説明

シート部材の貼付方法、及び、シート部材貼付システム

【課題】カールしたシート部材の位置決めと所定位置への貼り付けを高精度に行うことが可能なシート部材の貼付方法を提供する。
【解決手段】カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、傾斜面上をスライドするシート部材を2方向から保持して位置決めを行い、位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、カール除去したシート部材を被貼付物に貼り付けるシート部材の貼付方法。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、カールしたシート部材を被貼付物に貼り付けるための位置決めを行い、位置決めしたシート部材からカールを除去した後に被貼付物への貼り付けを行うシート部材の貼付方法、及び、シート部材貼付システムに関する。
【背景技術】
【0002】
フィルム状のシート部材を所定位置に貼り付ける貼付装置がある。この様な貼付装置では、シート部材を所定位置に精度よく貼り付けるために、シート部材に位置決め操作を行ってから所定位置への搬送を行うことが多い。
【0003】
シート部材の位置決め方法に関する技術としては、たとえば、ヒートシールラベル貼付装置に傾斜板とストップ板とを設け、切断されたヒートシールラベルを傾斜板に滑らせ、滑り落ちたヒートシールラベルの先端部をストッパ板で停止させて位置決めを行う技術がある(たとえば、特許文献1参照)。また、多数の吸引孔を有する平滑面を備えた吸引チャックに薄シートを吸着させ、枠体内に薄シートを移動させて薄シートにエアを吹き付けるとともに吸引チャックによる吸引を制御して、薄シート縁部を枠体に当てて位置決めを行う技術がある(たとえば、特許文献2参照)。さらに、吸引チャックによる吸引後、CCDカメラでずれ量を測定して補正を行って位置決めを行うものもある。
【0004】
この様に、シート部材の貼付装置では、シート部材端部をストッパ等に当てて位置決めを行い、ストッパ等に当たって位置決めされたシート部材を取り出し搬送して、所定位置への貼り付けが行われている。
【特許文献1】実用新案登録第2595079号公報
【特許文献2】特開平6−9112号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジの作製工程でも、シート状の除電部材を金属板金部材に貼り付ける等の貼付作業が行われる。この除電部材の貼付は機能上高い精度が要求されるとともに、貼付した除電部材には傷や折れ等のない表面状態が求められる。
【0006】
ところで、フィルム状シート部材には、シート面が反り返る現象であるカールを発生させ易い性質を有するものがあり、除電部材の中にも材質によってはカールが発生するものがある。カールした除電部材では、精度のよい位置決めや安定した貼付が困難になることは明らかである。前述の特許文献にはシート部材のカールについては記載も示唆もないので、開示された技術がカールしたシート部材も正確に位置決めできるものと一概には言えないと思量される。ましてや、非常に高い精度の位置決めと貼付が求められる除電部材の貼付作業に対応可能なものとは言い難いと思量される。
【0007】
したがって、トナーカートリッジの生産現場では、非常に高精度の位置決めと貼付が求められる除電部材の貼付を手作業で行うケースもあり、生産性に影響を与えていた。また、作業ばらつきにより一定レベルの貼付精度を維持することが困難であり、また、除電部材表面にキズや折れが発生し易くなるといった問題が懸念されていた。
【0008】
本発明は、カールしたシート部材に対して高精度な位置決めと所定位置への貼り付けを行うことが可能なシート部材貼付技術を提供することを目的とする。特に、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジを作製する際に、除電部材がカールしたものであっても要求精度を満足する位置決めと貼り付けが行えるシート部材貼付技術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】
【0009】
本発明の課題は、以下の構成により達成される。
【0010】
先ず、請求項1に記載の発明は、『カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、該傾斜面上をスライドするシート部材を2方向から保持して位置決めを行い、位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付けることを特徴とするシート部材の貼付方法。』である。
【0011】
請求項2に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のシート部材の貼付方法。』である。
【0012】
請求項3に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のシート部材の貼付方法。』である。
【0013】
