(57)【要約】【課題】フィルム状のシートを貼付ける装置において、迅速かつ確実にフィルム状シートを貼付けるフィルム状シート貼付装置を提供することを目的とする。【解決手段】貼付棒５の下端部に設けられた個々のハウジング９に独立した吸引装置を設けることにより、ハウジング９内部を迅速かつ確実に負圧化すると共に、弾性押圧体８の下面形状を円弧状にすることにより、フィルム状シート２４を中央部から両端部に向けて順次貼付け、貼付けられたフィルム状シート２４に皺や気泡が生じることを防ぐことができる。貼付け後は弾性押圧体８よりも先にハウジング９を基材２３から離脱させることにより、迅速かつ確実に貼付動作を継続することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材を支持するテーブルと、
前記テーブルに対し相対的に移動可能なベース板と、
前記ベース板に昇降自在に取付けられフィルム状シートを前記基材に貼付するための少なくとも一つの貼付ヘッドと、
前記貼付ヘッドを前記ベース板に対して昇降動作させる駆動手段とを備えてなるフィルム状シート貼付装置において、
前記貼付ヘッドは、
前記駆動手段により昇降動作される貼付棒と、
この貼付棒の下端部に取付けられ前記フィルム状シートを前記基材に対して押し付けて貼付する弾性押圧体と、
前記弾性押圧体を被覆し、貼付時に前記フィルム状シート周辺を密閉するためのハウジングと、
前記ハウジングの内部を負圧状態とするための吸引手段と、
を備えていることを特徴とするフィルム状シート貼付装置。
【請求項２】
前記弾性押圧体の前記フィルム状シートの吸着面は、中央部が前記基材に近接する円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のフィルム状シート貼付装置。
【請求項３】
前記ハウジングを支持し前記貼付棒とともに動作可能なハンガーを備え、
前記フィルム状シート貼付後、前記弾性押圧体を前記基材に当接させた状態で、前記ハウジングを前記基材から離脱させるように、前記ハンガーにより前記ハウジングを上昇させるようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフィルム状シート貼付装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルム状シートの貼付装置に関し、特に、粘着性を有する基材に短冊形態のフィルム状シートを貼付ける装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、利便性や安全面の必要上から、内部に情報記憶手段を備えるカード状の身分証明書や各種会員証、キャッシュカード、クレジットカード等、広く普及している。これらのカードは、内部に磁気的な情報記憶手段を備えるが、その形成過程において、例えばアンテナがパターン形成されたＩＣチップフィルムなどのフィルム状シートを、例えばシート又は長尺ウェブ等の粘着性を有する基材に貼付ける工程が必要とされている。
【０００３】
これら情報記憶手段を備えるカードは、今後、益々需要が拡大されることが予測されるが、大量のカードを製造するためには、前述したフィルム状シートを、素速く、正確に貼付けるという技術が必要とされる。
【０００４】
しかしながら、このフィルム状シートは非常に薄くて軽く、剛性がないという性質を有するため、その貼付時にフィルムに皺が寄ったり、フィルムと基材との接着面内に気泡が残存するなど、製品の機能、生産効率、歩留まり、コスト等に影響を与える大きな問題があった。
【０００５】
かかる問題を解決するために、例えば、一定方向に搬送される基板の表面に、ロール状に巻き取ったフィルム（原反ロール）に引張り張力を掛けながら給送し、ローラーによる転圧と熱圧着により貼付ける方法（例えば、特許文献１）が開発されている。また、粘着性を有するテープに、基板を吸着保持するための吸引力を作用させながら、中太で、かつ、適度な弾性を有するローラーで転圧することにより、気泡の混入を防止する装置が開発されている（例えば、特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０―３４８６１号公報
