JP3647920B2 - 金属蒸着フィルムのマージン加工装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、長尺のフィルム基体上に金属蒸着膜が形成された金属蒸着フィルムを走行させつつ、前記金属蒸着膜にレーザー光を照射して部分的に蒸発させることにより、フィルム長手方向に延びる縦マージン部、およびフィルム幅方向に延びる横マージン部を形成するためのマージン加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の金属蒸着フィルムは、例えばフィルムコンデンサの製造に使用されている。フィルムコンデンサは、表面にアルミニウム等の金属蒸着膜が形成された長尺の樹脂フィルムを２枚重ねて円柱状に巻回し、この円柱体の両端に電極を接続して製造されるもので、最近では、一方または双方のフィルムの金属蒸着膜に横マージン部、縦マージン部と称される非蒸着部を形成することにより、その金属蒸着膜を多数の領域に分割する技術が広く採られている。
【０００３】
図９および図１０は、この種の金属化フィルムコンデンサの一例の部分展開図および部分断面図である。この金属化フィルムコンデンサは、第１フィルム１および第２フィルム２を重ねて円柱状に巻回し、この巻回体の両端部に一対の電極（図示略）をそれぞれ溶射したうえ、全体を絶縁材製の外装（図示略）により被覆して製造される。
【０００４】
第１フィルム１は、長尺のフィルム基材３の表面に、アルミニウム等の金属を蒸着することにより一対の矩形状の電極部４をフィルム長手方向に多数並べて形成したものであり、対をなす電極部４はヒューズ部６を介して導通している。第１フィルムの両側縁には非蒸着部８が形成されるとともに、各電極部４を長手方向に方向に仕切る横マージン部１２、およびヒューズ部６を形成するための縦マージン部１０が非蒸着部分として形成されている。
【０００５】
一方、第２フィルム２は、フィルム基材１３上に、フィルム中心線に沿って延びる非蒸着部１６により分断された一対の金属蒸着膜１４を形成したものである。そして第２フィルム２は、非蒸着部１６が第１フィルム１の縦マージン部１０と対応するように重ねられ、金属蒸着膜１４はそれぞれ全長に亙って各溶射電極に接続される。
【０００６】
上記のような金属化フィルムコンデンサによれば、電極部４に短絡等の異常箇所が生じた場合、過電流によりヒューズ部６が溶断し、異常箇所を含む電極部４への通電が停止されるため、発火等の危険を防ぐことができる。さらに、この例のコンデンサは、各金属蒸着膜１４と電極部４とが形成する一対のコンデンサをヒューズ部６を介して直列に接続した構成となっているため、耐電圧が高いという特徴も有する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、第１フィルム１を製造する場合には、長尺で幅広いフィルム基材上に予め非蒸着部８を一定間隔で形成した状態で金属蒸着膜を形成し、次いで、フィルム基材を連続走行させつつレーザー光ビームを定点照射することにより縦マージン部１０を形成し、さらに別のレーザー光ビームをフィルム幅方向に走査させつつ照射することにより横マージン部１２を形成した後、非蒸着部８に沿って裁断する方法が採られている。
【０００８】
上記製造方法では、縦マージン部１０の幅がレーザー光ビームの照射点の直径とほぼ等しく、一般には０．５ｍｍ程度に設定される。
【０００９】
ところが、縦マージン部１０の幅がこのように０．５ｍｍ程度と狭いため、使用電圧の高いコンデンサにおいては、ヒューズ部６が溶断しない状況でも、縦マージン部１０の両側に沿ってコロナによる膜消失が生じ、図９に示すように欠陥部Ｃが多数生じるという問題があった。このような欠陥部Ｃが生じると、長期的にはコンデンサの容量が減少するうえ、ヒューズ部６の保安性能にも影響を与えるおそれがあった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コロナによる膜消失が発生しない金属蒸着フィルムを製造できるマージン加工装置を提供することを課題としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置は、金属蒸着フィルムを走行させるフィルム送り機構と、金属蒸着膜の前記縦マージン部を形成すべき箇所に対向して配置された１または２以上のレーザー光照射部を有し、これらレーザー光照射部から前記金属蒸着膜にレーザー光ビームを照射することにより前記各縦マージン部を形成する縦マージン部形成機構と、前記金属蒸着フィルムに対し、レーザー光をフィルム幅方向へ走査させつつ照射することにより、前記横マージン部を形成する横マージン部形成機構とを具備し、前記各レーザー光照射部はそれぞれ、光伝達手段を介してレーザー光源に接続された２以上の照射ノズルを備え、これら一組の照射ノズルは、前記金属蒸着膜上におけるビーム照射点が円形をなしてフィルム幅方向に互いに隣接するように照準され、前記ビーム照射点の直径の合計に相当する幅の前記縦マージン部を形成することを特徴としている。
