(57)【要約】【課題】接続フィルム先端位置決め装置にセットするだけで接続フィルムの繰出しから該フィルム始端の先行フィルムの終端への接続までを全て自動的に行えるようにするとともに、フィルム装填作業時の成膜装置の加熱冷却時間と大気開放、真空引き時間の除外化を行い、生産効率の向上を図ることにある。【解決手段】フィルムロール１から先行して送給される先行フィルム４の終端部に、次のフィルムロールから引き出される接合テープ９の貼付された接続フィルム４ａの始端部を接合するフィルムの接合装置３３において、巻き出し部３１に装着され接合テープ９が貼付された接続フィルム４ａの始端を、繰出し位置に位置決めするクリップ式の接続フィルム先端位置決め装置５と、回転機構１０を用いて接続フィルム４ａの始端の把持及び掴み換えを行い、接合の所定位置に位置合せする接続フィルム繰出し装置６と、回転機構１０を用いて先行フィルム４と接続フィルム４ａとを重ね合せて圧接するフィルム接合手段とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムロールから先行して送給される先行フィルムの終端部に、次のフィルムロールから引き出される接続フィルムの始端部を接合するフィルムの接合装置において、
巻き出し部に装着され、前記接続フィルムの始端を、繰出し位置に位置決めする接続フィルム先端位置決め装置と、
回転機構を用いて前記接続フィルムの始端の把持及び掴み換えを行い、接合の所定位置に位置合せする接続フィルム繰出し装置と、
回転機構を用いて前記先行フィルムと前記接続フィルムとを接合するフィルム接合手段とを備えたことを特徴とするフィルムの接合装置。
【請求項２】
前記先行フィルムの終端のフィルム余材を切除し、前記フィルムの残材を接続位置から逃がすフィルム切断装置と、前記接続フィルムを接合位置より搬送位置に移送するフィルム移送装置とを、さらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムの接合装置。
【請求項３】
前記接続フィルム先端位置決め装置は、巻き出し室と接合室との間に設けられた真空遮断装置を往復動して前記接続フィルム始端を繰出し位置に位置決めするようになっていること特徴とする請求項１に記載のフィルムの接合装置。
【請求項４】
前記接続フィルム繰出し装置は、ばね機構を有する突起部を接続フィルム始端の孔部に嵌合し、回転機構を用いて接合所定位置まで繰出したあと、接合部において前記突起部が収納される機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフィルムの接合装置。
【請求項５】
前記接続フィルム繰出し装置とフィルム接合手段とを一つの回転機構により回転するように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のフィルムの接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、巻芯にロール状に巻かれた連続フィルムを供給する場合のように、ロール状に巻かれた帯状のテープ、フィルム、ウェブ等（以下、総称してフィルムと呼ぶ）の始端を引き出して、先行するフィルムの終端に接続するフィルムの接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のロールから順次、フィルムを連続的に引き出していくため、先行フィルムの終端部と、接続するフィルムの始端部とを、作業者によって接着テープ等で接合するのが一般的である（例えば、特許文献１参照）。
また、フィルムを自動で接合する場合においても、用いられるフィルム把持機構はエア吸着のものが多いことから、大気中での使用を前提としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５―１４５７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、フィルムロールのフィルム始端を、人手により引き出して所定の位置にセットすることなく、フィルムロールをフィルム支持軸に装填し、始端をクリップ式の接続フィルム先端位置決め装置にセットするだけで接続フィルムの繰出しから、そのフィルム始端の先行フィルムの終端への接続までを全て自動的に行えるようにし、あるいは装置の外側から内部を見ながらの操作であったり、またはモニターを見ながらの遠隔操作をすることによって、大気中における接合時のフィルム装填作業の除外化を図ることである。
