加熱時間を指し、溶着温度とは、ヒータによってシートを加熱する加熱温度を指す。

図６に示すように、樹脂製のシートの溶着状態は、溶着温度と溶着時間によって決まり、一定の許容範囲内が適正な溶着状態に相当している。溶着温度の許容範囲は、シートの溶融温度以上であり、溶着温度の上限値が、溶着時間によって変動するが一般的に５０℃程度である。一方、溶着時間としては、数十ｍｓから数秒の範囲内である。

図６に示すように、溶着温度と溶着時間によって決まる最適な溶着条件において、生産性を高める観点から、溶着処理を高速に行うことが一般的に求められている。高速な溶着処理を実現するためには、可能な限り、高い溶着温度でかつ短い溶着時間に設定することが望ましい。

特開平９−２２８２３３号公報特許第４７４６９０８号公報

しかしながら、上述したように、搬送機構と溶着機構とが一体化された構成は、シートの搬送動作時に生じる風によって、溶着機構が有するヒータなどの熱源が冷やされてしまい、ヒータの温度の変動に伴って溶着性能が不安定になる問題がある。

シートを搬送するハンドラの移動方向に対して直交する方向に沿って配置された第１ヒータと、ハンドラの移動方向と平行な方向に沿って配置された第２ヒータとを有する構成で行われる溶着について説明する。

図７に、溶着処理中におけるハンドラの搬送動作時と停止中の各ヒータの温度変化の実測結果を示す。図７において、横軸が経過時間を示し、縦軸が第１ヒータ及び第２ヒータの温度を示す。また、図７において、第１ヒータの温度変化を実線で示し、第２ヒータの温度変化を破線で示す。

また、経過時間に関して、ハンドラが溶着処理を行っていない停止中から、複数の製品を製造する溶着処理を開始して、シートの搬送方向に対して移動する搬送動作を経て、溶着後にシートの搬送が停止するときまでの間を示している。

第１ヒータ及び第２ヒータは、熱電対などの温度センサを用いて温度が測定されながら、温調器などを用いて第１ヒータ、第２ヒータに流れる電流が制御される、いわゆるフィードバック制御が行われており、第１ヒータ、第２ヒータの温度を一定に保つように制御が行われる。

図７に示すように、ハンドラの停止中では、第１ヒータ及び第２ヒータが共に等しい温度になるようにフィードバック制御されている。これに対して、ハンドラの移動中は、移動に伴って受ける風によって第１、第２ヒータが冷却され、第１、第２ヒータの温度が一時的に下がる。しかし、第１、第２ヒータの温度は、フィードバック制御によって、暫く時間が経過したときに所定の設定温度に復帰する。シートを搬送するハンドラの往復動作が行われる一定周期で規則的に溶着処理が行われていれば、風による冷却作用と、ヒータの温度制御とが均衡して、ヒータがほぼ一定の温度に保たれる。その後、溶着処理が終了し、ハンドラの移動が停止したとき、風によって冷却される作用が急激に無くなるので、ヒータの温度が一時的に適正な温度範囲から外れてしまう。

また、第１ヒータと第２ヒータとを比較したとき、ハンドラの移動方向に直交する方向に沿ってハンドラに配置されている第１ヒータは、ハンドラの移動時に受ける風による冷却作用が大きく、温度の低下が顕著になる。さらに、ハンドラの移動中においても冷却作用が常に大きく働いているので、第１ヒータの温度を保つために第１ヒータに流れる電流が大きくなっている。そのため、溶着処理が終了してハンドラが停止したとき、第１ヒータの一時的な温度上昇が更に顕著になる。

一方、シートを搬送するハンドラの移動方向と平行にハンドラに配置されている第２ヒータは、ハンドラの移動時に受ける風による冷却作用が少ないので、搬送動作中の温度低下、及び停止直後の温度上昇も、第１ヒータの温度変化に比べて少なくなる。このような温度変化によれば、ハンドラの移動直後では第２ヒータの温度が低下し、図６に示した溶着条件の許容範囲の下限境界Ｌ１よりも小さくなり、溶着不足状態になってしまう。

