JP6378530B2 - フィルム吸着機構 - Google Patents

Description

本発明は、可撓性のフィルム状部材を加工、又は搬送するためのフィルム吸着機構に関する。更に詳しくは、フィルム状部材の吸着、受け渡し等を行うときに、フィルム状部材に反り、垂れ下がり等が発生しないようにして、吸着、受け渡し等を容易に行えるフィルム吸着機構に関する。

従来から薄膜トランジスタ等を含む電子積層体においては、厚さの薄いプラスチック製のフィルム状部材が使用されている。この薄いフィルム状部材は、作業者が手で触れることができないため、吸着パッドが設けられたロボットハンド等で吸着され、搬送、受け渡し等が行われている。

この厚さの薄いフィルム状部材は、中央部を吸着、保持すると、両端が自重で垂れ下がった形状になってしまう。このような垂れ下がった姿勢のフィルム状部材は、簡単に吸着、保持して搬送、加工等を行うことが容易でないという問題点があった。そのため、この薄いフィルム状部材を吸着、保持するためには、端部が自重で反ったり、垂れ下がったりしないように姿勢を矯正する必要があるが、そのフィルム状部材の矯正を簡素な構成で、確実に行うものはなかった。

一方、フィルムに関する技術としては、フィルムの皺を取り除く方法に関する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術は、押圧対象物の上方から押圧ガスを吹き付けて、押圧対象物を配置台に押圧して押圧対象物の皺をとるものである。

特開２０１３−２１６４２９号公報

しかしながら、この特許文献１の技術は、押圧ガスにより、押圧対象物を配置台に押圧して押圧対象物の皺をとるものであり、配置台がないと皺取りを行うことができない。そのため、配置台がなく、フィルム状部材の加工、搬送等を行うためのフィルム吸着機構に関する技術に採用することができない。
そのため、可撓性のフィルム状部材を加工、又は、搬送するためのフィルム吸着機構の分野において、簡素な構成、簡単な方法でフィルム状部材の反り、垂れ下がり等をなくして、確実に吸着、受け渡し等が行えるようにするためのフィルム吸着機構の開発が要望されていた。

本発明は、このような従来の問題点を解決するために創案されたものであり、次の目的を達成する。
本発明の目的は、可撓性のフィルム状部材の吸着、受け渡し等を行うときに、フィルム状部材に反り、垂れ下がり等が発生しないようにして、確実に吸着、受け渡しが行えるようにしたフィルム吸着機構を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、次の手段で達成される。
本発明１のフィルム吸着機構は、
可撓性のフィルム状部材を加工又は搬送するためのフィルム吸着機構であって、前記フィルム状部材を吸着する機能を有する吸着具と、加圧空気を吹き付ける機能を有するエアーノズルとを有し、前記吸着具は、複数個の吸着パッドを有し、前記フィルム状部材の第１面に前記加圧空気を吹き付けているときに、前記フィルム状部材の第２面を前記吸着具で吸着することを特徴とする。

本発明２のフィルム吸着機構は、本発明１において、
前記加圧空気の動圧の分力は、前記吸着パットの吸着方向と、前記フィルム状部材の平面方向に向けられたものであることを特徴とする。

本発明３のフィルム吸着機構は、本発明１又は２において
ロボットハンドから前記フィルム吸着機構に、前記フィルム状部材を直接的に受け渡しするときに、前記ロボットハンドを前記フィルム状部材の面と平行な軸線を中心に揺動させるための揺動駆動機構とを有することを特徴とする。

本発明４のフィルム吸着機構は、本発明１乃至３のいずれか１項において、
前記吸着具の吸着エラーを検知した場合、前記エアーノズルが、前記加圧空気を吹き付けることを特徴とする。