【０００５】
また、本発明が解決しようとする課題は、ロールツーロールでフィルム（縦型、横型）搬送を行う成膜装置などでは、加熱真空中におけるフィルムの接続を行うことにより、フィルム装填作業時の真空装置の加熱冷却時間と大気開放、真空引き時間の除外化を行い、生産効率の向上を図ることである。
【０００６】
すなわち、本発明の目的は、接続フィルム先端位置決め装置にセットするだけで接続フィルムの繰出しから当該フィルム始端の先行フィルムの終端への接続までを全て自動的に行えるようにするとともに、フィルム装填作業時の成膜装置の加熱冷却時間と大気開放、真空引き時間の除外化を行い、生産効率の向上を図ることが可能なフィルムの接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記従来技術の有する課題を解決するために、本発明は、フィルムロールから先行して送給される先行フィルムの終端部に、次のフィルムロールから引き出される接続フィルムの始端部を接合するフィルムの接合装置において、巻き出し部に装着され、前記接続フィルムの始端を、繰出し位置に位置決めする接続フィルム先端位置決め装置と、回転機構を用いて前記接続フィルムの始端の把持及び掴み換えを行い、接合の所定位置に位置合せする接続フィルム繰出し装置と、回転機構を用いて前記先行フィルムと前記接続フィルムとを接合するフィルム接合手段とを備えている。
【０００８】
そして、本発明は、好ましくは、請求項１において、前記先行フィルムの終端のフィルム余材を切除し、前記フィルムの残材を接続位置から逃がすフィルム切断装置と、前記接続フィルムを接合位置より搬送位置に移送するフィルム移送装置とをさらに備えている。
【０００９】
また、本発明は、好ましくは、前記接続フィルム先端位置決め装置は、巻き出し室と接合室との間に設けられた真空遮断装置を往復動して前記接続フィルム始端を繰出し位置に位置決めするようになっている。
【００１０】
さらに、本発明は、好ましくは、前記接続フィルム繰出し装置は、ばね機構を有する突起部を接続フィルム始端の孔部に嵌合し、回転機構を用いて接合所定位置まで繰出したあと、接合部において前記突起部が収納される機能を備えている。
【００１１】
また、本発明は、好ましくは、前記接続フィルム繰出し装置とフィルム接合手段とを一つの回転機構により回転するように構成している。
【発明の効果】
【００１２】
上述の如く、本発明に係るフィルムの接合装置は、フィルムロールから先行して送給されるフィルムの終端部に、次のフィルムロールから引き出されるフィルム始端部を、接合するものであって、巻き出し部に装着され、接続フィルムの始端を、繰出し位置に位置決めする接続フィルム先端位置決め装置、回転機構を用いて接続フィルム始端の把持・掴み換えを行い、接合所定位置に位置合せする接続フィルム繰出し装置、回転機構を用いて現フィルム（先行フィルム）と接続フィルムとを接合するフィルム接合手段を備えたことにある。
現フィルムと現フィルムとの接合は、例えば次のフィルムロールから引き出されるフィルムの終端部に接合テープを貼付け、先行フィルムと接続フィルムを重ね合わせて圧接することができる。この接合については、これに限定されず、接着材や溶接なども利用でき、また、重ね合わせずに端部を合わせて接合することもできる。
【００１３】
また、本発明はかかる構成に加えて、先行フィルムの終端フィルム余材を切除し、前記先行フィルムの残材を接続位置から逃がすフィルム切断装置と、前記接続フィルムを接合位置より搬送位置に移送するフィルム移送装置とをさらに備えたことにある。
【００１４】
したがって、本発明のフィルムの接合装置によれば、フィルムロールの引き出しが簡単な機構で行うことができるとともに、接合所定位置まで接続フィルム繰出し装置と同時にフィルム接合装置の両装置をワンアクションで行うことで、接合に掛かる時間が最小限で済む。
【００１５】
また、本発明によれば、接続フィルム先端位置決め装置は、クリップ式を採用することが可能であり、この場合、フィルム端部を機械的に把持するため、縦型搬送フィルムに対しても使用可能である。
さらに、真空装置内で使用可能な材料及び機構によって構成されているため、巻き出し室と接合室との間に設けられた真空遮断装置を通過して接続フィルム始端を繰出し位置に位置決めすることができ、また真空装置内に設置した場合、フィルムロールの交換は、巻き出し室と接合室との間に設けられた真空遮断装置を開閉し、巻き出し室のみを大気開放するだけで行うことができる。
