(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続する薄膜を所定形状に切断するための薄膜切断装置であって、
薄膜を所定形状に切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた回転式の切断手段と、
前記切断手段の刃が薄膜に接していない時に、前記薄膜の位置決めを行う位置決め手段と、
を備え、前記切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで異なる刃高さとされ、前記位置決め手段により設定された所定の位置から前記切断手段が前記薄膜の切断を開始することを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の薄膜切断装置において、前記位置決め手段は、前記切断手段により製品が切断された後の薄膜状の製品と製品との隙間部分を最小とするように位置決めを行うことを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の薄膜切断装置が、所定形状に切断された薄膜を積層位置まで搬送し、前記積層位置において前記薄膜と他の薄膜とを積層する搬送手段を備え、薄膜の積層動作が、積層される薄膜の次の薄膜の切断動作と同時に行われることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項４】
請求項３記載の薄膜切断装置において、前記積層動作が終了するまで積層される薄膜が同一の搬送手段に保持されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の薄膜切断装置において、前記搬送手段は薄膜を複数の吸着孔により吸着して搬送する構成であり、前記吸着孔は前記搬送手段に取り付けられた金属ベルトに微細孔をエッチング加工、電子ビーム加工、ドリル加工することにより形成されることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項６】
請求項５記載の薄膜切断装置において、前記金属ベルトが取り付けられた搬送手段には、前記吸着孔に吸着力を発生させるための空気吸引孔と、前記空気吸引孔に接続され、前記吸着孔の吸着力を均等にするための吸引溝と、が形成されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６記載の薄膜切断装置において、前記金属ベルトは前記搬送手段から着脱可能に構成されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記搬送手段に取り付けられた前記金属ベルトは、バネ機構によりテンションが付与されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項９】
請求項３から請求項７のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記位置決め手段は所定形状の製品が切断された残りの薄膜を巻き取る巻き取りローラを含み、前記搬送手段は吸着ローラであり、前記巻き取りローラと前記回転式の切断手段と前記吸着ローラとは同期制御され、薄膜の搬送速度と切断速度とが一致されることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記回転式の切断手段には、薄膜の切断手段への付着を防止するための蹴り出し機構が設けられていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記切断手段により切り抜かれる製品と前記切断手段の刃以外の周部分との間に隙間が存在することを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１２】
請求項５から請求項８のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記金属ベルトの前記切断手段と協働して薄膜を切断する切断部の板厚を、前記金属ベルトを前記搬送手段に取り付けるための取付部の板厚より厚くすることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１３】
請求項５から請求項８のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記金属ベルトの前記切断手段と協働して薄膜を切断する切断部の剛性を、前記金属ベルトを前記搬送手段に取り付けるための取付部の剛性より高くすることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記回転方向の刃高さが前記軸方向の刃高さより低いことを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１５】
請求項１４記載の薄膜切断装置において、前記刃高さを異ならせるために、前記刃自体の高さの変更、または表側に前記刃が形成され、裏側でローラに付着される構成とされている台座の裏側の高さの変更、または前記刃が薄膜切断時に当たる相手側の面の高さの変更のいずれかが実施されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれか一項記載の薄膜切断装置において、前記切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで刃の剛性が異なることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１７】
請求項１６記載の薄膜切断装置において、前記刃の剛性を異ならせるために、刃先の角度の変更、または刃幅の変更のいずれかが実施されていることを特徴とする薄膜切断装置。
【請求項１８】
連続する薄膜を所定形状に切断するための薄膜切断装置であって、
薄膜を所定形状に切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた回転式の切断手段を備え、
