JP6343848B2 - シート貼付装置およびシート貼付方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート貼付装置およびシート貼付方法に関する。

特許文献１には、ラベル本体の貼り付け面側に、磁着可能な鉄粉を混在した粘着材層を施した自動貼り用ラベルについて開示されている。この特許文献１の自動貼り用ラベルは、電磁石で引き付けて保持し、被着体に貼付することが可能な構成となっている。

特公平６−６４４１４号公報

しかしながら、特許文献１の自動貼り用ラベルを被着体に貼付するには、電磁石で引き付けて保持した自動貼り用ラベルを被着体に押圧する必要があり、ときに、自動貼り用ラベルまたは被着体が脆弱または軟弱である場合、それらの破損または変形等を回避するために、電磁石で保持した自動貼り用ラベルと被着体とを離間させた状態で、当該自動貼り用ラベルに空気を吹き付け、当該吹き付けた空気の押圧力で被着体に自動貼り用ラベルを押圧して貼付することが行われるが、この場合、電磁石で保持した自動貼り用ラベルに空気を吹き付けるための設備が別途必要となる。
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、接着シートや被着体の破損や変形等を防止して接着シートを被着体に貼付することが可能なシート貼付装置およびシート貼付方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明の一形態であるシート貼付装置は、接着シートを繰り出す繰出手段と、前記繰出された接着シートを保持する保持手段と、前記保持手段で保持した接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、前記保持手段は、磁性を有する前記接着シートを磁着して保持可能な磁性を有する磁着手段を有し、前記押圧手段は、前記保持手段で保持した接着シートの極性に対して磁着手段の極性を全体的または部分的に変更し、磁石の反発力で前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付する極性変更手段を有する。

また、前記繰出手段で繰り出される接着シートに磁性を有する磁性層を形成する磁性層形成手段を備えていてもよい。

本発明の別の一形態であるシート貼付方法は、接着シートを繰り出す繰出工程と、前記繰出された接着シートを保持する保持工程と、前記保持工程で保持した接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧工程とを備え、前記保持工程は、磁性を有する磁着手段で磁性を有する前記接着シートを磁着して保持し、前記押圧工程は、前記保持工程で保持した接着シートの極性に対して磁着手段の極性を全体的または部分的に変更し、磁石の反発力で前記被着体に押圧して貼付する極性変更手段を用いる。

本発明によれば、磁着手段で磁着して保持した接着シートの極性に対して磁着手段の極性を変更することで、磁石の反発力で被着体に接着シートを押圧して貼付することができるので、簡易な構成で、接着シートや被着体の破損や変形等を防止して接着シートを被着体に貼付することが可能になる。

また、磁着手段の極性を部分的に変更可能とする場合には、接着シートと被着体との間の空気を追い出しながら、接着シートを徐々に被着体に貼付することができ、それらの間に気泡が介在することなく当該接着シートを被着体に貼付することができる。

さらに、磁性層形成手段を備える場合は、磁性を有さない汎用の接着シートであっても、磁着手段で接着シートを保持する保持手段で保持させることができる。

実施形態にかかるシート貼付装置の側面図。 （ａ）〜（ｃ）は、変形例の説明図。

以下、本発明の一実施形態について説明する。

なお、本明細書および図面におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、それぞれが直交する関係にあり、Ｘ軸およびＹ軸は所定平面内の軸とし、Ｚ軸は当該所定平面に直交する軸とする。さらに、本実施形態では、Ｙ軸と平行な図１の手前方向から観た場合を基準とし、方向を示した場合、「上」がＺ軸の矢印方向で「下」がその逆方向、「左」がＸ軸の矢印方向で「右」がその逆方向、「前」が紙面に直交する手前方向であってＹ軸の矢印方向で「後」がその逆方向とする。

