(57)【要約】【課題】フィルムにゴミが付着するのを防止し、真空下においてもフィルム表面に非接触で搬送することができるフィルム搬送装置及び方法を提供する。【解決手段】連続搬送されるフィルム１２の両端のみを保持する段差を有する搬送ローラ１４と、段差に非接触なフィルム面から一定の距離に設けられた静電気発生装置１６と、からなり、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置１４による電荷とのクーロン力により、フィルム中央部を搬送ローラ１４に非接触で搬送する。【選択図】図１
2011184166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続搬送されるフィルムの両端のみを保持する段差を有する搬送ローラと、
前記段差に非接触なフィルム面から一定の距離に設けられた静電気発生装置と、からなり、
前記フィルムの帯電荷と前記静電気発生装置とのクーロン力により、フィルム中央部を搬送ローラに非接触で搬送することを特徴とするフィルム搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載のフィルム搬送装置において、前記静電気発生装置よりも上流側に、前記静電気発生装置に対向するフィルムの表面を帯電させる帯電装置が設けられていることを特徴とするフィルム搬送装置。
【請求項３】
前記帯電装置では、前記フィルムの幅方向に任意のピッチで正電荷と負電荷とを交互に帯電し、
前記静電気発生装置では、前記フィルムの帯電荷と前記静電気発生装置表面とが互いにクーロン力が働くように、前記任意のピッチで電圧を印加することを特徴とする請求項２に記載のフィルム搬送装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１に記載のフィルム搬送装置は、真空下で使用することを特徴とするフィルム搬送装置。
【請求項５】
前記フィルム両端を保持する段差は、独立又は従属に自由に回転するリングであることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項６】
前記リング上でフィルムがニップされていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項７】
前記リング表面には溝が設けられていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項８】
前記リングはテーパ形状であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項９】
前記静電気発生装置の電極がフィルム幅の６０％以上であることを特徴とする請求項１〜８の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項１０】
前記フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力は引力であることを特徴とする１〜９の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項１１】
前記フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力は斥力であることを特徴とする１〜９の何れか１に記載のフィルム搬送装置。
【請求項１２】
両端のみを保持する段差を有する搬送ローラにより連続搬送されるフィルムを、フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力により、フィルム中央部が前記搬送ローラに非接触にして搬送することを特徴とするフィルム搬送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はフィルム搬送装置及び方法に係り、特にフィルムを非接触状態で搬送するフィルム搬送装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学素子、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイなどの表示装置、半導体装置、薄膜太陽電池などの各種装置では、機能性フィルムとして、ガスバリアフィルム、保護フィルム、光学フィルタ、反射防止フィルム等の光学フィルムが利用されている。このような機能性フィルムの一例としては、プラスチックフィルム（単にフィルムともいう。）上に、ポリマーを主成分とする有機膜が成膜され、その上に無機物からなる無機膜が真空製膜法により硬質薄膜として成膜された機能性フィルム（積層体）が知られている。
【０００３】
そして、蒸着やスパッタ、ＣＶＤなど真空中で表面修飾させる部材によっては、柔らかかったり、傷つきやすかったりして、ローラ搬送ができない場合があった。そのような場合、通常、ラミネートにより表面を保護し、蒸着などの工程直前でラミネートを剥離、表面修飾後、また、ラミネートをするといった工程をとるのが通常であった。しかし、表面修飾のたびにデラミ、ラミネートを繰り返すのは、コストが掛かるという問題があった。
【０００４】