前記切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで異なる刃高さとされていることを特徴とする薄膜切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の薄膜を切断しこれを積層するための薄膜切断装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、シート状包装体等を製造するために、薄膜を切断し、これを積層する技術が実用化されている。例えば、特開平１０−１５２１０６号公報にも、酸素吸収シート等のシート状物品を包装したシート状包装体の製造方法および製造装置が開示されている。この従来例は、シート状被包装体を、わずかな隙間を空けて対向して回転する刃付きローラと吸着ローラとからなるロータリダイカット装置に供給して分断し、吸着ローラで位置がずれないよう保持し、さらに吸着ローラに対向して配置される第２の吸着ローラに受け渡して搬送することを特徴の一つとしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例は、シートを切断する際に端切れが発生しない形状の製品に関するものであって、製品の切断後に端切れが発生するような製品形状の場合の、端切れ処理については何ら言及されていない。
【０００４】
また、シート状の薄膜の一部に品質不良箇所が発生している場合に、歩留まりを落とさずに薄膜を有効利用する技術についても言及されていない。
【０００５】
本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、薄膜から製品を切断した後の端切れ部分を最少化でき、歩留まりを向上することが出来る薄膜切断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明は、連続する薄膜を所定形状に切断するための薄膜切断装置であって、薄膜を所定形状に切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた回転式の切断手段と、切断手段の刃が薄膜に接していない時に、薄膜の位置決めを行う位置決め手段と、を備え、切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで異なる刃高さとされ、位置決め手段により設定された所定の位置から切断手段が前記薄膜の切断を開始することを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、位置決め手段によって決められた所定の位置から製品の切断動作を行なえるので、端切れの最適化を図ることができ、製品の歩留まりを向上させることができる。また、上記構成によれば、刃の偏摩耗を抑制できる。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明の薄膜切断装置において、位置決め手段が、切断手段により製品が切断された後の薄膜状の製品と製品との隙間部分を最小とするように位置決めを行うことを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、薄膜から製品を切断する場合に製品と製品との間の隙間部分を小さくでき、端切れを最小化することができるので、歩留まりの向上を図ることができる。
【００１０】
また、第３の発明は、第１の発明または第２の発明の薄膜切断装置が、所定形状に切断された薄膜を積層位置まで搬送し、積層位置において薄膜と他の薄膜とを積層する搬送手段を備え、薄膜の積層動作が、積層される薄膜の次の薄膜の切断動作と同時に行われることを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、製品の切断と、切断された製品の積層とを連続的に且つ同時に行なえるので、積層製品の生産効率を向上させることができる。
【００１２】
また、第４の発明は、第３の発明の薄膜切断装置において、積層動作が終了するまで積層される薄膜が同一の搬送手段に保持されていることを特徴とする。
【００１３】
上記構成によれば、積層動作が終了するまで薄膜が同一の搬送手段に保持されることにより、薄膜の位置ずれを防止できる。
【００１４】
また、第５の発明は、第３の発明または第４の発明の薄膜切断装置において、搬送手段は薄膜を複数の吸着孔により吸着して搬送する構成であり、吸着孔は搬送手段に取り付けられた金属ベルトに微細孔をエッチング加工、電子ビーム加工、ドリル加工することにより形成されることを特徴とする。
【００１５】
上記構成によれば、切断された製品を確実に吸着、搬送できるとともに、製品に吸着孔の痕跡が残ることを防止できる。
【００１６】
また、第６の発明は、第５の発明の薄膜切断装置において、金属ベルトが取り付けられた搬送手段には、吸着孔に吸着力を発生させるための空気吸引孔と、空気吸引孔に接続され、吸着孔の吸着力を均等にするための吸引溝と、が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記構成によれば、切断された製品を均等に吸着することができる。
【００１８】
また、第７の発明は、第５の発明または第６の発明記載の薄膜切断装置において、金属ベルトは前記搬送手段から着脱可能に構成されていることを特徴とする。
【００１９】
上記構成によれば、金属ベルトの保全性、汎用性を向上させることができる。
【００２０】
また、第８の発明は、第５の発明から第７の発明のいずれかの薄膜切断装置において、搬送手段に取り付けられた金属ベルトは、バネ機構によりテンションが付与されていることを特徴とする。
【００２１】
上記構成によれば、温度むら、材質差等による金属ベルトの弛み、破断等を防止することができる。
【００２２】
また、第９の発明は、第３の発明から第７の発明のいずれかの薄膜切断装置において、位置決め手段は所定形状の製品が切断された残りの薄膜を巻き取る巻き取りローラを含み、搬送手段は吸着ローラであり、巻き取りローラと回転式の切断手段と吸着ローラとは同期制御され、薄膜の搬送速度と切断速度とが一致されることを特徴とする。
【００２３】
上記構成によれば、巻き取りローラによる端切れの回収により切断効率が向上できるとともに、薄膜の搬送速度と切断速度とが一致されることにより、製品の精度を向上できる。
【００２４】
また、第１０の発明は、第１の発明から第９の発明のいずれかの薄膜切断装置において、回転式の切断手段には、薄膜の切断手段への付着を防止するための蹴り出し機構が設けられていることを特徴とする。
