JP4046080B2

JP4046080B2 - 積層体製造装置

Info

Publication number: JP4046080B2
Application number: JP2003417782A
Authority: JP
Inventors: 透井上; 潔青木; 信也前波; 修藤垣; 浩文山田; 淳大槻
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-12-16
Filing date: 2003-12-16
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2023-12-16
Also published as: JP2005183429A

Description

本発明は、各種の積層型電子部品を形成するための積層体の製造方法およびその装置に関するものである。

近年、各種の小型高機能電子機器に使用するための電子部品に対する小型、高機能化が求められる中で、積層セラミックコンデンサをはじめとする積層型電子部品を形成する積層体の製造プロセスに対する関心が高く、そのなかでも、高積層化の流れに対応して積層プロセスの高速化と高品質化に対する要求が高まっている。

その様な中、従来の積層型電子部品における積層体の積層（製造）方法としては、図７の要部構成図に示すような構成および方法によるものが知られている。

すなわち、シート巻出し供給部におけるシートロール１より、グリーンシート１ｂを帯状のキャリアフィルム７２に重ね積層した構成素材帯状体１ａを、回転自在な剥離ロール７３により規制ガイドしながら剥離して、キャリアフィルム７２はキャリアフィルム巻取部１２に巻取り、グリーンシート１ｂは加熱された巻付けロール７４の外円周に巻付け、そのグリーンシート１ｂの片面（表面）にロータリー印刷機７１により、積層型電子部品における電極などを形成する内部形成体要素が印刷され、それを所定の層数を積層して積層体を形成する方法である。

そして、図８および図９は積層セラミックコンデンサの製造工程および製品構造を説明する斜視および断面図であり、８１はグリーンシート１ｂの片面に所定の内部形成体要素である電極８２を異なったパターンで印刷し、それを交互に所定数積層した１単位のブロック積層体である。

ブロック積層体８１は、各１個の製品となる部分８９にて切断分割され、製品１個としての積層体８３となし、その後外部接続用の外部電極８４を両端に設けて完成製品の積層セラミックコンデンサとするのである。

なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開平９−１２９４８３号公報

しかしながら、前記従来における積層型電子部品の積層体製造方法およびその装置では、積層体の面にキャパシター、インダクターなどを形成する機能要素あるいは電極や絶縁体などの内部形成体要素をダイレクトに印刷するものであり、内部形成体要素の印刷プロセスとして一般的なダイレクト印刷を行うと、積層体の内部に内部形成体要素を形成するための印刷インクに含有している溶媒成分、樹脂成分あるいは可塑剤などが染込んでしまい、積層体を構成するグリーンシートを変質あるいは膨潤させて、耐電圧不良など製品品質の劣化を招きやすい。

さらに、積層体の面に一般的な印刷をダイレクトに行うと、積層体の内部に印刷インクの中の溶媒成分が染込みやすく、かつ積層体の内部に染込んだ溶媒成分は乾燥しにくく、乾燥不十分なまま後工程において各種の処理を行うと、層間剥離などの重大欠陥の原因となる。

さらにまた、印刷面の段差により印刷形状不良が起きやすいことである。すなわち、最近の積層セラミックコンデンサをはじめとする積層型電子部品では３００〜５００層程度の高積層数の製品が増えてきており、例えば電極厚みは焼成前の積層体状態で１層あたり２〜３μｍであり、３００〜５００回の内部形成体要素である電極印刷を繰り返すと、図８および図９に示すように、積層した毎層に内部電極がある部分８５と１層おきに内部電極がある部分８６との間には、０．３〜０．７５ｍｍの段差が生じる。

すると、各層毎に内部電極がある部分８５に付加される印圧８７に比較して、この段差の凹部分となる１層おきに内部電極がある部分８６に付加される印圧８８は弱く（付加されにくい）なり、段差の凹部分となる１層おきに内部電極がある部分８６における印刷は、かすれや形状不良が発生し易いという課題を有していた。

本発明は前記課題を解決しようとするものであり、積層体の内部へ内部形成体要素を形成する印刷インクの染込み、乾燥不十分による品質上の不具合および段差の凹部分による印刷形状不良が抑制される積層型電子部品の積層体製造方法およびその装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。