さらに、例えば溶着処理を一時停止した直後に溶着処理を再開したとき、第１ヒータの温度が高い状態で溶着処理が行われることになり、図６に示した溶着条件の許容範囲の上限境界Ｌ２を超えて、溶着過多になってしまう。このため、上述の第２ヒータの温度の低下に対応して第２ヒータの温度を高めに設定する温度調整方法も適用できないという問題がある。

このような問題に対して、ヒータを用いた溶着条件を安定させる例として、特許文献１、２には、ヒータを用いて溶着を行う溶着温度または溶着時間を変更する技術が提案されている。しかしながら、搬送機構と溶着機構が一体化されている機構では、上述したように、ハンドラの移動に伴う風を相対的に多く受けてしまう第１ヒータと、ハンドラの移動に伴う風を相対的に受けにくい第２ヒータとでは、搬送動作に伴う冷却作用が異なっている。したがって、例えば第１ヒータの温度に合わせて溶着時間を設定した場合には、第２ヒータを用いた溶着が溶着過多になってしまう。その一方、第２ヒータの温度に合わせて溶着時間を設定した場合には、第１ヒータを用いた溶着が溶着不足となってしまう。このため、これらの特許文献１、２に記載の技術を利用するだけでは、溶着の安定性を実現することが困難であった。

そこで、本発明は、上記関連する技術の課題を解決することができる溶着装置及び溶着方法を提供することを目的とする。本発明の目的の一例は、搬送体の移動に伴って生じる第１ヒータと第２ヒータの温度差にかかわらず、第１ヒータ及び第２ヒータの溶着を適正化し、溶着の品質を向上することができる溶着装置及び溶着方法を提供することである。

上述した目的を達成するため、本発明に係る溶着装置は、第１位置に載置された第１被溶着材を保持し、第１被溶着材を第２位置に載置された第２被溶着材に対向する位置まで第１方向に搬送すると共に、第１被溶着材が第２被溶着材に重なるように第１方向と交差する第２方向に第１被溶着材を搬送する搬送体と、搬送体を第１方向及び第２方向に移動させる移動機構と、第１方向に対して互いに異なる方向に沿って搬送体に配置され、第２被溶着材に重ねられた第１被溶着材を加熱して第１及び第２被溶着材を溶着するための第１ヒータ及び第２ヒータと、第１被溶着材を保持した搬送体が第２方向に移動しているときの第１ヒータの温度及び第２ヒータの温度を検出するための温度センサと、移動機構を制御する制御装置と、を備える。第１ヒータ及び第２ヒータの少なくとも一方は、第２方向に移動可能に設けられる。そして、制御装置は、温度センサが検出した第１ヒータ及び第２ヒータの各温度に基づいて、第２方向に関する搬送体、第１ヒータ、第２ヒータの少なくとも１つの移動を制御することで、第１ヒータ及び第２ヒータの各溶着時間を調整する。

また、本発明に係る溶着方法は、第１位置に載置された第１被溶着材を搬送体で保持し、第１被溶着材を第２位置に載置された第２被溶着材に対向する位置まで第１方向に搬送すると共に、第１方向と交差する第２方向に第１被溶着材を搬送して、第２被溶着材に重ねられた第１被溶着材を、第１方向に対して互いに異なる方向に沿って搬送体に配置された第１ヒータ及び第２ヒータを用いて溶着する溶着方法であって、第１被溶着材を保持した搬送体が第２方向に移動しているときの第１ヒータ及び第２ヒータの各温度に基づいて、第２方向に関する搬送体、第１ヒータ、第２ヒータの少なくとも１つの移動を制御することで、第１ヒータ及び第２ヒータの各溶着時間を調整する。

本発明によれば、搬送体の移動に伴って第１ヒータと第２ヒータとに生じる温度差にかかわらずに、第１ヒータと第２ヒータのそれぞれの溶着状態を適正化することが可能になり、溶着の信頼性を向上することができる。

