(57)【要約】【課題】シールの剥離性を向上させる。【解決手段】弾性を有する第１シート１３２に、粘性を有する第２シート１３４を積層して、シール１００が貼着された台紙１１０を載置するための弾性シートを構成する。第２シート１３４は、台紙１１０を第２シート１３４に載置固定した場合、シール１００の周縁部の一部１０２Ａ，１０２Ｂを除く部分を支持するように形成される。ロボット操作される作業用ハンド３０の対向する一対の爪状部材３２，３４により、シール１００の両側の台紙１１０のうち、第２シート１３４と当接していない部分を押し下げる。これにより、台紙１１０を撓ませてシール１００に曲げ変形を起こさせ、変形に伴う弾性復元力が台紙１１０とシール１００との粘着力を超えるようにする。そして、台紙１１０に沿ってシール１００の周縁部の一部１０２Ａ，１０２Ｂに向けて爪状部材３２，３４を移動させ、シール１００と台紙１１０との間に挿入する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弾性を有する第１シートと、
前記第１シート上に積層され、台紙に貼り付けられたシールの周縁部の一部を除く部分を下方から支持するように前記台紙を前記第１シートから離間して載置固定する第２シートと、
前記第２シート上に載置固定された前記台紙のうち前記第２シートと当接していない部分を押し下げ、前記シールの周縁部の一部に向けて移動し、前記シールと前記台紙との間に挿入される爪状部材と、
を有することを特徴とするシール剥離装置。
【請求項２】
前記シールの周縁部の一部が前記第２シートの両側に形成され、
前記爪状部材は、一対で構成され、前記シールの両側において、前記台紙のうち前記第２シートと当接していない部分を押し下げることを特徴とする請求項１に記載のシール剥離装置。
【請求項３】
前記第２シートは、前記第１シートよりも硬度が高いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシール剥離装置。
【請求項４】
弾性を有する第１シート上に積層され、かつ、台紙に貼り付けられたシールの周縁部の一部を除く部分を下方から支持するように前記台紙を前記第１シートから離間して載置固定する第２シートに、前記台紙を載置固定した場合に、爪状部材を操作するロボットは、
前記台紙のうち前記凸部と当接していない部分を前記爪状部材で押し下げ、
前記爪状部材を前記シールの周縁部の一部に向けて移動し、
前記シールの周縁部の一部において前記シールと前記台紙との間に前記爪状部材を挿入して、前記台紙から前記シールを剥離することを特徴とするシール剥離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シールを台紙から剥離するシール剥離装置及びシール剥離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
台紙に剥離可能に貼り付けられたシールを剥離する技術として、ロボットアームで操作される爪状部材をシールと台紙との間に割り込ませることにより、シールを台紙から剥離するものがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２７４５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、台紙に対するシールの粘着力が強い場合には、爪状部材の先端がシールと台紙との間に入り込まずにシールの縁で滑って乗り越えてしまい、シールを台紙から剥離することができないというおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、シールの剥離性を向上させたシール剥離装置及びシール剥離方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
シールが剥離可能に貼り付けられた台紙からシールを剥離するシール剥離装置は、弾性を有する第１シートと、第１シート上に積層され、台紙に貼り付けられたシールの周縁部の一部を除く部分を下方から支持するように台紙を第１シートから離間して載置固定する第２シートと、第２シート上に載置固定された台紙のうち第２シートと当接していない部分を押し下げ、シールの周縁部の一部に向けて移動し、シールと台紙との間に挿入される爪状部材と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
台紙に剥離可能に貼り付けられたシールの剥離性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るシール剥離装置を含むシール貼付システムの一例を示す概略図である。
【図２】作業用ハンドの下側部分を示す側面図である。
【図３】台紙を載置したパレットの一例を示す平面図である。
【図４】図３において示されるＡ−Ａの断面図である。
【図５】図３において示されるＢ部の拡大図である。