ところで、フィルムをローラに非接触で搬送する方法としては、例えば、特許文献１のように、エア圧を用いて非接触状態で搬送することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９５６２６４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように、常圧下では一般的に空気浮上しフィルム表面を非接触で搬送する方法が取られているが、真空下では気体を利用した静圧、動圧浮上が使えないという問題があった。また、常圧下においても、特許文献１のように、気体の圧力で浮上させる方法では、搬送環境内のゴミを舞い上がらせる原因となり、フィルムにゴミが付着するという問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みて成されたもので、フィルムにゴミが付着するのを防止し、真空下においてもフィルム表面に非接触で搬送することができるフィルム搬送装置及び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】
【０００８】
本発明は、前記目的を達成するために、連続搬送されるフィルムの両端のみを保持する段差を有する搬送ローラと、前記段差に非接触なフィルム面から一定の距離に設けられた静電気発生装置と、からなり、前記フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力により、フィルム中央部を搬送ローラに非接触で搬送することを特徴とするフィルム搬送装置を提供する。
【０００９】
また、本発明は、前記目的を達成するために、両端のみを保持する段差を有する搬送ローラにより連続搬送されるフィルムを、フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力により、フィルム中央部が前記搬送ローラに非接触にして搬送することを特徴とするフィルム搬送方法を提供する。
【００１０】
本発明者は、フィルムをローラに非接触で搬送させるために、クーロン力を利用することで解決できるとの知見を得た。即ち、フィルムに帯びている電荷を静電気発生装置により反発又は吸着させることで、フィルムを非接触で連続搬送することができることを発見した。
【００１１】
ここで、本発明に係るフィルムは中央部が非接触であれば良く、フィルム両端はローラに保持される。フィルム両端のみを保持する段差を有する搬送ローラによりフィルム両端のみを保持しながら、クーロン力で浮上させる方向に静電気発生装置は電荷を発生させているので、フィルム中央部がローラに接触することなく連続搬送される。
【００１２】
したがって、本発明によれば、エアで浮上する場合のように搬送環境内のゴミを舞い上がらせフィルムにゴミが付着することを防止でき、また、真空下でも浮上搬送することができる。
【００１３】
本発明は、前記静電気発生装置よりも上流側に、前記静電気発生装置に対向するフィルムの表面を帯電させる帯電装置が設けられていることが好ましい。
【００１４】
フィルムには通常ある程度の帯電があるが、この帯電量は非常に小さい。したがって、フィルムの厚みが厚かったり幅の広いものに対しては、クーロン力が十分ではない場合がある。そこで、本発明者は、静電気発生装置よりも上流側に、静電気発生装置に対向するフィルムの表面を帯電させる放電装置を設けることが好ましいとの知見を得た。
【００１５】
静電気発生装置よりも上流側に、静電気発生装置に対向するフィルムの表面を帯電させる放電装置を設けることで、好適にフィルム中央部がローラに接触することなく連続搬送される。
【００１６】
また、本発明は、前記帯電装置では、前記フィルムの幅方向に任意のピッチで正電荷と負電荷とを交互に帯電し、前記静電気発生装置では、前記フィルムの帯電荷と前記静電気発生装置表面とが互いにクーロン力が働くように、前記任意のピッチで電圧を印加することが好ましい。
【００１７】
このようにフィルムを電荷し静電気発生装置に電圧を印加することで、好適にフィルム中央部がローラに接触することなく連続搬送することができる。
【００１８】
本発明のフィルム搬送装置は、真空下で使用することが好ましい。
【００１９】
真空下においては、フィルムをエアによる浮上搬送させることができないので、本発明は特に有効である。
【００２０】
本発明において、前記フィルム両端を保持する段差は、独立又は従属に自由に回転するリングであることが好ましい。
【００２１】
フィルム両端を保持する段差はリングであって、搬送ローラに独立又は従属に回転させることで、好ましくフィルムを連続搬送させることができる。
【００２２】
本発明において、前記リング上でフィルムがニップされていることが好ましい。または、本発明においては、前記リング表面には溝が設けられていることが好ましい。または、前記リングはテーパ形状であることが好ましい。
【００２３】
リング上でフィルムがニップされていること、リング表面には溝が設けられていること、または、リングはテーパ形状であることであることで、フィルム端部でのフィルムの保持力が上がり、好ましくフィルム中央部を非接触で搬送することができる。
【００２４】
また、本発明において、前記静電気発生装置の電極がフィルム幅の６０％以上であることが好ましい。
【００２５】
静電気発生装置の電極をフィルム幅の６０％以上とすることで、好ましくフィルム中央部を非接触で搬送することができる。
【００２６】
なお、本発明において、前記フィルムの帯電荷と静電気発生装置とのクーロン力は引力であっても良いし、斥力であっても良い。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、フィルムにゴミが付着するのを防止し、真空下においてもフィルム表面に非接触で搬送することができるフィルム搬送装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態のフィルム搬送装置の構成を示す斜視図