請求項4に記載の発明は、『カールしたシート部材を載せてスライドさせる傾斜面と、該傾斜面端部に設けられ該傾斜面をスライドするシート部材を2方向から保持する保持手段により、位置決めを行う位置決め手段と、該位置決め手段により位置決めの行われたシート部材を該傾斜面上に押し当ててカールを除去するカール除去手段と、カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付ける貼付手段と、を有することを特徴とするシート部材貼付システム。』である。
【0014】
請求項5に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項4に記載のシート部材貼付システム。』である。
【0015】
請求項6に記載の発明は、『前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項4に記載のシート部材貼付システム。』である。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、傾斜面上でカールしたシート部材を2方向より位置決めすることができるので、カールしたシート部材を被貼付物の所定位置に精度よく搬送することができる様になった。この様に、カールしたシート部材でも精度のよい位置決めと所定位置での貼付が行え、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジを作製する際に行われる除電部材の貼付を精度よく行うことができる様になった。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
本発明は、カールしたシート部材を被貼付物に貼り付けるための位置決めを行い、位置決めしたシート部材からカールを除去して、シート部材を被貼付物に貼り付けるシート部材の貼付技術に関する。以下、本発明について詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明に係るシート部材貼付システムの構成を示すブロック図である。
【0019】
本発明に係るシート部材貼付システム1は、シート部材が収容されたマガジンよりカールしたシート部材を1枚ずつ取り出すことが可能なシート部材取出装置11、シート部材取出装置11より取り出されたシート部材を2方向より位置決めする位置決め装置12、位置決め装置12で位置決めされたシート部材よりカールを除去するカール除去装置13、カールが除去されたシート部材を被貼付物に貼付させるシート部材貼付装置14より構成される。さらに、シート部材貼付システム1は、上記構成に加え、シート部材を搬送するシート部材搬送装置15、位置決めやカール除去を行う際にシート部材を加熱する温調ヒータ16、これらの構成の作動を制御する制御装置17を有する。
【0020】
シート部材取出装置11、カール除去装置13、シート部材貼付装置14、及び、シート部材搬送装置15としては、シート部材を1枚ずつ取り扱うことが可能な機構を有するものが好ましい。具体的には、エアの作用によりシート部材を吸着することにより、シート部材の取り出しや保持、搬送を行う吸着チャックがその代表的なものとして挙げられる。また、本発明では、シート部材取出装置11、カール除去装置13、シート部材貼付装置14、及び、シート部材搬送装置15を兼用するもので構成されるものであってもよい。1つの装置で複数作業を対応可能にすることにより、シート部材貼付装置をコンパクト化するとともに、装置の構成を簡素化することができるので、メンテナンス性に優れたシート部材貼付装置となる。
【0021】
図2と3は位置決め装置12を示す概略図で、図2はカールしたシート部材をスライドさせる傾斜面121と、傾斜面121をスライドしてきたシート部材Sの位置決めを2方向より行うストッパ122Aと122Bと、を有する位置決め装置12の部分斜視図である。また、図3は位置決め装置12を正面から見た正面図と側面図である。
【0022】
本発明でいう位置決め手段に該当する位置決め装置12は、カールしたシート部材Sを載せてスライドさせる傾斜面121と、傾斜面端部に傾斜面121をスライドしたシート部材Sを2方向から保持する保持手段であるストッパ122を有する。
【0023】
ストッパ122における「シート部材を2方向から保持する」ことについて説明する。シート部材Sは、図3(a)に示す様な細長い形状を有するもので、本発明ではシート部材Sの長手方向と幅方向の2つの方向よりシート部材Sを保持して位置決めを行うものである。図3において、位置決め装置12では、傾斜面121上に置かれたシート部材Sを傾斜面121上にスライドさせる。このとき、シート部材Sの右側縁部を位置決め装置12右端部に設けられたストッパ122Aにより、シート部材Sを幅方向より保持する。次に、傾斜面121上をスライドしてきたシート部材Sの長手方向下縁をストッパ122Bに接触させてスライドを停止させ、ストッパ122Bによりシート部材Sの長手方向より保持する。そして、ストッパ122Aと122Bにより、シート部材Sが停止、保持した位置が被貼付物にシート部材を搬送した時に貼り付けを行う所定位置になる様に設計されている。この様に、本発明では、カールしたシート部材Sをその長手方向と幅方向の2方向より保持することにより、位置決め装置12の傾斜面121上で位置決めを行う。
【0024】