【特許文献２】特開２００１―１２３１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、以上の従来技術においては、フィルムに引張り張力を作用させながら、基板の表面にローラーで転圧及び熱圧着させる場合、連続して貼付け動作を行なうため、カードサイズに切断されたフィルム状のシートに別々に張力を作用させて選択的に貼付けるのは困難であること。また、貼付面が大気圧下に晒された状態で、ローラーにより転圧しても、必ずしも気泡の混入を防ぐことができない場合があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、フィルム状シートに皺や気泡を生じることなく、かつ、短時間で正確な位置にフィルム状のシートを貼付けることが可能なフィルム状シート貼付装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、基材を支持するテーブルと、
前記テーブルに対し相対的に移動可能なベース板と、
前記ベース板に昇降自在に取付けられフィルム状シートを前記基材に貼付するための少なくとも一つの貼付ヘッドと、
前記貼付ヘッドを前記ベース板に対して昇降動作させる駆動手段とを備えてなるフィルム状シート貼付装置において、
前記貼付ヘッドは、
前記駆動手段により昇降動作される貼付棒と、
この貼付棒の下端部に取付けられ前記フィルム状シートを前記基材に対して押し付けて貼付する弾性押圧体と、
前記弾性押圧体を被覆し、貼付時に前記フィルム状シート周辺を密閉するためのハウジングと、
前記ハウジングの内部を負圧状態とするための吸引手段と、
を備えていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１記載の発明によれば、貼付ヘッドの下端部に位置する弾性押圧体に吸着保持されたフィルム状シートが、駆動手段により基材に当接するとき、同時に弾性押圧体を被覆するハウジングが基材に密接され、ハウジング内部が大気圧と隔離された密閉空間となる上、さらに独立した吸引手段によりハウジング内部の排気を行なうことにより、ハウジング内部を所定の負圧環境とした状態で、フィルム状シートの貼付を行なうものである。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記弾性押圧体の前記フィルム状シートを吸着する吸着面は、中央部が前記基材に近接する円弧状に形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の発明によれば、所定の負圧状況下で、貼付けヘッドに吸着保持されたフィルム状シートを、基材に対して中央部から両端部に向って気泡を排除しながら順次貼付けることができるものである。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記ハウジングを支持し前記貼付棒とともに動作可能なハンガーを備え、前記フィルム状シート貼付後、前記弾性押圧体を前記基材に当接させた状態で、前記ハウジングを前記基材から離脱させるように、前記ハンガーにより前記ハウジングを上昇させるようにしたことを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、フィルム状シート貼付け後、弾性押圧体が該フィルム状シートを基材上面に押付ける力を作用させたままの状態で、前記該弾性押圧体よりも先に前記ハウジングが前記基材から離脱される。そのため、上面に粘着性を有する前記基材は、貼付棒に付着したまま持上がることを防ぐことができるものである。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載の発明によれば、フィルム状シートを貼付ける際に、基材上面と該フィルム状シート周辺に、大気圧と隔離された、密閉した負圧環境を作り出すため、貼付後にフィルム状シートと基材の間に気泡が混入されるのをきわめて有効に防止することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、請求項１記載の発明と同様の効果を得ることができる他、特に、フィルム状シートを吸着保持する弾性押圧体は、フィルム状シートを張付けるのに適度な弾性を有している上に、その下面形状は、中央部が基材に最も近接し両端部が基材から離接するような円弧状となって形成されているため、基材上面に対し、フィルム状シートを中央部から両端部にかけて密接させて順次貼付けていくことができる。そのため、負圧状況下で気泡が混入するのを有効に防止しながら、更によりいっそう気泡の混入を効果的に防ぐことができる。
【００１６】
請求項３に記載の発明によれば、請求項１〜２記載の発明と同様の効果が得られる他、特に、フィルム状シート貼付後において、弾性押圧体は該フィルム状シートを基材上面に押さえつけたまま、ハウジングから先に基材上面より離脱させるため、上面に粘着性を有する軽く薄い基材が、ハウジングに付着して持上がるのを有効に防止することができる。これによって貼付け動作に支障を来すことなく素早く貼付動作を行うことができる他、貼付後の仕上がり品質も良好にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係るフィルム状シート貼付装置の実施形態について詳しく説明する。