【００１１】
請求項２に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置では、前記各レーザー光照射部が、前記一組の照射ノズルのビーム照射点の相対位置をフィルム長手方向に調整するための前後位置調整機構と、前記一組の照射ノズルのビーム照射点の相対位置をフィルム幅方向に調整するための左右位置調整機構とを具備することを特徴としている。
請求項３に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置では、前記各照射ノズルのビーム照射点が、前記フィルム長手方向にずらされていることを特徴としている。
【００１２】
【作用】
本発明に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置では、縦マージン部形成機構の各レーザー光照射部がそれぞれ２以上の照射ノズルを備え、これら一組の照射ノズルがビーム照射点が円形をなしてフィルム幅方向に互いに隣接するように照準され、ビーム照射点の直径の合計に相当する幅の縦マージン部を形成するから、フィルム基材へ熱的な悪影響を与えることなく、幅広い縦マージン部を形成することができる。
【００１３】
【実施例】
図１は本発明に係るマージン加工装置の一実施例を示すブロック図である。符号３０はコイル状フィルムを保持するアンコイラ（フィルム送り機構の一部）であり、このアンコイラ３０から、予めフィルム長手方向に延びる複数列の非蒸着部８のみが形成されている金属蒸着フィルムＦ’が一定速度で繰り出される。繰り出されたフィルムＦ’は、多数のローラ３２に送られ最終的にリコイラ３８（フィルム送り機構の一部）に巻取られるが、その途中に、マージン形成機構、マージン寸法測定機構、およびフィルムＦを細幅に裁断するスリッター３６が順に設けられている。
【００１４】
始めに、前記マージン形成機構について説明する。図１に示すように、アンコイラ３０から繰り出された金属蒸着フィルムＦ’の金属蒸着面と対向する位置には、複数のレーザー光照射部７０がフィルム幅方向に並んで配置され、図２に示すように細長い支持体７２上に互いに間隔を空けて取り付けられている。支持体７２は金属蒸着フィルムＦ’の全幅よりも長く、金属蒸着フィルムＦ’の幅方向に向けて金属蒸着面と平行に対向して配置され、その一端が支点７４を介して基台（図示略）に支持されることにより、金属蒸着フィルムＦ’と平行を保ったまま回動できるようになっている。
【００１５】
一方、支持体７２の他端は、基台７６に形成された支点７４を中心とする円弧状のスリット７９を通してボルト等の締結手段７８で固定されている。これにより、締結手段７８を緩めるとスリット７９に沿って支持体７２が回動でき、フィルムＦ’の幅方向に対する支持体７２の角度が変更できる。角度変更の目的は次の通りである。すなわち、横マージン部は、後述するようにフィルムＦ’の幅方向へレーザー光を走査させつつフィルムＦ’を走行させて形成するものであるから、フィルムＦ’の幅方向に対し一定角度傾斜して形成されることが避けられない。しかもその傾斜角度は、横マージン部のピッチに対応して変化する。従来の装置では、縦マージン部用レーザー光の照準を個別に調整することにより、横マージン部の傾斜角度変化に対応してヒューズ部の位置を修整していたため、調整に手間がかかっていた。これに対し、この実施例では、前述のように支持体７２の角度を調整するだけで、全てのレーザー光照射点を横マージン部の傾斜角度に合わせて一斉に変化させることができ、調整に手間がかからない利点を有する。
【００１６】
レーザー光照射部７０および支持体７２の構造を図３に示す。支持体７２はその中心線に沿ってスリット８０を有し、このスリット８０を通じてスライダ８１が取り付けられている。このスライダ８１は、上板８２と下板８４を有し、これらに形成されたガイド部８６を介して支持体７２に沿って移動可能とされている。また、任意の位置でスライダ８１を固定する固定手段（図示略）が設けられている。