【００１６】
しかも、本発明によれば、フィルム端部を機械的挟み込みにより把持するため、横型搬送のみならず縦型搬送においても確実に把持して搬送することができる。
【００１７】
また、本発明によれば、前記接続フィルム繰出し装置は、ばね機構を有する突起部を接続フィルム始端の孔部に嵌合し、回転機構を用いて接合所定位置まで繰出したあと、接合部においてばね機構を有する突起部が収納される機能を備えているため、接続フィルム繰出し装置とフィルム接合装置の両装置を一つの回転機構により回転させることが可能となり、回転駆動機構が簡単な構成となって、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置の接続フィルム始端部を示す模式図である。
【図２】本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置のフィルム接合部を示す模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置の真空中におけるワークフローである。
【図４】縦型搬送によるロールツーロールによる成膜装置の概略図であり、（Ａ）は本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置の真空中における実施例を示す全体構成の平面図、（Ｂ）は巻き取り部であって（Ａ）のＹ１部詳細図、（Ｃ）は巻き出し部であって（Ａ）のＹ２部詳細図である。
【図５】本発明の実施形態に係る成膜装置のフィルムの接合装置の真空中における側面図である。
【図６】（１）〜（５）は本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置を示す工程図である。
【図７】本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置において、接続フィルム繰出し装置とフィルム接合工程始めを示す工程図である。
【図８】本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置において、回転機構を用いて接続フィルム始端の把持・掴み換えを行い、接合所定位置に位置合せする接続フィルム繰出し用フックを示す詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係るフィルム接合装置について、図面を参照しながら、その実施形態に基づき詳細に説明する。
【００２０】
本発明の実施形態に係るフィルムの接合装置３３は、その概略を図１及び図２に示すように構成され、図示しないサーボモータによりその正逆回転を自由に制御できる一対の巻芯３Ａ，３Ｂを有しており、巻芯３Ａは接続フィルム側に配置され、巻芯３Ｂは先行フィルム側に配置されている。図２及び後述する図６では、巻芯３Ｂから繰出しているフィルム４ａの終端部に、巻芯３Ａに待機しているフィルムロールの始端縁を接続する場合を示しているが、その逆の場合も同様に行われるようになっている。
【００２１】
以下、便宜上接続側をＡ側とし、現在先行送給している側をＢ側として説明する。
巻芯３Ａ，３Ｂからフィルム搬送路に沿って、ピストンシリンダ等の適宜の駆動手段により直動する接続フィルム先端繰出し装置６と、それに連結した接続フィルムクリップ式チャック５とが配置されている。また、繰出し回転ドラム１０に関連して、ばね機構１５（図７及び図８参照）を有する繰出し用フック（突起部）１１が配置されている。
これは、繰出し回転ドラム１０によって繰出し用フック１１が接続フィルム４を把持した段階で、クリップ式チャック５が開放され、後述の図８に示すように、ばね機構１５によって跳ね上げられ、フィルム４の搬送に支障を来たさない構造としている。なお、繰出し回転ドラム１０の外周部には、案内ローラ１２が取付けられている。
【００２２】
また、接続フィルム４ａの始端縁には、多数の孔８が幅方向に沿って一定の間隔を開けて穿設されているとともに、先行フィルム４と相向き合う側には、接合テープ９が貼り付けされている。したがって、本実施形態のフィルムの接合装置では、図２に示すように、繰出し装置６によって、接続フィルム４ａの始端部の孔８に、繰出し回転ドラム１０の端部に設置されたフィルム繰出し用フック１１を嵌合させ、この状態で、図示しないサーボモータでその正逆回転を自由に制御できる繰出し回転ドラム１０を回転させると、接続フィルム４ａの始端部が待機位置より移送され、先行フィルム４との接合位置にセットされるようになっている。