実施形態の溶着装置を模式的に示す斜視図である。実施形態の溶着装置が備えるハンドラを説明するための斜視図である。実施形態におけるハンドラが有する吸着部、各第１、第２ヒータを説明するための側面図である。実施形態における吸着部、第１ヒータ、第２ヒータの鉛直方向に対する相対的な位置関係を示す模式図である。鉛直方向に対するハンドラの位置と、第１ヒータ及び第２ヒータの各溶着時間との関係を示す図である。ヒータを用いた溶着時間と溶着温度との関係を説明するための図である。ヒータの温度変化の実測結果を示す図である。

以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。

図１に、実施形態の溶着装置の模式的な斜視図を示す。図２に、実施形態の溶着装置が備えるハンドラの斜視図を示す。

図１に示すように、実施形態の溶着装置１は、第１、第２被溶着材としての樹脂製の第１、第２シート４ａ、４ｂを外周に沿って溶着するための溶着装置である。溶着装置１は、第１シート４ａが載置される第１位置に配された第１ステージ６と、第２シート４ｂが載置される第２位置に配された第２ステージ７と、第１ステージ６上に載置された第１シート４ａを保持し、第１シート４ａを第２ステージ７上に載置された第２シート４ｂに対向する位置まで水平方向（第１方向）に搬送し、第１シート４ａを第２シート４ｂに当接させるように水平方向と直交する鉛直方向（第２方向）に搬送する搬送体としてのハンドラ８と、を備えている。また、実施形態の搬送装置１は、ハンドラ８を水平方向及び鉛直方向に移動させるための移動機構９と、第１、第２ステージ６、７及び移動機構９をそれぞれ制御するための制御装置１５と、を備えている。

図示しないが、第１ステージ６及び第２ステージ７は、第１及び第２シート４ａ、４ｂが載置される載置面に、各シート４ａ、４ｂを負圧で吸着するための吸着機構を有しており、シート供給機から供給された各シート４ａ、４ｂをそれぞれ吸着して保持する。

ハンドラ８は、外形が四角形をなす第１及び第２シート４ａ、４ｂに対応して、第１、第２ステージ６、７の載置面に対向する底面が四角形状に形成されており、底面に、第１シート４ａを負圧で吸着して保持するための吸着部１０が設けられている。

また、ハンドラ８の外周面には、第２シート４ｂ上に重ねられた第１シート４ａを加熱して溶着するための一組の第１ヒータ１１ａ、１１ｂと一組の第２ヒータ１２ａ、１２ｂが設けられている。

一組の第１ヒータ１１ａ、１１ｂは、水平方向と平行な方向において、第１ステージ６に対向する位置と第２ステージ７に対向する位置との間で移動されるハンドラ８の移動方向に対して直交する方向に沿って配置されている。一組の第２ヒータ１２ａ、１２ｂは、上述のハンドラ８の移動方向に対して平行な方向に沿って配置されており、また、一組の第１ヒータ１１ａ、１１ｂは、ハンドラ８における対向する二辺に沿って配置されている。同様に、一組の第２ヒータ１２ａ、１２ｂは、ハンドラ８における対向する二辺に沿って配置されている。

また、溶着装置１は、第１シート４ａを保持したハンドラ８が鉛直方向に移動しているときの、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの温度及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度を検出するための複数の温度センサ１３を備えている。温度センサ１３は、制御装置１５に電気的に接続されている。

そして、制御装置１５は、各温度センサ１３が検出した第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの各温度に基づいて、鉛直方向に関するハンドラ８の移動を制御することによって、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの各溶着時間を調整する。

なお、ハンドラ８の移動を制御する構成に限定されるものではなく、鉛直方向に関するハンドラ８、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの少なくとも１つの移動を制御することで、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの各溶着時間が調整されればよい。

溶着装置１が備えるハンドラ８が有する吸着部１０、各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂについて、図３を参照して詳細に説明する。図３に、溶着装置１の正面から見たハンドラ８を示す。

