JP6941986B2 - 保持装置、位置決め装置及び貼合装置 - Google Patents
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Description
する。
[ワーク]
本実施形態の保持対象となるワークW1及びワークW2を説明する。ワークW1は、図1(A)に示すように、曲面CSを有する部材である。曲面CSは、後述するワークW1が粘着剤ADを介して貼り付けられる貼付面BSの一部を構成している。曲面CSは、ワークW1の一部を湾曲又は屈曲することにより伸張した面と反対側の面である。
[全体構成]
本実施形態の保持装置を有する貼合装置の全体構成を説明する。貼合装置は、真空中で、ワークW1の曲面CSを含む貼付面BSに、粘着剤ADを介して、ワークW2を貼り付ける装置である。貼合装置は、図3及び図4に示すように、ターンテーブル1上に、4台の保持装置2を搭載している。貼合装置は、インデックス機構110を有する。インデックス機構110は、ターンテーブル1を複数のポジションに合わせて、間欠回転させる機構である。本実施形態では、インデックス機構110は、モータ等の駆動源によってターンテーブル1を回転させ、4台の保持装置2を、投入取出しポジション1A、位置決めポジション1B、プラズマ処理ポジション1C、貼り合せポジション1Dに順次停止させる。
保持装置2は、図6に示すように、ステージ10、保持部20、支持部30、押付部40、位置決め部50、圧着部60を有する。
ステージ10は、水平な平坦面を有する台である。ステージ10は、ターンテーブル1における各ポジションに搭載される。ステージ10上には、押付部40、位置決め部50が設けられる台座11が固定されている。台座11は、直方体形状の部材であり、天面が平坦面となっている。
保持部20は、ワークW1を保持する装置である。保持部20は、曲面CSを維持した状態でワークW1を保持する。曲面を維持した状態とは、曲面が平坦とならない状態をいう。このような保持を行うために、保持部20は、型21、支持板22を有する。
支持部30は、保持部20を、ワークW1がワークW2に接離する方向に移動可能となるように支持する装置である。本実施形態の支持部30は、保持部20を昇降可能に、且つ回動可能に支持する。支持部30は、支柱31、規制板32、シャフト33を有する。支柱31は、ステージ10上に垂直方向に立ち上げられた3本の棒状の部材である。
押付部40は、押付面41を有する部材である。押付面41は、ワークW2をワークW1の曲面CSに倣うように押し付ける面である。曲面CSに倣うとは、曲面CSに合致する形状となることをいう。押付部40は略直方体形状であり、その天面に押付面41が形成されている。押付面41は、貼付面BSに沿う形状を有している。貼付面BSに沿う形状とは、貼付面BSに押し付けられることにより貼付面BSに倣う形状をいう。このため、押付面41は、曲面CSに沿う曲面と、平坦面FSに沿う平坦面を有している。これにより、押付部40の外観は略蒲鉾形となっている。つまり、押付部40は、凹形状の型21に対向する凸形状の型を形成している。
位置決め部50は、ワークW2のワークW1に対する平面方向の位置を変化させることにより、ワークW1に対してワークW2を位置決めする装置である。平面方向の位置を変化させるとは、ワークW2を平面に沿って移動させることをいい、Z方向に直交する直線方向、蛇行や円弧状等の曲線方向、回動方向の移動を含む。位置決めするとは、ワークW1に対するワークW2の平面方向のずれがない状態とすることをいう。
圧着部60は、押付面41によってワークW2をワークW1に押し付ける前に、ワークW2を押付面41に密着させる構成部である。押付面41に密着とは、ワークW2のワークW1に貼り付けられる面と反対側の面が押付面41に倣って接することをいう。本実施形態の圧着部60は、ワークW2の対向する両縁部を押さえることにより、ワークW2に張力を与えて押付面41に密着させる。
検出装置55は、図5に示すように、位置決め部50を動作させるために、保持部20と押付部40との間におけるワークW1及びワークW2の位置ずれを検出する装置である。撮像部56、アーム57、移動機構58(図9参照)を有する。撮像部56は、ワークW1及びワークW2の所定の箇所を撮像する装置である。所定の箇所は、上記のように、アライメントマークである。撮像部56は、カメラ561、鏡筒562を有する。カメラ561は、受光素子を撮像デバイスとして用いたイメージセンサにより、光学信号を電気信号に変換する装置である。鏡筒562は、上下の2方向からの光を受けて、カメラ561に出射する装置である。これにより、カメラ561は、矢印で示すように、上下の2視野の撮像が可能となる。