【００２３】
さらに、本実施形態のフィルムの接合装置３３は、３Ａ側、３Ｂ側両方のフィルム４ａ，４を重ね合せて圧接するフィルム接合手段を備えている。このフィルム接合手段は、繰出し回転ドラム１０と搬送ローラ１３とを有しており、３Ａ側、３Ｂ側のフィルム４ａ，４が所定の位置で繰出し回転ドラム１０と搬送ローラ１３とによって挟まれて、圧接されることにより接合するように構成されている。
ここで、繰出し回転ドラム１０と搬送ローラ１３とは異なる軸上に配置されているが、繰出し回転ドラム１０は図示しないサーボモータにより制御されるようになっている。一方、搬送ローラ１３は拘束されることなく、フィルム４の動きに自由に並走回転するローラである。
また、３Ａ側、３Ｂ側両方のフィルム４ａ，４が所定の位置で接合される手前には、接合後に先行フィルム４の終端部を切除する先行フィルム終端把持・切断装置７が配置されている。
【００２４】
なお、図３は、成膜装置５０などの接合装置３３内におけるフィルム４ａ，４の接合やフィルムロール３Ａ，３Ｂのワークフローを参考までに示したものである。
【００２５】
また、図４（Ａ）〜（Ｃ）は、縦型搬送によるロールツーロールによる成膜装置５０におけるフィルムの接合装置３３の概略図を示しており、（Ａ）は全体平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ１部詳細図、（Ｃ）は（Ａ）のＹ２部詳細図である。図５は本発明の実施形態に係る成膜装置のフィルムの接合装置の真空中における側面図を示している。
図４（Ａ）〜（Ｃ）及び図５に示すように、成膜装置５０の巻き出し部３１と巻き取り部３２には、フィルムの接合装置３３がそれぞれ設けられている。この接合装置３３は、真空遮断装置３５と外周壁３６とによって画成された３つの真空室３０を有しており、該真空室３０は、巻き出し室３０Ａ、巻き取り室３０Ｂ及び接合室３０Ｃからなっている。巻き出し室３０Ａ内には主に接続フィルムロール１及び巻芯３Ａが配置され、巻き取り室３０Ｂ内には主に先行フィルムロール２及び巻芯３Ｂが配置され、接合室３０Ｃ内には主に繰出し回転ドラム１０及び搬送ローラ１３が配置されている。そして、巻き出し室３０Ａ及び巻き取り室３０Ｂと接合室３０Ｃとの間には、真空遮断装置３５がそれぞれ設けられている。
これにより、フィルムロール交換時には真空室３０の全体を大気開放することなく、新しいフィルムロール１の巻き出し室３０Ａのみを大気開放し、この大気開放状態でフィルムロール１を所定の位置にセットし、フィルム４の始端部の孔８を接続フィルム先端繰出し装置６にセット後、新しいフィルムロール１の巻き出し室３０Ａのみを真空引きするだけで、新旧フィルムの交換を行うことが可能となっている。
真空引き後、図５に示すように、接続フィルム先端繰出し装置６は、接続フィルム始端の送給が必要な時には、真空遮断装置３５を往復動することにより行うことが可能となっている。
【００２６】
以上のように構成された本実施形態の接合装置３３によりフィルム４を接合する方法を図６に示す工程図を参照しながら説明する。
図６（１）においては、あらかじめＡ側（フィルムロール１及び巻芯３Ａ）側の接続フィルム４ａが接続フィルムクリップ式チャック５にセットされ、先行フィルム４が終端に近づいた際、セットされた接続フィルム４ａを繰出し回転ドラム１０に向けて送り出し、繰出し回転ドラム１０にて把持及び移送される準備を行う。また、Ｂ側（フィルムロール２及び巻芯３Ｂ）側の先行フィルム４は停止して、接合のための準備を行う。
【００２７】
図６（２）においては、Ａ側の接続フィルム始端部の孔８に、繰出し回転ドラム１０の端部に設置されたフィルム繰出し用フック１１を嵌合させると、先の接続フィルムクリップ式チャック５から接続フィルム４が開放される。そして、図示しないサーボモータでその正逆回転を自由に制御できる繰出し回転ドラム１０を回転させると、接続フィルム４ａの始端部が待機位置より移送され、先行フィルム４との接合位置にセットされる。また、Ｂ側の先行フィルム４は引き続き停止しており、接合のために待機する。
【００２８】
図６（３）においては、Ａ側接続フィルム４ａとＢ側先行フィルム４を繰出し回転ドラム１０と搬送ローラ１３とによって圧接し、接合の開始を行う。この時、ばね機構１５を有する収納可能なフィルム繰出し用フック１１は、搬送ローラ１３により圧力を受けて、繰出し回転ドラム１０の外周表面より中心側に収納されている。