【００１７】
下板８４の下面には脚部８８およびスライドレール１０４がフィルム長手方向に並んで固定されている。脚部８８の下端には、フィルム長手方向に延びるスライドレール９２を介して支持体９０が取り付けられ、支持体９０には照射ノズル１００が斜め下方に向けて取り付けられている。照射ノズル１００の上端には光ファイバケーブル（光伝達手段）４３が連結され、この光ファイバケーブル４３から導入されたレーザー光は、照射ノズル１００内のレンズ群を通過して集光され、フィルムＦ’上の金属蒸着膜のビーム照射点Ｐ１にスポット照射されるようになっている。
【００１８】
支持体９０の後面には、Ｌ字型のネジ取付部９４が固定され、このネジ取付部９４の上端部は脚部８８と対向する位置まで延びている。ネジ取付部９４の上部には、押しネジ９６および引きネジ９８（前後位置調整機構）が取り付けられている。これら押しネジ９６および引きネジ９８を操作することにより、支持体９０がスライドレール９２に沿って前後に移動し、照射ノズル１００によるビーム照射点Ｐ１をフィルム長手方向に位置調整することができる。
【００１９】
一方、前記スライドレール１０４はフィルム幅方向に延びており、このスライドレール１０４には、支持体１０６がフィルム幅方向（図３の紙面と垂直な方向）へ移動可能に取り付けられている。支持体１０６には、ペア間隔調整ノブ（左右位置調整機構）１０８がそのシャフト部を貫通させた状態で取り付けられ、このシャフト部の先端に偏心カム部１１０が形成されている。偏心カム部１１０は脚部８８の前面に形成された凹部１０２に収容され、ペア間隔調整ノブ１０８を回転させると、偏心カム部１１０の外周が凹部１０２の内壁側面を押圧し、支持体１０６がスライドレール１０４に沿って移動するようになっている。これにより、後述するビーム照射点Ｐ２をフィルム幅方向へ位置調整することができる。
【００２０】
支持体１０６の下端には、照射ノズル１１２が照射ノズル１００と向かい合うように斜め下方へ向けて固定されている。照射ノズル１００，１１２の後端から延びる各光ファイバケーブル４３は、図１に示すように共にレーザー光発振器４１に接続されている。そして照射ノズル１００，１１２は、フィルムＦ’上でのそれぞれのビーム照射点Ｐ１，Ｐ２がフィルム幅方向に隣接するように照準されている。すなわち、ビーム照射点Ｐ１，Ｐ２は互いに直径の等しい円形（楕円形を含む）をなし、これらの中心間距離Ｄは、縦マージン部（図４中符号２０）の幅が最大になるように、ビーム照射点Ｐ１，Ｐ２の直径と等しいか、またはそれよりやや小さく設定されている。必要に応じては、照射点Ｐ１，Ｐ２をフィルム幅方向に一部重複させ、縦マージン部２０の幅を調整してもよい。なお、ビーム照射点Ｐ１，Ｐ２の直径は０．０５〜５ｍｍ程度が好ましく、より一般的には０．１〜１ｍｍ程度とされるが、これらの範囲に限定されることはない。
【００２１】
ビーム照射点Ｐ１，Ｐ２の中心は、図３および図５に示すようにフィルム幅方向に正確に並んでいることが好ましい。この場合、ヒューズ部２２には最小幅Ｗの部分が２箇所生じる。ただし、必要に応じては、図６に示すようにフィルム長手方向にずらしてもよい。この場合、ヒューズ部２４には最小幅Ｗ’の部分を１箇所のみにできると同時に、ヒューズ部２４の全長が実質的に長くなる。
【００２２】
一方、図１に示すように、レーザー光照射部７０よりもフィルム走行方向下流位置には、フィルムＦ’の裏面（非蒸着面）を支持し、フィルムＦとともに転動する冷却ドラム３４が配置されている。冷却ドラム３４には回転エンコーダ３４Ａが付設され、その出力信号はレーザー光制御機構４０に伝達される。
【００２３】
レーザー光制御機構４０は、レーザー光発振器４１，４２を所定のタイミングで作動させるためのものである。レーザー光発振器（横マージン部形成機構の一部）４２が発生するレーザー光パルスＲ１は、フィルム走行と同期して駆動器により連続的に回転されるポリゴンミラー（横マージン部形成機構の一部）４４によって反射され、反射したパルスＲ１はｆθレンズ４６で集束されて、冷却ドラム３４上のフィルムＦ’にその全幅に亙って幅方向に走査されつつ照射される。なお、後述する図７に示すような金属蒸着フィルム１を作成する場合には、ｆθレンズ４６と金属蒸着フィルムＦ’との間に、金属蒸着フィルム１の接続部２６に対応する位置でレーザー光を遮るマスクが配置される。
【００２４】
