JP2002003035A - ウエブの蛇行制御装置およびこの蛇行制御装置を用いたセラミックグリーンシートの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】回転軸３４を中心として回転可能な可動ベ
ース３３と、可動ベース３３を間にして、ウエブ１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５２，５３と、可動ベース３３の上に設けられた
ウエブのテンションを制御するテンショナー４０と、可
動ベース３３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３９とを備え、上流側のガイドロール５２
からテンショナー４０を介して下流側のガイドロール５
３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。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、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。

Description

【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７
１，７２，７３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】請求項２のように、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す
るのが望ましい。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３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４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５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６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１
１、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４
４、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４
４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４
４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６０，６
１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

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   行を制御することを特徴とするウエブの蛇行制御装置。
2. 【請求項２】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請求項１に記
   載のウエブの蛇行制御装置。
3. 【請求項３】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または２に記載のウエブの蛇行制御
   装置。
4. 【請求項４】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ない
   し３のいずれかに記載のウエブの蛇行制御装置。
5. 【請求項５】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４のいずれかに
   記載のウエブの蛇行制御装置。
6. 【請求項６】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５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。