JPWO2010018628A1 - フィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法 - Google Patents

フィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法

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JPWO2010018628A1
JPWO2010018628A1 JP2010524641A JP2010524641A JPWO2010018628A1 JP WO2010018628 A1 JPWO2010018628 A1 JP WO2010018628A1 JP 2010524641 A JP2010524641 A JP 2010524641A JP 2010524641 A JP2010524641 A JP 2010524641A JP WO2010018628 A1 JPWO2010018628 A1 JP WO2010018628A1
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和久 三島
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芳明 柳田
芳明 柳田
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Abstract

本発明は複数のフィルム基材を湾曲させて貼着するフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法に係り、所望形状の曲面状吸着面を有した型と、曲面状吸着面上を相対的に移動可能な構成とされフィルム基材を保持する複数の真空室を有する吸着ドラムと、真空室に対して個別に吸引処理が可能な吸引装置とを設ける。そして、吸着ドラムがフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する真空室に対する吸引処理を開始し、貼着されたフィルム貼着装置に対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する構成とする。

Description

本発明はフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法に係り、特に複数のフィルム基材を湾曲させて貼着するフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法に関するものである。
例えば、電車内広告及び街頭ＰＯＰ(Point of purchase advertising)広告において、紙資源の節約及び低消費電力という観点から電子ペーパ技術がその代替して期待されている。この電子ペーパは、上記用途では電車内上部や建屋の柱などの曲面を有した場に取り付けられることが予想される。この用途に必要とされる高い耐久性及び安定した視認性を得るためには、製造工程内で予め所望の曲面形状を形成した状態で出荷することが望ましい。
また、電子ペーパの製造工程の１つとして複数のフィルム基材を貼り合わせる工程が存在するが、この工程で曲面形状を形成する場合、現行では複数の樹脂製シートを積層する技術（特許文献１参照）が適用されている。具体的には、図１Ａに示すように図所望の曲面形状を有する雌型２と、これに対向した形状を有する雄型３の２種類の型２，３を用意し、それぞれに貼り合わせるフィルム基材５Ａ，５Ｂを吸着保持させる。続いて、図１Ｂに示すように、上記２種類の型２，３を組み合わせた状態で加圧（加圧力を矢印Ｆで示す）することでフィルム基材５Ａ，５Ｂを貼着する方法が用いられていた。
特開２００５−１６１５２８号公報
しかし上記方法を用いた場合、下記の(a)〜(d)の問題点が発生してしまう。
(a)２種類の専用の型２，３が必要になり、それらを噛み合わせるため、対向する型の面（図１Ａに符号２ａ，３ａで示す面）に高い加工精度が要求される。
(b)３枚以上のフィルム基材を貼り付ける場合には、フィルム基材の厚みが増大し曲率半径が変化してしまうため、曲率半径を変えた型が更に必要となる。
(c)全面を一括で貼り合わせるため接着剤等に存在する気泡の逃げ場がなく、この気泡を除去するために、貼り合わせ工程後に別箇に気泡除去工程が必要となってしまう。
(d)貼り合わせに接着剤を使用した場合、型２，３の湾曲した形状により接着剤に偏りが発生し、製品の厚さが不均一になってしまう。
本発明は、上述した従来技術の問題を解決する、改良された有用なフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法を提供することを総括的な目的とする。
本発明のより詳細な目的は、簡単な製造設備で、内部に気泡等が残存することなく、曲面を有した状態で複数のフィルム基材を確実に貼着できるフィルム貼着装置及びフィルム貼着方法及び電子ペーパの製造方法を提供することにある。
上記の目的は一の観点からは、第１のフィルム基材と第２のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着装置であって、前記第１のフィルム基材が装着される、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされており、前記第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面が設けられた複数の真空室を有する吸着保持装置と、前記複数の真空室に対して個別に吸引処理が可能な吸引装置とを設けており、前記吸引装置は、前記吸着保持装置の移動に伴い、前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記第２のフィルム基材が前記第１のフィルム基材に貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する構成としたフィルム貼着装置により達成される。
