JP4292691B2 - ウエブの搬送位置決め方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はウエブを間欠搬送しながら高精度に位置決めする搬送位置決め方法および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、高精度な位置決めが必要な打ち抜き工程において、セラミックグリーンシートに搬送方向のずれが発生することがある。
【０００３】
このようなウエブのずれを修正し、精度よく位置決めする装置として、図１に示される搬送位置決め装置がある。この装置は、供給用リール１、巻出ロール２、巻取ロール３、巻取用リール４とを備え、供給用リール１から引き出されたウエブ５が、巻出ロール２、巻取ロール３を経て巻取用リール４に巻き取られる。巻出ロール２および巻取ロール３はモータ６，７によって間欠駆動され、各モータの回転量はパルスゼネレータ８，９によって検出される。ウエブ５には長手方向に一定間隔で位置決めマーク１０が設けられ、このマーク１０を読み取るセンサ１１が巻出ロール２と巻取ロール３の中間位置に配置されている。パルスゼネレータ８，９およびセンサ１１の検出信号はコントローラ（ＣＰＵ）１２に送られ、巻出ロールモータ６と巻取ロールモータ７とを制御している。
【０００４】
図２は従来の制御方法を示すタイムチャート図である。
位置決めマーク１０を読み取るセンサ１１の検出信号と、巻出ロール２と巻取ロール３の搬送速度との関係を図示してある。
巻出ロール２と巻取ロール３は同期して駆動を開始し、所定の速度カーブで同時に一定量回転させ、ウエブ５を間欠搬送する。搬送中に発生するウエブ５の伸び量は、一定量の搬送終了後、位置決めマーク１０をセンサ１１が検出するまで、巻取ロール３を低速で回転させて搬送することにより補正され、ウエブ５は一定位置に位置決めされる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この搬送位置決め方法では、ウエブ５を一定量搬送した後で位置決めを行なうので、次のような問題点があった。
すなわち、ウエブ５に伸び縮みが発生したり、ウエブ５にかかるテンションの変動によりウエブ５とロール２，３との間にすべりが生じてウエブ５の位置ずれが発生すると、センサ１１がマーク１０を検出するまでの時間が一定でなくなるため、搬送時間にばらつきが発生する。そのため、ウエブ５を複数の工程を搬送しながら種々の作業を行なう場合、タクトタイムを一定にできない。
また、マーク１０を確認するセンサ１１がマークを検出するまでの間、低速で巻取ロール３を回転させるため、搬送開始から位置決め完了までに長い時間を必要とする。その結果、作業効率を低下させる欠点があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ウエブの位置決め時間を含む搬送時間のばらつきを無くし、高速に搬送しながら高精度に位置決めできるウエブの搬送位置決め方法および装置を提供することにある。
【０００７】
【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、長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマークが設けられた長尺なウエブを、位置決めマークのピッチ間隔ずつ一定期間で間欠搬送する工程と、ウエブの搬送量を検出する工程と、ウエブの搬送途中にウエブの位置決めマークを読み取る工程と、ウエブの搬送開始から位置決めマークを読み取るまでの搬送量から、ウエブの搬送方向のずれ量を演算する工程と、搬送開始から搬送終了までの期間が常に一定になるように、ウエブの搬送速度を上記演算されたウエブの搬送方向のずれ量に応じて加減速することにより、搬送途中でウエブの搬送方向のずれ量を補正する工程と、を有するウエブの搬送位置決め方法を提供する。
また、請求項３にに記載の発明は、長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマークが設けられた長尺なウエブと、ウエブを位置決めマークのピッチ間隔ずつ一定期間で間欠搬送する搬送手段と、搬送手段によるウエブの搬送量を検出する手段と、ウエブの搬送途中にウエブの位置決めマークを読み取るセンサと、ウエブの搬送開始から位置決めマークを読み取るまでの搬送量から、ウエブの搬送方向のずれ量を演算する手段と、搬送開始から搬送終了までの期間が常に一定になるように、ウエブの搬送速度を上記演算されたウエブの搬送方向のずれ量に応じて加減速することにより、搬送途中でウエブの搬送方向のずれ量を補正する補正手段と、を有するウエブの搬送位置決め装置を提供する。
【０００８】
ウエブを定ピッチで形成された位置決めマーク単位で間欠搬送するとき、まず搬送開始時のウエブの位置と位置決めマークをセンサで読み取った時のウエブの位置とからウエブの搬送量を求め、この搬送量を基準値と比較することによって、ウエブの搬送方向のずれ量（位置ずれ量）を求める。そして、搬送手段が搬送を終了するまでの間に搬送速度を搬送方向のずれ量に応じて加減速することにより、ウエブの搬送方向のずれ量を補正する。