本発明の請求項１に記載の発明は、積層体製造装置であって、ロール状のグリーンシートの巻出し供給部と、グリーンシートを連続的に巻付けて積層体を形成する円柱形状あるいは多角柱形状の積層ドラムと、この積層ドラムに巻付ける前に前記グリーンシートに接着剤を塗布する接着剤塗布部と、グリーンシートを積層ドラムの外円周に巻付け形成される積層体に密着させるため、前記グリーンシートをガイドし押圧する押えローラー部と、前記積層体の片面にオフセットロールによる凹版オフセット連続印刷にて内部形成体を形成する内部形成体要素印刷部と、積層ドラムと内部形成体要素印刷部の印刷版との印刷相対角度位置を一定に保持しながら同期駆動させる動力伝達部とからなり、回転する積層ドラムの外円周でグリーンシートを巻付けながら内部形成体を形成し、連続して積層体を作製するものであって、前記動力伝達部は、一時的に駆動動力を切断することにより、内部形成体要素印刷部のみ、または積層ドラムを単独で動作可能な構成を有しており、これらの構成により、積層ドラムの外円周に連続的にグリーンシートを巻付けながら同時に印刷できるので、毎層同じ角度位置に内部電極を形成して高速で積層体を製造することができる。また、弾性体のオフセットロールによる凹版オフセットの連続印刷により内部形成体を形成することができるので、積層体への印刷インク染込みによるグリーンシートの変質や膨潤、積層体内の残留溶媒による層間剥離などの重大欠陥、段差凹部での印刷かすれなどを抑制することができる。さらに、グリーンシートの供給を停止して内部形成体要素印刷部のみの動作や、印刷を行わずグリーンシートの供給だけの動作が可能であり、例えば、シートロールの終端において次のロールと積層の途中における接続作業の間も、凹版が乾燥しないように内部形成体要素印刷部のみの回転や、積層ドラムあるいは内部形成体要素印刷部だけを動作させたまま、装置全体における各種調整ができるという作用効果を有する。

本発明の請求項２に記載の発明は、内部形成体要素印刷部は、前記積層体の厚み方向に移動自在な印圧調整部を備え、前記内部形成体要素印刷部の凹版およびオフセットロールとの印刷相対角度位置を一定に保持する請求項１に記載の積層体製造装置であって、これらの構成により、印圧調整部を作動させても積層体に印刷される内部形成体（電極）の位置が下層から上層までずれることがなく、確実かつ高精度に印刷および積層することができるという作用効果を有する。

請求項３に記載の発明は、内部形成体要素印刷部は、積層ドラムの１回転毎に積層体の厚み方向へ前記内部形成体要素印刷部を一定量移動させる機構を備えた請求項１または請求項２に記載の積層体製造装置であって、これらの構成により、積層ドラムの外円周表面に巻付けられた積層体の厚みが変化しても、オフセットロールのたわみ量すなわち印圧が一定の状態で保持でき、高精度で高速に印刷および積層することができるという作用効果を有する。

本発明の請求項４に記載の発明は、積層ドラムの外円周に巻付けるグリーンシート１枚の厚みを測定する厚み測定部と、巻付け回数のカウント部と、積層ドラムの外円周における積層体の厚みを測定する厚み測定部と、積層体の圧縮率測定部の少なくとも一つを有し、これらの測定結果の情報を基に、積層体の厚み方向における積層ドラムに対する内部形成体要素印刷部の最適な位置を演算する演算部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の積層体製造装置であって、これらの構成により、シートロール内でのグリーンシートの厚みの変化や、印刷インクあるいは接着剤の厚みバラツキ、さらにはグリーンシート厚みのロット間バラツキなどがあっても、１層毎に積層ドラム１回転あたりの内部形成体要素印刷部の移動量を自動的に演算することができ、要素材料や製造条件の変動があっても、内部形成体要素（電極）の印刷位置、印刷形状、塗着量などの印刷状態を一定に保持でき、高速で高精度に積層体を作製できるという作用効果を有する。

本発明の積層型電子部品の積層体製造装置によれば、積層ドラムの外円周にグリーンシートを巻付け、積層体を作製しながら積層体の面に内部形成体要素をダイレクト印刷にて形成する際に、弾性を有するオフセットロールに一旦印刷インクを転写し、しかる後積層体に連続印刷し積層する構成であり、印刷インク中の溶媒成分がある程度乾燥した状態で積層体に印刷され、積層体を構成するグリーンシートの変質や膨潤が抑制でき、積層体の乾燥不十分による品質上の不具合の防止、段差の凹部における印刷形状不良が発生しないという効果を有する。

さらに、印圧を一定にするため内部形成体要素印刷部を積層体の厚みに対応して移動させ、印刷状態を良好最適に保持して下層から上層まで均一な印刷が可能で、かつ内部形成体要素印刷部を上下すなわち積層体の厚み方向に移動させても、凹版とオフセットロールおよび積層ドラムの相対角度位置関係が一定となる動力伝達部により、下層から上層までの印刷重ね位置も同じ角度位置に保持し維持できるという効果も有する。

（実施の形態１）
以下、実施の形態１を用いて、本発明の特に請求項１〜４、６〜１５、２０〜２２に記載の発明について図面を参照しながら説明する。なお、背景の技術において説明したものと同じ構成部材などについては、同じ符号を付与し詳細な説明は省略する。

図１は本発明の実施の形態における積層セラミックコンデンサのための積層体製造装置の要部構成図である。

図１において、１４はシート巻出し供給部であり、グリーンシート１ｂを片面に重ねて積層したキャリアフィルム１ｃからなる構成素材帯状体１ａを巻回した回転自在のシートロール１、シートロール１から巻出される構成素材帯状体１ａのガイドと巻出し（送出）量を調整するローラー形状で回転自在な巻出し量調整機構１ｄにより構成されている。

７は構成素材帯状体１ａを挿通させ接着剤をグリーンシート１ｂの片面に塗布する接着剤塗布部、２は回転自在な円柱形状の積層ドラムであり、外円周に複数の着脱式のパレット６とパレット６の相互を分離分割する溝８を等間隔（角度）に配設しており、回転することにより近傍に併設された乾燥ゾーン１３を通過する。