プラズマ処理装置は、図示は省略するが、プラズマ処理ポジション1Cに配置される装置で、ワークW1とワークW2の互いに貼り合わされる面のうち少なくとも一方の面をプラズマ処理して表面改質する。プラズマ処理装置は、窒素、酸素、アルゴン等の処理用のガスを高電圧が印加された電極間に導入し、放電によって活性化されたガスを処理対象表面に吹き付ける。活性化されたガスが吹き付けられたワークW1、W2の表面は改質され、例えば、接着剤との密着性が向上する。本実施形態では、ワークW2にプラズマ処理する例とする。
押圧装置8は、図4に示すように、保持部20を押付方向に付勢することにより、ワークW1にワークW2を押し付ける装置である。押圧装置8は、真空チャンバ81、加圧ヘッド82、昇降機構83及び押圧機構84を有する。真空チャンバ81は、ステージ10の平坦面を覆うことにより、内部に真空室を形成する容器である。真空チャンバ81は、貼り合わされるワークW1、ワークW2の周囲を覆い、ステージ10との間を密閉することにより真空室を構成する。つまり、本実施形態は、真空中で、ワークW1に粘着剤ADを介してワークW2を貼り付けるための真空室を有する。
制御装置9は、上記の貼合装置の各部の動作の制御を行う装置である。制御装置9は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって構成できる。制御装置9には、各部の制御内容がプログラムされており、PLCやCPUなどの処理装置により実行される。
以上のような本実施形態による貼合動作を、以下に説明する。なお、以下に説明する手順で貼合装置を制御する方法及び制御装置を動作させるコンピュータプログラムも、本発明の一態様である。
作業者は、図3に示す投入取出しポジション1Aにおいて、ワークW1を型21に装着する。つまり、ワークW1の伸張した側の面(曲面CSを備える面とは反対側の面)を、型21の位置に合わせて押し付けることにより、粘着チャックによって、ワークW1を型21に保持させる(図6参照)。なお、ワークW1の装着時に、治具を用いて位置決めすることができる。例えば、ワークW1の短辺方向(図6の状態におけるZ方向)の位置は、ワークW1を押し付けるに従って曲面CSによって位置決めされるので、ワークW1の長辺方向(図6の状態におけるX方向)の位置決めに治具を用いるとよい。ワークW1の貼付面BSに剥離シートとともに粘着剤ADが貼り付けられている場合、剥離シートを剥離する。
また、作業者は、図7に示すように、ワークW2を押付部40に装着する。この装着は、図8に示すように、ワークW2の機能部材Mを上にして、位置決め部50の規制部512に設けられた突出具512aを、孔Hに挿入することにより行う。これにより、ワークW2が付着部511に対して位置決めされ、押付部40に対して第1段階の位置決めがされる。
作業者は、支持板22の縁部にストッパ32aが当接するまで保持部20を回動させて、対向位置とする。これにより、図5に示すように、型21及びこれに装着されたワークW1が、水平状態でワークW2に対向する。ワークW2は、図7に示すように、規制部512に装着されていることにより、ワークW1に対する基本的な位置決めがなされているとともに、ワークW1に対する位置ずれが防止されている。
上記のようにワークW1、ワークW2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって位置決めポジション1Bに来る。そして、減圧装置53によって、付着部511の天面の吸着孔511aが負圧となりバキュームチャックが機能するため、ワークW2が吸着保持される。
上記のようにワークW1、ワークW2の位置決めが成された保持装置2が、ターンテーブル1の回転によってプラズマ処理ポジション1Cに来る。そして、不図示のプラズマ処理装置が、互いに対向するワークW1、ワークW2の間に進入し、ワークW2の上面、より詳細には、機能部材Mの上面をプラズマ処理する。
次に、ワークW1、ワークW2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって、貼り合せポジション1Dに来る。これにより、図10に示すように、保持装置2は、押圧装置8の上昇した真空チャンバ81の下方に来る。
上記のように、貼り合わされたワークW1、ワークW2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって投入取出しポジション1Aに来ると、作業者は、ワークW1、W2を型21から取り外す。
(1)曲面CSを有するワークW1を保持する保持部20と、ワークW2をワークW1の曲面に倣うように押し付ける押付面41を有し、押し付けのためにワークW1を押付面41に対向させた保持部20に対して、押付方向に交差する平面方向の相対位置が不動に設けられた押付部40と、ワークW2のワークW1に対する平面方向の位置を変化させることにより、ワークW1に対してワークW2を位置決めする位置決め部50とを有する。
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。