図３に示すように、吸着部１０は、例えばバネなどの弾性部材を有する可動部２０によって、鉛直方向に対して移動可能にハンドラ８に支持されている。第１ヒータ１１ａ、１２ｂも、吸着部１０と同様に、可動部２１ａ、２１ｂによって鉛直方向に対して移動可能にハンドラ８に連結されている。また、第２ヒータ１２ａ、１２ｂも、可動部２２ａ、２２ｂによって鉛直方向に移動可能にハンドラ８に支持されている。

第１ヒータ１１ａ、１１ｂが可動部２１ａ、２１ｂを介してハンドラ８に支持され、第２ヒータ１２ａ、１２ｂが可動部２２ａ、２２ｂを介してハンドラ８に支持されることによって、鉛直方向における各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの位置（高さ）が調整可能にされている。

したがって、ハンドラ８が第２ステージ７に向かって下降したときに、吸着部１０、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂは、鉛直方向に対して可動可能に構成されている。

ハンドラ８に移動可能に設けられている各吸着部１０、ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの高さの相対的な関係は、吸着部１０の位置が最も低く、水平方向におけるハンドラ８の移動方向に直交する辺に沿って配置されている第１ヒータ１１ａ、１１ｂが吸着部１０の次に配置され、ハンドラ８の移動方向に平行な辺に沿って配置されている第２ヒータ１２ａ、１２ｂが最も高い位置に配置される構造が一般的である。この構造では、ハンドラ８の移動方向に直交する方向に沿って配置されている第１ヒータ１１ａ、１１ｂが冷却され易い。そのため、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着時間を第２ヒータ１２ａ、１２ｂの溶着時間よりも長くする必要があり、第１ヒータ１１ａ、１１ｂが第２ヒータ１２ａ、１２ｂよりも低い位置に配置されている。

本実施形態では、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂが鉛直方向に対して移動可能に設けられたが、第１ヒータ１１ａ、１１ｂよりも低い位置に配置される第２ヒータ１２ａ、１２ｂのみが移動可能に設けられてもよい。

以上のように構成された溶着装置１について、第１シート４ａを第２シート４ｂに重ね合わせて溶着する動作を説明する。図４に、実施形態における吸着部１０、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの鉛直方向に対する相対的な位置関係の模式図を示す。図５に、上述した溶着動作におけるハンドラ８の高さが時間経過に伴って変化する様子、及び各第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの溶着時間が変化する様子を示す。

本実施形態では、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの設置高さに関して、図４に示すように、第１ヒータ１１ａ、１１ｂは、互いに同じ高さに配されており、吸着部１０の位置よりも高い位置に配置されている。第２ヒータ１２ａ、１２ｂは、第１ヒータ１１ａ、１１ｂよりも高い位置であって、互いに同じ高さに配されており、最も高い位置に配置されている。

ハンドラ８は、まず第１ステージ６の上方に移動し、第１ステージに向かって下降すると共に吸着部１０で第１シート４ａを保持する。そして、ハンドラ８は、再び上昇した後、第２ステージ７の上方へ向かって水平移動する。次に、第２ステージ７の上方にて、第２ステージ７上に載置されている第２シート４ｂと、ハンドラ８が吸着している第１シート４ａとの位置を高精度に位置決めする。

第１シート４ａが第２シート４ｂに重ね合わされる所定の位置に高精度に位置決めされた後、ハンドラ８は、吸着部１０、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの全てが第２ステージ７上の第２シート４ｂに接触するまで下降される。

このとき、吸着部１０、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂは、可動部２０、可動部２１ａ、２１ｂ及び可動部２２ａ、２２ｂによって移動可能に支持されているので、図５に示すように、第１ヒータ１１ａ、１１ｂがシート４ａ、４ｂに当接した後に続いて、第２ヒータ１２ａ、１２ｂが下降してシート４ａ、４ｂに当接される。このように、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂがシート４ａ、４ｂに当接した状態で溶着が行われる。