ポリゴンミラー４４の近傍には、その回転を検出する２個の角センサ４７Ａ，４７Ｂが配置されている。第１の角センサ４７Ａの出力はレーザー光照射制御機構４０に伝達され、ポリゴンミラー４４の回転位相をフィードバック制御するために使用されている。
【００２５】
一方、冷却ドラム３４よりも下流位置には、マージン寸法測定機構として、フィルムＦの表面を撮影する２基のカメラ５６，５８が設置されている。各カメラ５６，５８はカメラ移動機構５２，５４により支持され、マージン形成の完了したフィルムＦと対向したままフィルムＦの幅方向に移動可能とされている。これらカメラ移動機構５２，５４はカメラ位置制御機構５０によって制御され、カメラ位置制御機構５０にはカウンター４８を通じて第２の角センサ４７Ｂからの信号が伝達される。
【００２６】
カウンター４８は、第２角センサ４７Ｂの出力からポリゴンミラー４４の回転数および回転位相を検出する。カメラ位置制御機構５０は、カウンター４８からのポリゴンミラー回転数情報に応じて、予め記憶している手順に基づきカメラ５６，５８をそれぞれ移動し、対象とするマージンを変更しつつマージン寸法を順次測定する。測定データはコンピューター６２に送られ、測定結果がモニタ６４で常時表示されると共に、測定されたマージン寸法と、入力装置６３から入力されて記憶されている正常範囲とが比較される。そして、測定値が万一異常であったら、警報装置６６を作動させて異常を知らせるとともに、必要に応じて電源遮断器６８を作動させ、装置各部を停止させるように構成されている。
【００２７】
上記構成からなるマージン加工装置においては、各レーザー光照射部７０のそれぞれに２本の照射ノズル１００，１１２が設けられ、これらのビーム照射点Ｐ１，Ｐ２がフィルム幅方向に隣接するように照準されているから、図４〜図６に示すように、ビーム照射点Ｐ１，Ｐ２の直径の合計に相当する幅広い縦マージン部２０を形成することができる。それにも拘わらず、照射点Ｐ１，Ｐ２における熱エネルギーは従来の装置と変わらないから、フィルム基材へ熱的な悪影響を与えるおそれがない。
【００２８】
縦マージン部２０の幅を広げることにより、縦マージン部２０の両側に沿ってコロナによる膜消失が生じにくくなるから、それに起因する金属蒸着膜の欠陥が防止できる。したがって、この種の欠陥によるコンデンサの容量減少を低減することができるとともに、欠陥によるヒューズ部２４の保安性能への影響を抑えることが可能である。
【００２９】
なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変形が可能である。例えば、レーザー光照射部７０の支持構造は上記実施例における構造に限定されず、個々のレーザー光照射部７０を別個に支持する構造としてもよい。また、上記実施例では２本の照射ノズル１００，１１２で１本の縦マージン部２０を形成する構成であったが、各レーザー光照射部７０に３本以上の照射ノズルを取り付けて３本以上のレーザー光ビームで各縦マージン部を形成するようにしてもよい。
【００３０】
本発明の装置では、図４〜図６に示した金属蒸着フィルムだけでなく、図７および図８に示すような金属蒸着フィルム１も同様に製造することができる。この場合にも、金属蒸着フィルム１は第２フィルム２と重ねて円柱状に巻回され、さらに円柱体の両端に電極２９が溶射されることにより、金属化フィルムコンデンサの製造に供される。
【００３１】
金属蒸着フィルム１は、帯状のフィルム基材３上に、このフィルム基材３の一方の側縁に沿う接続部２６と、この接続部２６から離間して矩形状に形成された電極部４と、各電極部４と接続部２６とを導通させる細いヒューズ部２４とを形成したもので、接続部２６はその全長に亙って溶射電極２８と導通される。金属蒸着フィルム１の非蒸着部としては、他方の側縁に沿って、電極２６と電極部４との短絡を防ぐための非蒸着部８と、電極部４同士を区切る横マージン部１２、電極部４と接続部２６を区切る縦マージン部２０がそれぞれ形成されている。そして縦マージン部２０が、図４〜図６と同様の形状に形成されている。
【００３２】
一方、第２フィルム２は、フィルム基材１３上に、一方の側縁に沿う非蒸着部２７を残して金属蒸着膜２８が形成されたものである。そして、第２フィルム２は、非蒸着部２７が第１フィルム１の縦マージン部２０と対応するように重ねられ、金属蒸着膜２８は全長に亙って電極２９と導通される。