なお、傾斜面121の角度は、カールしたシート部材Sが傾斜面121上をスムーズにスライドし、かつ、斜面からシート部材Sが脱落しない程度の角度であれば特に限定されるものではない。
【0025】
傾斜面121の表面は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂あるいはシリコーン樹脂により被覆されていることが好ましい。これらの樹脂で傾斜面表面を被覆することにより、傾斜面の滑り性を向上させるので、カールしたシート部材をスライドさせ易くする上で好ましい。
【0026】
なお、シート部材貼付システム1は、位置決め装置12等にカールしたシート部材Sを加熱する温調ヒータ16を設けることも可能である。温調ヒータ16によりシート部材Sに適度な熱を加えてマガジンからの取り出しや位置決め、貼り付けを行うことにより、シート部材Sは膨張した状態で所定位置に貼り付けられる。その結果、シート部材Sは常時テンションが加えられた状態になっているので、所定位置に貼付されたシート部材S上へのシワの発生を防いでいる。
【0027】
制御装置(CPU)17は、シート部材S貼付システム1の作動を制御するもので、図1のブロック図に示す各構成の作動を制御するものである。制御装置17により、シート部材貼付システム1は、図4に示すフローにしたがってカールしたシート部材Sの位置決めとカール除去、さらには、被貼付物へのシート部材Sの貼付を行う。以下、図4のフローと図5の概略図を用いてシート部材貼付システム1の作動を説明する。
【0028】
先ず、電源部18に該当するシステムのメインスイッチをONにし(ステップS01)、同時にシート部材Sを加熱する温調ヒータ16のスイッチをONにして(ステップS02)、システム内の加熱部位を所定温度にするまで加熱する。システム内の加熱部位が所定温度に到達したことを制御装置17により確認されると(ステップS03のYes)、マガジンに収納されているカールしたシート部材の被貼付物への貼付までの作業を実施することができる状態になる。そして、以下の手順で作業が行われる。
【0029】
先ず、制御装置17よりシート部材取出装置11に作動信号が送信される。作動信号を受信したシート部材取出装置11はシート部材Sが収納されたマガジンよりシート部材Sを1枚ずつ取り出す。(ステップS04)。シート部材取出装置11は、薄手の細長い形状を有する部材を1枚ずつ取り出すことが可能なものであれば、特に限定されるものではない。たとえば、ロボットアームの様に、制御装置17でモータ駆動を制御してアームを接続する関節部位を駆動させる等により、シート部材Sをつかむ作用点を一定空間内を自由に動かせる装置が好ましい。また、作用点でカールしたシート部材Sをつかみ、放す手段としては、たとえば、吸引チャックを設ける方法が挙げられ、制御装置17によりエア量を制御することによりこれらの作動を実現させることが可能である。また、作用点に粘着剤を配置して粘着剤によりシート部材Sをつかむ方法も挙げられる。
【0030】
なお、シート部材Sを収納するマガジンを温調ヒータ16で加熱しておいたシート部材Sを取り出すことも可能である。
【0031】
次に、制御装置17はシート部材S搬送装置15に作動信号を送信して、シート部材取出装置11によりマガジンから取り出されたシート部材Sを位置決め装置12の傾斜部121に搬送する(ステップS05)。傾斜部121に搬送されたシート部材Sは傾斜部121をスライドし、位置決め装置を構成するストッパ122により位置決めされる(ステップS06)。ステップS05からステップS06のフローにより位置決め装置12では図5(a)に示す作動がなされる。シート部材搬送装置15は、薄手の細長い形状を有する樹脂材料を位置決め装置12に搬送可能なものであれば特に限定されるものではない。また、シート部材搬送装置15は前述のシート部材取出装置11として機能可能なものでもよい。具体的なシート部材搬送装置としては、たとえば、前述したロボットアームが挙げられる。位置決め装置12でのシート部材Sの位置決めは、前述した様に、カールしたシート部材Sを傾斜面121をスライドさせ、傾斜面端部に設けられたストッパ122A、122Bに接触させることにより行われる。
【0032】
位置決め装置12でシール部材を位置決めした後、制御装置17はカール解除装置13に作動信号を送信して、シート部材Sのカールを傾斜面上で解除させる(ステップS07)。すなわち、図5(b)と(c)に示す様に、傾斜面121上でストッパ122Aと122Bに保持されて位置決めされたシール部材Sにカール解除装置13を押し当ててカールを解除させる。さらに、図5(c)に示す状態でカール解除装置13はカールが解除されたシート部材Sに再びカールが発生しない様にシート部材Sを保持する(ステップS08)。この様に、カール解除装置13は位置決めの終了したシート部材Sよりカールを除去するとともに、カール除去後はシート部材Sに再びカールを再発生させない様にシート部材Sを保持する。したがって、カール解除装置13は傾斜面121上でシート部材Sを押し当ててカールを解除し、カールが解除されたシート部材Sが再びカールを発生させないための手段を有するものであれば特に限定されるものではない。
【0033】