【図２】第１の実施の形態のフィルム搬送装置の構成を示す側面図と正面図
【図３】第２の実施の形態のフィルム搬送装置の構成を示す斜視図
【図４】第２の実施の形態のフィルム搬送装置の構成を示す側面図と正面図
【図５】本発明のフィルム搬送装置に係る搬送ローラを示す側面図と正面図
【図６】本発明のフィルム搬送装置に係る搬送ローラを示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下添付図面に従って本発明に係るフィルム搬送装置及び方法の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３０】
図１、図３は、それぞれ本発明の実施の形態のフィルム搬送装置の構成を示す斜視図であり、図２、図４はそれらの側面図と正面図である。
【００３１】
第１の実施の形態のフィルム搬送装置１０は、静電気力（クーロン力）の反発を利用したものであり、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置１６に発生させた電荷との反発力により、フィルム１２の中央部を搬送ローラ１４に非接触で搬送するようにしたものである。
【００３２】
図１及び図２は、第１の実施の形態のフィルム搬送装置１０を示しており、主に、搬送ローラ１４と静電気発生装置１６とから成る。
【００３３】
搬送ローラ１４には、連続搬送されるフィルム１２の両端のみを保持する段差が設けられている。静電気発生装置１６は、搬送ローラ１４の段差間の軸上に設けられている。
【００３４】
また、図１に示したフィルム搬送装置１０には、静電気発生装置１６よりも上流側に静電気発生装置１６に対向しているフィルムの表面に帯電させるための帯電装置１８が備えられている。帯電装置１８でのフィルム１２への帯電電荷は任意に選択可能であるが、図１はフィルム幅方向に対して一定のピッチ毎にプラス電荷、マイナス電荷を放電し、フィルム表面に帯電させたものを示している。
【００３５】
静電気発生装置１６は、フィルム１２に帯電している電荷と反発するように電荷を搬送ローラ１４の軸上に発生させる。これにより、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置１６に発生させた電荷とが反発する。搬送ローラ１４の段差によりフィルム１２の両端は保持されているので、これによりフィルムの浮上量は規定される。
【００３６】
即ち、反発力は距離の二乗に半比例するため、フィルムが少し変形して搬送ローラ上の静電気発生装置１６に近づいても、反発力が強くなるためフィルム中央部は搬送ローラに接触し難い。
【００３７】
以上のような構成のフィルム搬送装置１０により、フィルム１２の中央部を搬送ローラ１４に非接触で連続搬送できる。よって、フィルムの表面に損傷を与えることなくフィルムを搬送することができる。
【００３８】
常圧下では一般的に空気浮上しフィルム表面を非接触で搬送する方法が取られているが、真空下では気体を利用した静圧、動圧浮上が使えないという問題があった。また、常圧下においても、気体の圧力（エア）で浮上させると、フィルムにゴミが付着するという問題もあった。しかしながら、本発明によれば、フィルムにゴミが付着するのを防止し、真空下においてもフィルム表面に非接触で搬送することができる。
【００３９】
なお、フィルム１２には通常微量の静電気を帯びているので、そのフィルムの帯電荷と同じ極性の電荷を静電気発生装置１６に与え、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置１６に発生させた電荷との反発力により、フィルム１２を浮上搬送させることもできる。即ち、帯電装置１８は必須ではない。また、フィルム搬送装置１０には、静電気発生装置１６よりも下流側にフィルムの表面に帯電している電荷を除電する除電装置（不図示）を備えても良い。
【００４０】
図３及び図４は、第２の実施の形態のフィルム搬送装置２０を示しており、主に、搬送ローラ２４と静電気発生装置３６とから成る。
【００４１】
搬送ローラ２４には、連続搬送されるフィルム１２の両端のみを保持する段差が設けられている。静電気発生装置２６は、搬送ローラ２４の位置であってフィルム１２から一定距離で円弧状に形成されている。
【００４２】
また、図３に示したフィルム搬送装置２０には、静電気発生装置２６よりも上流側に静電気発生装置２６に対向しているフィルムの表面に帯電させるための帯電装置２８が備えられている。帯電装置２８でのフィルム１２への帯電電荷は任意に選択可能であるが、図３も図１と同様に、フィルム幅方向に対して一定のピッチ毎にプラス電荷及びマイナス電荷を放電し、フィルム表面に帯電させたものを示している。
【００４３】
静電気発生装置２６は、フィルム１２に帯電している電荷と吸着するように電荷を搬送ローラ２４に沿った円弧状に発生させる。これにより、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置２６に発生させた電荷とが吸着する。なお、搬送ローラ２４の段差によりフィルム１２の両端は保持されているので、これによりフィルムの浮上量は規定される。
【００４４】