【図６】シール剥離装置によるシール剥離方法の第１ステップを示す説明図である。
【図７】シール剥離装置によるシール剥離方法の第２ステップを示す説明図である。
【図８】曲げ変形中の剥離対象シールに作用する力を示す説明図である。
【図９】シール剥離装置によるシール剥離方法の第３ステップを示す説明図である。
【図１０】シール剥離装置によるシール剥離方法の第４ステップを示す説明図である。
【図１１】第２ステップにより剥離対象シールが曲げ変形している場合における第２シートの変形状態の一例を示す説明図である。
【図１２】第２ステップにより剥離対象シールが曲げ変形しているときの第２実施形態に係る第２シートの変形状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第１実施形態について詳述する。
図１は、台紙に剥離可能に貼り付けられたシールをロボットにより剥離するシール剥離装置を含む、シールを貼り付けるためのシール貼付システムの一例を示す。
【００１０】
ロボット１０は、３つのリンク機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、これらの先端に連結されるロボットハンド１０Ｄと、を備える、例えば、ファナック社製パラレルリンクロボットＭ−３ｉＡなどの産業用ロボットであり、内部あるいは外部のコントロールユニット２０からの制御信号に基づいて、３つのリンク機構１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃを個別に駆動することにより、ロボットハンド１０Ｄを３次元空間内で位置決めする。ロボットハンド１０Ｄには、シール１００を台紙１１０から剥離する剥離作業、及び剥離されたシール１００を保持してシール貼付対象物２００にシールを貼り付ける貼付作業を行う作業用ハンド３０が装着されている。なお、ロボット１０は、パラレルリンクロボットに限定されず、例えば、垂直多関節ロボットなどの産業用ロボットであってもよい。
【００１１】
シール１００が剥離可能に貼り付けられた台紙１１０は、パレット１２０上に弾性シート１３０を介して載置されている。このパレット１２０は、ロボット１０に対して位置決めがなされているシール供給機１４０により、作業用ハンド３０が台紙１１０からシール１００を剥離する作業を行う剥離作業位置に位置決めされる。シール供給機１４０あるいはロボット１０が台紙１１０に貼り付けられているシール１００のシール残数を検出する検出手段を有している場合、シール供給機１４０は、シール残数が０と検出されたことを契機として、ロボットハンド１０Ｄの動作と連係しつつ、次のパレット１２０を自動的に剥離作業位置まで搬送するように構成されてもよい。
【００１２】
シール１００を貼り付ける対象であるシール貼付対象物２００は、テーブル２１０上において、作業用ハンド３０により保持されるシール１００を貼り付ける作業を行う貼付作業位置に位置決めされる。
【００１３】
図２は、作業用ハンド３０が台紙１１０の上方に位置している状態を示す。
作業用ハンド３０は、台紙１１０に向かう下側部分に、シール１００と台紙１１０との間に挿入するための一対の爪状部材３２，３４と、剥離したシール１００を保持するピックアップ機構３６と、を有している。
【００１４】
爪状部材３２，３４は、パレット１２０上に弾性シート１３０を介して載置された台紙１１０の上面に平行な面内で爪先３２Ａ，３４Ａが対向するように、作業用ハンド３０に設けられている。そして、爪状部材３２，３４は、例えば、エアシリンダなどのアクチュエータ（図示省略）により駆動されて、爪先３２Ａ，３４Ａの間の離間距離が伸縮する開閉動作を行う。このうち閉動作により、爪先３２Ａ，３４Ａの間の離間距離が縮まり、シール１００の両側よりシール１００と台紙１１０との間に爪先３２Ａ，３４Ａを夫々挿入して、台紙１１０からシール１００を剥離させる。爪状部材３２，３４が開いた状態における爪先３２Ａ，３４Ａ間の離間距離は、シール１００の幅よりも広く設定されている。
【００１５】
ピックアップ機構３６は、一対の爪状部材３２，３４の間に設けられ、シール１００の表面と密着する開口端を有する中空パッド３６Ａと、作業用ハンド３０に内蔵されるエアシリンダなどのアクチュエータと接続されて中空パッド３６Ａを上下動させる接続アーム３６Ｂと、を備えている。そして、ピックアップ機構３６は、中空パッド３６Ａの開口端がシール１００表面と密着した状態で、中空パッド３６Ａの内部を周囲圧力より低い圧力にする真空吸着などにより、シール１００を吸着する。また、ピックアップ機構３６には、中空パッド３６Ａとシール１００との密着状態を良好に保つために、中空パッド３６Ａをシール１００表面に押し付けるバネなどの弾性部材３６Ｃが設けられている。
【００１６】
爪状部材３２，３４及びピックアップ機構３６のいずれも、コントロールユニット２０からの制御信号に基づいて、ロボットハンド１０Ｄと連係して動作する。
図３及び図４は、シール１００が剥離可能に貼り付けられた台紙１１０の、パレット１２０上における例示的な載置状態を示す。