図１において、本実施形態にかかるシート貼付装置１０は、接着シートＡＳを繰り出す繰出手段２０と、繰出手段２０で繰り出される接着シートＡＳに磁性を有する磁性層としての画像ＧＡを形成する磁性層形成手段としての画像形成手段３０と、画像ＧＡが形成されて繰り出された接着シートＡＳを保持する保持手段４０と、保持手段４０で保持した接着シートＡＳを被着体ＷＫに押圧して貼付する押圧手段５０と、接着シートＡＳの形状を認識可能な認識手段６０と、シート貼付装置１０の全体的な動作を制御可能に設けられるとともに、第１画像形成手段７１および第２画像形成手段７２を備えたパーソナルコンピュータやシーケンサなどの制御手段７０とを備え、ベルトコンベアや多関節ロボットなどにより構成され、被着体ＷＫを搬送する搬送手段ＣＶの上方に配置されている。

なお、本願発明における磁性とは、磁気を帯びた性質、すなわち、外界からの磁気の影響がなくなっても磁石としての性質を残す性質であり、磁性を有するものとしては、例えば、フェライト磁石やネオジム磁石などの硬磁性体が例示できる。
また、本願発明における磁着性とは、磁性を有することなく磁石によって引き付けられる性質、すなわち、外界からの磁気の影響がなくなると磁石としての性質がなくなる性質であり、磁着性を有するものとしては、例えば、鉄やケイ素鋼などの軟磁性体が例示できる。
さらに、本願発明における磁着とは、磁力によって引き付ける（引き寄せる）ことを意味する。

繰出手段２０は、基材シートＢＳの一方の面に接着剤ＡＤ層が積層された接着シートＡＳが剥離シートＲＬの一方の面に仮着された原反ＲＳを支持する支持ローラ２１と、原反ＲＳを案内する複数のガイドローラ２２と、剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから接着シートＡＳを剥離する剥離手段としての剥離板２３と、駆動機器としての回動モータ２４Ａによって駆動する駆動ローラ２４との間に剥離シートＲＬを挟み込むピンチローラ２５と、図示しない駆動機器で駆動し、剥離シートＲＬを回収する回収ローラ２６とを備えている。

画像形成手段３０は、磁性を有し、第１画像形成手段７１の指令によって形成される画像ＧＡとしての第１画像ＧＡ１と、磁性を有し、第２画像形成手段７２の指令によって形成される画像ＧＡとしての第２画像ＧＡ２とを接着シートＡＳの基材シートＢＳ上に形成可能な画像形成装置３１を備えている。

第１画像ＧＡ１は、例えば、主にメッセージ性のある画像であって、文字、記号、図形、絵柄、および、これらの組み合せなどであり、接着シートＡＳが配送用の伝票の場合、送り先の住所や氏名などの文字や記号が例示でき、接着シートＡＳが装飾用のシートの場合、図形や絵柄、さらには文字や記号も例示できる。

第２画像ＧＡ２は、図２に示すように、保持手段４０で磁着可能な位置に、保持手段４０で磁着可能な大きさで基材シートＢＳに形成された画像であって、第１画像ＧＡ１とは異なり、メッセージ性があってもなくてもよく、接着シートＡＳを保持手段４０で引き付けて保持させるためのシート保持用の画像であれば何でもよい。

画像形成装置３１としては、サーマルプリンタ、インクジェットプリンタ、ドットインパクトプリンタ、レーザプリンタ、銀塩写真プリンタ、各種刷版印刷機（凸版印刷、凹版印刷、平版印刷、スクリーン印刷など）など、様々な方式の印刷（印字）手段を用いることができる。そして、画像ＧＡが磁性を有するようにするためには、画像ＧＡを形成するためのインク、トナーなどに、例えば、磁性を有する材料を粉末化したり個片化したりした粉体を含ませればよい。

保持手段４０は、下面が接着シートＡＳを支持する支持面４１Ａとされた支持プレート４１と、支持プレート４１内に設けられ、画像ＧＡによって磁性を有する接着シートＡＳを磁着して保持可能な磁性を有する磁着手段としてのフェライト磁石やネオジム磁石などの永久磁石４２とを備えている。永久磁石４２は、Ｓ極ＭＳとＮ極ＭＮとが上下方向に重なり、支持プレート４１に対してＸ軸と平行な軸線を中心として回転可能に設けられている。