３は回転自在で構成素材帯状体１ａに重ねて積層されたグリーンシート１ｂを積層ドラム２の外円周に押圧し移載する押えローラー、１２は構成素材帯状体１ａから剥離したグリーンシート１ｂを積層ドラム２に移載した後のキャリアフィルム１ｃを巻取るキャリアフィルム巻取部である。

５は上下すなわち積層体の厚み方向に移動自在で、機能素材や電極などの内部形成体となる内部形成体要素（印刷インク）をグリーンシート１ｂの片面所定箇所に印刷する内部形成体要素印刷部であり、ゴムや樹脂などの弾性体でなるオフセットロール１５、印刷するパターンである凹版１６、そして積層ドラム２に巻付けられたグリーンシート１ｂ（あるいは積層体）とオフセットロール１５との印圧を調整する印圧調整部４により構成されている。

９は積層ドラム２の外円周にグリーンシート１ｂの積層により形成される積層体の厚み測定部、１０はそれぞれの動作状態における厚み測定部９の測定結果を、印圧調整部４に必要な制御信号とするための演算部であり、そして１１は積層ドラム２とオフセットロール１５を連結、追従あるいは同期駆動するための動力伝達部である。

さて、シートロール１より巻出されたグリーンシート１ｂを重ねて積層した構成素材帯状体１ａは、巻出し量調整機構１ｄにて最適の速度および量に調整され、接着剤塗布部７を挿通し経由して、押えローラー３により積層ドラム２の外円周に押圧されて、グリーンシート１ｂがキャリアフィルム１ｃから分離し、積層ドラム２のパレット６に巻付け移載される。

巻付け移載される際のグリーンシート１ｂの先端部は、積層ドラム２の外円周に等しい間隔で設けられた溝８に差し込み、グリーンシート保持機構（図示せず）により、ずれ、そりあるいはゆがみがないように保持するか、もしくは、パレット６の内に一つあるいは複数の粘着部をパレット６の表面に設けて固定するか、さらには、パレット６の表面にグリーンシート１ｂの先端部を沿わせ、その上から粘着テープなどで貼付けて固定することなどにより、グリーンシート１ｂを確実に保持し固定する。

なお、パレット６の表面に粘着部を設けて固定する場合には、その粘着材として温度やＵＶ光などにより粘着特性が変化するものを使用することにより、積層体が完成した後、積層体をパレット６から取外し除去する際、積層体の品質や作業性を向上あるいは維持することができる。

なおまた、パレット６からの取出し除去作業における積層体へのストレスや作業効率の低下をある程度容認すれば、前記のシート形状である粘着材に代えて、粘着特性が変化しない両面テープなどを使用しても、積層中におけるずれを防止することができる。

このようにしてグリーンシート１ｂは、その先端部を固定した後、押えローラー３により積層ドラム２の外円周に沿わされ、かつ当接面に包含した空気を押出して密着させられる。

次に、積層ドラム２は積層ドラム駆動部（図示せず）により矢印方向に回転させられ、積層ドラム２に沿わされていたグリーンシート１ｂは、積層ドラム２の外円周に巻付けられ、積層ドラム２がＮ回回転することによりＮ層の積層体が形成されることになる。

前記で説明したように、グリーンシート１ｂがキャリアフィルム１ｃとの２層構造になっている場合は、キャリアフィルム１ｃ側が積層ドラム２の外周側になるようにグリーンシート１ｂを巻付け、押えローラー３により押圧している箇所でグリーンシート１ｂを分離させて剥離し、キャリアフィルム１ｃのみをキャリアフィルム巻取部１２に巻取るので有る。

また、このようにキャリアフィルム１ｃとグリーンシート１ｂとの２層構造になっている場合には、キャリアフィルム１ｃ面側におけるグリーンシート１ｂ面の方が接着力の高いことが多く、さらにはキャリアフィルム１ｃと当接していない側のグリーンシート１ｂ面の方が被印刷性に優れている場合がある。

これらの場合は前記とは逆に、そのまま巻付ければキャリアフィルム１ｃ側が内側になるように積層ドラム２の直前まで構成素材帯状体１ａ、すなわちグリーンシート１ｂを移載し、積層ドラム２の直前で巻取部（図示せず）においてキャリアフィルム１ｃからグリーンシート１ｂを分離し剥離することにより、キャリアフィルム１ｃの剥離面側を内側にして、積層ドラム２の外円周におけるグリーンシート１ｂすなわち積層体に新規のグリーンシート１ｂを巻付けることができ、後工程での製品品質を向上あるいは維持することができる。

当然ながら、グリーンシート１ｂとキャリアフィルム１ｃとの２層構造になっていない場合には、このようなキャリアフィルム巻取部１２は不要である。

さて、接着剤塗布部７によりグリーンシート１ｂの片面（下面）に接着剤を塗布しながら積層ドラム２に巻付けていくのであるが、その際グリーンシート１ｂは積層ドラム２の外円周における積層体に固着し固定され、積層中における積層ドラム２の回転による巻き締まりなどにより、積層ドラム２の回転を停止した時でも、巻付けられたグリーンシート１ｂのずれやゆがみなどの無い積層体が形成されるのである。