また、接合開始後すぐに接合を停止し、Ｂ側の先行フィルム４を所定の位置にて先行フィルム終端把持・切断装置７によって把持・切断を行う。その後、Ａ側の回転ドラム１０の回転と、Ｂ側の先行フィルム４の巻取り速度を並走することにより、Ｂ側の先行フィルム終端部の切断端まで接合を行う。
【００２９】
図６（４）においては、Ａ側（フィルムロール１及び巻芯３Ａ）の接続フィルム４と、Ｂ側（フィルムロール２及び巻芯３Ｂ）の先行フィルム４との圧接接合を終了した状態を示している。ここで、繰出し回転ドラム１０の外周部に取付けられた案内ローラ１２により、接合された接続フィルム４が搬送ラインパスまで移送される。また、Ｂ側の先行フィルム４の切断後の残材は巻取り回収される。
【００３０】
図６（５）では、図６（４）において、案内ローラ１２によって搬送ラインパスまで移送された接続フィルム４が、該フィルムの動きに追従する自由回転の搬送ローラ１３の円周上にセットされ、新規に接続されたフィルムロール１の搬送を開始する。この時、Ｂ側（フィルムロール２及び巻芯３Ｂ）では先行フィルム４の残材を回収した後に、新たな接続フィルム４へのフィルムロール交換が行われることになる。
【００３１】
以上の操作は、ボタン操作による手動で行うことができるが、一連の動作を自動で行うことも可能である。
【００３２】
図７及び図８は、接続フィルム繰出し装置６において、ばね機構１５を有する突起部のフック１１を接続フィルム始端部の孔８に嵌合し、回転機構１０を用いて接合所定位置まで繰出したあと、接合部においてばね機構１５を有するフック１１が、圧接されてフィルム繰出し用フック回転軸１６を中心として回転し、収納される機構を示している。
【００３３】
図７（１）及び図８は、フィルム把持の待機状態を示している。ばね機構１５により、繰出し回転ドラム１０の外周から突出したフック１１は、接続フィルム始端部の孔８に嵌合し、フィルム始端部をＢ側の搬送ローラ１３の外周面近傍まで移送する。
図７（２）は、フィルム始端部が移送された状態を示している。この際、フック１１は、接続フィルム４ａに圧接されて、フック１１のみが繰出し、回転ドラム１０の外周よりも外方へ突出することとなる。
【００３４】
引き続き回転ドラム１０が回転し、Ｂ側の搬送ローラ１３の外周面と接するようになると、図７（３）に示すように、ばね機構１５のばね力によって突出していたフック１１は、Ｂ側の搬送ローラ１３の外周面に圧接されて繰出し回転ドラム１０の外周より中心側に収納されることとなる。これにより、既に接合を開始した接続フィルム４ａの動きを妨げることなく、接続フィルム４ａの把持を行うことが可能となる。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態について述べたが、本発明は既述の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更及び変形が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  接続フィルムロール
２  先行フィルムロール    
３  巻芯           
４，４ａ  フィルム
５  接続フィルムクリップ式チャック
６  接続フィルム先端繰出し装置   
７  先行フィルム終端把持・切断装置             
８  接続フィルム始端部孔  
９  接続フィルム始端部接合テープ        
１０  繰出し回転ドラム
１１  フィルム繰出し用フック                   
１２  案内ローラ   
１３  搬送ローラ          
１５  ばね機構            
１６  フィルム繰出し用フック回転軸
３０  真空室
３１  巻き出し部
３２  巻き取り部
３３  接合装置
３５  真空遮断装置
【図１】
2010168145.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010168145.tif 000008
【図７】
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【図８】
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