(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動ベースと、
可動ベースを間にして、ウエブの上流側および下流側の所定位置に設けられた平行なガイドロールと、
可動ベース上に設けられ、ウエブのテンションを制御するテンション制御手段と、
可動ベースをウエブが幅方向に変位する方向に移動させる駆動手段とを備え、
上流側のガイドロールからテンション制御手段を介して下流側のガイドロールにウエブを搬送することにより、所定のテンションを与えながらウエブの蛇行を制御するウエブの蛇行制御装置であって、
上記テンション制御手段は、
可動ベース上に回転自在に支持された第１のガイドロールと、
可動ベース上に第１のガイドロールと平行に回転自在に支持された第２のガイドロールと、
第１のガイドロールの回転軸と同軸またはこれと平行な軸を中心として可動ベース上に揺動可能に取り付けられたスイングアームと、
スイングアームを揺動回転させるテンション調整用アクチュエータと、
スイングアームの先端部に回転自在に取り付けられたテンションロールとを備え、
上流側のガイドロールから搬送されたウエブは、第１のガイドロール、テンションロール、第２のガイドロールを経て下流側のガイドロールへ搬送されることを特徴とするウエブの蛇行制御装置。
【請求項２】
上記駆動手段は、
上流側のガイドロール付近を支点として可動ベースを回転可能に支持する回転支持機構と、
可動ベースを上記回転支持機構を中心として回転させる蛇行制御用アクチュエータとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のウエブの蛇行制御装置。
【請求項３】
上記テンション制御手段と下流側ガイドロールとの間を搬送されるウエブの端部位置を検出する蛇行量検出センサを設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のウエブの蛇行制御装置。
【請求項４】
上記ガイドロールの軸を支持する部分に、ウエブのテンションを検出するテンション検出センサを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のウエブの蛇行制御装置。
【請求項５】
キャリアフィルムの表面にグリーンセラミック層を連続的に形成した長尺なウエブを供給する供給源と、
供給源から引き出されたウエブに対し、グリーンセラミック層の表面に導電ペーストによって導電膜を印刷する印刷ステーションと、
印刷ステーションを通過したウエブに対し、導電膜の乾燥を行なう乾燥ステーションと、
乾燥ステーションを通過したウエブに対し、グリーンセラミック層を導電膜と位置合わせされた位置で打ち抜き、かつキャリアフィルムから剥離して、セラミックグリーンシートを取り出す打ち抜きステーションとを備え、
少なくとも乾燥ステーションと打ち抜きステーションとの間に請求項１ないし４のいずれかに記載の蛇行制御装置を設けたことを特徴とするセラミックグリーンシートの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエブの蛇行を制御する蛇行制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、積層型電子部品用のセラミックグリーンシートを製造する装置として、長尺なキャリアフィルムの上にグリーンセラミック層を形成したウエブを、連続状態のまま電極膜の印刷工程、乾燥工程、打ち抜き工程などの複数の工程を順次通過させることで、セラミックグリーンシートを得るようにした装置が知られている（特許第２５０４２７７号公報参照）。このような工程を通過する間に、ウエブには部分的に伸びが発生し、蛇行が発生することがある。
【０００３】
このようなウエブの蛇行を修正する装置として、特開平５−１２４７５８号公報には、回転可能な支持台の上に、ウエブを搬送する２本のガイドロールを一定間隔を開けて配置し、これらのガイドローラの間に、予め定められた基準位置に対し搬送されるウエブの幅方向の端部の位置ずれを検出する蛇行量検出器を設け、蛇行量検出器から得られる情報に基づいて支持台を回転させ、ウエブの蛇行を適切に修正する蛇行制御装置が提案されている。
【０００４】
ところで、長尺なウエブを連続的に搬送する場合、ウエブのテンションを制御するとともに、各工程間の送り量の差を吸収するため、ウエブの搬送経路の適所にダンサーロールと呼ばれるテンション制御装置が設けられている。