吸着力は静電気発生装置２６に発生させる電荷に比例するため、静電気発生装置２６に発生させる電荷が多すぎると、フィルムが静電気発生装置２６に引っ付いてしまうが、搬送ローラ２４の段差によりフィルム１２の両端は保持されていることで、静電気発生装置２６に発生させる電荷は、搬送ローラ２４の軸にフィルムが接触しない程度の引力が働くように与えることが必要である。
【００４５】
以上のような構成のフィルム搬送装置２０により、フィルム１２の中央部を搬送ローラ２４に非接触で連続搬送できる。よって、フィルムの表面に損傷を与えることなくフィルムを搬送することができる。
【００４６】
なお、フィルム１２には通常微量の静電気を帯びているので、そのフィルムの帯電荷と逆の極性の電荷を静電気発生装置２６に与え、フィルム１２の帯電荷と静電気発生装置２６に発生させた電荷との吸着力により、フィルム１２を浮上搬送させることもできる。即ち、第１の実施の形態と同様に、帯電装置２８は必須ではない。また、フィルム搬送装置２０には、静電気発生装置２６よりも下流側にフィルムの表面に帯電している電荷を除電する除電装置（不図示）を備えても良い。
【００４７】
なお、本発明では、フィルム両端部を搬送ローラ１４の段差に支持されながら搬送されることにより、フィルム１２は常に一定の浮上量を維持しながら搬送されるようになり、この結果、蛇行や寄りを生じることなくフィルム１２を安定搬送することができるようになる。
【００４８】
また、搬送ローラ１４（２４）は、回転自在に支持されているため、フィルム１２が走行すると、そのウエブ１２との接触による摩擦力でウエブ１２に同期して回転する。したがって、ウエブ１２にスリキズ等が発生することもない。
【００４９】
ここで、フィルム両端部を保持する段差は、図５に示すように、独立又は従属に自由に回転するリング１４Ｂ（２４Ｂ）で構成されていることが好ましい。
【００５０】
図５の（ａ）は、搬送ローラ１４（２４）の軸１４Ａ（２４Ａ）に従属してリング１４Ｂ（２４Ｂ）が回転するのを示した図であり、図５の（ｂ）は、搬送ローラ１４（２４）の軸１４Ａ（２４Ａ）に独立してリング１４Ｂ（２４Ｂ）が回転するのを示した図である。図５（ｂ）の搬送ローラ１４（２４）には、軸１４Ａ（２４Ａ）とリング１４Ｂ（２４Ｂ）とがベアリング３２を介して回転自在になるように構成されている。
【００５１】
なお、本実施の形態では、搬送ローラ１４の段差を形成するリング１４Ｂ（２４Ｂ）は、フィルム１２との接触による摩擦力で回転するように構成されているが、モータ等によってフィルム１２の走行に同期して回転駆動させるようにしてもよい。これによりウエブ１２がリング上でスリップするのを防止でき、スリキズ等の発生を抑制することができるようになる。
【００５２】
本発明において、搬送ローラ１４のリング１４Ｂ（２４Ｂ）上では、図６に示すように、フィルム１２両端部がニップローラ３４によりニップされていることが好ましい。または、本発明においては、図示しないが、リング表面には溝が設けられていることが好ましい。または、リングがテーパ形状であることが好ましい。リング上でフィルムがニップされていること、リング表面には溝が設けられていること、または、リングはテーパ形状であることであることで、フィルム両端部でのフィルムの保持力が上がり、好ましくフィルム中央部を非接触で搬送することができる。なお、リングのテーパ形状は、搬送ローラ１４の軸方向外側の外形が大きくなる形状が好ましく、テーパの角度は搬送ローラ１４の軸に対して０．００５°〜０．２°の範囲が好ましい。０．００５°未満では、フィルムの保持力を上げる効果が弱く、０．２°より大きいとフィルムにシワが発生してしまう。
【００５３】
また、本発明において、静電気発生装置１６（２６）の幅は、フィルム１２幅の６０％以上であることが好ましい。静電気発生装置の電極をフィルム幅の６０％以上とすることで、好ましくフィルム中央部を非接触で搬送することができる。
【００５４】
以上のように、本発明のフィルム搬送装置でフィルムを連続搬送することで、フィルムにゴミが付着するのを防止し、真空下においてもフィルム表面に非接触で搬送することができる。
【００５５】
なお、本発明に係るフィルム搬送装置及び方法は、フィルム表面の接触を避けて搬送したい液晶表示パネル用の光学フィルムの塗布工程の前後に用いることができる。また、特に、本発明に係るフィルム搬送装置は、真空下での非接触搬送を可能にするので、真空製膜法により硬質薄膜として成膜される機能性フィルムの製膜工程の前後に好ましく用いることができる。
【００５６】
以上、本発明のフィルム搬送装置及び方法について詳細に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行なってもよいのは、もちろんである。
【符号の説明】
【００５７】
１０…フィルム搬送装置、１２…フィルム（ウエブ）、１４…搬送ローラ、１４Ａ…軸、１４Ｂ…リング、１６…静電気発生装置、１８…帯電装置、２０…フィルム搬送装置、２４…搬送ローラ、２４Ａ…軸、２４Ｂ…リング、２６…静電気発生装置、２８…帯電装置、３２…ベアリング、３４…ニップローラ
【図１】
2011184166.tif 000003
【図２】
2011184166.tif 000004
【図３】
2011184166.tif 000005
【図４】
2011184166.tif 000006
【図５】
2011184166.tif 000007
【図６】
2011184166.tif 000008