本発明のフィルム吸着機構は、エアーノズルから吹き付けられる加圧空気をフィルム状部材の第１面に吹き付けるためのエアーノズル、ロボットハンドを揺動させるための揺動駆動機構を設けることにより、フィルム状部材の反り、垂れ下がりをなくすように矯正を行い、その反り、垂れ下がりがなくなった状態でフィルム状部材の第２面を吸着するため、容易に、かつ、確実にフィルム吸着機構の吸着パッドで吸着させ保持することができる。

図１は、本発明の実施の形態１のフィルム吸着機構の概要を示す説明図である。 図２は、図１をＡ方向から矢視した図であって、実施の形態１のフィルム吸着機構において、エアーノズルから加圧空気を吹き出す前の状態を示す側面図である。 図３は、図１をＡ方向から矢視した図であって、実施の形態１のフィルム吸着機構において、エアーノズルから加圧空気を吹き出した後の状態を示す側面図である。 図４は、エアーノズルの一部を示す外観図である。 図５は、実施の形態２のフィルム吸着機構におけるフィルム状部材の受け渡し方法を説明するための説明図である。 図６は、実施の形態２のフィルム吸着機構に設けられる揺動駆動機構を模式的に示す模式図である。

以下、本発明のフィルム吸着機構の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。本発明は、可撓性を有するフィルム状部材（例えば、エレクトロルミネセンスを構成するフィルム状部材、又は製造プロセスで使用する合成樹脂製のフィルム状部材等）５を、貼り合わせ等の加工、又は、搬送するためのフィルム吸着機構１，２に関するものである。

〔実施の形態１〕
図１から４に従って、本発明の実施の形態１のフィルム吸着機構１について説明を行う。図１は、本発明の実施の形態１のフィルム吸着機構の概要を示す説明図、図２は、図１をＡ方向から矢視した図であって、実施の形態１のフィルムハンド用姿勢矯正装置において、エアーノズルから加圧空気を吹き出す前の状態を示す側面図、図３は、エアーノズルから加圧空気を吹き出した後の状態を示す側面図、図４は、エアーノズルの一部を示す外観図である。

フィルム吸着機構１のロボットハンドであるフィルム用ハンド１０の下面側の周辺部には、複数の吸着具１１が設けられている。フィルム用ハンド１０には、第１の辺側に、複数（例えば、この形態では３個）の吸着具１１ａ（１１ａ１〜１１ａ３）が設けられている。また、フィルム用ハンド１０には、図示していないが、第１の辺の反対側にも、複数（例えば、この形態では３個）の吸着具が設けられている。この吸着具１１ａの下面には、複数の吸着パッド１２が設けられている。

フィルム用ハンド１０には、第１の辺に対して直交する第２の辺側に、複数（例えば、この形態では４個）の吸着具１１ｂ（１１ｂ１〜１１ｂ４）が設けられている。また、フィルム用ハンド１０には、図示していないが、第２の辺の反対側にも、複数（例えば、この形態では４個）の吸着具１１ｂが設けられている。この吸着具１１ｂの下面には、複数の吸着パッド１２が設けられている。

言い換えると、フィルム用ハンド１０には、下面に、矩形状に吸着具１１が配置されている。フィルム状部材５は、この吸着具１１ａ，１１ｂの吸着パッド１２に真空吸着され保持される。フィルム状部材５は、矩形状に配置された各吸着パッド１２，１２，・・に、確実に吸着されておれば、搬送、貼り合わせたりする作業を容易に行うことができる。吸着パッド１２は、弾性変形可能な材料で形成され、内部に空間を有し、下面端部が被吸着物（この形態ではフィルム状部材）に密着して真空発生装置６で吸引したとき内部圧力が負圧となって、被吸着物を吸着するものである。吸着パッドは、真空パッドなどとも呼ばれ、被吸着物の大きさ、重さ等により適宜選択される公知なものであり、この形態の説明では、詳細な説明を省略する。