また、上記の目的は他の観点からは、複数のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着方法であって、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に第１のフィルム基材を装着する装着工程と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第２のフィルム基材を前記第１のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、前記貼着工程では、前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記吸着保持装置の移動に伴い前記第１及び第２のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルム基材に対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止するフィルム貼着方法により達成される。
また、上記の目的は他の観点からは、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板となる第１及び第２のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせる電子ペーパの製造方法であって、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に前記第１のフィルム基材を装着する装着工程と、前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に前記第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第２のフィルム基材を前記第１のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、前記貼着工程では、前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、前記吸着保持装置の移動に伴い前記第１及び第２のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する電子ペーパの製造方法により達成される。
本発明によれば、３枚以上のフィルム基材を貼り合わせる場合にも、複数の型が不要となり、型製造コストの削減を図ることができる。また、貼着処理時において、第１及び第２のフィルム基材は気泡を追い出しながら貼り合わせられるため、貼着されたフィルム基材内に気泡は存在せず、よって気泡除去工程を不要とすることができる。
従来の一例であるフィルム貼着装置の概略構成図である（貼着前）。 従来の一例であるフィルム貼着装置の概略構成図である（貼着時）。 本発明の一例であるフィルム貼着装置の基本構成を示しており、曲面状吸着面が上に凸の形状である例を示す図である。 図２に示すフィルム貼着装置の吸着保持装置を拡大して示す斜視図である。 本発明の一例であるフィルム貼着装置の基本構成を示しており、曲面状吸着面が凹形状である例を示す図である。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の構成図である。 吸着ドラムの構成を説明するための図である。 吸着ドラムの断面図である。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の吸着ドラムの制御系を示すブロック図である。 吸着ドラムの真空室に対する吸引処理のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示すタイミングチャートである。 本発明の一実施例であるフィルム貼着装置の動作を示すフローチャートである。 型の曲面状吸着面を波型にした実施例を示す構成図である。
符号の説明
１０Ａ，１０Ｂ，３０ フィルム貼着装置
１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 型
１２ 吸着保持装置（吸着ドラム）
１３-1〜１３-8 真空室
１４-1〜１４-8 吸着面
１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ 曲面状吸着面
１７ 吸引装置
２０Ａ，２０Ｂ フィルム基材
３１ 供給リール
３２ スペーサ散布装置
３３ スペーサ
３４ 接着剤硬化装置
３５ ディスペンサ
３６ 接着剤
３７ 送りステージ
３９ フィルムカッター
４０ ドラム回転軸
４１ ドラム加圧装置
４２ 連通管
４４ 位置決めマーク
４５ 角度検知装置
４６ 圧力検知装置
４９ 制御装置
以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図２は本発明の一例であるフィルム貼着装置１０Ａの基本構成を示しており、図３はフィルム貼着装置１０Ａに設けられる吸着保持装置１２を拡大して示している。フィルム貼着装置１０Ａは、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとを張り合わせる装置である。このフィルム貼着装置１０Ａは、型１１Ａ、吸着保持装置１２、及び吸引装置１７等により構成されている。
型１１Ａは、吸着保持装置１２と対向する面が曲面形状（具体的には、凸の半円筒形状）とされた曲面状吸着面１５Ａとされている。図２に示す例では、曲面状吸着面１５が上に凸の形状である例を示している。この曲面状吸着面１５Ａは微小な孔が多数形成されており、また型１１Ａには吸引装置１７が接続されている。この吸引装置１７が駆動すると、曲面状吸着面１５Ａの微小な孔から吸引処理が行われ、よってフィルム基材２０Ａは曲面状吸着面１５Ａに吸着される。これにより、フィルム基材２０Ａは、型１１Ａに装着される。
吸着保持装置１２は、図５に拡大して示すように全体として円筒形状を有しており、回転軸４０を中心にして図中矢印Ａで示す方向に回転する構成とされている。この吸着保持装置１２は、後述するようにフィルム基材２０Ｂに対する保持及び保持解除を適宜行いつつ型１１Ａ上を相対的に移動することにより、フィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａに貼着する（貼り付ける）機能を奏するものである。
また上記の吸着保持装置１２に対する型１１Ａの相対的な移動は、吸着保持装置１２を固定として型１１Ａを移動させる構成としても、逆に型１１Ａを固定として吸着保持装置１２を移動させる構成としてもよい。なお、この貼着処理を行う際、予めフィルム基材２０Ａ又はフィルム基材２０Ｂの少なくとも一方に接着剤を塗布しておく。