この接着剤塗布部７は、スプレー方式、ローラー塗工方式あるいはブレード方式などがあり、使用材料や接着剤塗布などの条件により接着剤を塗布した後、一定時間の乾燥ゾーン１３の通過による乾燥機能を付加する場合もある。

さらに、接着剤としては液体に限定されるものではなく、シート状に整形された接着体をこの場所でグリーンシート１ｂに貼合わせることや、あらかじめグリーンシート１ｂのシートロール１にてこのような接着機能を有する構成としてもよい。

この場合はシート巻出し供給部１４、巻出し量調整機構１ｄなどのグリーンシート１ｂの供給ブロックから、積層ドラム２までの間におけるグリーンシート１ｂの接触部に非粘着処理を施しておくと、接着剤塗布済みのグリーンシート１ｂを巻出しても、グリーンシート１ｂの送出における癒着によるトラブルや、製造装置の汚染や動作不具合を防止することができる。

また、熱あるいは熱と軽い圧力で互いに接着力が発生する特性のグリーンシート１ｂを使用する場合は、接着剤塗布部７を使用せず、押えローラー３に内蔵あるいは付属させたヒーター（図示せず）により、積層ドラム２に巻付けたグリーンシート１ｂを軽く押圧しながら加熱することにより積層固着し、所定の積層体を作製するのである。

あるいはまた、押えローラー３と独立した機能として、積層ドラム２の外円周に隣接した位置、かつ押えローラー３とオフセットロール１５との間における空いたスペースを活用し、別個の加熱ロールを配置することによりグリーンシート１ｂを熱圧着してもよい。

さて、積層セラミックコンデンサの構造は、下層に内部形成体である電極を印刷しない無効層とよばれるシートを複数枚積層し、次に所定容量を得るために同じく内部電極を形成した有効層と呼ばれるシートを所定の枚数積層し、最後に再び電極を印刷しない無効層を複数枚積層したものが一般的である。

この際に大切なのは有効層間の内部電極の位置関係であり、積層ドラム２における積層体表面の垂直方向に、直線にて電極位置が一致して積み重なることが必要である。

このような積層体を作製するために、まずは内部形成体要素印刷部５を上方に移動させた状態（印刷無し）で無効層を積層する。続いて装置を動作させたまま同じグリーンシート１ｂを巻付けながら内部形成体要素印刷部５を下降させ、オフセットロール１５が積層体の表面に接触し、オフセットロール１５に適切な印圧が付加される高さ（位置）で内部形成体要素を印刷することにより、内部電極を積層体の表面所定箇所に連続的に形成しながら有効層を作製する。

そして有効層の必要な層数の印刷が終了すれば、再び内部形成体要素印刷部５を上方に移動させ、その状態で無効層の積層を行うことにより、積層セラミックコンデンサにおける積層体を作製し完成させるのである。

またこの時、積層ドラム２における積層体表面の垂直方向に、直線にて電極位置が一致して積み重なる有効層の形成には、前記のように、グリーンシート１ｂの先端部を積層ドラム２あるいはパレット６に確実に固定すること、積層中に各層間がずれないように接着剤塗布部７において塗布した接着剤により固着し固定しながら積層すること、そして各層毎に積層ドラム２の同じ角度位置に内部電極を印刷し形成することが必要である。

さて、動力伝達部１１は、各層毎に積層ドラム２の同じ角度位置にて内部電極を印刷するために、積層ドラム２の動力と内部形成体要素印刷部５の動力を、ギアあるいはベルトおよびそれらの組合せなどで同期駆動させる構成であり、積層ドラム２の外円周では、各層毎に凹版１６におけるパターンの同じ部分が印刷されるように互いの角度位置がずれないようにしているのである。

小型高精度の電子部品を形成するための形状精度の高い印刷を行う場合には、凹版印刷が原理的に優れており、本実施の形態例では凹版印刷を使用する例を説明しているが、形状精度がそれほど必要でない場合には凹版以外の印刷方法との構成を組み合わせてもよい。

また凹版印刷であっても、オフセットしないグラビア印刷やロータリースクリーン印刷などのロール式印刷の場合は、前記で説明したように、積層しながら積層体の表面にダイレクトに印刷を行う場合には、何層か（多層）の内部電極の印刷と積層を行うと、積層体表面に電極厚み分の和の段差が生じることがあり、一般のロール式印刷ではこの段差の影響により印刷がかすれたりして正常な印刷が行えない場合がある。

それに対して、本発明はゴムや樹脂などの弾性体でなるオフセットロール１５を介在させたロール式印刷工法を採用しているのであり、ある程度の段差があっても、その段差にオフセットロール１５における弾性機能により追従することができて、段差の凹部にも内部形成体要素（電極）の印刷インクを確実に印刷することができる。