なお、この吸着パッド１２には、真空回路８を介して、真空発生装置６が接続されている。真空発生装置６は、真空ポンプ、真空切換弁等からなる公知な構成のものであり、この形態では詳細な説明を省略する。真空回路８には、吸着エラー検知手段である圧力センサ７が設けられている。すなわち、フィルム状部材５が正常に吸着されず吸着エラーが発生した場合、真空回路８の圧力が所定の圧力に低下しないことを圧力センサ７で検出している。

このようなフィルム吸着機構では、受け渡しの過程等で、例えば搬送用のロボットハンドがフィルム用ハンド１０の吸着具１１ｂ側から挿入されたとき、全部の吸着パッドでなく、図１，２に示すように、図１，２における中央部、中央部近傍の吸着具１１ｂ２〜１１ｂ３の吸着パッド１２にのみに吸着されることがある。この状態になると、図１，２における端部側の吸着具１１ａ，１１ｂ４の吸着パッドに吸着されておらず、フィルム状部材５は、自重で下側に垂れ下がりが生じた状態となってしまう。この状態は、搬送、貼り合わせ等にたいへん不具合を発生させる。

この実施の形態１では、エアーノズル（第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６）を設け、フィルム状部材５の一方の面（第１面）側に加圧空気を吹き付け、フィルム状部材５の他方の面（第２面）の端部側を吸着具１１ａ１、１１ａ２、１１ａ３、１１ｂの吸着パッド１２に押圧するようにしている。エアーノズル１５、１６は、第１の辺側と、第１の辺の反対側の両方に加圧空気を吹き付けるるように、２組配置される。このようにすると、フィルム状部材５は垂れ下がり、反りを発生することなく、矩形状の吸着具１１の吸着パッド１２に確実に吸着、保持される。

この第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６は、各々、フィルム状部材５の端部側を押圧できる角度に調整され、機体に設けられた取付部材１８にボルト１８ａを介して固定されている。第１エアーノズル１５は、図４に示すように、矩形の一方の辺が寸法ｌに延びた矩形状の吹き出し部を有し、この吹き出し部に複数（例えば、この形態では１６個）の吹き出し口１５ｂが形成されている。吹き出し口１５ｂは、本体から延びた方向に噴出するように、かつ所定の間隔を有するように２列設けられている。また、第１エアーノズル１５には、外部の空気を取り込むための複数の外気取込穴１５ａが形成されており、外気取込穴１５ａから外部の空気を取り込み、空気供給源１９からの加圧空気と外気とが混合された加圧空気を吹き出し口１５ｂから吹き出す構成となっている。第２エアーノズル１６は、第１エアーノズル１５と同様な形状、構成のものであり、吹き出し口１５ｂ、外気取込穴１６ａが形成されている。この第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６は、特開平１０−３３７５０３号公報等で知られている構成のものであり、この形態の説明では詳細な説明を省略する。

第１エアーノズル１５は、方向切換弁１７を切り換える制御を行うことにより図３に示した矢印Ｆ１方向に加圧空気を吹き出し口１５ｂより吹き出す。第２エアーノズル１６は、方向切換弁（図示せず）を切り換える制御を行うことにより図３に示した矢印Ｆ２方向に加圧空気を吹き出し口（図示せず）より吹き出す。この加圧空気の動圧の分力は、吸着パッド１２の吸着方向と、フィルム状部材５の平面方向に向けられたものとなる。例えば、ソレノイド１７ａを励磁することで方向切換弁１７のスプールの位置を切り換え加圧空気を吹き出し、ソレノイド１７ａを消磁することで加圧空気の吹き出しを停止する。方向切換弁１７はソレノイド１７ａを消磁するとバネ１７ｂの作用で方向切換弁１７のスプールの位置を切り換える。第２エアーノズル１６も図示しない方向切換弁で、第１エアーノズル１５と同様に、吹き出しに関する制御を行う。第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６は、一方の辺である２辺の吸着パッド１２の配列に沿った方向に加圧空気を吹き出す。符号１９は、空気圧力源である。