上記の吸着保持装置１２は、内部に複数（本実施例では８個）の第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8が設けられている。この各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8の各外周面は、微小な孔が多数形成された第１吸着面１４-1〜第８吸着面１４-8とされている。
また、吸着保持装置１２にも吸引装置１７が接続されており、各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して吸引処理を行える構成となっている。この際、吸引装置１７は、各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して個別に吸引処理を行える構成とされている。
従って、吸引装置１７が駆動すると、第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8を介して第１吸着面１４-1〜第８吸着面１４-8の微小な孔から吸引処理が行われ、よってフィルム基材２０Ｂは第１吸着面１４-1〜第８吸着面１４-8に吸着される。これにより、フィルム基材２０Ｂは吸着保持装置１２に装着される。
この際、前記のように吸引装置１７は第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して個別に吸引処理を行いうる構成とされているため、フィルム基材２０Ｂは吸着保持装置１２の全周ではなく、吸着保持装置１２の所定の角度範囲において保持することができる。
例えば、吸引装置１７が第１真空室１３-1に対してのみ吸引処理を行った場合、フィルム基材２０Ｂは第１吸着面１４-1にのみ吸引されて保持される。また、第２真空室１３-2と第３真空室１３-3に対してのみ吸引処理を行った場合、フィルム基材２０Ｂは第２吸着面１４-2と第３吸着面１４-3にのみ吸引されて保持される。
続いて、上記構成とされたフィルム貼着装置１０Ａの動作について説明する。
図２に示す例では、吸着保持装置１２が固定されると共に型１１Ａが図中矢印Ｖで示す方向に移動し、これにより吸着保持装置１２は型１１Ａの曲面状吸着面１５Ａ上を矢印Ｖ方向と反対方向（図中左方向）に相対的に移動する構成とされている。
フィルム基材２０Ａは、曲面状吸着面１５Ａ上に位置決めされて載置された後、吸引装置１７により型１１Ａに吸引処理が行われ、この吸引力により曲面状吸着面１５Ａに保持される。
フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとの貼着処理が開始される時（以下、貼着開始時という）、吸着保持装置１２は曲面状吸着面１５Ａの図２に矢印Ｐ１で示す位置（以下、貼着開始位置という）に位置している。また、この貼着開始時において、既に吸着保持装置１２はその外周約１８０°の範囲にわたり、フィルム基材２０Ｂを保持している。
前記したように、吸着保持装置１２は第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8を有しているが、吸着保持装置１２の移動に伴いフィルム基材２０Ｂが吸着保持装置１２の表面と対向している範囲における真空室は吸引装置１７により吸引処理が行われ、よって当該吸引処理が行われている吸着面はフィルム基材２０Ｂを保持している。
これに対し、吸着保持装置１２の移動によりフィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａに貼着されるに従い、吸引装置１７は貼着された第２のフィルム２０Ｂに対応する真空室に対する吸引処理を順次停止する。この真空室に対する吸引処理の切替処理は、貼着時間開始後、吸着保持装置１２が貼着開始位置Ｐ１から貼着終了位置Ｐ２（図２に矢印で示す）まで移動する間逐次実施される。
上記した処理の具体的な動作について、吸着保持装置１２が曲面状吸着面１５Ａの略中央位置まで移動した状態の図２を用いて説明する。
図２に示す状態より、吸着保持装置１２が矢印Ａ方向に回転すると共に相対的に型１１Ａが矢印Ｖ方向に移動すると、第１真空室１３-1がフィルム基材２０Ｂと対向するようになる。このため、吸引装置１７により、第１真空室１３-1に対する吸引処理が開始される。よって、フィルム基材２０Ｂが第１吸着面１４-1に接触した際、フィルム基材２０Ｂは第１吸着面１４-1に保持される。
これに対し、図２に示す状態より吸着保持装置１２が矢印Ａ方向に回転すると共に相対的に型１１Ａが矢印Ｖ方向に移動すると、第６吸着面１４-6に保持されていたフィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａに貼着される。このように、フィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａに貼着された後も第６真空室１３-6に対する吸引処理が続行されると、第６吸着面１４-6のフィルム基材２０Ｂの保持力（吸引力）は、フィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａから剥がす力として機能してしまう。
そこで、フィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａに貼着された後は、吸引装置１７による貼着終了位置に対応する第６真空室１３-6に対する吸引処理を停止する構成とした。上記した処理を、吸着保持装置１２の曲面状吸着面１５Ａ上における移動及びドラム回転軸４０を中心とした回転に伴い実施することにより、フィルム基材２０Ｂが吸着保持装置１２と対向する所定範囲（図２に示す例では、図中θで示す約１８０°の範囲）においてフィルム基材２０Ｂを確実に保持することができる。また、フィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａに貼着した後は、直ちにフィルム基材２０Ｂに対する保持が解除されるため、吸着保持装置１２に起因してフィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａから剥離することを確実に防止することができる。