さらに、オフセット方式の印刷を採用することにより、オフセットをしない印刷工法に比較して、内部形成体要素（電極）の印刷インクがオフセットロール１５の外円周においてドライに近い状態となるため、本発明のように積層体にダイレクトに印刷を行う際に、印刷インクのペーストに含有している液体成分が積層体内部に染み込む影響を軽減でき、グリーンシート１ｂへのダメージ、および積層体内への液体分の蓄積を防止でき、完成製品の信頼性向上および後工程での乾燥処理を軽減することができる。

さらにまた、印刷される内部電極のパターンはパレット６毎に異なったものでもあるいは同一のものでもよく、ロータリー版を複数パターンに分割しておき、パレット６毎に異なったパターンを印刷し積層することも可能である。

所定層数の積層を終了した時には、所定層数の最後に対応したパレット６が押えローラー３を通過したところで、グリーンシート１ｂを切断機構（図示せず）により切断して終端処理を行うのである。

このように、グリーンシート１ｂを積層ドラム２に巻付けることで積層体を作製するに際し、巻付ける時のグリーンシート１ｂにおける幅方向の位置は、蛇行などにより少々ずれても内部電極の層間の位置関係には影響はないが、極端にずれるとグリーンシート１ｂの有効面積が減少するので、蛇行防止のために幅方向の巻出し位置制御機構などを併用する場合もある。

積層体が積層ドラム２の外円周に作製できたら、複数のパレット６相互間にある溝８に沿って切断刃を投入し、連続円状の積層体をパレット６のサイズ単位の大きさ（長さ）に切断分離して、積層ドラム２からパレット６と一体のまま取外す。

パレット６に関しては、積層完了後における積層体の取出しの際に、パレット６以外の積層体の着脱が容易に行える手段として、吸着による積層体保持や粘着力可変自在なシートによる積層体保持などを用いた場合には省略することも可能である。

このような印刷および積層を連続かつ同時に行うことで、無効層積層、有効層積層そして無効層積層までを装置を停止させることなく、積層ドラム２を連続回転させながら積層体を作製することができ、積層工程における生産性の向上が図れるのである。

（実施の形態２）
次に、図１〜図４を参照しながら本発明の特に請求項３、４、１２〜１５について説明する。

前記実施の形態１で説明したように、図１においてグリーンシート１ｂを積層ドラム２に巻付けて積層体を作製していくと、最初はオフセットロール１５が積層体の表面と適度なたわみ量すなわち印圧をもって当接しているが、そのまま積層を継続すると積層ドラム２と内部形成体要素印刷部５の位置関係が変らず同じであれば、積層体の厚みが増加するにつれてオフセットロール１５のたわみ量が大きく、すなわち印圧が高くなり、印刷位置や印刷形状および印刷インクの塗着量などの印刷条件が変化することになる。

このような積層中における印圧の変化を防止するために、本発明は積層ドラム２にグリーンシート１ｂを１層巻付ける毎に、１層毎の積層体の厚み変化に対応して印圧調整部４を駆動させ、内部形成体要素印刷部５の位置を積層体の厚み方向に移動させながら積層体を作製することができる構成となっている。

その際、グリーンシート１ｂなどの材料物性による積層体の状況にも対応した印圧調整部４の移動として、
（１）固定データにより、１層につき一定量を上昇させる。

（２）非接触式の厚み測定部９で積層体の厚みを測定し、測定した１層毎の厚みの差分だけ上昇させる。

（３）オフセットロール１５による積層体のたわみ補正を考慮する。

（４）接触式の厚み測定ローラー４１で積層体のたわみも自動測定する。
などの構成機構および方法が考えられる。

（１）の方法は、グリーンシート１ｂを巻付けたことによる１層毎の厚み変化が、層数に対し比例的に変化する場合に適用されるものであり、積層ドラム２を１回転、すなわち積層を１層する毎に印圧調整部４の駆動により、あらかじめデータで設定された任意かつ一定値にて、内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させながら積層体を作製するものである。

（２）の構成および方法は、グリーンシート１ｂを巻付けていった際に、積層体の厚みが非線形に変化する場合に適用するものであり、具体的には、図１に示すように積層ドラム２の外円周近傍に配置され、非接触式で積層体の厚み測定部９からの厚み測定信号を演算部１０に入力し、演算部１０において、１層毎の積層体厚みの差分を演算し、その結果による印圧調整部４の駆動により、内部形成体要素印刷部５を、積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させながら積層体を作製するものである。

なお、積層体の厚みの測定に代えて、積層体の圧縮率を測定する圧縮率測定部としても、同じく内部形成体要素印刷部５を最適に制御することができる。

そして制御の方法として、測定した積層体の１層分の厚み変化量だけ、１層毎に内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させ、オフセットロール１５の印圧を一定にする方法と、過去何層分かの変化量から１層あたりの平均値を算出してその厚み分だけ、内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させる方法が選択できるようになっている。

前記の方法により積層体を作製することで、構成材料ロット間あるいはロット内での積層体を構成するグリーンシート１ｂの厚みや密度、あるいはグリーンシート１ｂを固着する接着剤の厚みなどの材料特性が変化しても、その構成材料毎の積層体の厚み変化を自動的に測定して、印圧が最適となるように計算して印圧調整部４の駆動すなわち内部形成体要素印刷部５の位置を制御でき、印刷位置や印刷形状および印刷インクの塗着量を一定にすることができる。