【００２５】
上記構成によれば、蹴り出し機構により薄膜の切断手段への付着を防止でき、生産性を向上できる。
【００２６】
また、第１１の発明は、第１の発明から第１０の発明のいずれかの薄膜切断装置において、切断手段により切り抜かれる製品と切断手段の刃以外の周部分との間に隙間が存在することを特徴とする。
【００２７】
上記構成によれば、製品を押圧せずに切断でき、薄膜に膜厚のばらつきがあっても、製品の寸法精度を高く維持することができる。
【００２８】
また、第１２の発明は、第５の発明から第８の発明のいずれかの薄膜切断装置において、金属ベルトの切断手段と協働して薄膜を切断する切断部の板厚を、金属ベルトを搬送手段に取り付けるための取付部の板厚より厚くすることを特徴とする。
【００２９】
上記構成によれば、金属ベルトの切断部の剛性を確保しつつ、取付作業性を向上できる。
【００３０】
また、第１３の発明は、第５の発明から第８の発明のいずれかの薄膜切断装置において、金属ベルトの切断手段と協働して薄膜を切断する切断部の剛性を、金属ベルトを搬送手段に取り付けるための取付部の剛性より高くすることを特徴とする。
【００３１】
上記構成によれば、金属ベルトの切断部の剛性を確保しつつ、取付作業性を向上できる。
【００３４】
また、第１４の発明は、第１の発明から第１３の発明のいずれかの薄膜切断装置において、回転方向の刃高さが軸方向の刃高さより低いことを特徴とする。
【００３５】
上記構成によれば、回転方向の刃の摩耗を抑制できる。
【００３６】
また、第１５の発明は、第１４の発明の薄膜切断装置において、刃高さを異ならせるために、刃自体の高さの変更、または表側に刃が形成され、裏側でローラに付着される構成とされている台座の裏側の高さの変更、または刃が薄膜切断時に当たる相手側の面の高さの変更のいずれかが実施されていることを特徴とする。
【００３７】
上記構成によれば、回転方向の刃の摩耗を抑制できる。
【００３８】
また、第１６の発明は、第１の発明から第１５の発明のいずれかの薄膜切断装置において、切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで刃の剛性が異なることを特徴とする。
【００３９】
上記構成によれば、刃の偏摩耗を抑制できる。
【００４０】
また、第１７の発明は、第１６の発明の薄膜切断装置において、刃の剛性を異ならせるために、刃先の角度の変更、または刃幅の変更のいずれかが実施されていることを特徴とする。
【００４１】
上記構成によれば、刃の偏摩耗を抑制できる。
【００４２】
また、第１８の発明は、連続する薄膜を所定形状に切断するための薄膜切断装置であって、薄膜を所定形状に切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた回転式の切断手段を備え、切断手段の刃は、回転方向と軸方向とで異なる刃高さとされていることを特徴とする。
【００４３】
上記構成によれば、刃の偏摩耗を抑制できる。
【００４４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００４５】
実施形態１．
図１（ａ）〜（ｄ）には、本発明に係る薄膜切断装置の一実施形態の構成が示される。図１（ａ）において、薄膜切断装置には、薄膜を所定形状に切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた回転式の切断手段であるロータリダイ１０と、ロータリダイ１０で切断された製品を吸着して積層位置１４まで搬送する搬送手段である吸着ローラ１２とが設けられている。本実施形態においては、積層位置１４は、吸着ローラ１２と他の薄膜を搬送するための吸着ローラ１６との接触部分に設定されており、この積層位置１４においてロータリダイ１０によって切断された製品と他の薄膜とが積層される。
【００４６】
また、本実施形態においては、ロータリダイ１０によって切断されるシート状の薄膜１８は、供給側ローラ２０から供給され、巻き取りローラ２２によって巻き取られる構成となっており、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２との間にロータリダイ１０と吸着ローラ１２とが存在し、この間に薄膜１８が挟み込まれる構成となっている。
【００４７】
ロータリダイ１０には、その円周部分に、図のハッチングを施した角度分だけ薄膜切断用の刃が設けられている。すなわち、ロータリダイ１０には、上述の通り、薄膜１８を切断するための刃が円周方向に部分的に設けられた構成となっている。また、薄膜１８の切断は、ロータリダイ１０の刃と吸着ローラ１２の円周面とで行われ、切断された製品は、ロータリダイ１０の刃の部分に対応する吸着ローラ１２の円周部分、即ち図のハッチングを施した角度部分に対応する円周面に吸着されて搬送されていく。
【００４８】
また、ロータリダイ１０に刃が設けられている円周部分（ハッチング部分）以外の円周面上には、刃は設けられておらず、この刃が無い部分と吸着ローラ１２の円周面との間には、薄膜１８が自由に移動できる隙間が生じている。このため、ロータリダイ１０の刃が薄膜１８に接していない時には、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２との協働により、薄膜１８の位置を自由に制御することが出来る。このような構成により、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とによって、ロータリダイ１０による薄膜１８の切断開始位置を自由に設定できる。したがって、薄膜１８からロータリダイ１０により製品を切り取った後、次の製品の切断動作の開始位置を、前回の切断終了位置に極力近づけることができるので薄膜１８上の製品と製品との隙間部分を最小化でき、薄膜１８に生じる端切れ部分を極めて小さくすることが出来る。
【００４９】
なお、本実施形態においては、薄膜１８から切り取られる製品は、薄膜１８の幅方向に収まる大きさ、形状となっているので、ロータリダイ１０により製品を切断した後にも、巻き取りローラ２２により連続的に薄膜１８の端切れ部分の巻き取りが可能となっている。以上の供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とにより、本発明にかかる位置決め手段が構成される。