【００１７】
シール１００は、硬質ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）などの硬質合成樹脂で形成されている。シール１００の厚さは、例えば、１ｍｍ程度であり、厚さ方向に曲げ荷重を加えると、元の形状に戻る弾性を有している。シール１００の形状は、三角形、四角形、五角形若しくは星形などの多角形、又は、円形若しくは楕円形など、様々な形状を採り得るが、本実施形態では、説明の便宜上、矩形としている。
【００１８】
台紙１１０は、軟質ＰＥＴなどの軟質合成樹脂で形成され、少なくともシール１００の剥離作業を行う常温常圧の環境下では、伸縮困難な性質を有している。台紙１１０の厚さは、シール１００よりも薄く、台紙１１０の厚さ方向への曲げ変形は、シール１００よりも容易である。台紙１１０の形状もシール１００と同様、様々な形状を採り得るが、本実施形態では、説明の便宜上、正方形としている。
【００１９】
シール１００は、台紙１１０上でマトリックス状に配列されるように、裏面の粘着層を介して台紙１１０と剥離可能に貼着されている。なお、シール１００の配列態様はマトリックス状に限定されず、ロボット１０が各シール１００の貼り付け位置を認識できる配列態様であればよい。
【００２０】
パレット１２０には、弾性シート１３０を介してパレット１２０に載置された台紙１１０の外縁１１０Ａと内接する額縁状のフレーム１２０Ａが設けられている。これにより、パレット１２０上に弾性シート１３０を介して台紙１１０を載置した場合には、パレット１２０に対する台紙１１０の位置決めがなされるので、前述のように、シール供給機１４０に対してパレット１２０の位置決めがなされている場合には、ロボット１０は台紙１１０上のシール１００の位置を認識できる。なお、パレット１２０に対する台紙１１０の位置決めは、額縁状のフレーム１２０Ａによるものに限定されず、台紙１１０を撓ませることが可能であり、かつ、ロボット１０による剥離作業に支障を及ぼさない構成であれば、いかなるものであってもよい。
【００２１】
弾性シート１３０は、弾性に富んだ第１シート１３２と、第１シート１３２の上に積層される弾性に富んだ第２シート１３４と、を有する段付きシートである。本実施形態では、第１シート１３２及び第２シート１３４としてゲルシートを用いている。ゲルシートは、液体分散媒のコロイドのうち、分散質のネットワークにより高い粘性を持ちつつ流動性を失って固体状になったものをシート様に形成してなる材料である。なお、弾性シート１３０は、第１シート１３２と第２シート１３４とを積層して形成したものに限られず、一体成形による段付きシートとして形成してもよい。
【００２２】
第２シート１３４は、図５に示されるように、マトリックス状に配列された各シール１００のうち、周縁部の一部１０２Ａ，１０２Ｂを除く部分を下方から支持している。本実施形態において、第２シート１３４は、マトリックス状に配列されたシール１００の列に合わせて、複数列が並列して形成されている。第２シート１３４は、シール１００ごとに形成されて第１シート１３２上に積層されてもよく、シール１００の大きさ、配列態様により様々な形状を採り得る。
【００２３】
第２シート１３４は粘性を有しているため、第２シート１３４に台紙１１０を載置することで、台紙１１０は第２シート１３４に固定されている。また、第２シート１３４は、台紙１１０を第１シート１３２から離間して載置している。
【００２４】
以上のような構成を有するシール貼付システムにおいて、シール剥離装置は、ロボット１０、作業用ハンド３０、シール供給機１４０、パレット１２０、及び弾性シート１３０で構成される。
【００２５】
次に、シール剥離装置によるシール剥離方法について説明する。
図６は、シール剥離方法の第１ステップを示す。
第１ステップにおいて、ロボット１０は、ピックアップ機構３６の中空パッド３６Ａが、剥離の対象となるシールである剥離対象シール１００の表面に接するように、作業用ハンド３０の位置決めを行う。そして、ピックアップ機構３６は、中空パッド３６Ａが剥離対象シール１００表面に接してから真空吸着を開始して、中空パッド３６Ａを剥離対象シール１００の表面に密着させる。
【００２６】
図７は、シール剥離方法の第２ステップを示す。
第２ステップでは、ロボット１０は、作業用ハンド３０を更に下降させて、爪状部材３２，３４のそれぞれの爪先３２Ａ，３４Ａにより、剥離対象シール１００の両側において、第２シート１３４上に載置固定された台紙１１０のうち第２シート１３４と当接していない部分を押し下げる。より詳しくは、中空パッド３６Ａが密着している剥離対象シール１００のうち第２シート１３４で下方から支持されていない周縁部の一部（以下、「非支持周縁部」という）１０２Ａ，１０２Ｂの方が、剥離対象シール１００に隣接する各シール１０４より近い位置の台紙１１０を、爪先３２Ａ，３４Ａで押し下げる。
【００２７】