カール解除装置13の具体例としては、たとえば、前述したシート部材Sを保持する作用点が吸引チャックになっているロボットアームが挙げられる。カール解除装置13に吸引チャックを有するロボットアームを用いた場合、制御装置17は吸引チャックをシート部材S上に覆いかぶせる様に押し当ててカールを解除し、カールが除去された状態でシート部材Sが吸引チャックに吸着する様エア量を制御する。
【0034】
なお、カール解除装置13を作動させてシート部材Sのカールを解除するとき、位置決め装置12の傾斜面121上を温調ヒータ16により加熱しておき、加熱されたシート部材Sよりカールを除去することも可能である。
【0035】
カール解除装置13がシート部材Sのカールを除去し、カールを除去した状態でシート部材Sを保持した後、制御装置17はシート部材搬送装置15に作動信号を送信し、図5(d)に示す様に、カールが除去されたシート部材Sを貼り付ける位置に搬送する(ステップS09)。シート部材搬送装置15はカールが除去されたシート部材Sに対しカールを再発生させることなく所定位置に搬送できるものであれば特に限定されるものではない。また、前述のカール除去装置13と兼用可能なものでもよい。具体的なシート部材搬送装置としては、たとえば、前述した吸引チャックを有するロボットアームが挙げられる。シート部材搬送装置15に吸引チャックを有するロボットアームを用いる場合、制御装置17は吸引チャックへのエア供給量がステップS08の時と同等レベルに維持する様制御し、同時に、吸引チャックに吸着されたシート部材Sを所定位置に搬送する様にロボットアームの駆動モータの作動を制御する。
【0036】
シート部材搬送装置15がシート部材Sを所定位置に搬送されると、制御装置17はシート部材貼付装置14に作動信号を送信し、シート部材Sが被貼付物の所定位置に貼り付けられる様に制御する(ステップS10)。シート部材貼付装置14は所定位置にシート部材を貼り付ける手段を有するものであれば特に限定されるものではない。具体的なシート部材貼付装置としては、たとえば、前述の吸引チャックを有するロボットアームが挙げられる。シート部材貼付装置14に吸引チャックを有するロボットアームを用いる場合、制御装置17はシート部材Sが所定位置に精度良く移動する様にアームの駆動を制御する。
【0037】
シート部材が所定位置にきたときに吸引チャックへのエア供給を停止し、かつ、吸引チャックから離れたシート部材Sを貼付位置に確実に貼り付ける様に吸引チャックをシート部材Sに押しつける作動を行うことにより、所定位置にシート部材Sが貼り付けられる。なお、被貼付物上のシート部材貼付位置には、予め、シート部材Sを固着させるための接着手段を設けておく必要があり、具体的な接着方法としては、両面テープに代表される粘着テープや接着剤等が挙げられる。
【0038】
また、シート部材Sを貼り付ける際、前述した様に、温調ヒータ16によりシート部材Sに適度な熱を加えておき、シート部材Sを膨張させた状態で所定位置に貼り付けることが可能である。この様に、シート部材Sを加熱して膨張させておくことで、シート部材Sを所定位置に貼付した時にシート部材S上にシワが発生することを回避し、精度の高い貼付を実現するとともにシート部材Sの接着強度を向上させる。
【0039】
さらに、シート部材Sをマガジンから取り出し被貼付物に貼り付けるまでの一連の上記操作を自動的に行える様にするには、これらの操作手順をプログラム化し、プログラムを制御装置17のメモリに収納し、利用することにより実現することが可能である。その結果、カールしたシート部材Sの所定位置への貼り付け作業を短時間のうちに高精度に迅速に行うことを実現させる。
【0040】
次に、本発明に係るシート部材貼り付け技術が適用可能な技術分野の例として、電子写真方式の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジについて説明する。トナーカートリッジの作製工程においては、シート状の除電部材を金属板金部材に貼り付ける等の貼付作業があり、除電部材の貼付には機能上高い精度が要求されるとともに、貼り付けにより除電部材に傷や折れが発生しないことが求められる。
【0041】
図6は、電子写真方式の画像形成装置にトナー供給を行うトナーカートリッジの一例を示すもので、図6(a)はトナーカートリッジ20の全体を示す斜視図、(b)は(a)に示す矢印方向より見た時の断面図である。図6(b)に示す様に、トナーカートリッジ20(現像装置、現像器ともいう)は、感光体ドラム10にトナーを供給する現像ローラ22と、現像ローラ22に供給するトナーを収納するホッパ部24、現像ローラ22に圧接する様に配置されるシール部材26、トナー規制部材27等から構成される。トナー規制部材27は現像ローラ22より感光体ドラム10に供給されるトナー量を規制するとともに、感光体ドラム10に供給するトナーを帯電するものである。
【0042】
図中の28は除電部材と呼ばれるもので、本発明でいうカールしたシート部材に該当する。除電部材28は、感光体ドラム10へのトナー供給を終えた現像ローラ領域とそこに残存するトナーより電荷を除去するものである。図に示す様に、除電部材28はトナーカートリッジ20に設けられた除電ホルダユニット29(金属板金部材)にセットされる。そして、トナーカートリッジ20の作製工程に、本発明に係るシート部材貼付システムを適用することにより、所定位置に精度よく貼り付けることを可能にする。