【００５０】
図２（ａ）には、上記ロータリダイ１０および吸着ローラ１２が示され、図２（ｂ）には、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図が示される。図２（ａ）において、ロータリダイ１０には、その円周部に、図１（ａ）のハッチング部分に対応する角度だけ薄膜切断用の刃２６が取り付けられている。この刃２６の取り付け方法としては、例えばロータリダイをマグネットローラ２８と刃２６が形成されている台座３４とで構成し、台座３４をマグネットローラ２８に磁力で取り付ける方法等が考えらる。
【００５１】
また、ロータリダイ１０には、ストッパ３０が取り付けられており、吸着ローラ１２の円周面とマグネットローラ２８の円周面との間に所定の隙間３２を確保している。さらに、刃２６が形成されている台座３４と吸着ローラ１２との間にも隙間３６が形成されている。上記隙間３２は、供給される薄膜１８の厚さより若干大きくしておき、他方の隙間３６は、薄膜１８の厚さより若干小さくしておく。これにより、薄膜１８の切断動作中は、吸着ローラ１２と台座３４とにより薄膜１８を押さえながら刃２６により精度良く切断を行なうことが出来る。また、切断動作以外の場合には、ロータリダイ１０を回転させることにより、刃２６および台座３４の無い部分で吸着ローラ１２と対向させることにより、薄膜１８の移動を自由に行なわせることが出来る。
【００５２】
図３には、図１（ａ）に示された吸着ローラ１２の内部構造図が示される。図３において、吸着ローラ１２は、薄膜１８から切断された製品３８を吸着し搬送するための空気吸引孔４０が備えられている。この空気吸引孔４０は、負圧室４２で発生された負圧により空気を吸引する構成となっている。
【００５３】
この吸着ローラ１２の円周面上には、図４に示された金属ベルト４４が着脱可能に巻かれている。図４において、金属ベルト４４には、エッチング加工、電子ビーム加工、ドリル加工等により複数の吸着孔４８が形成されている。この吸着孔４８の径は、吸着ローラ１２に形成された空気吸引孔４０の径より微細に形成されている。吸着孔４８には、空気吸引孔４０によって空気が引き込まれることにより吸着力が生じる。
【００５４】
また、上記空気吸引孔４０には、吸着ローラ１２の円周面に形成された吸引溝４６が接続されている。この吸引溝４６により、空気吸引孔４０に引き込まれる空気量が各吸着孔４８ごとに均等に分散される。このため、各吸着孔４８に均等な吸着力が発生されることになる。なお、各吸着孔４８の吸引力を均等にするための吸引溝４６の替わりに、空気吸引孔４０の周囲にショットブラスト加工等を施すことも好適である。
【００５５】
このような金属ベルト４４が吸着ローラ１２の円周部に取り付けられることにより、ロータリダイ１０により切断された製品３８が吸着され、所定の積層位置１４（図１（ａ）参照）まで搬送される。
【００５６】
上記金属ベルト４４には、ロータリダイ１０に設けられた刃２６があたり、この金属ベルト４４と刃２６とによって薄膜１８が切断される。このため、金属ベルト４４の、刃２６が接する部分５２には、前述した吸着孔４８が形成されていない。即ち、吸着孔４８は、ロータリダイ１０の刃２６により切断される製品形状より若干内側の範囲にのみ分布していることになる。
【００５７】
以上に述べたように、吸着孔４８を金属ベルト４４に複数形成することにより、製品３８の吸着能力を向上出来る。また、吸着孔４８が空気吸引孔４０の径より相当程度小径の微細孔であることから、製品３８に吸着孔４８の跡が転写されることを防止することが出来る。
【００５８】
上記のように、製品３８の吸着用の吸着孔４８が形成された金属ベルト４４を吸着ローラ１２に着脱可能に取り付ける構成によれば、製品３８の形状が変更されても、金属ベルト４４を交換することにより容易に対応することが出来る。これにより、吸着ローラ１２を交換せずに様々な形状の製品３８に対応することが出来、汎用性を向上出来る。
【００５９】
上述した金属ベルト４４の吸着ローラ１２への取り付け方法としては、金属ベルト４４を取り付けボルト５４で固定する方法が考えられる。この取り付けボルト５４によって吸着ローラ１２の円周部分に取り付けられた金属ベルト４４は、テンションボルト５６によりテンションが付与される。
【００６０】
図５には、上記テンションボルトの構成の断面図が示される。図５において、テンションボルト５６は、皿バネ５８等で構成されたバネ機構を内蔵している。この皿バネ５８の弾性力により、常に金属ベルト４４に所定のテンションが付与されることになる。このため、温度変化、材質差等による吸着ローラ１２と金属ベルト４４との伸び量の差等を吸収し、金属ベルト４４のたるみ、破断を防止することが出来る。
【００６１】
さらに、本実施形態に係る薄膜切断装置においては、薄膜１８上の不良箇所を検出するためのセンサ２４が設けられている。このセンサにより、薄膜１８上に不良箇所が存在することが検出された場合には、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とにより適宜不良箇所を回避しながらロータリダイ１０での薄膜１８の切断動作を継続することが出来る。
【００６２】
次に、本実施形態の動作について説明する。図１（ａ）において、ロータリダイ１０の回転位置は、円周部分に設けられた刃（図のハッチングで示された角度部分）が薄膜１８に接しない状態とされ、供給側ローラ２０から巻き取りローラ２２に、薄膜１８がロータリダイ１０と吸着ローラ１２との間の隙間を通って移動する。この際に、センサ２４により不良箇所が監視され、不良箇所が無い所定の位置で一旦薄膜１８の供給側ローラ２０から巻き取りローラ２２への送りが停止される。この所定の位置が、薄膜１８の切断開始位置となる。
【００６３】
次に、図１（ｂ）に示されるように、ロータリダイ１０をその刃の一端が薄膜１８に接する位置まで回転させ、同時に吸着ローラ１２もロータリダイ１０の刃に対向して切断された製品を吸着する部分（図のハッチングされた角度部分）の一端が薄膜１８に接する位置まで回転させる。
【００６４】