【００１８】
フィルム状シート貼付装置１は、ほぼ水平に設置され上面に所定の基材２３を支持するテーブル３を有しており、このテーブル３の上方には、テーブル３に対して所定間隔をもって対向する平板状のベース板２が水平方向に移動可能に配設されている（図１参照）。ベース板２の所定位置には、複数の支持孔４が穿設されており、この支持孔４には、内部が中空とされた円筒状を有する貼付棒５がベース板２を貫通して昇降動作自在に配設されている。
【００１９】
貼付棒５の下端部には、平面形状長方形を有し内部が中空とされた支持部材７が一体に形成されており、支持部材７の下面には、複数の通気孔２１が形成されている。貼付棒５の上端部およびベース板２の下方部分における２箇所には、外方に突出する上部フランジ１２、中部フランジ１３および下部フランジ１４がそれぞれ形成されている。
【００２０】
支持部材７の下端面には、例えば、スポンジ等の通気性を有しかつ弾性を有する弾性押圧体８が固着されており、この弾性押圧体８の下面は、中央部がテーブル３に最も近接し両側部がテーブルから離れるような円弧状に形成されている。また、この弾性押圧体８の、通気孔２１に対応する位置には、通気孔２６が形成されている（図２参照）。貼付棒５の上部フランジ１２とベース板２との間には、コイルばね１７が配設されており、このコイルばね１７の付勢力により、貼付棒５を上方に付勢するようになっている。貼付棒５の上端部には、図示しない昇降装置が配設されるとともに、内部を吸引する吸引装置が接続されるようになっている。そして、昇降装置を駆動してコイルばね１７の付勢力に抗して貼付棒５を下方に押動させることにより、貼付棒５を下降させることができるとともに、昇降装置の駆動およびコイルばね１７の付勢力により貼付棒５が上昇して元の位置に復帰させることができるようになっている。また、吸引装置を駆動させることにより、貼付棒５および支持部材７の内部空間、通気孔２１をそれぞれ介して弾性押圧体８から空気を吸引することができるようになっている。
【００２１】
支持部材７の外側には、下面および上面が開放されたハウジング９が配設されており、このハウジング９の下端面周縁部には、例えば、Ｏリング等の封止部材２０が取付けられている。貼付棒５の下部フランジ１４の外周部には、下端周縁部が支持部材７の上面周縁部と固着された蛇腹状の伸縮膜１０が取付けられており、下部フランジ１２には、支持部材７の内部の空気を吸引するための抜気孔２２が形成されている。そして、ハウジング９の封止部材２０をテーブル３の上面に密着させることにより、ハウジング９の内側を気密に保持することができるようになっており、さらに、前述の吸引装置による空気の吸引動作および抜気孔２２から空気の吸引動作により、ハウジングの内部を負圧に保持することができるようになっている。そして、抜気孔２２を介して空気を導入することにより、ハウジング９の内側の気密状態を解除することができるようになっている。
【００２２】
また、貼付棒５の外周側であって下部フランジ１４と中部フランジ１３との間には、平板状のハンガー１１が貼付棒５に沿って移動自在に配設されており、このハンガー１１の両端部には、下方に延在する一対の係合アーム２５が一体に形成されている。ハンガー１１の上面とベース板２の下面との間には、コイルばね１６が取付けられており、各係合アーム２５の下端部の互いに対向する面には、係合ボール１８がばねの付勢力により係合アーム２５の内側面から突出するように配設されている。ハウジング９の両側面には、係合ボール１８が係合される係合孔１９が形成されており、係合ボール１８が係合孔１９に係合されることにより、ハウジング９とハンガー１１とが一体となって移動できるようになっている。
【００２３】
さらに、ベース板２の下面には、ハンガー１１を貫通し下端部がハウジング９の上面に当接する解除棒１５が固着されており、この解除棒１５の下端部がハウジング９の上面に当接することにより、ハウジング９の上方への移動を規制して、係合ボール１８と係合孔１９との係合を解除することができるようになっている。
【００２４】
次に、本実施形態のフィルム状シート貼付装置の作用について詳しく説明する。
【００２５】