第２ヒータ１２ａ、１２ｂが第１シート４ａに当接した後から、後述する式２を用いて算出される所定の溶着時間だけ溶着を行う。そして、所定の溶着時間の経過後、第２ヒータ１２ａ、１２ｂと、第１ヒータ１１ａ、１１ｂとの間の高さまで、ハンドラ８を上昇させて一時停止させる。これによって、第２ヒータ１２ａ、１２ｂが第１シート４ａから離れて、第２ヒータ１２ａ、１２ｂを用いた溶着が解除されるが、第１ヒータ１１ａ、１１ｂを用いた溶着が継続される。

次に、第１ヒータ１１ａ、１１ｂが第１シート４ａに当接された後から、後述する式１を用いて算出される所定の溶着時間だけ溶着が行われて、所定の溶着時間の経過後、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの位置と吸着部１０の位置との間の高さまで、ハンドラ８を上昇させる。これによって、第１ヒータ１１ａ、１１ｂが第１シート４ａから離れ、第１ヒータ１１ａ、１１ｂを用いた溶着が解除される。

制御装置１５は、第１ヒータ１１ａ、１１ｂと第２ヒータ１２ａ、１２ｂとで異なる演算式を用いて、各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂをシート４ａ、４ｂに当接させる溶着時間を算出している。第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの各溶着時間を算出するための演算式を以下に示す。

（第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着時間＝Ａ２×（シート４ａ、４ｂの溶着直前における第１ヒータ１１ａ、１１ｂの温度）＋Ｂ２・・・式１
（第２ヒータ１２ａ、１２ｂの溶着時間＝Ａ３×（シート４ａ，４ｂの溶着直前における第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度）＋Ｂ３・・・式２
式１、式２において、Ａ２、Ａ３、Ｂ２、Ｂ３は適宜設定される係数である。式１、式２は、第１及び第２シート４ａ、４ｂの材料と、各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂを用いた溶着温度及び溶着時間とによって予め求めた溶着条件の回帰式を用いて算出される。

なお、本実施形態において、シート４ａ，４ｂの溶着直前とは、ハンドラ８によって第１シート４ａが第２シート４ｂに対向する位置まで移動された後であって、第１シート４ａを保持したハンドラ８が鉛直方向に移動して第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂが第１シート４ａに接するまでの期間を指している。

溶着直前に温度センサ１３が各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの温度を検出するタイミングとしては、ハンドラ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが鉛直方向に移動するときに各ヒータ１１ａ、１１ｂ，１２ａ、１２ｂが冷却されることを考慮すると、ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの熱がシート４ａ、４ｂに影響を与える直前の位置、例えばヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂと第１シート４ａとの間の距離が２ｍｍ〜数ｍｍ程度になったときが望ましい。

次に、第１ステージ６は、ハンドラ８が第１シート４ａを吸着するために、第１ステージ６上に吸着部１０が当接した後に、第１ステージ６による第１シート４ａの吸着を解除して、第１シート４ａをハンドラ８の吸着部１０に受け渡す。第２ステージ７は、ハンドラ８が第１シート４ａと第２シート４ｂを溶着した後、互いに溶着されたシート４ａ、４ｂの吸着を解除して、図示しないシート排出機に受け渡す。

制御装置１５は、ハンドラ８の水平方向、鉛直方向の移動制御、吸着部１０の吸着、吸着解除、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度制御、各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂの溶着時間の算出、第１及び第２ステージ６、７における吸着及び吸着解除を行う。

最後に、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの初期温度の設定方法について説明する。図７に示したように、ハンドラ８の停止中から溶着処理の開始直後までの期間は、第１ヒータ１１ａ、１１ｂが、搬送に伴う風を受け易く、第２ヒータ１２ａ、１２ｂに比べて冷却され易いので、温度がより一層低下する。したがって、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着時間を長くするように、第１ヒータ１１ａ，１１ｂの高さと第２ヒータ１２ａ，１２ｂの高さとの間の位置でハンドラ８を一時停止させる時間を加えることで実現可能である。