図１はスイングアーム式のテンション制御装置の一例であり、ウエブ７０はガイドロール７１，７２，７３の順に送られる。図示しないテンション検出センサによってウエブ７０のテンションが検出され、シリンダなどのアクチュエータ７４を制御することによって、軸７５に固定されたスイングアーム７６を駆動し、スイングアーム７６の先端部に取り付けられたガイドロール７２を上下に動かすことで、テンションを制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来では蛇行制御装置とテンション制御装置とが独立した装置として構成されているため、これら装置をウエブの搬送経路に個別に設ける必要があった。そのため、次のような種々の不具合が発生していた。
すなわち、テンション制御装置を蛇行制御装置よりも上流側に設けた場合には、蛇行制御装置のガイドロールの慣性によって、ウエブのテンションが設定値に対してばらつきを生じる可能性があった。逆に、蛇行制御装置をテンション制御装置よりも上流側に設けると、テンション制御装置を通過したウエブに蛇行が再度発生する可能性があった。
【０００６】
また、蛇行制御装置とテンション制御装置にはそれぞれ複数本のガイドロールが必要であるが、これら装置を個別に設けることでガイドロールの本数が多くなり、ガイドロールの単価が高額であることから、設備コストの上昇を招くとともに、設置スペースも大きくなり、装置が大型化するという欠点があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、ウエブのテンションを適正に保つとともに、ウエブの蛇行を解消でき、しかもガイドロールの本数を削減できる小型で安価な蛇行制御装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、可動ベースと、可動ベースを間にして、ウエブの上流側および下流側の所定位置に設けられた平行なガイドロールと、可動ベース上に設けられ、ウエブのテンションを制御するテンション制御手段と、可動ベースをウエブが幅方向に変位する方向に移動させる駆動手段とを備え、上流側のガイドロールからテンション制御手段を介して下流側のガイドロールにウエブを搬送することにより、所定のテンションを与えながらウエブの蛇行を制御するウエブの蛇行制御装置であって、上記テンション制御手段は、可動ベース上に回転自在に支持された第１のガイドロールと、可動ベース上に第１のガイドロールと平行に回転自在に支持された第２のガイドロールと、第１のガイドロールの回転軸と同軸またはこれと平行な軸を中心として可動ベース上に揺動可能に取り付けられたスイングアームと、スイングアームを揺動回転させるテンション調整用アクチュエータと、スイングアームの先端部に回転自在に取り付けられたテンションロールとを備え、上流側のガイドロールから搬送されたウエブは、第１のガイドロール、テンションロール、第２のガイドロールを経て下流側のガイドロールへ搬送されることを特徴とするウエブの蛇行制御装置を提供する。
【０００９】
本発明では、上流側および下流側のガイドロールの間にテンション制御手段を備えた可動ベースを配置し、可動ベースを移動させることで、ウエブの蛇行を制御している。つまり、蛇行制御装置の中にテンション制御装置を一体に組み込むことで、これら装置を個別に設けることに起因する問題、つまり蛇行制御装置のガイドロールの慣性によって、ウエブのテンションが設定値に対してばらついたり、テンション制御装置を通過したウエブに蛇行が再度発生するといった不具合を解消できる。また、蛇行制御装置のガイドロールとテンション制御装置のガイドロールとを共用することで、蛇行制御装置とテンション制御装置を個別に設けた場合に比べて、ガイドロールの本数を少なくすることができ、安価で小型の蛇行制御装置を実現することができる。
可動ベースを移動させる方向は、ウエブが幅方向に変位する方向であれば、回転あるいは平行移動のいずれであってもよい。
【００１０】
本発明では、テンション制御手段は、可動ベース上に回転自在に支持された第１のガイドロールと、可動ベース上に第１のガイドロールと平行に回転自在に支持された第２のガイドロールと、第１のガイドロールの回転軸と同軸またはこれと平行な軸を中心として可動ベース上に揺動可能に取り付けられたスイングアームと、スイングアームを揺動回転させるテンション調整用アクチュエータと、スイングアームの先端部に回転自在に取り付けられたテンションロールとを備え、上流側のガイドロールから搬送されたウエブは、第１のガイドロール、テンションロール、第２のガイドロールを経て下流側のガイドロールへ搬送されるように構成している。すなわち、テンション制御手段としてスイングアーム式のテンション制御装置を用いることで、構造が簡単でかつ小型の蛇行制御装置を実現できる。スイングアームを揺動回転させるテンション調整用アクチュエータとしては、モータやシリンダを用いることができる。
【００１１】
請求項２のように、可動ベースをウエブが幅方向に変位する方向に移動させる駆動手段として、上流側のガイドロール付近を支点として可動ベースを回転可能に支持する回転支持機構と、可動ベースを回転支持機構を中心として回転させる蛇行制御用アクチュエータとを備えたものが望ましい。