(1)付着部511は、押付面41外に設けられていてもよい。例えば、図16に示すように、規制部512の平板に吸着孔511aを形成することによりバキュームチャックを構成してもよい。これにより、押付面41の表面の連続性が維持される。ワークW2として、押付面41に溝等の間隙がある場合に押しムラが生じやすい部材を用いたとしても、貼り合わせ面の押しムラが生じ難くすることができる。また、押付面41外に付着部511を設けるとともに、さらに上記の実施形態のように、付着部511を押付面41内に設けてもよい。なお、この場合、規制部512の上面は、押付面41の平坦な面と同じ高さにすることが好ましい。
W2 ワーク
AD 粘着剤
B 印刷枠
BS 貼付面
CS 曲面
D 表示領域
FS 平坦面
P 剥離シート
SE 側辺部
H 孔
10 ステージ
10a 貫通孔
11 台座
11a 貫通孔
20 保持部
21 型
21a 接触面
22 支持板
22a 軸受
30 支持部
31 支柱
32 規制板
33 シャフト
40 押付部
41 押付面
41a 貫通孔
42 溝
50 位置決め部
51 第2の保持部
511 付着部
511a 吸着孔
512 規制部
512a 突出具
52 駆動部
521 シャフト
55 検出装置
56 撮像部
561 カメラ
562 鏡筒
57 アーム
58 移動機構
60 圧着部
61、62 ローラ
63、64 軸受部
65 ガイド部
66 押出部
67 第1の付勢部
68 第2の付勢部
8 押圧装置
81 真空チャンバ
81a 減圧装置
82 加圧ヘッド
83 昇降機構
84 押圧機構
9 制御装置
91 機構制御部
92 検出部
921 抽出部
922 算出部
93 記憶部
94 入出力制御部
95 入力装置
96 出力装置
Claims (14)
- 曲面を有する第1のワークを保持する保持部と、
第2のワークを前記第1のワークの曲面に倣うように押し付ける押付面を有し、押し付けのために前記第1のワークを前記押付面に対向させた前記保持部に対して、押付方向に交差する平面方向の相対位置が不動に設けられた押付部と、
前記第2のワークの前記第1のワークに対する前記平面方向の位置を変化させることにより、前記第1のワークに対して前記第2のワークを位置決めする位置決め部と、
を有することを特徴とする保持装置。 - 前記位置決め部は、
前記平面方向に可動に設けられ、前記第2のワークを保持する第2の保持部と、
前記第2の保持部を前記平面方向に駆動する駆動部と、
を有することを特徴とする請求項1記載の保持装置。 - 前記第2の保持部は、前記第2のワークが付着する付着部を有することを特徴とする請求項2記載の保持装置。
- 前記付着部は、減圧により前記第2のワークを吸着するバキュームチャックを有することを特徴とする請求項3記載の保持装置。
- 前記付着部は、前記第2のワークを付着させる粘着剤を有することを特徴とする請求項3又は請求項4記載の保持装置。
- 前記付着部は、前記押付面内に設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の保持装置。
- 前記付着部は、前記押付面外に設けられていることを特徴とする請求項3乃至6のいずれかに記載の保持装置。
- 前記第2の保持部は、前記第2のワークの前記平面方向の位置を規制する規制部を有することを特徴とする請求項2乃至7のいずれかに記載の保持装置。
- 前記規制部は、前記第2のワークに形成された孔に挿通される突出具を有することを特徴とする請求項8記載の保持装置。
- 前記規制部は、前記第2のワークを挟持する挟持部を有することを特徴とする請求項8又は請求項9記載の保持装置。
- 前記押付面によって前記第2のワークを前記第1のワークに押し付ける前に、前記第2のワークを前記押付面に密着させる圧着部を有することを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の保持装置。
- 請求項1乃至11のいずれかに記載の保持装置と、
前記位置決め部を動作させるために、前記保持部と前記押付部との間における前記第1のワーク及び前記第2のワークの位置ずれを検出する検出装置と、
を有することを特徴とする位置決め装置。 - 前記検出装置は、
前記第1のワーク及び前記第2のワークの所定の箇所を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された画像に基づいて、前記第1のワークと前記第2のワークのずれを補正する補正量を検出する検出部と、
を有することを特徴とする請求項12記載の位置決め装置。 - 請求項1乃至11のいずれかに記載の保持装置と、
前記保持部及び前記押付部の一方又は双方を押付方向に付勢することにより、前記第1のワークに前記第2のワークを押し付ける押圧装置と、
を有することを特徴とする貼合装置。
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