第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６は、例えば、フィルム状部材５を積層したトレイ（図示せず）、若しくはカセット（図示せず）、又は一次的に載置した仮置台（図示せず）上でフィルム用ハンドがフィルム状部材を吸着、保持するときに加圧空気を吹き出すものである。このフィルム吸着機構１は、フィルム状部材５の一方の面（第１面）の端部側に、第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６から加圧空気を吹き付け、フィルム状部材５の他方の面（第２面）の端部側を吸着具１１ａ、１１ａの吸着パッド１２に押圧するようにしている。このようにすると、フィルム状部材５は垂れ下がり、反りを発生することなく、矩形状の吸着具１１の吸着パッド１２に確実に吸着、保持される。確実に吸着されたことは、圧力センサ７で確認することができる。

また、フィルム状部材５が正常に吸着されず圧力センサ７で吸着エラーの発生が検知された場合、再度、フィルム状部材５の一方の面側に、第１エアーノズル１５、第２エアーノズル１６から加圧空気を吹き付け、フィルム状部材５の他方の面の端部側を吸着具１１ａ、１１ａの吸着パッド１２に押圧し、吸着させるようにしてもよい。

〔実施の形態２〕
図５，６に従って、本発明の実施の形態２のフィルム吸着機構２について説明を行う。なお、このフィルム吸着機構２は、前述したフィルム吸着機構１と同様に、吸着具１１に、真空回路８、真空発生装置６、圧力センサ７等が接続されている構成のものであるが、詳細な説明は省略する。図５は、実施の形態２のフィルム吸着機構２におけるフィルム状部材５の受け渡し方法を説明するための説明図、図６は、実施の形態２のフィルム吸着機構に設けられる揺動駆動機構を模式的に示す模式図である。

このフィルム吸着機構２は、ロボットハンドであるフィルム用ハンド２０，２０の吸着パッド２２，２２で、フィルム状部材５の一方の面を吸着、保持すると、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、両端が自重で垂れ下がってしまう。このフィルム状部材５を吸着具１１で吸着、保持しようとすると、図５（ｂ）に示すように、両端側の吸着具１１は、隙間ｈがあるため、吸着することができない。この問題を解消するために、フィルム用ハンド２０，２０に揺動駆動機構３０を設けた形態のものである。

２つのフィルム用ハンド２０，２０を挟むように、中央、一方の端部側、他方の端部側に吸着具１１が設けられている。この吸着具１１は、フィルム状部材５を真空吸着してリフト動作させるためのものである。吸着具１１の下部には、吸着パッド１２が設けられている。

フィルム用ハンド２０，２０の下面には、吸着パッド２２，２２が設けられている。フィルム用ハンド２０，２０は、図５における後方側にハンド支持軸部３６が形成されている。このハンド支持軸部３６は、図示しない軸受部により、ハンド支持軸部３６の周り方向に揺動可能に支持されている。また、ハンド支持軸部３６には、ピニオン３６ａが形成されている。このピニオン３６ａには、ラック体３６のラック３５ａが噛み合っている。ラック体３６は、３位置用シリンダのピストンロッドに固定されている。３位置用シリンダは、シリンダ本体３１、第１ピストン３２、第２ピストン３３等から構成されている。３位置用シリンダは、方向切換弁３４を切り換えることにより、第１の位置、第２の位置、中間位置の３位置に移動、位置決め可能なものである。

すなわち、ソレノイド３４ａを励磁することにより、第２ピストン３３のピストンロッドが一番引っ込んだ位置（第１の位置）に位置する。また、ソレノイド３４ｂを励磁することにより、第２ピストン３３のピストンロッドが一番突出した位置（第２の位置）に位置する。更に、第１ソレノイド３４ａ、第２ソレノイド３４ｂを消磁することにより、中間位置に位置する。この第２ピストン３３のピストンロッドの進退移動は、ラック３５ａ、ピニオン３６ａを介してハンド支持軸部３６を揺動させる。揺動駆動機構３０は、３位置用シリンダ３１，３２，３３、ラック・ピニオン機構３５ａ，３６ａ、方向切換弁３４等から構成されている。符号３８は、空気圧力源である。