一方、溶着処理を終了してハンドラ８が停止した後には、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの温度が第２ヒータ１２ａ、１２ｂよりも高温になり、適正な温度範囲から外れてオーバーシュートしてしまう。このため、この状態のときに溶着処理を開始した場合には、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着時間を短くする必要が生じる。

ところが、第１ヒータ１１ａ、１１ｂと第２ヒータ１２ａ、１２ｂが配置されている高さの関係から、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着時間を、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの溶着時間よりも短くすることができない。そのため、予め第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度を、許容範囲内における高めの温度に設定しておき、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度が第１ヒータ１１ａ、１１ｂに比べて常に高くなるように設定しておく。

上述したように、実施形態の溶着装置１によれば、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂが搭載されたハンドラ８の移動に伴って各ヒータ１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂが冷却されて温度が低下した場合であっても、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ、第２ヒータ１２ａ、１２ｂの各温度に応じて溶着時間を変化させることで、第１ヒータ１１ａ、１１ｂの溶着と第２ヒータ１２ａ、１２ｂの溶着とを適正化し、最適な溶着条件に保たれ、シート４ａ、４ｂを適正に溶着することができる。

また、溶着装置１は、ハンドラ８の移動方向に対して、相対的に冷却され易い位置に配置された第１ヒータ１１ａ、１１ｂと、冷却され難い位置に配置された第２ヒータ１２ａ、１２ｂを用いる場合であっても、第１ヒータ１１ａ、１１ｂと第２ヒータ１２ａ、１２ｂによって最適な溶着条件でシート４ａ、４ｂを溶着することができる。その結果、シート４ａ、４ｂの溶着の品質を向上することができる。

したがって、溶着装置１は、ハンドラ８の移動に伴う風による第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂの温度の低下にかかわらずに溶着不良を防ぎ、供給されるシート４ａ、４ｂを高速にかつ連続して溶着することができ、かつ２枚のシート４ａ、４ｂを高精度な重ね合わせ位置に溶着することができる。

上述した実施形態では、鉛直方向に対するハンドラ８の上昇時にハンドラ８を所定の高さで一時停止させたが、これに限定されるものではない。例えば、ハンドラ８の下降時に、第１ヒータ１１ａ、１１ｂと第２ヒータ１２ａ、１２ｂとの間の高さで一時停止させる時間を加え、上述した実施形態と同様に、式１及び式２を満足する溶着時間を実現する方法でもよい。さらに、実施形態では、ハンドラ８の上昇時の途中でのみ一時停止を行ったが、一時停止する動作を、下降時の途中と上昇時の途中との両方でそれぞれ行ってもよい。

また、第１ヒータ１１ａ、１１ｂと、第２ヒータ１２ａ、１２ｂを用いた溶着時間が調整されるのであれば、ハンドラ８を一時停止させることなく、ハンドラ８の移動速度のみを変更してもよい。この場合、ハンドラ８の下降時及び上昇時の少なくとも一方の移動時において、ハンドラの移動速度を変えることで、溶着時間を適切に制御する。

また、第１ヒータ１１ａ、１１ｂ及び第２ヒータ１２ａ、１２ｂを移動可能に支持する可動部２１ａ、２１ｂ、可動部２２ａ、２２ｂは、ハンドラ８が鉛直方向に上下動作されることで可動する構成に限定されるものではない。例えばエアシリンダなどの駆動源を用いて第１及び第２ヒータ自らを独立して可動させる機構に構成されて、式１及び式２を満たす溶着時間を実現してもよい。

図示しないが、鉛直方向に対するハンドラの移動と連動して第１ヒータ、第２ヒータが鉛直方向に移動する連動機構を備えて構成され、制御装置によってハンドラの移動、第１ヒータの移動、第２ヒータの移動がそれぞれ制御されてもよい。

１溶着装置
４ａ第１シート
４ｂ第２シート
６第１ステージ
７第２ステージ
８ハンドラ
９移動機構
１１ａ、１１ｂ第１ヒータ
１２ａ、１２ｂ第２ヒータ
１３温度センサ
１５制御装置