また、積層体の厚み測定部９の代わりに、グリーンシート１ｂの１枚の厚み測定部（図示せず）をシート巻出し供給部１４の中に設置し、巻付け回数カウント部（図示せず）からの出力信号とあわせて積層体の厚みを演算部１０で計算し演算して制御する方式で積層体を作製してもよい。

しかしながら厳密には、オフセットロール１５の印圧により積層体も厚み方向にたわみが発生して、積層体のたわみ分だけオフセットロール１５の印圧が低下することになり、積層体のたわみ量が大きいグリーンシート１ｂの構成材料の場合にはこの影響が無視できない場合がある。

このような場合、前記（３）の構成および方法を採用するのであり、あらかじめ積層体の厚み別にたわみ量を測定しておき、（２）の方法にこの補正値を加えた位置まで内部形成体要素印刷部５を、積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させながら積層体を作製することにより、たわみ量の大きいグリーンシート１ｂの構成材料の場合でも印圧を最適に制御することができる。

さらに、自動的に積層体のたわみ量を補正する方法である（４）の方法について図４を参照しながら説明する。

まず、積層開始時にオフセットロール１５と積層ドラム２のそれぞれの外円周が当接する軸間距離をＲ₀とすると、そこから距離Ｘだけオフセットロール１５を押下げた状態での印圧Ｐ_xが積層開始時の印圧である。

そして、積層ドラム２の外円周表面における押えローラー３とオフセットロール１５の間に接触式の厚み測定ローラー４１を設置し、積層開始時から積層終了時までの間、この厚み測定ローラー４１に常に力Ｐ_xが印加するようにしておく。

この時の接触式の厚み測定ローラー４１における位置Ｒ_Pxを、非接触式の厚み測定部９で測定し積層を開始する。そして、１層積層する毎にＲ_Pxの値の変化を非接触式の厚み測定部９で計測し、その増加分だけＲ₀の距離を増加させることで積層体のたわみ補正を自動的に付加した印圧制御が可能になるのである。

さて、積層体の厚み変化に対して前記の構成および方法による、印圧調整部４の駆動により内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させ、印刷条件が一定になるように制御することが必要であるが、一方で内部電極の印刷位置が毎層同じ位置に重なり積層することも同時に成立させることが必要である。

そのため、内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させても、積層ドラム２と内部形成体要素印刷部５の凹版１６およびオフセットロール１５との印刷相対角度位置を、一定に保持し維持するための動力伝達部１１が設置されているのである。

図２はその実施の形態における要部構成斜視図である。図２（ａ）において、内部形成体要素印刷部５のオフセットロール回転軸２５と積層ドラム回転軸２６が、傘歯車２２ａ、傘歯車２２ｂとスプライン２４を介して連結している。

傘歯車２２ａと傘歯車２２ｂは、互いの回転角度を同期させ保持したままスプライン２４でその軸間距離が変更できるため、印圧調整のために内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させても、互いの角度関係すなわち印刷相対角度位置は変化しないのである。

図２（ｂ）において、内部形成体要素印刷部５のオフセットロール回転軸２５と積層ドラム回転軸２６が、揺動自在なレバー２３ａに回転自在に固定されている平歯車２１ａと、揺動自在なレバー２３ｂに回転自在に固定されている平歯車２１ｃおよび平歯車２１ｄと、レバー２３ａとレバー２３ｂの共通軸２７に回転自在に固定されている平歯車２１ｂにより同期回転するように噛み合わされている。

レバー２１ａとレバー２１ｂを揺動させ、共通軸２７を中心とした対向角度を変えることにより、内部形成体要素印刷部５のオフセットロール回転軸２５と積層ドラム回転軸２６は、同期回転を保持したままその軸間距離が変更できるのであり、印圧調整のために内部形成体要素印刷部５を積層ドラム２の半径方向（中心線上）すなわち積層体の厚み方向に移動させても、相互の角度関係すなわち印刷相対角度位置は変化しないのである。

本発明は、前記で説明した構成機構および方法に限定されるものでは無く、積層ドラム２の回転中心とオフセットロール１５の回転中心間距離が変化しても、オフセットロール１５と積層ドラム２との角度関係すなわち印刷相対角度位置が変化しないような構成機構および方法であれば、積層数が増加し積層体の厚みが増えても、さらに印刷の印圧を１層毎に任意に調整しながら印刷しても、同じく電極印刷位置を最適に制御することができる。

図３は、他の動力伝達部の要部構成斜視図であり、積層ドラム２と内部形成体要素印刷部５との印刷相対角度位置を一定に保持しながらも、一時的にそれぞれの駆動動力を切断分離し、内部形成体要素印刷部５のみ、あるいは積層ドラム２だけを単独で動作させることができる動力伝達部の実施の形態を示すものである。

図３において、動力軸３２ａはクラッチ３３ａを介してその片先端で積層ドラム２の回転軸に連結しており、クラッチ３３ａをＯＮ−ＯＦＦ制御することにより、積層ドラム２への動力伝達を接続あるいは切断する構造となっている。