次に、図１（ｂ）の状態から図１（ｃ）の状態まで、供給側ローラ２０から巻き取りローラ２２へ薄膜１８を送りながら、これに同期してロータリダイ１０と吸着ローラ１２とを回転させる。これにより、所定形状の製品が薄膜１８から切り取られ、切り取られた製品は吸着ローラ１２に吸着された状態となる。また、この切断動作の間に、センサ２４により、次に切断される薄膜１８の部分に不良箇所が無いかが同時に監視される。不良箇所が検出されなかった場合には、図１（ｃ）の状態から図１（ａ）の状態までロータリダイ１０および吸着ローラ１２が回転する。また、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とにより、次の切断動作のための薄膜１８の位置決めが行なわれる。この際には、前回の切断箇所と今回の切断箇所との間の隙間部分を極力小さくすることにより、製品の歩留まりを向上させることが出来る。また、製品が切り取られた後の薄膜１８の端切れは、巻き取りローラ２２に順次巻き取られていく。
【００６５】
なお、ロータリダイ１０によって薄膜１８から切り取られた製品は、上述したように、吸着ローラ１２に吸着され、図１（ｃ）の状態から図１（ａ）の状態まで吸着ローラ１２が図の矢印方向に回転していく際に他の吸着ローラ１６との協働により、他の薄膜との積層動作が行われる。具体的には、切り取られた製品と他の薄膜とを重ねあわせ、所定のヒートシール等の手段により二つの薄膜を張り合わせる。このため、吸着ローラ１２としては、ホットプレスも同時に行えるホットプレスローラとしての機能を有しているのが好適である。
【００６６】
次に、センサ２４により不良箇所が検出された場合には、図１（ｄ）に示す状態において、適宜不良箇所を回避すべく供給側ローラ２０から巻き取りローラ２２への薄膜１８の送り動作を行なう。これにより、次の一回分の製品切断用に必要な長さだけ薄膜１８に不良箇所が無いことが確認できた場合には、再度図１（ａ）の状態から製品の切断動作を開始する。
【００６７】
以上の構成により、一つの薄膜切断装置により連続的に薄膜１８の端切れを回収しつつ不具合箇所のはね出しと製品の切断とを行なうことが出来る。
【００６８】
実施形態２．
図６（ａ）〜（ｅ）には、本発明に係る薄膜切断装置の他の実施形態の動作状態が示される。図６（ａ）において、吸着ローラ１２には、製品を吸着できる吸着孔４８が設けられた領域が、図のハッチングで示されるように、円周部に二ヶ所設けられている。また、ロータリダイ１０の刃２６は、吸着ローラ１２の各吸着領域に対応した角度領域で一ヶ所形成されている。なお、本実施形態では、エンコーダ６０とテンショナ６２とが設けられており、供給側ローラ２０から巻き取りローラ２２に送られる薄膜１８に常に一定のテンションがかかるように制御される。
【００６９】
まず、図６（ａ）において、センサ２４で不良箇所の有無を監視しながら供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とにより薄膜１８を所定の位置に位置決めする。この場合には、図１でも説明した通り、ロータリダイ１０の刃が薄膜１８に接していない状態で行われる。
【００７０】
次に、図６（ｂ）において、所定の位置に位置決めされた薄膜１８に対してロータリダイ１０の刃の一端部と吸着ローラ１２の吸着領域の一端部とを一致させ、切断動作が開始される。この場合には、図６（ｃ）に示される通り、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とを図の矢印方向に回転させつつロータリダイ１０と吸着ローラ１２とを図の矢印方向に回転させる。また、この際に、図１（ｂ）でも説明した通り、センサ２４により薄膜１８の不良箇所の監視を行なう。
【００７１】
このような状態で図６（ｄ）に示されるような位置まで薄膜１８の切断動作を行い、薄膜１８の切断を終了する。
【００７２】
次に、上記切断動作中に、センサ２４により薄膜１８の不良箇所が無いと判断された場合には、図６（ａ）の状態に戻って所定量薄膜１８を巻き取りローラ２２側に送り、図６（ｂ）の状態として再度薄膜１８の切断動作を開始する。この場合には、先の切断動作によって切断された製品が吸着ローラ１２の吸着領域に吸着されているので、図６（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示される切断動作と同時に積層位置１４において先に切断された製品の積層も行われる。なお、この積層動作は、図６（ｂ）〜（ｄ）においては、搬送ベルト６４により搬送された他の薄膜との積層を行なう例が示されている。しかし、これに限定されるものではなく、例えば吸着ローラ１２の、ロータリダイ１０の反対側に、同様な吸着ローラを設け、この他の吸着ローラによって搬送された他の薄膜と積層することとしても良い。
【００７３】
また、図６（ｄ）において、次の薄膜に不良箇所が存在した場合には、図６（ｅ）に示される状態として、巻き取りローラ２２側に薄膜を送り、不良箇所の無い薄膜１８によって次の切断動作が行われる。
【００７４】
以上のような構成により、薄膜１８の切断箇所の間の距離を小さく出来、歩留まりを向上できるとともに、センサ２４により不良箇所が発見された場合には、この不良箇所を回避して製品の切断を行なうことが出来る。
【００７５】
また、薄膜１８からの製品の切断動作と、切断された製品の積層動作とを同時に行なうことが出来るので、生産効率を向上することが出来る。
【００７６】
なお、上記実施形態においては、積層動作が終了するまで積層される薄膜製品が同一の吸着ローラ１２に保持されているので、他の吸着ローラ等の搬送手段に持ちかえられることが無く、積層動作の簡略化を図ることが出来る。これにより、薄膜の積層精度を向上させることが出来る。
【００７７】
上述した図１および図６に示された実施形態１、２においては、何れもロータリダイ１０と吸着ローラ１２との間に薄膜１８を挟み込み、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とを回転させつつロータリダイ１０に設けられた刃によって薄膜１８を切断する構成となっている。この場合に、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２とによる薄膜１８の搬送速度と、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とによる薄膜１８の切断速度とに差が生じると切断精度が低下する。このため、ロータリダイ１０、吸着ローラ１２、供給側ローラ２０、巻き取りローラ２２について同期制御することが好適である。このような同期制御により、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とによる薄膜１８の切断速度と、製品切断後の薄膜１８の端切れの巻き取りローラ２２での巻き取り速度即ち薄膜１８の搬送速度とが一致され、高精度に製品を切断することが可能となる。