ウエブの蛇行を制御する場合、上流側のガイドロール付近を支点として可動ベースを回転させれば、ウエブの上流側および下流側が共にひねられ、かつ可動ベースの変位に対してウエブに起こる応力変化が比較的小さく、かつその変化がウエブの両エッジ部にほぼ均等に起こるので、望ましい。可動ベースを回転させる蛇行制御用アクチュエータとしては、例えばモータとボールネジ機構を用いたもの、モータとギヤ機構を用いたものなど、種々の方法を用いることができる。
【００１２】
請求項３のように、テンション制御手段と下流側ガイドロールとの間を搬送されるウエブの端部位置を検出する蛇行量検出センサを設けるのが望ましい。すなわち、可動ベースを移動させた後、ウエブの蛇行が解消しているか否かは、下流側のガイドロールを通過するウエブの状態で判別できる。そこで、テンション制御手段と下流側ガイドロールとの間を搬送されるウエブの端部位置をセンサで検出することで、蛇行の有無を簡単に検出できる。
なお、テンション制御手段の内部でウエブの端部位置を検出することも可能であるが、可動ベースが移動するとテンション制御手段の出力側のガイドロールと下流側のガイドロールとの間でウエブの蛇行量が変化するので、テンション制御手段の内部ではウエブの正確な蛇行量を検出できない。そのため、テンション制御手段と下流側ガイドロールとの間を搬送されるウエブの端部位置を検出することで、正確な蛇行量を検出することができる。
【００１３】
請求項４のように、ガイドロールの軸を支持する部分に、ウエブのテンションを検出するテンション検出センサを設けるのがよい。すなわち、ガイドロールを搬送されるウエブのテンションを検出すれば、テンション制御手段のテンションを知ることができるので、テンション制御手段によってウエブのテンションを正確に制御することができる。
なお、この場合のテンション検出センサとしては、ロードセルなどの公知の荷重センサを用いることができる。
【００１４】
請求項５は、本発明にかかる蛇行制御装置を特許第２５０４２７７号に示されるセラミックグリーンシートの製造装置に適用したものである。すなわち、セラミックグリーンシートの製造途中、例えば乾燥工程などでは、ウエブが加熱されるので、ウエブに部分的な伸びが発生し、この伸びのためにウエブが蛇行したりテンションが変動することがある。このようなウエブの蛇行やテンション変動があると、最も高い位置精度が要求される打ち抜きステーションで不良が発生する。そこで、本発明の蛇行制御装置を、最も高い位置精度が要求される打ち抜きステーションの前、つまり乾燥ステーションと打ち抜きステーションとの間に配置することで、ウエブを打ち抜きステーションで高精度に位置決めでき、高品質なセラミックグリーンシートを製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２は本発明にかかる蛇行制御装置３０を用いたセラミックグリーンシートの製造装置の一例を示す。
この例は、特許第２５０４２７７号に示された装置の一部を改良したものである。すなわち、１は長尺なキャリアフィルムの上にグリーンセラミック層が連続的に形成されたウエブであり、このウエブ１は供給源である供給リール２からグリーンセラミック層を上側に向けて引き出され、後端の巻取用リール３によって巻き取られる。供給用リール１の直後には巻出ロール４が設けられ、巻取用リール３の直前には巻取ロール５が設けられ、これらロール４，５は同期して間欠駆動される。これらロール４，５としては例えばサクションロールが用いられる。ロール４，５の回転角度はエンコーダなどによって検出され、その検出信号はコントローラ６に送られる。また、ロール４，５を間欠駆動する駆動用モータ（図示せず）はコントローラ６によって制御される。
供給用リール２から巻出ロール４によって引き出されたウエブ１は、次にグリーンセラミック層不良検知部７へ導かれ、グリーンセラミック層の不良が目視または光学式検知器８によって検出され、その情報がコントローラ６に送られる。
【００１６】
次に、ウエブ１は印刷ステーション９へ導かれる。印刷ステーション９では、ウエブ１のグリーンセラミック層の表面に導電ペーストによって導電膜が印刷される。そのため、スクリーン１０、スクレーパ１１、スキージ１２等が配置される。
印刷されたウエブ１は印刷不良検知部１３へ導かれ、ここで印刷の不良が目視または光学式検知器１４によって検出され、その情報がコントローラ６に入力される。コントローラ６は印刷不良部分をセラミックグリーンシートの積層に際して使用しないように、後述する打ち抜きステーション１９における動作を制御する。
【００１７】
次に、ウエブ１は印刷ステーション９で印刷された導電膜を乾燥させる乾燥ステーション１５に導かれる。乾燥ステーション１５には、上方より温風を吹きつける温風ノズル１７と、ウエブ１の下面より伝熱加熱する熱盤１８とを備えた乾燥炉１６が配置されている。なお、赤外線などの熱線を用いて乾燥させてもよい。