図３は、貼付棒５の初期位置状態を示す断面図であり、前記貼付棒５を搭載したベース板２は、予めフィルム状シート２４が用意されている場所に移動して、弾性押圧体８にフィルム状シート２４を吸着した状態で、基材２３の上方に位置されている。このとき、吸引装置によりフィルム状シート２４を吸着するための吸引を行い、抜気孔２２での吸引は行なわない。また、この初期位置においては、伸縮膜１０は伸びた状態になっており、ハウジング９とハンガー１１とはそれぞれ分離した状態となっている。
【００２６】
そして、図４に示すように、初期位置状態から昇降装置を動作させることにより、貼付棒５がコイルばね１７の付勢力に抗して下降され、この貼付棒５の下降に伴って中部フランジ１３によりハンガー９も下降される。このとき、吸引装置による吸引は引続き行なったままである。
【００２７】
貼付棒５がさらに下降されると、ハウジング９の封止部材２０が基材２３の表面に接触され、ハウジング９と基材２３とによって形成された空間が封止部材２０によって密閉された後、抜気孔２２からの吸引を開始する。そして、吸引装置による吸引動作および抜気孔２２からの吸引動作により、ハウジング９の内部が負圧状態となる。
【００２８】
ここで、本実施形態におけるフィルム状シートの貼付が行なわれる際のハウジング内の負圧値は、好ましくは０．１〜１００００Ｐａ、さらに好ましくは１０〜１０００Ｐａである。これは、通常、工業的に使用されている吸引や真空乾燥において、中低真空領域として扱わており、貼付動作の円滑化、負圧状態が形成されるまでの時間など考慮した場合、フィルム状シートと基材との間に気泡が混入するのを防止するに十分な領域と考えられるからである。また、これ以上の真空度になると、蛇腹状の伸縮膜が過度に内側からの吸引力を受け、変形による不具合が生じてしまう。
【００２９】
このとき、弾性押圧体８の下面を円弧状に形成しているので、吸引装置により吸引保持されたフィルム状シート２４は、その両端部が上方に反り返った状態で保持されている。そのため、フィルム状シート２４は中央部が先に基材２３に当接することとなる（図３、図４参照）。
【００３０】
吸引装置によりハウジング９内部が十分な負圧状態になった後、昇降装置によりさらに貼付棒５が下降されると、弾性押圧体８に吸引保持されたフィルム状シート２４の中央部が基材２３に貼付され、さらに貼付棒５を下降させることにより、弾性押圧体８の下面が基材２３に沿って徐々に平面上に押し付けられ（図５参照）、吸着面に吸引保持されたフィルム状シート２４は中央部から両端部に向けて順次貼付されていく。このとき、ハウジング９の封止部材２０が基材２３に当接されると、ハウジング９の下降は停止するが、貼付棒５の下降に伴ってハンガー１１のみが下降されることとなり、ハンガー１１の係合ボール１８が、ハウジング９の係合孔１９に係合され、ハウジング９とハンガー１１とは一体となる。このとき、ハウジング９の内部の抜気孔２２からの吸引は継続して行われており、貼付棒５の上端部からの吸引は、続けて行なってもよいし、停止させるようにしてもよい。
【００３１】
このようにハウジング９の内部を負圧に保持した状態で、フィルム状シート２４の貼付を行うようにしているので、フィルム状シート２４と基材２３との間の気泡などを除去しやすくなり、しかも、弾性押圧体８によりフィルム状シート２４を中央部から両端部に向けて気泡を排除しながら貼付することができるものである。
【００３２】
続いて、最下部まで押し下げられ、フィルム状シート２３を貼付した貼付棒５は、前記昇降装置によって徐々に引き上げられる。ここで、基材２３は、予め塗布された例えばタック性を有する粘着糊もしくは硬化前のホットメルトなどの粘着面を有しているため、弾性押圧体８を先に離脱させると、封止部材２０に付着した基材２３が非常に薄く軽い部材であるため、共に持ち上がってしまうという問題が生じる。また、弾性押圧体８及びハウジング９を同時に離脱させた場合もやはり同様の問題が生じる。
【００３３】
そこで、本実施形態においては、基材２３が付着したまま持上がらないようにするために、弾性押圧体８はフィルム状シート２４を下向きに押付けたままの状態で、ハウジング９から先に離脱させるようになっている（図６参照）。すなわち、貼付棒５を上昇させると、付勢ばねの付勢力によりハンガー１１及びハウジング９は、中部フランジ１３に当接した状態で、貼付棒５とともに上昇される。一方、弾性押圧体８も貼付棒５とともに上昇されるが、弾性変形の復帰途中にあるため、弾性押圧体８の下面は未だ基材２３に当接したままとなる。このとき、貼付棒５の上端部からの吸引動作及び抜気孔２２からの吸引動作は行なわない。ただし、抜気孔２２からは、逆にハウジング９の内部を大気に開放させるようにしてもよい。
【００３４】