【００７８】
さらに、図１に示された実施形態１では、供給側ローラ２０と巻き取りローラ２２との制御により、また図６に示された実施形態２では、エンコーダ６０およびテンショナ６２の制御により、薄膜１８に作用するテンションを一定に維持することができ、製品の切断を高精度で行なうことが出来る。
【００７９】
なお、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とは、切断するための薄膜１８を挟み込み、これを押圧しながら巻き取りローラ２２側に送っているが、ロータリダイ１０と薄膜１８との間もしくは吸着ローラ１２と薄膜１８との間の摩擦係数を大きくするのも好適である。このために、例えばロータリダイ１０および吸着ローラ１２の薄膜１８と接する面に凹凸をつける等が考えられる。
【００８０】
実施形態３．
図７には、切断後の製品がロータリダイ１０に付着することを防止するための機構の例が示される。図７において、ロータリダイ１０には、適宜の位置から蹴り出し６６が突出する構成となっている。これにより、切断後の製品を吸着ローラ１２側に押し出すことができ、吸着ローラ１２へ確実に製品を受け渡すことができる。このような蹴り出し６６は、ロータリダイ１０の内部にカム機構、シリンダ、モータ等とともに、所定のタイミングで吸着ローラ１２側に蹴り出し６６を突出させる蹴り出し機構を構成する。この蹴り出し６６を突出させる部分は、切断された製品の先端に限らず、製品の一部もしくは全体を押し出すような位置および形状とする。また、蹴り出し６６を突出させるタイミングとしては、製品を確実に吸着ローラ１２に受け渡せるタイミングであれば良い。
【００８１】
実施形態４．
図８には、ロータリダイ１０の変形例が示される。図８において、刃２６により切断された製品部分に対応するロータリダイ１０の領域では、薄膜１８とロータリダイ１０との間に所定の隙間６８が設けられている。これにより、薄膜１８のうち製品となる部分はロータリダイ１０と吸着ローラ１２との間で押圧されずに切断される。ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とで薄膜１８が押圧されると、膜厚のばらつきが薄膜１８の押し広がる量のばらつきを生じさせ、製品の寸法精度を低下させるが、薄膜１８を押圧せずに切断すれば、寸法精度の低下を防止することができる。これにより、製品の寸法精度を向上させることができる。
【００８２】
なお、薄膜１８のうち製品とならない端切れ部分については、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２とによって押圧されて巻き取りローラ２２側に送り出される。
【００８３】
実施形態５．
図９（ａ）〜（ｃ）には、ロータリダイ１０の刃２６の両側部分における段差の例が示される。図９（ａ）においては、刃２６の内側即ち製品部分の段差を、送り部分即ち薄膜１８の端切れとなる部分を挟む部分の段差よりも深くし、製品部分とロータリダイ１０とが接しないようにしている。また、図９（ｂ）においては、送り部分の刃２６近傍の段差を深くし、その外側から段差を浅くしている。また図９（ｃ）では、製品部分の刃２６近傍の段差を浅くし、その内側から段差を深くしている。図９（ａ）、（ｂ）に示された例では、何れも製品部分はロータリダイ１０によって押圧されず、送り部分のみ押圧される構造となる。これに対して図９（ｃ）では、製品部分も刃の近傍のみロータリダイ１０によって押圧されることになる。これらの形状は、製品形状等に基づいて適宜決定すればよい。
【００８４】
なお、以上述べた例では、ロータリダイ１０側の形状により薄膜１８との間に隙間を生じる構成としたが、吸着ローラ１２側の形状によって薄膜１８との間に隙間を生じる構成としても良い。
【００８５】
実施形態６．
図１０には、吸着ローラ１２に着脱可能に取付けられる金属ベルト４４の変形例が示される。図１０において、金属ベルト４４は、ロータリダイ１０と協働して薄膜を切断する部分すなわちロータリダイ１０の刃２６が当たる部分である切断部７０と、金属ベルト４４を吸着ローラ１２に取付けるための取付部７２とによって構成されている。この金属ベルト４４は、吸着ローラ１２の円周部に図の矢印方向に巻き付けられ、その両端部に形成された取付部７２が吸着ローラ１２の取付ボルト５４により固定されることによって吸着ローラ１２に取り付けられる。また、切断部７０には、前述した吸着孔４８が形成されている。
【００８６】
本実施形態に係る金属ベルト４４は、上記切断部７０の板厚が、取付部７２の板厚より厚く形成されている。このような構成により、切断部７０の剛性を取付部７２の剛性より高くすることができる。このため、薄膜を切断する際に、刃２６が切断部７０に当たり、切断荷重がかかっても、金属ベルト４４の変形を小さく抑えることができ、金属ベルト４４が吸着ローラ１２に形成された空気吸引孔４０に落ち込むことを防止できる。
【００８７】
但し、上述のように、金属ベルト４４の板厚を厚くすると、板曲げが困難となり、金属ベルトの吸着ローラ１２への取付作業が困難となる。このため、本実施形態に係る金属ベルト４４では、その両端部に上述した取付部７２を形成し、この部分の板厚をエッチング加工等で薄くすることにより、板曲げを容易にし、吸着ローラ１２への取付作業を容易化している。また、剛性の高い金属ベルト４４では、吸着ローラ１２に密着した状態で取付けることができず、気密性が失われてしまうが、取付部７２への板厚を薄くし、剛性を低くすることにより、吸着ローラ１２への金属ベルト４４の密着性も確保することができる。
【００８８】
以上のように、金属ベルト４４の切断部７０の剛性を確保しつつ金属ベルト４４を容易に吸着ローラ１２に取付けることが可能となる。
【００８９】
図１１（ａ），（ｂ）には、金属ベルト４４の他の変形例が示される。図１１（ａ）においては、金属ベルト４４が剛性の異なる異種の素材で形成されている。すなわち、切断部７０には高剛性の素材が使用され、取付部７２には低剛性の素材が使用される。このような高剛性素材の例としては、ステンレスの窒化処理材があり、低剛性素材の例としてはステンレスがある。