【００１８】
次に、ウエブ１は本発明にかかる蛇行制御装置３０を通り、打ち抜きステーション１９へ導かれる。蛇行制御装置３０では、ウエブ１のテンションが制御されるとともに、印刷ステーション９におけるウエブ１の送り量と打ち抜きステーション１９における送り量の差が吸収され、さらにウエブ１の蛇行が修正される。なお、蛇行制御装置３０については、後で詳しく説明する。
【００１９】
打ち抜きステーション１９には、グリーンセラミック層に切断線を形成する切断刃２１を有するピックアップ装置２０が設けられている。ピックアップ装置２０が降下することで、切断刃２１がグリーンセラミック層に閉ループ状の切断線を形成し、ピックアップ装置２０がグリーンセラミック層を吸着して上昇することで、切断線で囲まれた領域のグリーンセラミック層がキャリアフィルムから剥離され、セラミックグリーンシートが取り出される。こうして取り出されたセラミックグリーンシートを別の積み重ねテーブル上に積層するか、あるいはピックアップ装置２０の切断刃２１で囲まれた領域内に複数枚のセラミックグリーンシートを積層保持することにより、積層シートを得ることができる。
打ち抜きステーション１９でグリーンセラミック層がセラミックグリーンシートとして取り出された後のウエブ１は、巻取ロール５を介して巻取用リール３に巻き取られ、一連の工程が終了する。
【００２０】
図３は蛇行制御装置３０の一例を示す。
一定位置に水平に固定された固定ベース３１上には、ベアリングを内蔵した回転支持機構３２を介して可動ベース３３が水平方向に回転自在に支持されている。３４は回転支持機構３３の中心軸、つまり可動ベース３３の回転軸である。
可動ベース３３の回転軸３４から離れた位置の下面にはナット部材３５が回転可能に取り付けられ、このナット部材３５にボールネジ３６が螺合している。ボールネジ３６の両端部は、支軸３７を介して固定ベース３１の上に回転可能に取り付けられた取付ベース３８の上に回転自在に支持されている。ボールネジ３６の一端部には、取付ベース３８上に固定されたサーボモータなどの蛇行制御用アクチュエータ３９が連結されており、アクチュエータ３９を駆動することによって、可動ベース３３を回転軸３４を中心として水平方向（矢印Ｘ方向）に回転させることができる。
【００２１】
可動ベース３３の上面には、テンション制御手段であるスイングアーム式のテンショナー４０が設けられている。テンショナー４０は、可動ベース３３上に回転可能に支持された軸４１、軸４１の回りに回転自在に支持された第１ガイドロール４２、軸４１に固定された一対のスイングアーム４３、スイングアーム４３の先端部に回転自在に取り付けられたテンションロール４４、軸４１の一端に連結されたテンション調整用アクチュエータ４５、可動ベース３３上にテンションロール４４を間にして第１ガイドロール４２と平行に配置された第２ガイドロール４６などで構成されている。テンション調整用アクチュエータ４５としては、応答性に優れたサーボモータが望ましい。また、非通電時に所定位置を保持できるように、ブレーキ機構を備えたモータが望ましい。第１ガイドロール４２は可動ベース３３の回転軸３４の近傍に配置されている。第１ガイドロール４２からテンションロール４４を介して第２ガイドロール４６にウエブ１を巻き掛けた状態で、アクチュエータ４５を駆動すると、スイングアーム４４は軸４１を中心として上下方向（矢印Ｙ方向）に揺動し、テンションロール４４が上下方向に移動するので、ウエブ１の搬送長さが変化し、ウエブ１のテンションを自在に制御することができる。
【００２２】
第１ガイドロール４２の上方、つまり可動ベース３３の回転軸３４の近傍には、一定位置に固定された支持台５０上に上流側ガイドロール５２が回転自在に支持されている。上流側ガイドロール５２の軸の両端部はロードセルなどのテンション検出センサ５１で支持されている。また、第２ガイドロール４６の上方には、上流側ガイドロール５２とほぼ同一高さで、かつ平行な下流側ガイドロール５３が回転自在に支持されている。そして、ウエブ１を上流側ガイドロール５２からテンショナー４０を介して下流側ガイドロール５３に連続的に巻き掛けると、上流側ガイドロール５２と第１ガイドロール４２の間でウエブ１は垂直方向に搬送され、第２ガイドロール４６と下流側ガイドロール５３との間でウエブ１は垂直方向に搬送される。ウエブ１は前述の巻取ロール２１によって矢印方向に搬送される。
【００２３】
テンション検出センサ５１は上流側ガイドロール５２を搬送されるウエブ１のテンションを検出しており、この情報はコントローラ５に送られ、テンション調整用アクチュエータ４５を制御している。すなわち、ウエブ１のテンションが設定値になるようにアクチュエータ４５をフィードバック制御することで、下流側ガイドロール５３を搬送されるウエブ１のテンションを常に一定に保つことができる。