Claims

第１位置に載置された第１被溶着材を保持し、該第１被溶着材を第２位置に載置された第２被溶着材に対向する位置まで第１方向に搬送すると共に、前記第１被溶着材が前記第２被溶着材に重なるように前記第１方向と交差する第２方向に前記第１被溶着材を搬送する搬送体と、
前記搬送体を前記第１方向及び前記第２方向に移動させる移動機構と、
前記第１方向に対して互いに異なる方向に沿って前記搬送体に配置され、前記第２被溶着材に重ねられた前記第１被溶着材を加熱して前記第１及び第２被溶着材を溶着するための第１ヒータ及び第２ヒータと、
前記第１被溶着材を保持した前記搬送体が前記第２方向に移動しているときの前記第１ヒータの温度及び前記第２ヒータの温度を検出するための温度センサと、
前記移動機構を制御する制御装置と、を備え、
前記第１ヒータ及び前記第２ヒータの少なくとも一方は前記第２方向に移動可能に設けられ、
前記制御装置は、前記温度センサが検出した前記第１ヒータ及び前記第２ヒータの各温度に基づいて、前記第２方向に関する前記搬送体、前記第１ヒータ、前記第２ヒータの少なくとも１つの移動を制御することで、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータの各溶着時間を調整する、溶着装置。
前記制御装置は、前記第１ヒータと前記第２ヒータとで異なる演算式を用いて、前記各溶着時間を算出して制御する、請求項１に記載の溶着装置。
前記第１ヒータと前記第２ヒータは、前記第２方向に対して異なる位置に配置され、
前記制御装置は、前記搬送体を前記第２方向に移動するときに、前記第２方向における前記第１ヒータの位置と前記第２ヒータの位置との間の位置で、前記搬送体を一時停止させることによって、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項１または２に記載の溶着装置。
前記第１ヒータと前記第２ヒータは、前記第２方向に対して異なる位置に配置され、
前記制御装置は、前記搬送体を前記第２方向に移動するときに、前記搬送体の移動速度を変化させることによって、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項１または２に記載の溶着装置。
前記搬送体は、前記第１ヒータ及び第２ヒータを前記第２方向に対してそれぞれ独立して駆動する駆動機構を有し、
前記制御装置は、前記駆動機構を制御して、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項１または２に記載の溶着装置。
第１位置に載置された第１被溶着材を搬送体で保持し、該第１被溶着材を第２位置に載置された第２被溶着材に対向する位置まで第１方向に搬送すると共に、前記第１方向と交差する第２方向に前記第１被溶着材を搬送して、前記第２被溶着材に重ねられた前記第１被溶着材を、前記第１方向に対して互いに異なる方向に沿って前記搬送体に配置された第１ヒータ及び第２ヒータを用いて溶着する溶着方法であって、
前記第１被溶着材を保持した前記搬送体が前記第２方向に移動しているときの前記第１ヒータ及び前記第２ヒータの各温度に基づいて、前記第２方向に関する前記搬送体、前記第１ヒータ、前記第２ヒータの少なくとも１つの移動を制御することで、前記第１ヒータ及び前記第２ヒータの各溶着時間を調整する、溶着方法。
前記第１ヒータと前記第２ヒータが前記第２方向に対して異なる位置に配置された前記搬送体を前記第２方向に移動するときに、前記第２方向における前記第１ヒータの位置と前記第２ヒータの位置との間の位置で、前記搬送体を一時停止させることによって、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項６に記載の溶着方法。
前記第１ヒータと前記第２ヒータが前記第２方向に対して異なる位置に配置された前記搬送体を前記第２方向に移動するときに、前記搬送体の移動速度を変化させることによって、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項６に記載の溶着方法。
前記第１ヒータ及び第２ヒータを前記第２方向に対してそれぞれ独立して駆動する駆動機構を制御して、前記第１ヒータと前記第２ヒータの各溶着時間を制御する、請求項６に記載の溶着方法。