【００９０】
また、図１１（ｂ）においては、金属ベルト４４が単一の素材でかつ均一の板厚で形成されているが、取付部７２の部分に穴７４を空け、取付部７２の低剛性化を図っている。
【００９１】
実施形態７．
図１２，図１３，図１４には、本発明に係る薄膜切断装置の実施形態７に使用されるロータリダイの刃の構成例が示される。図１２において、前述したように表側に刃２６が形成された台座３４が、その裏側でマグネットローラ２８に磁力で取付けられ、本発明に係るロータリダイ１０が形成されている。このロータリダイ１０は、軸７６を中心として、矢印７８方向に回転しつつ刃２６により薄膜を切断するものである。
【００９２】
刃２６により薄膜の切断を繰り返すと、刃２６の先端が摩耗してくる。この摩耗は、刃２６により薄膜を切断する際に刃２６が薄膜から受ける切断反力に起因する刃先のつぶれである。このように、刃２６に発生する摩耗は刃先が押しつぶされるために発生するものであるので、刃先にコーティングを施しても効果はない。また、刃先のつぶれを抑制するために刃先硬度を上げることも考えられるが、刃２６の曲げ性が低下し、台座３４をマグネットローラ２８に取付ける場合に不都合が生じる。
【００９３】
以上のような点から、刃２６と吸着ローラ１２との間に隙間を設け、切断反力を低下させることが有効である。但し、上記刃２６の摩耗は図１２，図１３（ａ）に示されるように、ロータリダイ１０を矢印７８の方向に回転し、薄膜をワーク流れ方向に流しながら切断する際の、回転方向の刃８０に顕著に現れ、軸方向の刃８２には殆ど生じない。しかも、刃２６の先端と吸着ローラ１２との間の隙間を全て一定の値とした場合には、回転方向の刃８０によっては薄膜が切断できるが、軸方向の刃８２によっては薄膜の切断が不十分となる。
【００９４】
このため、本実施形態においては、回転方向の刃８０と軸方向の刃８２とで刃高さを異ならせている。具体的には、回転方向の刃８０の刃高さが軸方向の刃８２の刃高さより低く構成されている。この様子が図１３（ｂ）に示される。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＢ−Ｂ断面である。図１３（ｂ）に示されるように、台座３４の裏面からの刃高さは、回転方向の刃８０の方が軸方向の８２よりも低くなっている。以上のような構成により、回転方向の刃８０と吸着ローラ１２との隙間が適切に確保でき、回転方向の刃８０の摩耗を抑制することができる。また、軸方向の刃８２の刃高さは回転方向の刃８０の刃高さよりも高くされているので、軸方向の刃８２による薄膜の切断も充分に行うことができる。これにより、薄膜を所定の形状に適切に打抜くことができ、かつ長寿命のロータリダイ１０を実現することができる。
【００９５】
図１４には、ロータリダイ１０と吸着ローラ１２との回転軸７６に垂直な面での断面図が示される。図１４において、上述したように回転方向の刃８０の刃高さが軸方向の刃８２の刃高さより低くなっており、その分回転方向の刃８０と吸着ローラ１２との間の隙間８４が確保されている。このような隙間８４があっても、回転方向の刃８０によって薄膜を充分に切断することができる。
【００９６】
図１５，図１６には、刃２６の高さの具体例が示される。図１５（ａ）、（ｂ）は、図１３（ａ）、（ｂ）に対応しており、回転方向の刃８０の刃高さが０．４５ｍｍであり、軸方向の刃８２の刃高さが０．４６ｍｍとなっている。このため、回転方向の刃８０の刃高さは軸方向方の刃８２の刃高さより１０μｍ程度低くなっている。
【００９７】
図１６（ａ）、（ｂ）は、図１４に対応しており、それぞれの刃８０、８２と吸着ローラ１２との隙間が示されている。図１６（ａ）において、軸方向の刃８２と吸着ローラ１２との隙間は０〜５μｍとされている。これに対して、図１６（ｂ）に示されるように、回転方向の刃８０と吸着ローラ１２との隙間は１０〜１５μｍとされている。このように吸着ローラ１２とそれぞれの刃８０、８２との隙間を調整することにより、ロータリダイ１０の寿命を向上させることができるとともに吸着ローラ１２側へのダメージも軽減することができ、その寿命も向上させることができる。
【００９８】
なお、上述した各刃高さは必ずしも上記数値に限定されるものではない。すなわち、被切断物である薄膜の厚さや素材によってその刃高さを適宜変更するのが好適である。また、各刃高さの差は上記１０μｍに限られるものではない。更に、上述した例では、ロータリダイはマグネットローラ２８に刃２６が形成された台座３４を磁力で取付ける方法を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、刃２６をロータリダイ１０に固定し、取り外しができない形式のものにも適用可能である。
【００９９】
図１７（ａ）〜（ｄ）には、回転方向の刃８０と軸方向方の刃８２刃高さとの間の刃高さの変え方の例が示される。図１７（ａ）では、Ｒ部までの刃高さを回転方向の刃８０と同じ低い高さとした例が示されている。また、図１７（ｂ）では、Ｒ部の途中で刃高さを変更する例が示されている。
【０１００】
また、刃高さの変更方法については、図１７（ｃ）に示されるように階段状の段差で行ってもよいし、図１７（ｄ）に示されるように徐々に連続的に刃高さを変更することも好適である。
【０１０１】
図１８には、刃高さの変え方の変形例が示される。図１３と図１５とに示された例では、刃高さを変更するために刃２６自体の高さを変更した。これに対して、図１８（ａ）では、回転方向の刃８０が形成されている台座３４の裏側すなわちマグネットローラ２８に付着される側を凸形状としている。これにより、マグネットローラ２８に付着された際に、回転方向の刃８０の先端と台座３４の裏側の面までの距離すなわち回転方向の刃８０の刃高さが軸方向の刃８２の刃の先端から台座３４の裏側の面までの距離すなわち軸方向の刃８２の刃高さよりも小さくなる。
【０１０２】
また、図１８（ｂ）に示された例では、軸方向の刃８２が形成された台座３４の裏側が凸形状となっている。この場合も図１８（ａ）と同様の理由により回転方向の刃８０の刃高さを軸方向の刃８２の刃高さより低くすることができる。
【０１０３】