上記のように図２に示したフィルム貼着装置１０Ａは、型１１Ａに設けられた所望形状の曲面状吸着面１５Ａの上部で円筒形状の吸着保持装置１２を移動させることによりフィルム基材２０Ａ，２０Ｂを貼着しつつ成型する構成としたため、従来と異なり型を一つのみ（型１１Ａのみ）とすることができる。このように、製造コストが高い型の数を減らすことができるため、フィルム貼着装置１０Ａのコスト低減を図ることができる。また、上記のように２つの型を用いる必要がないため、従来のように２つの型を組み合わせるために高精度な型加工を行う必要がなくなり、これによってもコスト低減を図ることができる。
また、上記した例ではフィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂの２枚のフィルム基材を貼着する場合を説明したが、３枚以上のフィルム基材を貼り付ける場合であっても、型１１Ａを他の型に代えることなく、貼着処理を行うことができる。即ち、フィルム基材の積層数を増大させ、これに伴いフィルム基材の厚みが増大すると、曲率半径が変化してしまう。このように、積層によりフィルム基材の曲率半径が変わった場合、従来のように二つの型５Ａ，５Ｂ（図１Ａ，１Ｂ参照）を組み合わせて成型する方法では、曲率半径の変化に伴い複数の型を製造する必要があった。
これに対して上記したフィルム貼着装置１０Ａでは、曲面状吸着面１５Ａ上にフィルム基材を積層することによりフィルム基材の曲率半径が変わっても、その上部に重ねて次のフィルム基材が積層され、その上部を移動する吸着保持装置１２により貼着及び成型処理が行われるため型を変更する必要はない。
また、上記したフィルム貼着装置１０Ａは、吸着保持装置１２が曲面状吸着面１５Ａ上を貼着開始位置Ｐ１から貼着終了位置Ｐ２まで移動する構成であるため、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとを接着するのに用いる接着剤（図示せず）に気泡が存在していたとしても、この気泡は吸着保持装置１２の移動に伴い貼着終了位置Ｐ２に向け押し遣られ、その端部から外部に放出される。よって、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂの貼着が終了した後に別箇に気泡除去処理を行う必要はなくなり、貼着処理の簡単化を図ることができる。更に、同様の理由により、接着剤に偏りが発生することも防止することができる。
なお、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂとして、例えば電子ペーパ用の液晶を内部に配設する基板を用いた場合、これらの基板は一般的な樹脂フィルムと比べて剛性が高いため曲げることが困難となる。このため、図２に示した凸形状の曲面状吸着面１５Ａを有する型１１Ａを電子ペーパに適用すると、初期の曲面形状を崩しかねず適性表示が行えなくなるおそれがある。
このような場合は、図４に示すような凹形状の曲面状吸着面１５Ｂを有した型１１Ｂを用いることが有効である。また、液晶の注入処理においても、すべてのフィルム基材の積層が終わった段階で液晶の注入工程を実施すれば、積層による液晶への物理的影響もなくすことができる。
続いて、上記した基本原理に基づく、本発明の一実施例であるフィルム貼着装置について説明する。
図５乃至図９は、本発明の一実施例であるフィルム貼着装置３０を説明するための図である。図５は、フィルム貼着装置３０の構成図であり、図６はフィルム貼着装置３０に設けられる吸着ドラム１２（吸着保持装置１２）を説明するための図である。図７は、フィルム貼着装置３０の吸着ドラム１２の制御系を示す図であり、図８は吸着ドラム１２の真空室に対する吸引処理のＯＮ／ＯＦＦのタイミングを示すタイミングチャートである。更に、図９は、フィルム貼着装置３０の動作を示すフローチャートである。なお、図５乃至図９において、図２及び図３に示した構成と対応する構成については、同一符号を付してその説明を省略する。
先ず、図５を用いてフィルム貼着装置３０の全体構成について説明する。本実施例に係るフィルム貼着装置３０は、電子ペーパに用いる樹脂製フィルム基材（以下、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂという）を張り合わせる装置である。
このフィルム貼着装置３０は、型１１Ａ、吸着保持装置となる吸着ドラム１２、吸引装置１７、供給リール３１、スペーサ散布装置３２、接着剤硬化装置３４、ディスペンサ３５、送りステージ３７、及びフィルムカッター３９等により構成されている。
型１１Ａは、吸着ドラム１２と対向する面が曲面形状（具体的には、凸の半円筒形状）とされた曲面状吸着面１５Ａとされている。本実施例では、曲面状吸着面１５が上に凸の形状である例を示している。この曲面状吸着面１５Ａは微小な孔が多数形成されており、吸引装置１７が駆動することにより、曲面状吸着面１５Ａの微小な孔から吸引処理が行われる。フィルム基材２０Ａは、この吸引処理により曲面状吸着面１５Ａに保持される。
送りステージ３７は、型１１Ａの下部に配設されている。この送りステージ３７は、型１１Ａを図５中、左右方向に移動させる機能を奏する。後述する吸着ドラム１２は固定されているが、型１１Ａが送りステージ３７により移動することにより、吸着ドラム１２は型１１Ａに対して相対的に図５中左右方向に移動可能する構成とされている。
吸着ドラム１２は円筒形状を有しており、ドラム回転軸４０を中心にして図中矢印Ａで示す方向に回転する構成とされている。この吸着ドラム１２は型１１Ａ上を相対的に移動することにより、フィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａに貼着する（貼り付ける）機能を奏するものである。
上記の吸着ドラム１２は、内部に複数（本実施例では８個）の第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8が設けられている。この各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8の各外周面は、微小な孔が多数形成された第１吸着面１４-1〜第８吸着面１４-8とされている。
この各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8のそれぞれには、図６Ａに示すように連通管４２の一端が接続されている。また、連通管４２の他端は、それぞれ吸引装置１７に接続されている。この連通管４２は、図６Ｂに示すようにドラム回転軸４０の内部に配設されている。よって、回転する吸着ドラム１２であっても、各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して吸引処理を行うことが可能となる。