このような形状からなる金属蒸着フィルム１を製造した場合にも、前述した効果が得られる。すなわち、縦マージン部２０の両側でのコロナによる膜消失を防止できると共に、ヒューズ部２４による保安機能を高めることが可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置では、縦マージン部形成機構の各レーザー光照射部がそれぞれ２以上の照射ノズルを備え、これら一組の照射ノズルがビーム照射点が円形をなしてフィルム幅方向に互いに隣接するように照準され、ビーム照射点の直径の合計に相当する幅の縦マージン部を形成するから、フィルム基材へ熱的な悪影響を与えることなく、幅広い縦マージン部を形成することができる。したがって、縦マージン部の両側に沿ってコロナによる膜消失が生じにくくなり、この種の欠陥によるコンデンサの容量減少を低減することが可能であるとともに、欠陥によるヒューズ部の保安性能への影響を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る金属蒸着フィルムのマージン加工装置の一実施例を示すブロック図である。
【図２】同実施例でのレーザー光照射部の配置状態を示す平面図である。
【図３】同実施例でのレーザー光照射部の構造を示す縦断面図である。
【図４】同実施例によって製造される金属蒸着フィルムの一例を示す平面図である。
【図５】金属蒸着フィルムのヒューズ部を示す平面図である。
【図６】金属蒸着フィルムのヒューズ部を示す平面図である。
【図７】前記実施例によって製造される金属蒸着フィルムの他の例の平面図である。
【図８】同金属蒸着フィルムを用いたフィルムコンデンサの要部の断面図である。
【図９】従来の装置で製造された金属蒸着フィルムの平面図である。
【図１０】同金属蒸着フィルムの縦断面図である。
【符号の説明】
Ｆ’，Ｆ 金属蒸着フィルム
８ 非蒸着部
１２ 横マージン部
２０ 縦マージン部
２２，２４ ヒューズ部
３０，３８ アンコイラ，リコイラ（フィルム送り機構）
４１ レーザー光発振器（縦マージン部形成機構の一部）
４２ レーザー光発振器（横マージン部形成機構の一部）
４３ 光ファイバケーブル（光伝達手段）
４４ ポリゴンミラー（横マージン部形成機構の一部）
４６ ｆθレンズ（横マージン部形成機構の一部）
７０ レーザー光照射部（縦マージン部形成機構の一部）
７２ 支持体
９６ 押しネジ（前後位置調整機構）
９８ 引きネジ（前後位置調整機構）
１００，１１２ 組をなす照射ノズル
１０８ ペア間隔調整ノブ（左右位置調整機構）
Ｐ１，Ｐ２ ビーム照射点
Ｗ，Ｗ’ ヒューズ部の最小幅

Claims (3)

1. 長尺のフィルム基体上に金属蒸着膜が形成された金属蒸着フィルムをその長手方向に走行させつつ、前記金属蒸着膜にレーザー光ビームを照射して金属蒸着膜を部分的に蒸発させることにより、フィルム長手方向に延びる縦マージン部、およびフィルム幅方向に延びる横マージン部を形成するための金属蒸着フィルムのマージン加工装置であって、
   前記金属蒸着フィルムを走行させるフィルム送り機構と、
   前記金属蒸着膜の前記縦マージン部を形成すべき箇所に対向して配置された１または２以上のレーザー光照射部を有し、これらレーザー光照射部から前記金属蒸着膜にレーザー光ビームを照射することにより前記各縦マージン部を形成する縦マージン部形成機構と、
   前記金属蒸着フィルムに対し、レーザー光をフィルム幅方向へ走査させつつ照射することにより、前記横マージン部を形成する横マージン部形成機構とを具備し、
   前記各レーザー光照射部はそれぞれ、光伝達手段を介してレーザー光源に接続された２以上の照射ノズルを備え、これら一組の照射ノズルは、前記金属蒸着膜上におけるビーム照射点が円形をなしてフィルム幅方向に互いに隣接するように照準され、前記ビーム照射点の直径の合計に相当する幅の前記縦マージン部を形成することを特徴とする金属蒸着フィルムのマージン加工装置。
2. 前記各レーザー光照射部には、前記一組の照射ノズルのビーム照射点の相対位置をフィルム長手方向に調整するための前後位置調整機構と、前記一組の照射ノズルのビーム照射点の相対位置をフィルム幅方向に調整するための左右位置調整機構とを具備することを特徴とする請求項１記載の金属蒸着フィルムのマージン加工装置。
3. 前記各照射ノズルのビーム照射点は、前記フィルム長手方向にずらされていることを特徴とする請求項１または２記載の金属蒸着フィルムのマージン加工装置。

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