このように搬送時間は、ウエブの搬送方向のずれ量に関係なく常に一定であり、搬送時間のばらつきを解消できるとともに、搬送途中で搬送方向のずれ量を修正するので、搬送開始から位置決めまでの時間を従来技術に比べて短縮することができる。
【０００９】
請求項２のように、ウエブの位置決めマークを読み取るタイミングを、ウエブの加速期間中とするのが望ましい。１回の間欠搬送の間には、少なくとも加速期間と減速期間とが存在するが、位置決めマークを読み取るタイミングは搬送期間中のどのタイミングであってもよい。しかし、搬送初期の加速期間中にマークを読み取れば、その後の補正期間を十分に確保することができるので、大きな伸び縮みが発生しても、確実に搬送期間中に補正することができる。
【００１０】
搬送手段としては、請求項４のように、ウエブを供給する供給用リールと、ウエブを巻き取る巻取用リールと、供給用リールの後に設けられ、供給用リールからウエブを引き出す巻出ロールと、巻取用リールの前に設けられ、ウエブを巻取用リールへ送り出す巻取ロールとを備え、巻出ロールと巻取ロールを、同一の速度カーブで同期駆動するのが望ましい。つまり、巻出側と巻取側とを同期駆動することで、ウエブに弛みや緊張を生じさせることなく、搬送することができる。巻出ロールおよび巻取ロールとしては、ウエブを吸着して回転し、ウエブとの間に滑りがなく、高精度に搬送できるサクションロールが望ましい。
なお、供給用リールと巻取用リールを同期駆動し、これらリールによってウエブの搬送量を求めることも可能であるが、供給用リールおよび巻取用リールはウエブの巻出しおよび巻取りに伴って直径が変化し、同一速度で回転させてもウエブの搬送速度が変化するので、ウエブの搬送速度を検出する手段を別に設ける必要が生じる。これに対し、供給用リールおよび巻取用リールとは別の巻出ロールおよび巻取ロールを用いてウエブを搬送すれば、ロールの回転量によってウエブの搬送量を簡単かつ正確に求めることができる。
【００１１】
請求項５のように、ウエブの搬送量を検出する手段を、巻出ロールおよび巻取ロールの少なくとも一方に設けられた回転位置検出用のエンコーダとするのがよい。この場合には、格別な装置を設けなくても、ウエブの搬送量を正確にかつ簡単に検出することができる。
請求項６のように、巻出ロールと巻取ロールとの間に、ウエブの張力を一定に保つダンサーロール機構を設けるのが望ましい。この場合には、ウエブのずれ量は巻取側のみに増分すればよく、制御が簡単である。
【００１２】
請求項７は、本発明にかかる搬送位置決め装置を特許第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することがある。このような伸びがあると、導電膜の位置とセラミックグリーンシートの打ち抜き位置との間にずれが生じる。そこで、このような連続型のセラミックグリーンシートの製造装置に本発明の搬送位置決め装置を適用することで、ウエブを打ち抜きステーションなどの各工程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。
この場合には、ウエブの位置決めマークを読み取るセンサの位置は、最も伸びの発生しやすい乾燥ステーションの後で、かつ高い位置決め精度が要求される打ち抜きステーションの前とするのがよい。
位置決めマークとしては、キャリアフィルムまたはグリーンセラミック層に形成された格別なマークであってもよいが、グリーンセラミック層に形成された導電膜をマークとして利用すれば、格別なマークが必要でなく、しかも導電膜と打ち抜き位置との関係を常に一定にできるので、望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
次に、本発明にかかる搬送位置決め装置の一例について説明する。
本発明の搬送位置決め装置の構成は、図１に示された装置と同様である。
ここで使用されるウエブ５としては、例えば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ものが使用され、その上には長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマーク１０が印刷等にて形成されている。ウエブ５の搬送部は、巻出ロール２と巻取ロール３とで構成され、これらロール２，３は例えばサクションロールで構成されている。ロール２，３はコントローラ１２の指令により、位置決めマーク１０単位でウエブ５を間欠搬送する。巻出ロール２および巻取ロール３の回転位置はパルスゼネレータ（エンコーダ）８，９によって検出され、コントローラ１２に入力される。ウエブ５の上に印刷された位置決めマーク１０を検出するためのセンサ１１は、搬送部上に設置され、その検出信号はコントローラ１２に入力される。位置決めマーク１０とセンサ１１との位置関係は、図３に示すように、ウエブ５の搬送途中にセンサ１１が位置決めマーク１０を検出する位置とする。特に、ウエブ５が停止している時、位置決めマーク１０がセンサ１１の少し手前に位置するように設定するのが望ましい。
【００１４】
次に、本発明にかかる搬送位置決め方法を図４，図５に従って説明する。