また、吸引装置１７と各第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8とを連通する連通管４２の途中位置には、第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8がそれぞれ設けられている（図７参照）。よって、この第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8を切り替えることにより、第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して個別に吸引処理を行うことが可能となる。
吸引装置１７が駆動し、バルブ４７-1〜４７-8が開かれて第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8を介して第１吸着面１４-1〜第８吸着面１４-8の微小な孔から吸引処理が行われると、フィルム基材２０Ｂは曲面状吸着面１５Ａに吸着される。これにより、フィルム基材２０Ｂは型１１Ａに保持される。
この際、バルブ４７-1〜４７-8の開閉を適宜調整することにより、吸引装置１７は第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対して個別に吸引処理を行うことが可能となる。これにより、フィルム基材２０Ｂを吸着ドラム１２の全周ではなく、所定の角度範囲において保持することができる。
上記構成とされた吸着保持装置１２は、ドラム加圧装置４１により型１１Ａに向け加圧可能な構成とされている（加圧力を図中矢印Ｆで示す）。また、吸着保持装置１２は、内部に角度検知装置４５及び圧力検知装置４６を設けている（図７参照）。角度検知装置４５は、吸着保持装置１２の回転角度を検出する角度センサーである。また、圧力検知装置４６は、ドラム加圧装置４１により吸着保持装置１２が型１１Ａを加圧する加圧力を検出する圧力センサーである。後述するように、角度検知装置４５により検出された角度情報、及び圧力検知装置４６で検出された加圧力情報は、それぞれ制御装置４９に送信される。
供給リール３１は、フィルム基材２０Ｂを巻回している。本実施例では、この供給リール３１からフィルム基材２０Ｂを連続的に供給可能な構成としている。この供給リール３１から供給されるフィルム基材２０Ｂは、案内ローラ３８に案内されて吸着保持装置１２に巻き付けられ、吸着保持装置１２の型１１Ａに対する相対的な移動によりフィルム基材２０Ａに貼着される。
なお、本実施例ではフィルム基材２０Ｂが供給リール３１から連続供給される例を示しているが、予めフィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａの長さ（曲面状吸着面１５Ａの長さ）に対応した長さに切断しておき、１枚毎にフィルム貼着装置３０に供給する構成としてもよい。
スペーサ散布装置３２は、フィルム基材２０Ｂに対してスペーサ３３を散布する装置である。本実施例は前記のように電子ペーパに用いるフィルム基材２０Ａ，２０Ｂを張り合わせる装置である。電子ペーパの場合、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとの間に液晶が注入される。このため、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとの間に液晶注入のための間隙を形成する必要がある。このため、スペーサ散布装置３２は、この間隙を形成するためのスペーサ３３を散布する。
ディスペンサ３５は、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂを貼着する接着剤３６を塗布する機能を奏するものである。本実施例では、前記した吸着保持装置１２の型１１Ａに対する相対的移動方向に対し、ディスペンサ３５は吸着保持装置１２の前方位置に配置されている。
これにより、貼着される前のフィルム基材２０Ａに対して接着剤３６を塗布することができ、その上で吸着保持装置１２によりフィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａに加圧することにより、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂは貼着される。なお、本実施例ではフィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとが貼着される直前において接着剤３６をフィルム基材２０Ａに塗布する構成としているが，貼着前に予めフィルム基材２０Ａの貼着面の全面に接着剤３６を塗布しておく方法も考えられる。このように、接着剤３６の塗布方法は種々考えられるが、使用する接着剤の特性などを考慮して適宜選択すればよい。
接着剤硬化装置３４は、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとを接着剤３６により貼着した後、この接着剤３６を効果させる機能を奏するものである。本実施例では、前記した吸着保持装置１２の型１１Ａに対する相対的移動方向に対し、接着剤硬化装置３４は吸着保持装置１２の後方位置に配置されている。
この接着剤硬化装置３４により硬化処理は、使用する接着剤３６の種類により選定される。例えば接着剤３６が紫外線硬化性を有するものであれば、接着剤硬化装置３４としては紫外線照射装置を用いる。また、接着剤３６が熱硬化性を有するものあれば加熱装置を用いる。
なお、本実施例では吸着ドラム１２の近傍に接着材硬化装置３４を配置し、貼り合わせた部分から硬化を行う方法とした。しかしながら、フィルム基材２０Ａ及びフィルム基材２０Ｂの全面を貼り合わせた後、全接着位置を一括して硬化させる方法も考えられる。これらの硬化方法は、使用する接着剤の特性等を考慮して適宜選択することが可能である。
フィルムカッター３９は、フィルム基材２０Ｂが吸着保持装置１２の移動により貼着開始位置Ｐ１から貼着終了位置Ｐ２まで引き出されると共に貼着された際、フィルム基材２０Ｂを切断する機能を奏する。なお、この切断位置は供給リール３１からフィルム基材２０Ｂが引き出された直後位置でもかまわない。しかしながら、吸着ドラム１２に次に貼り合わせる分が吸着された状態を維持できるため、吸着保持装置１２が図中破線で示す位置まで移動した状態（フィルム基材２０Ｂが貼着終了位置Ｐ２よりも引き出された状態置）で切断したほうが、次の貼着作業への移行の円滑化の面からは好ましい。