図５（ａ）に示すようにフィルム用ハンド２０，２０に吸着、保持されたフィルム状部材５に対して、吸着具１１を下降させる。図５（ｂ）に示すように、中央の吸着具１１でフィルム状部材５を真空吸着する。

揺動駆動機構３０により、フィルム用ハンド２０，２０を、ハンド支持軸部３６の軸線を中心に、図５における時計回り方向に所定量（θ１）揺動させると、フィルム状部材５は、図５における左側が持ち上がり、左側の吸着具１１でフィルム状部材５を真空吸着する（図５（ｃ）参照）。その後、揺動駆動機構３０により、フィルム用ハンド２０，２０を、ハンド支持軸部３６の軸線を中心に、図５における反時計回り方向に所定量（例えば、θ２）揺動させると、フィルム状部材５は、図５における右側が持ち上がり、右側の吸着具１１でフィルム状部材５を真空吸着する（図５（ｄ）参照）。

このように、揺動駆動機構３０を設けることで、フィルム状部材５の両端が垂れ下がったような状態になっても、確実に、フィルム状部材５がフィルム用ハンド２０側から吸着具１１側へ確実に受け渡すことができる。

［その他の実施の形態］
以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、本発明はこの実施の形態に限定されることはなく、本発明の目的、趣旨を逸脱しない範囲内での変更が可能なことはいうまでもない。例えば、揺動駆動機構は、ロボットハンド（フィルム用ハンド）を揺動させることができる構成のものであれば他の機構のものであってもよい。また、フィルム吸着機構は、上下反対の吸着パッドの吸着面が上方を向いている構成で、フィルム状部材を下側から吸着パッドで吸着させるものであってもよい。本発明及び本実施の形態でいうロボットハンドとは、いわゆるロボットでなくても搬送装置のハンドも含む意味である。また、吸着パッドの吸着面が重力方向に対して平行な方向、または斜め方向を向いている構成であってもよい。更に、フィルム吸着機構は、フィルム状部材が金属箔等であれば、磁気吸着するフィルム吸着機構であってもよい。

１，２…フィルム吸着機構
５…フィルム状部材
１０…フィルム用ハンド
１１…吸着具
１２…吸着パッド
１５…第１エアーノズル
１６…第２エアーノズル
１７…方向切換弁
２０…フィルム用ハンド（ロボットハンド）
２２…吸着パッド
３０…揺動駆動機構

Claims (3)

1. 可撓性のフィルム状部材を加工又は搬送するためのフィルム吸着機構であって、
   前記フィルム状部材を吸着する機能を有する吸着具と、
   加圧空気を吹き付ける機能を有するエアーノズルとを有し、
   前記吸着具は、複数個の吸着パッドを有し、
   前記フィルム状部材の第１面に前記加圧空気を吹き付けているときに、前記フィルム状部材の第２面を前記吸着具で吸着し、
   ロボットハンドから前記フィルム吸着機構に、前記フィルム状部材を直接的に受け渡しするときに、前記ロボットハンドを前記フィルム状部材の面と平行な軸線を中心に揺動させるための揺動駆動機構とを有する
   ことを特徴とするフィルム吸着機構。
2. 請求項１において、
   前記加圧空気の動圧の分力は、前記吸着パットの吸着方向と、前記フィルム状部材の平面方向に向けられたものである
   ことを特徴とするフィルム吸着機構。
3. 請求項１又は２において、
   前記吸着具の吸着エラーを検知した場合、
   前記エアーノズルが、前記加圧空気を吹き付ける
   ことを特徴とするフィルム吸着機構。

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