押圧手段５０は、その出力軸５１Ａで支持プレート４１を支持する駆動機器としての直動モータ５１と、Ｘ軸と平行な軸線を中心として回転可能な出力軸５３Ａで永久磁石４２を支持する駆動機器であって、保持手段４０で保持した接着シートＡＳの極性に対して永久磁石４２の極性を全体的に変更可能な極性変更手段としての回動モータ５３とを備えている。

認識手段６０は、画像形成装置３１よりも原反ＲＳの繰出方向上流側に配置され、接着シートＡＳの形状を認識可能な光学センサや撮像手段などによって構成されている。

次に、シート貼付装置１０を用いたシート貼付方法について説明する。

先ず、オペレータが原反ＲＳを図１に示すようにセットした後、認識手段６０よりも原反ＲＳの繰出方向下流側にある接着シートＡＳを剥離シートＲＬから剥離しておき、図示しない操作パネルやパーソナルコンピュータなどの入力手段を介して運転開始の信号を入力すると、繰出手段２０が回動モータ２４Ａおよび図示しない駆動機器を駆動し、原反ＲＳを繰り出す。原反ＲＳが繰り出されると、認識手段６０により接着シートＡＳの形状が認識され、当該認識手段６０で認識された先頭の接着シートＡＳが剥離板２３上の所定位置（接着シートＡＳの先端が、画像形成装置３１が画像を形成する位置よりも原反ＲＳの繰り出し方向上流側）に到達したことを光学センサや撮像手段などの図示しない検知手段が検知すると、繰出手段２０が回動モータ２４Ａおよび図示しない駆動機器の駆動を停止し、当該繰出手段２０がスタンバイ状態となる。

そして、搬送手段ＣＶが被着体ＷＫを支持プレート４１の直下に配置して停止すると、押圧手段５０が回動モータ５３を駆動し、永久磁石４２をそのＳ極ＭＳが下方となる初期位置とするとともに、繰出手段２０が回動モータ２４Ａおよび図示しない駆動機器を駆動し、原反ＲＳを繰り出す（繰出工程）。そして、第１画像形成手段７１が画像形成手段３０に指令を行うことにより、当該画像形成手段３０が画像形成装置３１を駆動し、接着シートＡＳの繰り出しに同期させて、基材シートＢＳ上の所定の位置に、上面側がＮ極ＧＡＮ、下側がＳ極ＧＡＳとなる第１画像ＧＡ１を形成する。画像形成装置３１で第１画像ＧＡ１が形成された接着シートＡＳは、剥離板２３で剥離されて図１中実線で示す初期位置にある支持プレート４１の支持面４１Ａで第１画像ＧＡ１が磁着されて保持され（保持工程）、次の接着シートＡＳが剥離板２３上の所定位置に到達したことを図示しない検知手段が検知すると、繰出手段２０が回動モータ２４Ａおよび図示しない駆動機器の駆動を停止し、再び繰出手段２０がスタンバイ状態となる。このとき、当該次の接着シートＡＳにも上記と同様にして第１画像ＧＡ１が形成されている。

次いで、押圧手段５０が直動モータ５１を駆動し、図１中二点鎖線で示すように、支持プレート４１を被着体ＷＫの上方所定距離の位置まで下降させ、押圧手段５０が回動モータ５３を駆動し、永久磁石４２を１８０度回転させて接着シートＡＳの極性に対して永久磁石４２の極性を変更させる。これにより、永久磁石４２のＮ極ＭＮが下方に位置し、当該永久磁石４２のＮ極ＭＮと第１画像ＧＡ１の上面側のＮ極ＧＡＮとが反発しあい、接着シートＡＳが支持面４１Ａから離間して被着体ＷＫに押圧されて貼付される（押圧工程）。その後、押圧手段５０が直動モータ５１および回動モータ５３を駆動し、支持プレート４１および永久磁石４２を初期位置に復帰させる。そして、搬送手段ＣＶが、接着シートＡＳが貼付された被着体ＷＫを次工程の装置などに搬送し、以降上記同様の動作が繰り返される。