また、動力軸３２ｂも同じく、クラッチ３３ｂを介して内部形成体要素印刷部５の駆動軸に連結しており、クラッチ３３ｂをＯＮ−ＯＦＦ制御することにより、内部形成体要素印刷部５への動力伝達を接続あるいは切断する構造となっている。

そして、３１はベルトや歯車などにより動力軸３２ａを駆動する動力源である動力モータ、３４は動力を動力軸３２ａから動力軸３２ｂに伝達するための複数の歯車である。

前記の構成構造および方法により、積層ドラム２を停止した状態で内部形成体要素印刷部５のみを動作させ、内部形成体要素である印刷インクの準備作業を実施することや、あるいは内部形成体要素印刷部５を停止した状態で積層ドラム２を動作させ、グリーンシート１ｂの巻付け準備を実施することができる。

また、前記実施の形態において、クラッチを１ポジション噛み合いタイプのものを使用することにより、クラッチ３３ａまたはクラッチ３３ｂをＯＦＦにして動力伝達を切断した後、再びＯＮすなわち接続するだけで、切断する前と同じ位置関係で積層ドラム２と内部形成体要素印刷部５を接合することができる。

（実施の形態３）
次に、図５、図６を参照しながら本発明の特に請求項５、１６〜１９に記載の発明について説明する。

図５および図６は、多角柱形状の積層ドラムを使用した実施の形態の要部構成斜視図および側面図であり、積層ドラムが多角柱形状であること以外、構成および作業内容（動作）は前記における円柱形状の積層ドラム２の場合と同じであり、グリーンシート１ｂを押えローラー３により多角柱形状の積層ドラム２ａに沿わせながら巻付け、積層体を作製しながら内部形成体要素印刷部５により、内部形成体要素である電極の形成を行うものである。

多角柱形状の積層ドラム２ａにグリーンシート１ｂを積層することで、所定の積層数を終了してなる積層体が多角柱外周辺部に複数の平板状に形成され、個々の積層体は曲率（円弧）を有しないものが作製できる。

そのため、作製された積層体は後工程で平板プレスされても積層体内部に応力が発生しにくく、クラックの少ない安定した製品となるのである。

さて、図５は積層ドラム２ａの形状が多角柱形状である場合に、多角柱形状の角部と辺部による積層ドラム２ａと内部形成体要素印刷部５との間の距離および印圧を一定に保持するため、内部形成体要素印刷部５に追従ローラー５１と、追従ローラー５１を上下すなわち積層体の厚み方向に移動自在とするためのスライド機構５２を設けたものである。

以上のように、積層ドラムが多角柱形状になっていることで、内部形成体要素印刷部５と積層ドラム２ａの外周辺部における積層体表面との距離が、積層ドラム２ａの回転とともに変化するが、オフセット印刷のように弾性体である樹脂やゴム製などのオフセットロール１５を使用する場合などは、この距離を一定に保持し印圧を一定にして印刷することが印刷形状や印刷位置などの観点から必要である。

このため、内部形成体要素印刷部５に設置されている追従ローラー５１により、内部形成体要素印刷部５の全体が積層ドラム２ａの外形形状に追従して上下すなわち積層体の厚み方向に移動し、内部形成体要素印刷部５と積層体表面との距離は一定に保持し維持され、オフセットロール１５のたわみ量すなわち印圧が一定となるのである。

この時、追従ローラー５１は内部形成体要素印刷部５の自重だけで積層ドラム２ａの表面に当接し密着していてもよく、バネやその他の張力などで密着させておいてもかまわない。

また、追従ローラー５１の位置は、内部形成体要素印刷部５の上下移動方向に平行で、かつ積層ドラム２ａの回転中心を通る直線上に配置されており、この配置とスライド機構５２による駆動動作により、積層ドラム２ａにおける多角柱形状による角部と辺部に対する印刷部分の上下（移動）タイミングを正しく同期させることができる。

次に、積層ドラムが多角柱形状の場合における他の実施の形態が図６であり、これは距離測定センサー６３を利用して、積層体の厚みを含めた多角柱形状の積層ドラム２ａの外形表面と内部形成体要素印刷部５との距離を測定し、距離が一定、すなわちオフセットロール１５の印圧が一定になるように、上下すなわち積層体の厚み方向の移動における位置駆動制御部（図示せず）で演算し、上下すなわち積層体の厚み方向に移動させるスライド機構６２とその駆動源である駆動モータ６１でなる非接触式の駆動機構により、内部形成体要素印刷部５の上下すなわち積層体の厚み方向の移動を制御し駆動するというものである。

この時、距離測定センサー６３は正面から見て、内部形成体要素印刷部５の非接触式の上下（積層体の厚み方向）駆動機構方向に平行で、かつ積層ドラム２ａの回転中心を通る直線上に配置されており、多角柱形状の積層ドラム２ａにおける外周形状による変位と距離測定、そして上下すなわち積層体の厚み方向における位置制御のタイミングが同じとなり、簡易な構成方法で印圧を制御することができる。