次に、図７を用いて吸着ドラム１２の制御系について説明する。
前記した吸引装置１７、ドラム加圧装置４１、角度検知装置４５、圧力検知装置４６、及び第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8は、制御装置４９に接続されている。制御装置４９は、フィルム貼着装置３０の動作を統括的に制御する機能を奏するものである。
角度検知装置４５により検出される角度情報及び圧力検知装置４６で検出される加圧力情報は、それぞれ制御装置４９に送信される。制御装置４９は、ドラム回転軸４０は角度情報に基づき、第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8の切替処理を実施する。
前記のように、吸着ドラム１２はドラム加圧装置４１により型１１Ａ（曲面状吸着面１５Ａ）に加圧される。この加圧力が吸着ドラム１２の移動に伴い変動すると、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとを均一かつ安定して貼着することができなくなってしまう。このため、制御装置４９は、圧力検知装置４６により検出された型１１Ａに対する吸着ドラム１２の加圧力に基づき、吸着ドラム１２が一定の安定した加圧力で型１１Ａを加圧するようドラム加圧装置４１を制御する。
次に、制御装置４９が実施する第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8の切替制御について、更に詳述する。
本実施例の制御装置４９は、第１切替バルブ４７-1〜第８切替バルブ４７-8の各開閉のタイミングが順に吸着ドラム１２の回転角度にして順次４５°ずつずれるよう制御を行う。また制御装置４９は、切替バルブ４７-1〜４７-8を開弁した後は吸着ドラム１２が１８０°回転するまでは開弁状態を維持する。そして、その後閉弁処理を行い、閉弁した後はこの閉弁状態が１８０°維持されるよう制御を行う。即ち、制御装置４９は、各切替バルブ４７-1〜４７-8を１８０°の間隔でＯＮ／ＯＦＦ制御する構成とされている。
図８は、制御装置４９が上記のような制御を行った場合の第１真空室１３-1〜第８真空室１３-8に対する真空処理のＯＮ／ＯＦＦを示すタイミングチャートである。本実施例では、吸着保持装置１２の第１真空室１３-1がフィルム基材２０Ｂと接触する直前の位置を０°としている。
制御装置４９は、角度検知装置４５からの角度情報により吸着保持装置１２が０°の回転角度であると判断すると、第１切替バルブ４７-1を開弁する。これにより、第１真空室１３-1は連通管４２を介して吸引装置１７に接続され、よって第１真空室１３-1に対する真空処理が開始（ＯＮ）される。
その後、吸着保持装置１２が４５°回転すると、制御装置４９は第１切替バルブ４７-1の開弁状態を維持しつつ、第２切替バルブ４７-2を開弁する。その後、吸着保持装置１２の４５°の回転毎に順次各切替バルブ４７-3〜４７-8を切り替える。これにより、図８に示すように、第２真空室１３-2〜第８真空室１３-8も順次真空処理が開始される。一方、制御装置４９は、各切替バルブ４７-1〜４７-8の開弁状態が１８０°続くと、順次閉弁処理を実施する。図８は、吸着ドラム１２が０°〜３６０°の範囲にわたり回転する際の各切替バルブ４７-1〜４７-8の切替タイミングを示している。
本実施例では、前記のように吸着保持装置１２の第１真空室１３-1（第１吸着面１４-1）がフィルム基材２０Ｂと接触した位置を０°としている。従って、第１吸着面１４-1がフィルム基材２０Ｂに接触することにより第１真空室１３-1は吸引処理が行われ、よってフィルム基材２０Ｂは第１真空室１３-1（第１吸着面１４-1）に吸着されて保持される。
このようにフィルム基材２０Ｂが第１吸着面１４-1に保持された状態において、既にフィルム基材２０Ｂは吸着ドラム１２に１８０°の範囲にわたり巻回された状態とされている。よって、フィルム基材２０Ｂは、第６吸着面１４-6〜第８吸着面１４-8とも接触した状態となっている。
このように、制御装置４９は各切替バルブ４７-1〜４７-8を制御することにより、フィルム基材２０Ｂと接触している吸着面（図５に示す例では、第１吸着面１４-1，第６吸着面１４-6〜第８吸着面１４-8）に対応する真空室（図５に示す例では、第１真空室１３-1，第６真空室１３-6〜第８真空室１３-8）に対しては吸引処理が実施されるよう制御処理を行う。
図８に示されるように、このフィルム基材２０Ｂを吸着している吸着面は、吸着ドラム１２の４５°の回転毎に切り替えられるため、常に吸着ドラム１２はフィルム基材２０Ｂをその１８０°の範囲にわたり保持する。よって、フィルム基材２０Ｂを確実に供給リール３１から引き出し、曲面状吸着面１５Ａ上に装着されたフィルム基材２０Ａに貼着処理することができる。
一方、吸着ドラム１２がフィルム基材２０Ａ，２０Ｂを加圧する位置は、吸着ドラム１２が型１１Ａの曲面状吸着面１５Ａと当接する位置である。この位置において、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂは貼着される。よって、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂが貼着された後も吸着ドラム１２によりフィルム基材２０Ｂが保持された状態が維持されると、この保持力は逆にフィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａから剥離する力として作用してしまうことは前述した通りである。
そこで図５に示す状態では、制御装置４９は第５切替バルブ４７-5を停止させ、第５真空室１３-5（第５吸着面１４-5）に対する吸引処理を終了する。これにより、貼着されたフィルム基材２０Ａ，２０Ｂが、吸着ドラム１２に起因して剥離してしまうことを防止できる。なお、フィルム基材２０Ｂが接触していない他の吸着面（図５に示す例では、第２吸着面１４-2〜第４吸着面１４-4）と対応する真空室（図５に示す例では、第２真空室１３-2〜第４真空室１３-4）には、制御装置４９は吸引処理が実施されないよう第２切替バルブ４７-2〜第４切替バルブ４７-4を制御する。