ここで、例えば、接着シートＡＳの基材シートＢＳに予め文字、記号、図形、絵柄などが施されている場合や、必要に応じて無字や無印刷の接着シートＡＳを被着体ＷＫに貼付する場合などにおいては、第１画像形成手段７１が画像形成手段３０に指令を行うことはない。よって、第１画像ＧＡ１が形成されない接着シートＡＳは、保持手段４０で保持されないこととなってしまう。そこで、原反ＲＳが繰り出されても第１画像形成手段７１の指令がないときや、第１画像形成手段７１の指令がなく原反ＲＳが繰り出されたときには、第２画像形成手段７２が画像形成手段３０に指令を行うことにより、画像形成手段３０が画像形成装置３１を駆動し、接着シートＡＳの繰り出しに同期させて、基材シートＢＳ上の所定の位置に第２画像ＧＡ２を形成する。第２画像ＧＡ２が形成された接着シートＡＳは、上述の保持工程において、支持面４１Ａで第２画像ＧＡ１が磁着されて保持され、上述と同様の工程を経ることとなる。なお、第１、第２画像ＧＡ１、ＧＡ２の接着シートＡＳ上への形成は、認識手段６０による接着シートＡＳの認識結果に基づいて所定のタイミングで所定の位置に行うことができる。

以上のような本実施形態によれば、永久磁石４２で磁着して保持した接着シートＡＳの極性（画像ＧＡの極性）に対して永久磁石４２の極性を変更することで、磁石の反発力で被着体ＷＫに接着シートＡＳを押圧して貼付することができるので、簡易な構成で、接着シートＡＳや被着体ＷＫの破損や変形等を防止して接着シートＡＳを被着体ＷＫに貼付することが可能になる。

また、画像形成手段３０を備える場合は、磁性を有さない汎用の接着シートＡＳであっても、永久磁石４２で接着シートＡＳを保持する保持手段４０で保持させることができる。

なお、本発明における手段および工程は、それら手段および工程について説明した動作、機能または工程を果たすことができる限りなんら限定されることはなく、まして、前記実施形態で示した単なる一実施形態の構成物や工程に全く限定されることはない。例えば、繰出手段は、接着シートＡＳを繰り出すことができるものであれば、出願当初の技術常識に照らし合わせて、その範囲内でなんら限定されることはない（他の手段についての説明は省略する）。

また、第２画像形成手段７２は、第１画像形成手段７１の指令があるときにでも、画像形成手段３０に指令を行うことができる。つまり、例えば、第１画像ＧＡ１が接着シートＡＳ上の面の一部に偏って形成されるようなときや、接着シートＡＳの重さや面積に比べて第１画像ＧＡ１の占める面積が小さすぎる場合には、支持プレート４１で接着シートＡＳを保持したときに、当該接着シートＡＳの一部が垂れ下ってしまったり、当該接着シートＡＳが支持プレート４１から落下してしまったりするという不都合が発生する。そこで、第１画像ＧＡ１に第２画像ＧＡ２も追加して形成することで、接着シートＡＳ全体が支持プレート４１により確実に保持されるようにすることができる。なお、第２画像ＧＡ２は、第１画像ＧＡ１が形成されていない部位に形成してもよいし、第１画像ＧＡ１が形成されている部位に形成してもよいし、それら両方の部位に形成してもよい。

さらに、磁着手段は、図２（ａ）に示すように、永久磁石４２の代わりに電磁石４２Ａを用いてもよい。この場合、押圧手段５０は、電磁石４２Ａの電流方向を反転可能な極性変更手段としての電流方向変向手段５５を備えている。この場合も、画像ＧＡの上面側がＮ極ＧＡＮである接着シートＡＳに対し、押圧手段５０が電流方向変向手段５５を駆動し、電磁石４２Ａの下側をＳ極ＭＳとして接着シートＡＳを支持プレート４１で支持する。そして、押圧手段５０が電流方向変向手段５５を駆動し、電流方向を反転させて電磁石４２ＡのＳ極ＭＳとＮ極ＭＮとを反転させる。これにより、電磁石４２Ａの下側がＮ極ＭＮとなり、当該電磁石４２ＡのＮ極ＭＮと第１画像ＧＡ１の上面側のＮ極ＧＡＮとが反発し合い、接着シートＡＳが支持面４１Ａから離間して被着体ＷＫに押圧されて貼付される。