そして、ハウジング９が基材２３から離脱した後、さらに貼付棒５を上昇させることにより、弾性押圧体８がフィルム状シート２４から完全に離脱され（図７参照）、貼付棒５は、ハウジング９及びハンガー１１とともに上昇される。その後、図７に示すように、ハウジング９の上面に解除棒１５の下端が当接した時点で、ハウジング９の上方への移動が規制され、ハウジング９の係合孔１９と係合アーム２５の係合ボール１８との係合が解除され、ハウジング９及びハンガー１１は、それぞれ分離される（図８参照）。
【００３５】
前述の一連の動作により本実施形態における貼付動作の１サイクルが完了する。
【００３６】
以上のように、本実施形態においては、個々のハウジング９毎に独立した吸引装置を設けるようにしているので、迅速かつ確実に貼付領域内を負圧化することができ、貼付したフィルム状シート２４に皺が寄ったり、内部に気泡が生じることを効果的に防止することができる。また、フィルム状シート２４を吸着保持し、貼付させる弾性押圧体８の下端部形状を円弧状に形成しているので、フィルム状シート２４を中央部から両端部に向けて順次張付けることができ、フィルム状シートに皺や気泡が残存することを有効に防止することができる。さらに、本実施形態においては貼付後、弾性押圧体８よりも先にハウジング９を基材２３から離脱させるようにしているので、粘着面を有する基材２３が、貼付棒５に付着したまま上昇することを有効に防ぐことができ、貼付動作を確実に、かつ、迅速に行なうことができる。
【００３７】
なお、本実施形態においては、貼付棒５とハンガー１１とを独立して設けるようにしたが、貼付棒５とハンガー１１とを一体に形成するようにしてもよい。この場合は、コイルばね１６は不要となる。
【００３８】
また、本実施形態においては、個々のハウジング９毎に独立した吸引装置を設けるようにしているので、例えば、予め付近に用意された、貼付前のフィルム状シートの中に、事前検査によって不具合のあるフィルム状シートが含まれている場合などは、不具合のあるフィルム状シート以外の正常なフィルム状シートのみを選択的に吸引し、基材に貼付ることもできるので作業に無駄が生じるのを有効に防ぐことができる上、コストも安く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の全体構成を示した斜視図である。
【図２】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の貼付ヘッドの底面図である。
【図３】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の初期位置状態を示した断面図である。
【図４】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の貼付ヘッドが基材上面に当接した状態を示した断面図である。
【図５】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の貼付ヘッドが基材に最も押付けられ、フィルム状シートを貼付ける状態を示した断面図である。
【図６】本発明に係るフィルム状シート貼付装置において、貼付後、弾性押圧体より先にハウジングが基材上面より離脱する状態を示した断面図である。
【図７】本発明に係るフィルム状シート貼付装置の貼付ヘッドが、基材上面から完全に離脱した状態を示した断面図である。
【図８】本発明に係るフィルム状シート貼付装置において、貼付後、ハウジングとハンガーの係合が開放され、初期位置状態に復帰した状態を示した断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  フィルム状シート貼付装置
２  ベース
３  テーブル
４  支持孔
５  貼付棒
７  支持部材
８  弾性押圧体
９  ハウジング
１０  伸縮膜
１１  ハンガー
１２  上部フランジ
１３  中部フランジ
１４  下部フランジ
１５  解除棒
１６  １７  コイルスばね
１８  係合ボール
１９  係合孔
２０  封止部材
２１  ２６  通気孔
２２  抜気孔
２３  基材
２４  フィルム状シート
【図１】
2005238490.tif 000003
【図２】
2005238490.tif 000004
【図３】
2005238490.tif 000005
【図４】
2005238490.tif 000006
【図５】
2005238490.tif 000007
【図６】
2005238490.tif 000008
【図７】
2005238490.tif 000009
【図８】
2005238490.tif 000010