台紙１１０は伸縮性のない材質であるが、前述のように爪状部材３２，３４で台紙１１０を押し下げることにより台紙１１０に働く張力（図中の太点線矢印参照）が、隣接するシール１０４を支持する第２シート１３６の近位端１３６Ａを第１シート１３２へ沈み込ませ、遠位端１３６Ｂを第１シート１３２から浮かせるため（図中の太実線矢印参照）、隣接する第２シート１３６が傾いて台紙１１０に撓みが生じる。これにより、台紙１１０を介して剥離対象シール１００に曲げ変形を起こすことが可能となる。
【００２８】
曲げ変形を起こしている剥離対象シール１００には、図８に示すように、台紙１１０に対する粘着力Ｆａ、及び曲げ変形に対する弾性復元力Ｆｒなどが働いているが、粘着力Ｆａが弾性復元力Ｆｒよりも大きい場合には、剥離対象シール１００は台紙１１０から剥離し難い。一方、粘着力Ｆａが弾性復元力Ｆｒよりも小さくなった場合には、剥離対象シール１００は台紙１１０から剥離しやすくなる。
【００２９】
爪状部材３２，３４による台紙１１０の押し下げ量は、大きくし過ぎると、爪状部材３２，３４が台紙１１０を破損させることにより、剥離対象シール１００を剥離できずピックアップ機構３６で保持できなくなるおそれがあるので、台紙１１０を破損させない程度に大きくすればよい。爪状部材３２，３４による台紙１１０の押し下げ量を大きくすれば、台紙１１０の撓み量も増大し、剥離対象シール１００における曲げ変形の曲率も大きくなり、ひいては弾性復元力Ｆｒも増大するため、剥離対象シール１００が台紙１１０から剥離しやすくなり好ましい。
【００３０】
なお、作業用ハンド３０を前述のように更に下降させることにより、弾性部材３６Ｃは中空パッド３６Ａを剥離対象シール１００の表面に押し付けるように付勢するので、中空パッド３６Ａと剥離対象シール１００との密着性が高まる。
【００３１】
図９は、シール剥離方法の第３ステップを示す。
本ステップでは、第２ステップにおいて爪状部材３２，３４の爪先３２Ａ，３４Ａで台紙１１０を押し下げた位置（図中の点線参照）から、爪先３２Ａ，３４Ａを台紙１１０に沿って剥離対象シール１００の非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂに向けて移動させる爪状部材３２，３４の閉動作を行う（図中の白抜き矢印参照）。なお、爪状部材３２，３４の閉動作を円滑に行うために、閉動作に合わせて作業用ハンド３０を微上昇させてもよい。
【００３２】
剥離対象シール１００では、第２ステップにおいて、非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂが台紙１１０から剥離している可能性があるが、本ステップにおける爪状部材３２，３４の動作により、更に剥離しやすくなる。これは、爪先３２Ａ，３４Ａが剥離対象シール１００の非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂに近づいていくことより、剥離対象シール１００における曲げ変形の曲率が大きくなり、弾性復元力Ｆｒも増大するからである。
【００３３】
そして、爪状部材３２，３４は、非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂの下方から剥離対象シール１００と台紙１１０との間に爪先３２Ａ，３４Ａを挿入して、爪先３２Ａ，３４Ａの間の離間距離が所定距離に到達するまで閉動作を行う。これにより、非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂ以外に、剥離対象シール１００と台紙１１０との間でまだ粘着している部分を剥離させる。
【００３４】
図１０は、シール剥離方法の第４ステップを示す。
第４ステップでは、ピックアップ機構３６が台紙１１０から剥離したシール１００を保持して、中空パッド３６Ａを上方にリフトする。また、ロボット１０は、作業用ハンド３０を上方に移動させ、爪状部材３２，３４を台紙１１０から引き上げる。この状態から、次にシール貼付作業を開始すべく、ロボット１０は、作業用ハンド３０を貼付作業位置に位置決めする。
【００３５】
このようなシール剥離装置及びシール剥離方法によれば、前述のように、剥離対象シール１００の非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂが剥離しやすくなるので、爪状部材３２，３４のそれぞれの爪先３２Ａ，３４Ａを、非支持周縁部１０２Ａ，１０２Ｂの下方から剥離対象シール１００と台紙１１０との間に挿入させることが容易となる。したがって、台紙１１０に剥離可能に貼り付けられたシール１００の剥離性を向上させることができる。
【００３６】
次に、シール剥離装置の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。
図１１は、前記第２ステップにより剥離対象シール１００が曲げ変形している場合における第２シート１３４の変形状態の一例を示す。
【００３７】