また、押圧手段５０は、接着シートＡＳに対して永久磁石や電磁石の極性を部分的に変更可能としてもよい。押圧手段５０が電磁石を備える場合、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、磁着手段を複数の電磁石４２Ｂで構成し、各電磁石４２Ｂに電流方向変向手段５５で個別に通電し、個別の電磁石４２Ｂの電流方向を反転させるようにすることができる。この場合、押圧手段５０が電流方向変向手段５５を駆動し、全ての電磁石４２Ａの下側をＳ極ＭＳとして接着シートＡＳを支持プレート４１で支持する。そして、押圧手段５０が電流方向変向手段５５を駆動し、各電磁石４２Ｂの電流方向を時間差をもって反転させ、図２（ｂ）に示すように、接着シートＡＳの右側から左側に向けて（左側から右側向けて、または、手前側から奥側に向けてでもよい）徐々に電磁石４２ＡのＳ極ＭＳとＮ極ＭＮとを反転させたり、図２（ｃ）に示すように、接着シートＡＳの中央部から左右両端側に向けて（手前奥両端側に向けてでもよいし、放射方向に向けてでもよい）徐々に電磁石４２ＡのＳ極ＭＳとＮ極ＭＮとを反転させたりすることができる。これにより、接着シートＡＳと被着体ＷＫとの間の空気を追い出しながら、接着シートＡＳを徐々に被着体ＷＫに貼付することができ、それらの間に気泡が介在することなく接着シートＡＳを被着体ＷＫに貼付することができる。
なお、押圧手段５０が複数の永久磁石を備える場合でも、個別の永久磁石を１８０度回転させる極性変更手段としての複数の回動モータを採用し、上記と同様の動作ができるようにしてもよい。

さらに、図１および図２の例において、永久磁石４２、回動モータ５３および電磁石４２Ａは、それぞれ単数でもよいし複数でもよい。
また、押圧手段５０は、直動モータ５１を設けずに、繰出手段２０から繰り出された接着シートＡＳを支持プレート４１で支持した位置から、接着シートＡＳを支持面４１Ａから離間させて被着体ＷＫに押圧して貼付してもよい。

さらに、画像形成装置３１によって、磁性を有するものを排除した磁着性を有する材料を含むインク、トナーで画像ＧＡを接着シートＡＳに形成し、当該磁着性を有する材料を磁化させる永久磁石、電磁石、着磁ヨーク、着磁コイルなどの磁性層形成手段としての磁力付与手段８０を設けてもよい。磁力付与手段８０は、磁性を有する材料を含むインク、トナーで形成された画像ＧＡに対し、さらに磁化する構成でもよい。

また、被着体ＷＫに貼付した画像ＧＡの磁気を除去する共振減衰脱磁器、熱脱磁器、交流脱磁器などの磁気除去手段を設けてもよい。この場合、画像ＧＡの磁気が被着体ＷＫや他の装置などに何らかの悪影響をもたらすことを防止することができる。

さらに、剥離手段は、剥離板２３に代えて、ローラで構成してもよい。
また、認識手段６０の配置位置は、画像形成手段３０に対して原反ＲＳの繰出方向上流側であればどこでもよい。
さらに、認識手段６０を設けずに、認識手段６０の認識結果に基づくことなく画像形成手段３０が画像ＧＡを形成する構成としてもよい。
また、被着体ＷＫを移動させつつ、前記同様の接着シートＡＳの貼付動作を行ってもよい。
さらに、磁性層形成手段は、例えば、接着シート、両面接着シート、接着剤など接着シートＡＳに磁性を有するものを積層したり、接着したりするものでもよいし、磁力付与手段８０で磁化できるもの（磁性層）を積層したり、接着したりするものを含んで構成されてもよい。
また、接着シートＡＳは、基材シートＢＳや接着剤ＡＤ層に磁性を有するものや、磁力付与手段８０で磁化できるものを含んでいてもよく、この場合、磁性層形成手段はあってもなくてもよい。