【実施例】
【0043】
図2に示す位置決め装置12(傾斜面121の角度45°)を用い、図6のトナーカートリッジ20の除電部材貼付位置精度を以下の手順で測定し評価を行った。位置決め装置12に装填されるストッパ122は、図7に示すもので、ストッパ122Bは中央部が0.16mm反った形状を有するものである。これは、除電部材を貼り付ける金属板金部材(ホルダ)が平面でなく、0.16mm反った構造を有するので、これに合わせた形状にしたものである。除電部材の位置測定は、図7に示す個所A及びBの寸法をデジタルマイクロスコープ(BS−D8000III型 ソニック株式会社製)で行った。Aの寸法については左端(x)、中央(y)、右端(z)の3個所を測定し、平均値と標準偏差を算出した。Aの各寸法、Bの寸法が平均値±3σ(σは標準偏差)以内にあるものを合格とした。
【0044】
なお、評価実験は、図1に示す構成よりなるシート部材貼付装置におけるロボットスピードを10%、吸引チャックに供給するエアの元圧を0.50MPa、1台のトナーカートリッジ20を所定位置に固定させて除電部材を貼り替えながら10回行った。結果を表1に示す。
【0045】
【表1】

【0046】
表1に示す様に、評価した10件はA方向、B方向ともに平均値±3σ以内で貼り付けられており、所定位置への貼り付けが非常に高い精度で行えることが確認された。この様に、本発明に係るシート部材貼付システムによれば、カールしたシート部材でも所定位置に高精度に貼り付けられることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【0047】
【図1】本発明に係るシート部材貼付装置の構成を示すブロック図である。
【図2】位置決め装置を説明する斜視図である。
【図3】位置決め装置を説明する平面図である。
【図4】シート部材貼付システムの作動を説明するフロー図である。
【図5】シート部材貼付システムの作動を説明する概略図である。
【図6】電子写真方式の画像形成装置用のトナーカートリッジの一例を示す概略図である。
【図7】実施例におけるストッパ、及び、測定位置を示す模式図である。
【符号の説明】
【0048】
1 シート部材貼付システム
11 シート部材取出装置
12 位置決め装置(位置決め手段)
121 傾斜面
122(122A、122B) ストッパ(保持手段)
13 カール除去装置(カール除去手段)
14 シート部材貼付装置(貼付手段)
15 シート部材搬送装置
16 温調ヒータ
17 制御装置(CPU)
20 トナーカートリッジ
22 現像ローラ
24 ホッパ部
27 トナー規制部材
28 除電部材
29 除電ホルダユニット
S シート部材

【特許請求の範囲】
【請求項1】
カールしたシート部材を傾斜面上に載せてスライドさせ、
該傾斜面上をスライドするシート部材を2方向から保持して位置決めを行い、
位置決めの行われたシート部材を傾斜面上に押し当ててカールを除去し、
カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付けることを特徴とするシート部材の貼付方法。
【請求項2】
前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のシート部材の貼付方法。
【請求項3】
前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項1に記載のシート部材の貼付方法。
【請求項4】
カールしたシート部材を載せてスライドさせる傾斜面と、該傾斜面端部に設けられ該傾斜面をスライドするシート部材を2方向から保持する保持手段により、位置決めを行う位置決め手段と、
該位置決め手段により位置決めの行われたシート部材を該傾斜面上に押し当ててカールを除去するカール除去手段と、
カールを除去したシート部材を被貼付物に貼り付ける貼付手段と、を有することを特徴とするシート部材貼付システム。
【請求項5】
前記傾斜面の表面がポリテトラフルオロエチレン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項4に記載のシート部材貼付システム。
【請求項6】
前記傾斜面の表面がシリコーン樹脂により被覆されていることを特徴とする請求項4に記載のシート部材貼付システム。

【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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【公開番号】特開2008−1434(P2008−1434A)
【公開日】平成20年1月10日(2008.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−169802(P2006−169802)
【出願日】平成18年6月20日(2006.6.20)
【出願人】(303000372)コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Fターム(参考)】