前述の第２ステップにおいて、爪状部材３２，３４により台紙１１０を押し下げて撓みを発生させた場合、第２シート１３４の硬度によっては、第２シート１３４のエッジ１３４Ａが潰れて、剥離対象シール１００の曲げ変形の支点Ｐが第２シート１３４のエッジ１３４Ａから離れてしまう可能性がある。したがって、曲げ変形する剥離対象シール１００の曲率も小さくなり、弾性復元力Ｆｒが減少するため、粘着力Ｆａを超えにくくなる。このため、剥離対象シール１００が台紙１１０から剥離できない可能性が高くなる。
【００３８】
そこで、第２実施形態に係るシール剥離装置の第２シート１３８は、第１シート１３２よりも硬度が高いゲルシートで形成されている。
図１２は、前記第２ステップにより剥離対象シール１００が曲げ変形している場合における第２実施形態に係る第２シート１３８の変形状態の一例を示す。
【００３９】
第２シート１３８の硬度によっては、第２シート１３８のエッジ１３８Ａは殆ど潰れずに、剥離対象シール１００の曲げ変形の支点Ｐが第２シート１３８のエッジ１３８Ａ付近に留まる。したがって、曲げ変形する剥離対象シール１００の曲率も大きくなり、弾性復元力Ｆｒが増大するため、粘着力Ｆａを超えやすくなる。このため、剥離対象シール１００が台紙１１０から剥離できない可能性は低下する。
【００４０】
なお、第１及び第２実施形態において、第２ステップにおける台紙１１０の押し下げを行った場合に、第２シート１３４，１３８が、隣接する第２シート１３６のように、台紙１１０の張力によって傾かないように、シール剥離装置が第２シート１３４，１３８の姿勢を維持する姿勢維持手段を有していれば、爪状部材は一対ではなく片側だけ有していてもよい。姿勢維持手段の一例として、例えば、ピックアップ機構３６に設けられた弾性部材３６Ｃが挙げられる。この弾性部材３６Ｃによる付勢力によれば、第２シート１３４，１３８の姿勢変化を抑制できる程度に、剥離対象シール１００及び台紙１１０を介して第２シート１３４，１３８を押圧することもできる。
【００４１】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）弾性を有する第１シートと、前記第１シート上に積層され、台紙に貼り付けられたシールの周縁部の一部を除く部分を下方から支持するように前記台紙を前記第１シートから離間して載置固定する第２シートと、前記第２シート上に載置固定された前記台紙のうち前記第２シートと当接していない部分を押し下げ、前記シールの周縁部の一部に向けて移動し、前記シールと前記台紙との間に挿入される爪状部材と、を有する
ことを特徴とするシール剥離装置。
【００４２】
（付記２）前記シールの周縁部の一部が前記第２シートの両側に形成され、前記爪状部材は、一対で構成され、前記シールの両側において、前記台紙のうち前記第２シートと当接していない部分を押し下げる
ことを特徴とする付記１に記載のシール剥離装置。
【００４３】
（付記３）前記第２シートは、前記第１シートよりも硬度が高い
ことを特徴とする付記１又は付記２に記載のシール剥離装置。
（付記４）前記第２シートは、複数列が並列して形成されていることを特徴とする付記１〜付記３のいずれか１つに記載のシール剥離装置。
【００４４】
（付記５）前記第２シートは粘性を有している
ことを特徴とする付記１に記載のシール剥離装置。
（付記６）前記台紙から剥離した前記シールを吸着する吸着手段を更に有する
ことを特徴とする付記１〜付記６のいずれか１つに記載のシール剥離装置。
【００４５】
（付記７）前記吸着手段を前記シールに付勢する弾性部材を更に有している
ことを特徴とする付記６に記載のシール剥離装置。
（付記８）弾性を有する第１シート上に積層され、かつ、台紙に貼り付けられたシールの周縁部の一部を除く部分を下方から支持するように前記台紙を前記第１シートから離間して載置固定する、弾性を有する第２シートに、前記台紙を載置固定した場合に、爪状部材を操作するロボットは、前記台紙のうち前記第２シートと当接していない部分を前記爪状部材で押し下げ、前記爪状部材を前記シールの周縁部の一部に向けて移動し、前記シールの周縁部の一部において前記シールと前記台紙との間に前記爪状部材を挿入して、前記台紙から前記シールを剥離する
ことを特徴とするシール剥離方法。
【符号の説明】
【００４６】
１０    ロボット
２０    コントロールユニット
３０    作業用ハンド
３２，３４  爪状部材
３６    ピックアップ機構
１００  シール
１０２Ａ，１０２Ｂ  シール周縁部の一部
１１０  台紙
１２０  パレット
１３０  弾性シート
１３２  第１シート
１３４，１３８  第２シート
【図１】
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【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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