【００２４】
固定ベース３１上には、ブラケット５４を介して蛇行量検出センサ５５が固定されている。蛇行量検出センサ５５は、第２ガイドロール４６と下流側ガイドロール５３との間を垂直方向に搬送されるウエブ１の端部位置を検出しており、このセンサ５５の情報もコントローラ５に送られる。コントローラ５はセンサ５５の情報に基づいて蛇行制御用アクチュエータ３９を制御している。すなわち、センサ５５からの情報に基づいてアクチュエータ３９によって可動ベース３３を回転させると、下流側ガイドロール５３を搬送されるウエブ１の幅方向の位置が変化し、ウエブ１の蛇行を解消することができる。
【００２５】
従来のように蛇行制御装置とテンション制御装置とを個別に設けた場合には、通常、蛇行制御装置のガイドロールとして４本、テンション制御装置のガイドロールとして３本必要であるから、合計７本のガイドロールが必要となる。これに対し、上記実施例の蛇行制御装置では、テンショナー４０を構成する第１，第２のガイドロール４２，４６が蛇行制御装置のガイドロールを兼用しているので、上流側および下流側のガイドロール５２，５３と、テンショナーを構成する３本のロール４２，４４，４６の合計５本のロールで構成できる。そのため、２本のガイドロールを削減できる。
【００２６】
図４は本発明にかかる蛇行制御装置の他の実施例を示す。
図４は可動ベース３３と固定ベース３１との関係のみを図示したものであり、可動ベース３３上に設けられるテンショナーや上流側，下流側のガイドロールは省略されている。
図３の実施例の場合、可動ベース３３は回転支持機構３３によって回転自在に支持されたが、図４では可動ベース３３は２本のアーム６０，６１を介して固定ベース３１に対して回転可能に支持される。この場合の可動ベース３３の回転中心６２も、図３と同様に上流側ガイドロール５２の近傍に配置するのがよい。
この実施例の場合も、図３と同様に、適正なテンションを保ちながらウエブ１の蛇行を修正することができる。
【００２７】
本発明の蛇行制御装置は、図３，図４に示す構造に限定されるものではない。
例えば、テンショナーとしてスイングアーム式のテンショナーを設けたが、直線移動式のテンショナーなど、他の方式のテンショナーを設けてもよい。
スイングアーム式の場合、スイングアームを揺動させるアクチュエータとして、スイングアームの軸を駆動するものに代えて、図１に示すようにテンションロールとは反対側のスイングアームの部位をシリンダなどで操作することで、スイングアームを揺動させてもよい。この場合には、スイングアームの揺動軸は第１ガイドロールまたは第２ガイドロールと同軸であってもよいし、これらの軸とは別の軸としてもよい。
また、図３のようにテンショナーを備えた可動ベースを上流側ガイドロールおよび下流側ガイドロールより下方に配置する必要はなく、可動ベースを上流側ガイドロールおよび下流側ガイドロールに比べて上方に配置してもよい。この場合には、各ロールに巻き掛けられるウエブの巻き掛け方向が逆になる。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、蛇行制御装置の中にテンション制御装置を一体に組み込んだので、ウエブのテンションを適正に保ちながら、ウエブの蛇行を解消することができる。また、蛇行制御装置のガイドロールとテンション制御装置のガイドロールとを共用することで、蛇行制御装置とテンション制御装置を個別に設けた場合に比べて、ガイドロールの本数を少なくすることができ、小型で安価な蛇行制御装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のテンション制御装置の一例の斜視図である。
【図２】本発明にかかる蛇行制御装置が適用されるセラミックグリーンシートの製造装置の全体工程図である。
【図３】本発明にかかる蛇行制御装置の一例の斜視図である。
【図４】本発明にかかる蛇行制御装置の一例の要部の斜視図である。
【符号の説明】
１        ウエブ
３０      蛇行制御装置
３２      回転支持機構
３３      可動ベース
３９      蛇行制御用アクチュエータ
４０      テンショナー（テンション制御手段）
４２      第１ガイドロール
４３      スイングアーム
４４      テンションロール
４５      テンション調整用アクチュエータ
４６      第２ガイドロール
５１      テンション検出センサ
５２      上流側ガイドロール
５３      下流側ガイドロール
５５      蛇行量検出センサ
【図１】
0004239369.tif 000002
【図２】
0004239369.tif 000003
【図３】
0004239369.tif 000004
【図４】
0004239369.tif 000005