なお、図１９に示されるように、回転方向の刃８０が当たる相手側である吸着ローラ１２の円周面部分を凹形状として面の高さを変更すれば、回転方向の刃８０と吸着ローラ１２との隙間を広くすることができるので、切断反力を軽減することができ、刃の高さを変更した場合と同様の効果を得ることができる。
【０１０４】
図２０には、刃高さを変更せずに回転方向の刃８０の摩耗速度を低減する例が示される。図２０(a)においては、刃８０の刃先角度を小さくすることにより切断反力を低減し、摩耗速度を抑制している。これに対して図２０（ｂ）では、刃先角度を大きくし、刃８０の剛性を高めることによって刃８０の摩耗速度を低減している。
【０１０５】
また、図２０（ｃ）においては、刃幅ｌを小さくすることにより切断反力を小さくして刃の摩耗速度を抑制している。更に、図２０（ｄ）では、刃幅ｌを大きくし、刃の剛性を高めることにより刃の摩耗速度を抑制している。
【０１０６】
以上のことから、例えば、回転方向の刃８０と軸方向の刃８２とで刃の剛性を異ならせる、具体的には回転方向の刃８０の剛性を軸方向の刃８２の剛性よりも高くするこにより、回転方向の刃８０の摩耗速度を抑制でき、刃の長寿命化を図ることができる。このような刃の剛性の変更は、上述したように刃先角度の変更或いは刃幅の変更により行うことができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、位置決め手段によって決められた所定の位置から製品の切断動作を行なえるので、薄膜に不良箇所があっても自由に回避することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【０１０８】
また、薄膜から製品を切断する場合に製品と製品との間の隙間部分を小さくでき、これによっても歩留まりの向上を図ることができる。
【０１０９】
また、製品の切断と、切断された製品の積層とを連続的に且つ同時に行なえるので、積層製品の生産効率を向上させることができる。
【０１１０】
また、搬送手段には、微細な径の吸着孔が複数形成されているので、切断された製品を確実に吸着、搬送できるとともに、製品に吸着孔の痕跡が残ることを防止できる。
【０１１１】
また、上記吸着孔に吸引力を発生させる空気吸引孔が、吸着孔の下部に設けられ、この空気吸引孔には、吸引溝が接続されて、各吸着孔の吸着力を均等にすることが可能となる。
【０１１２】
また、上記吸着孔が形成された金属ベルトは、搬送手段から着脱可能であるので、保全性、汎用性を向上することができる。
【０１１３】
また、この金属ベルトにはバネ機構によりテンションが付与されているので、温度むら、材質差等による弛み、破断等を防止することができる。
【０１１４】
また、巻き取りローラによる端切れの回収により切断効率が向上できるとともに、薄膜の搬送速度と切断手段による切断速度とが一致されているので、製品の精度を向上できる。
【０１１５】
また、蹴り出し機構を切断手段に設けることにより切断された製品を確実に搬送手段に受け渡すことができる。
【０１１６】
また、切断手段と切断された製品との間に隙間を設けることにより製品を押圧せずに切断でき、薄膜に膜厚のばらつきがあっても、製品の寸法精度を高く維持することができる。
【０１１７】
また、金属ベルトの切断部の剛性を取付部の剛性より高くすることにより、切断部の剛性を確保しつつ容易な取付を実現できる。
【０１１８】
また、回転方向と軸方向とで刃高さを異ならせることにより、刃の偏摩耗を抑制できる。
【０１１９】
また、回転方向の刃高さを軸方向の刃高さより低くすることにより、回転方向の刃の摩耗を抑制できる。
【０１２０】
また、回転方向と軸方向とで刃の剛性を異ならせることにより、刃の偏摩耗を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る薄膜切断装置の実施形態１の構成例を示す図である。
【図２】  図１に示された薄膜切断装置のロータリダイおよび吸着ローラの構成例を示す図である。
【図３】  図１に示された薄膜切断装置の吸着ローラの構成例を示す図である。
【図４】  図３に示された吸着ローラに取り付けられる金属ベルトの例を示す図である。
【図５】  図４に示された金属ベルトにテンションを付与するためのテンションボルトの例を示す図である。
【図６】  本発明に係る薄膜切断装置の実施形態２の構成例を示す図である。
【図７】  ロータリダイに設けられた蹴り出し機構の例を示す図である。
【図８】  ロータリダイと製品との間に隙間を設けた例を示す図である。
【図９】  図８に示されたロータリダイの刃の両側の段差の例を示す図である。
【図１０】  金属ベルトの変形例を示す図である。
【図１１】  金属ベルトの他の変形例を示す図である。
【図１２】  本発明に係る薄膜切断装置の実施例７に使用されるロータリダイの説明図である。
【図１３】  図１２における刃６の刃高さの変更の様子を示す説明図である。
【図１４】  刃と吸着ローラとの間の隙間の説明図である。
【図１５】  刃高さの変更の例を示す図である。
【図１６】  刃と吸着ローラとの隙間の例を示す図である。
【図１７】  刃高さの変更方法の例を示す図である。
【図１８】  刃高さの変更方法の例を示す図である。
【図１９】  刃高さの変更方法の例を示す図である。
【図２０】  刃の剛性の変更方法の例を示す図である。
【符号の説明】
１０  ロータリダイ、１２  吸着ローラ、１４  積層位置、１６  吸着ローラ、１８  薄膜、２０  供給側ローラ、２２  巻き取りローラ、２４  センサ、２６  刃、２８  マグネットローラ、３０  ストッパ、３２  隙間、３４  台座、３６  隙間、３８  製品、４０  空気吸引孔、４２  負圧室、４４  金属ベルト、４６  吸引溝、４８  吸着孔、５２  刃が接する部分、５４  取り付けボルト、５６  テンションボルト、５８  皿バネ、６０  エンコーダ、６２  テンショナ、６４  搬送ベルト、６６  蹴り出し、６８  隙間、７０  切断部、７２  取付部、７４  穴、７６  軸、７８  矢印、８０  回転方向の刃、８２  軸方向の刃、８４  隙間。
【図１】
0004016671.tif 000002
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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