この構成機構により積層体表面に接触することなく、多角柱形状の積層ドラム２ａの山（角部）がくれば内部形成体要素印刷部５を上方向に、谷（辺部）がくれば下方向に移動させることができ、前記の接触式の追従ローラー５１による方式に比較して、積層体表面が追従ローラー５１との接触におけるへこみや、表面の損傷を発生させることなく積層体の作製を行うことができる。

さらには、非接触式の内部形成体要素印刷部５における印刷ヘッドの上下すなわち積層体の厚み方向の移動方式として、積層ドラム回転角度検出機構（図示せず）からの角度信号により、角度毎の多角柱形状の積層ドラム２ａにおける回転中心からの距離データを検出し、図１の積層体の厚み測定部９からの信号の代わりとして、上下すなわち積層体の厚み方向の移動制御に使用することも可能である。

本発明にかかる積層型電子部品の積層体製造装置によれば、グリーンシートの変質や積層体の乾燥不十分による品質上の不具合の発生を抑止するとともに、内部形成体（電極）による段差の凹部分での印刷形状不良がなく、さらに各層の内部形成体要素（電極）の印刷位置を、ずれずに重ね合せて積層できるという効果を有し、小型高性能の積層型電子部品の積層体製造装置などに有用である。

本発明の実施の形態における積層セラミックコンデンサのための積層体製造装置の要部構成図同積層体製造装置における動力伝達部の要部構成斜視図同他の実施の形態における動力伝達部の要部構成斜視図同接触式の厚み測定ローラーおよび非接触式の厚み測定部による積層体のたわみ補正方法の説明図本発明の他の実施の形態における多角柱形状積層ドラムを使用した構成要部斜視図および側面図同他の実施の形態における多角柱形状積層ドラムを使用した構成要部斜視および側面図従来の積層型電子部品の積層体製造装置における要部構成図同積層セラミックコンデンサの製造工程および製品構造を説明する斜視図および側面図図８の矢視Ａにおける要部断面図

符号の説明

１シートロール
１ａ構成素材帯状体
１ｂグリーンシート
１ｃキャリアフィルム
１ｄ巻出し量調整機構
２、２ａ積層ドラム
３押えローラー
４印圧調整部
５内部形成体要素印刷部
６パレット
７接着剤塗布部
８溝
９厚み測定部
１０演算部
１１動力伝達部
１２キャリアフィルム巻取部
１３乾燥ゾーン
１４シート巻出し供給部
１５オフセットロール
１６凹版
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ平歯車
２２ａ、２２ｂ傘歯車
２３ａ、２３ｂレバー
２４スプライン
２５オフセットロール回転軸
２６積層ドラム回転軸
２７共通軸
３１動力モータ
３２ａ、３２ｂ動力軸
３３ａ、３３ｂクラッチ
３４歯車
４１厚み測定ローラー
５１追従ローラー
５２、６２スライド機構
６１駆動モータ
６３距離測定センサー
７１ロータリー印刷機
７２キャリアフィルム
７３剥離ロール
７４巻付けロール
８１ブロック積層体（１単位分）
８２電極（内部形成体要素）
８３積層体（製品１個分）
８４外部電極
８５毎層ごとに内部電極がある部分
８６１層おきに内部電極がある部分
８７印圧
８８印圧（付加されにくい）
８９部分（製品１個となる）

Claims

ロール状のグリーンシートの巻出し供給部と、グリーンシートを連続的に巻付けて積層体を形成する円柱形状あるいは多角柱形状の積層ドラムと、この積層ドラムに巻付ける前に前記グリーンシートに接着剤を塗布する接着剤塗布部と、グリーンシートを積層ドラムの外円周に巻付け形成される積層体に密着させるため、前記グリーンシートをガイドし押圧する押えローラー部と、前記積層体の片面にオフセットロールによる凹版オフセット連続印刷にて内部形成体を形成する内部形成体要素印刷部と、積層ドラムと内部形成体要素印刷部の印刷版との印刷相対角度位置を一定に保持しながら同期駆動させる動力伝達部とからなり、回転する積層ドラムの外円周でグリーンシートを巻付けながら内部形成体を形成し、連続して積層体を作製するものであって、前記動力伝達部は、一時的に駆動動力を切断することにより、内部形成体要素印刷部のみ、または積層ドラムを単独で動作可能な積層体製造装置。
内部形成体要素印刷部は、前記積層体の厚み方向に移動自在な印圧調整部を備え、前記内部形成体要素印刷部の凹版およびオフセットロールとの印刷相対角度位置を一定に保持する請求項１に記載の積層体製造装置。
内部形成体要素印刷部は、積層ドラムの１回転毎に積層体の厚み方向へ前記内部形成体要素印刷部を一定量移動させる機構を備えた請求項１または請求項２に記載の積層体製造装置。
積層ドラムの外円周に巻付けるグリーンシート１枚の厚みを測定する厚み測定部と、巻付け回数のカウント部と、積層ドラムの外円周における積層体の厚みを測定する厚み測定部と、積層体の圧縮率測定部の少なくとも一つを有し、これらの測定結果の情報を基に、積層体の厚み方向における積層ドラムに対する内部形成体要素印刷部の最適な位置を演算する演算部を設けた請求項１〜３のいずれかに記載の積層体製造装置。