図８に示されるように、このフィルム基材２０Ｂを吸着していない吸着面も、吸着ドラム１２の４５°の回転毎に切り替えられるため、吸着ドラム１２のフィルム基材２０Ｂと接触していない部分における吸引処理は実施されない。これにより、上記したフィルム基材２０Ａ，２０Ｂの剥離防止を図れると共に、吸引装置１７の無駄な駆動を抑制することができランニングコストの低減を図ることができる。
続いて、上記構成とされたフィルム貼着装置３０の動作について説明する。図９は、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂを貼着する際のフィルム貼着装置３０の動作を示すフローチャートである。
貼着処理が開始されると、ステップ１０（図では、ステップをＳと略称している）において、フィルム基材２０Ａを型１１Ａに装着する処理を行う。この際、本実施例では、予め所定の形状に切断されたフィルム基材２０Ａを型１１Ａの曲面状吸着面１５Ａに載置する方法を用いている。しかしながら、供給リール３１と同様なフィルム基材２０Ａを巻回した供給リールを用い、曲面状吸着面１５Ａ上に連続的にフィルム基材２０Ａを供給する方法を用いることも可能である。
また、曲面状吸着面１５Ａの貼着開始位置Ｐ１には、位置決めマーク４４が設けられている。フィルム基材２０Ａを曲面状吸着面１５Ａに装着する際、この位置決めマーク４４を用いて両者１５Ａ，２０Ａの位置決めが行われる。これにより、フィルム基材２０Ａを精度良く曲面状吸着面１５Ａ上の所定装着位置に装着することができる。
上記のようにフィルム基材２０Ａが曲面状吸着面１５Ａ上の所定装着位置に装着されると、制御装置４９は吸引装置１７を駆動する。これにより、フィルム基材２０Ａは曲面状吸着面１５Ａに吸着され、よってフィルム基材２０Ａは型１１Ａに保持される。
続くステップ２０では、供給リール３１から引き出された２０Ｂの先端部が、位置決めマーク４４を用いて型１１Ａの曲面状吸着面１５Ａに取り付ける。これにより、貼着開始位置Ｐ１においては、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂが共に位置決めされて重ねられた状態となる。
続くステップ３０では、接着剤３６がディスペンサ３５を用いてフィルム基材２０Ａ上に塗布される。また、吸着ドラム１２は貼着開始位置Ｐ１位置に移動すると共に、制御装置４９はドラム加圧装置４１を駆動して吸着ドラム１２を所定の加圧力で型１１Ａに向け加圧する。これにより、吸着ドラム１２と型１１Ａとの間に介在するフィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂも加圧され、よってフィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂは貼着される。
ステップ４０では、送りステージ３７が矢印Ｖ方向に移動を開始する。これにより、吸着ドラム１２は相対的に曲面状吸着面１５Ａ上をＶ方向とは反対方向に移動を開始する。この際、ディスペンサ３５は吸着保持装置１２の型１１Ａに対する相対的移動方向（Ｖ方向とは反対方向）に対し吸着保持装置１２の前方位置に配置されているため、接着剤３６はフィルム基材２０Ａ上に順次塗布される。また、吸着ドラム１２は移動することにより、接着剤３６が塗布されたフィルム基材２０Ａ上にフィルム基材２０Ｂを順次加圧して貼着処理を行う。
この際、前記のように吸着ドラム１２は吸着ドラム１２に１８０°の範囲にわたりフィルム基材２０Ｂを吸着保持した状態で移動し、フィルム基材２０Ｂをフィルム基材２０Ａに加圧して貼着した後は、直ちに吸着を解除して吸着ドラム１２によるフィルム基材２０Ｂの保持を解除する構成とされている。よって、吸着ドラム１２に起因し、フィルム基材２０Ｂがフィルム基材２０Ａから剥離することを確実に防止することができる。
また、ステップ４０の処理は、吸着ドラム１２が貼着開始位置Ｐ１から貼着終了位置Ｐ２まで移動する間中実施される。よって、フィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂとを接着する接着剤３６内に気泡が存在していたとしても、この気泡は吸着ドラム１２の移動に伴い貼着終了位置Ｐ２に向け押し遣られ、その端部から外部に放出される。
よって、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂの貼着が終了した後に接着剤３６内に気泡が残存するようなことはなく、従って気泡除去処理を実施する必要もなくなるため貼着処理の簡単化を図ることができる。更に、吸着ドラム１２は制御装置４９によるドラム加圧装置４１の制御により、常に一定の加圧力で型１１Ａに向け加圧力を印加するため、接着剤３６に偏りが発生することも防止することができる。
ステップ５０では、接着剤硬化装置３４が接着剤３６の硬化処理を行う。本実施例では、接着剤３６として紫外線硬化樹脂を用いているため、接着剤硬化装置３４は接着剤３６に向け紫外線を照射する。この際、接着剤硬化装置３４は吸着保持装置１２の型１１Ａに対する相対的移動方向（Ｖ方向とは反対方向）に対し吸着保持装置１２の後方位置に配置されているため、接着剤硬化装置３４による硬化処理は、ディスペンサ３５により塗布された接着剤３６に対して順次行われる。
ステップ３０〜５０の処理は、吸着ドラム１２が貼着終了位置Ｐ２に移動するまで実施される。そして、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂが貼着開始位置Ｐ１から貼着終了位置Ｐ２の範囲において貼着されると、フィルム基材２０Ａ，２０Ｂはフィルムカッター３９により切断され、これによりフィルム基材２０Ａとフィルム基材２０Ｂの貼着処理は終了する。
上記した本実施例に係るフィルム貼着装置３０は、吸着ドラム１２を移動させることによりフィルム基材２０Ａ，２０Ｂを貼着しつつ成型する構成としたため、一つの型１１Ａのみでフィルム基材２０Ａ，２０Ｂの貼着処理を行うことができる。よって、製造コストが高い型の使用数を減らすことができコスト低減を図ることが可能となる。また、複数の型を用いた場合に必要となる型合わせのための高精度な型加工が不要となり、これによってもコスト低減を図ることができる。
なお、上記した実施例では型１１Ａの形状を上に凸の半円筒形とした例を示したが、図１０に示すように、型１１Ｃに形成する曲面状吸着面１５Ｃを自由曲面形状とすることも可能である。また、吸着装置と吸着ドラムの上下設置位置を逆にしても実現可能である。