また、被着体ＷＫを他の装置で搬送する場合、本発明において搬送手段ＣＶは不要であり、その他、本願発明の独立請求項に構成要件として記載されていない構成要素については、それぞれ必要に応じて採用すればよく、なくてもよい。
さらに、本発明において制御手段７０は、あってもなくてもよく、ない場合には、本願発明のシート貼付装置１０を含む周辺機器をも制御する上位のパーソナルコンピュータやシーケンサなどの制御手段で制御することができる。
以上の説明においてＮ極とＳ極とを逆にしてもよい。

また、本発明における接着シートＡＳ、被着体ＷＫの材質、種別、形状などは、特に限定されることはない。例えば、接着シートＡＳは、感圧接着性、感熱接着性などの接着形態に限定されることはなく、感熱接着性のものが採用された場合は、当該接着シートＡＳを加熱する適宜なコイルヒータやヒートパイプなどの加熱手段を設ければよい。また、このような接着シートＡＳは、例えば、接着剤ＡＤ層だけの単層のもの、基材シートＢＳと接着剤ＡＤ層との間に中間層を有するもの、基材シートＢＳの上面にカバー層を有するなどの３層以上のもの、更には、基材シートＢＳを接着剤ＡＤ層から剥離することのできる所謂両面接着シートのようなものであってもよく、両面接着シートは、単層または複層の中間層を有するものや、中間層のない単層または複層のものであってよい。また、被着体ＷＫとしては、例えば、食品、樹脂容器、シリコン半導体ウエハや化合物半導体ウエハなどの半導体ウエハ、回路基板、光ディスクなどの情報記録基板、ガラス板、鋼板、陶器、木板または樹脂板など、任意の形態の部材や物品なども対象とすることができる。なお、接着シートＡＳを機能的、用途的な読み方に換え、例えば、情報記載用ラベル、装飾用ラベル、保護シート、ダイシングテープ、ダイアタッチフィルム、ダイボンディングテープ、記録層形成樹脂シートなどの任意の形状の任意のシート、フィルム、テープなどを前記のような任意の被着体ＷＫに貼付することができる。

また、前記実施形態における駆動機器は、回動モータ、直動モータ、リニアモータ、単軸ロボット、多関節ロボットなどの電動機器、エアシリンダ、油圧シリンダ、ロッドレスシリンダ及びロータリシリンダなどのアクチュエータなどを採用することができる上、それらを直接的または間接的に組み合せたものを採用することもできる（前記実施形態で例示したものと重複するものもある）。

１０ シート貼付装置
２０ 繰出手段
３０ 画像形成手段（磁性層形成手段）
４０ 保持手段
４２ 永久磁石（磁着手段）
４２Ａ，４２Ｂ 電磁石（磁着手段）
５０ 押圧手段
５３ 回動モータ（極性変更手段）
５５ 電流方向変向手段（極性変更手段）
８０ 磁力付与手段（磁性層形成手段）
ＡＳ 接着シート
ＧＡ 画像（磁性層）
ＷＫ 被着体

Claims (3)

1. 接着シートを繰り出す繰出手段と、
   前記繰出された接着シートを保持する保持手段と、
   前記保持手段で保持した接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧手段とを備え、
   前記保持手段は、磁性を有する前記接着シートを磁着して保持可能な磁性を有する磁着手段を有し、
   前記押圧手段は、前記保持手段で保持した接着シートの極性に対して磁着手段の極性を全体的または部分的に変更し、磁石の反発力で前記接着シートを前記被着体に押圧して貼付する極性変更手段を有することを特徴とするシート貼付装置。
2. 前記繰出手段で繰り出される接着シートに磁性を有する磁性層を形成する磁性層形成手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシート貼付装置。
3. 接着シートを繰り出す繰出工程と、
   前記繰出された接着シートを保持する保持工程と、
   前記保持工程で保持した接着シートを被着体に押圧して貼付する押圧工程とを備え、
   前記保持工程は、磁性を有する磁着手段で磁性を有する前記接着シートを磁着して保持し、
   前記押圧工程は、前記保持工程で保持した接着シートの極性に対して磁着手段の極性を全体的または部分的に変更し、磁石の反発力で前記被着体に押圧して貼付する極性変更手段を用いることを特徴とするシート貼付方法

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