以上、本発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は上記した特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能なものである。

Claims (16)

  1. 第１のフィルム基材と第２のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着装置であって、
    前記第１のフィルム基材が装着される、所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされており、前記第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面が設けられた複数の真空室を有する吸着保持装置と、
    前記複数の真空室に対して個別に吸引処理が可能な吸引装置とを設けており、
    前記吸引装置は、
    前記吸着保持装置の移動に伴い、前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記第２のフィルム基材が前記第１のフィルム基材に貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する構成としたフィルム貼着装置。
  2. 前記吸着保持装置に回転角度検出装置を設けると共に、
    前記吸引装置は、前記回転角度検出装置が検出する前記吸着保持装置の回転角度に基づき、前記真空室に対する吸引処理を切り替える構成の請求項１記載のフィルム貼着装置。
  3. 前記吸着保持装置を前記型に向け加圧する加圧装置と、
    前記吸着保持装置に前記型に対する加圧力を検出する圧力検出装置と、
    前記圧力検出装置が検出する加圧力に基づき、前記吸着保持装置を前記型に向け一定の加圧力で加圧するよう前記加圧装置を制御する圧力制御装置を設けた請求項１に記載のフィルム貼着装置。
  4. 前記吸着保持装置が固定されると共に、前記型に移動装置を設けることにより、
    前記吸着保持装置が前記曲面状装着面上を移動するよう構成した請求項１に記載のフィルム貼着装置。
  5. 前記真空室と前記吸引装置とを連通する連通管を、前記吸着保持装置の回転中心軸内に配設した請求項１に記載のフィルム貼着装置。
  6. 少なくとも前記第２のフィルム基材を供給リールから連続的に供給しうる構成とし、かつ、前記供給リールから供給される前記第２のフィルム基材を所望の長さで切断しうるフィルムカッターを設けた請求項１に記載のフィルム貼着装置。
  7. 前記第１及び第２のフィルム基材は、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板である請求項１に記載のフィルム貼着装置。
  8. 前記供給リールと前記吸着保持装置との間に、前記第２のフィルム基材に対してスペーサを散布するスペーサ散布装置を設けた請求項６記載のフィルム貼着装置。
  9. 複数のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせるフィルム貼着方法であって、
    所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に第１のフィルム基材を装着する装着工程と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第２のフィルム基材を前記第１のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、
    前記貼着工程では、
    前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記吸着保持装置の移動に伴い前記第１及び第２のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止するフィルム貼着方法。
  10. 前記吸着保持装置に回転角度検出装置を設けると共に、
    前記回転角度検出装置が検出する前記吸着保持装置の回転角度に基づき、前記真空室に対する吸引処理を切り替える請求項９記載のフィルム貼着方法。
  11. 前記吸着保持装置を前記型に向け加圧する加圧装置と、
    前記吸着保持装置に前記型に対する加圧力を検出する圧力検出装置と、
    前記圧力検出装置が検出する加圧力に基づき、前記吸着保持装置を前記型に向け一定の加圧力で加圧するよう前記加圧装置を制御する圧力制御装置を設けた請求項９に記載のフィルム貼着方法。
  12. 前記吸着保持装置が固定され、前記型が前記吸着保持装置に対して移動することにより、前記吸着保持装置が前記曲面状装着面上を相対的に移動する請求項９に記載のフィルム貼着方法。
  13. 少なくとも前記第２のフィルム基材を供給リールから連続的に供給しうる構成とし、前記供給リールから供給される前記第２のフィルム基材が前記第１のフィルム基材と貼着された後、該第２のフィルム基材をフィルムカッターで切断する請求項９に記載のフィルム貼着方法。
  14. 前記第１及び第２のフィルム基材は、電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板である請求項９に記載のフィルム貼着方法。
  15. 前記第２のフィルム基材が前記供給リールから前記吸着保持装置に移動する間に、前記第２のフィルム基材に対してスペーサを散布する請求項１３記載のフィルム貼着方法。
  16. 電子ペーパの液晶を挟んで配設される基板となる第１及び第２のフィルム基材を曲面形状に貼り合わせる電子ペーパの製造方法であって、
    所望の曲面形状を有する曲面状装着面を有した型に前記第１のフィルム基材を装着する装着工程と、
    前記曲面状装着面上を相対的に移動可能な構成とされると共に前記第２のフィルム基材を吸着し保持する吸着面を個々に有する複数の真空室を設けてなる吸着保持装置を用い、前記第２のフィルム基材を前記第１のフィルム基材に貼着する貼着工程とを有し、
    前記貼着工程では、
    前記第２のフィルム基材と対向する対向位置で該対向位置に対応する前記真空室に対する吸引処理を開始し、
    前記吸着保持装置の移動に伴い前記第１及び第２のフィルム基材が貼着されるに従い、貼着された前記第２のフィルムに対応する前記真空室に対する吸引処理を順次停止する電子ペーパの製造方法。
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