ウエブ５を一定のピッチで印刷された位置決めマーク１０単位で間欠搬送する場合に、まず搬送開始時に、巻取ロール３の現在位置をパルスゼネレータ９により読み取り、格納しておく（ステップＳ１）。次に、巻出ロール２と巻取ロール３とを同時に定められた速度カーブで一定量Ｌだけ搬送する（ステップＳ２）。この実施例では、巻出ロール２と巻取ロール３の速度カーブを図５に実線で示すような山形の速度カーブとした。つまり、上り勾配が加速領域であり、下り勾配が減速領域である。なお、速度カーブとしては、山形カーブに限らず、変形正弦曲線や変形台形曲線など任意のカーブを用いることができる。
【００１５】
搬送途中、特に加速領域の途中でセンサ１１が位置決めマーク１０を検出する（ステップＳ３）。そして、検出時の巻取ロール３の現在位置をパルスゼネレータ９により読み取り、格納する（ステップＳ４）。巻取ロール３の搬送開始位置から位置決めマーク１０をセンサ１１が検出した位置までの距離を算出し、その量と予め設定された距離（基準値＝Ｌ０）との差をとり、ウエブ５の搬送方向のずれ量ΔＬを算出する（ステップＳ５）。すなわち、実測したセンサ１１から位置決めマーク１０までの距離をＬ２とすると、ずれ量ΔＬは、
ΔＬ＝Ｌ２−Ｌ０
となる。
なお、ウエブ５のずれ量ΔＬが正の値（Ｌ２＞Ｌ０）の場合は、ウエブ５の伸びやロール３との間のすべりが原因となっており、負の値（Ｌ２＜Ｌ０）の場合には、ウエブ５の縮みが原因となっている。
【００１６】
算出したずれ量ΔＬを、図５に斜線で示すように巻出ロール２と巻取ロール３の搬送が終了するまでの区間に増分する（ステップＳ６）。図５から明らかなように、伸び時にはセンサ１１が位置決めマーク１０を検出するタイミングが遅れるので、搬送速度を破線で示すように加速し、縮み時にはセンサ１１が位置決めマーク１０を検出するタイミングが早まるので、搬送速度を二点鎖線で示すように減速する。斜線で示した範囲が、伸び補正量または縮み補正量を表す。
こうして巻出ロール２と巻取ロール３の搬送が同時に終了して停止すると（ステップＳ７）、停止時にはずれ量ΔＬが既に補正されており、その後での追加的な補正動作を必要としない。つまり、１回の間欠搬送の期間Ｔ０は常に一定期間とすることができ６搬送開始から位置決め終了までの時間を従来（図２参照）に比べて短縮することができる。
【００１７】
図５の実施例では、ずれ量ΔＬを、位置決めマーク検出時から搬送終了時まで搬送速度の増分量がほぼ均一になるように補正したが、搬送期間Ｔ０の間で一時的に速度を上昇させ、または減少させることで、補正してもよい。ただ、実施例のように均一な補正を行なう方が搬送時の速度カーブが当初の速度カーブに比べて大きく変化しないので、急加速または急減速に伴うウエブ５の弛みや緊張をなくすことができる効果がある。
【００１８】
図６は本発明の他の実施例を示す。
この実施例は、巻出ロール２と巻取ロール３の間に、ウエブ５の張力を一定に保つダンサロール機構１３を設けたものである。ダンサロール機構１３は、それ自体公知のものであり、一対のガイドロール１４，１５と、その間にばね付勢されたダンサロール１６とを備え、ダンサロール１６の付勢力によってウエブ５に所定の張力を与えている。この場合には、ウエブ５の伸びに伴う弛みはダンサロール機構１３によって吸収されるので、ずれ量は巻取ロール３側で増分するだけで補正することができる。
【００１９】
図７は本発明にかかる搬送位置決め方法を適用し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。この場合のウエブ５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ものであり、このウエブ５の上面には、長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマーク（図示せず）が形成される。この位置決めマークは、例えばキャリアフィルムの上に印刷されたマークやパイロット穴であってもよいし、後の印刷ステーション２３でグリーンセラミック層の上に印刷される導電膜の一部を利用してもよい。ウエブ５は供給源である供給用リール１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４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２が設けられ、巻取用リール４の直前には巻取ロール３が設けられ、これらロール２，３は同期して間欠駆動される。これらロール２，３としては例えばサクションロールが用いられる。ロール２，３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２２に送られる。また、ロール２，３を間欠駆動する駆動用モータ（図示せず）はコントローラ２２によって制御される。
供給用リール１から巻出ロール２によって引き出されたウエブ５は、次にグリーンセラミック層不良検知部２０に導かれ、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２１によって検出され、その情報がコントローラ２２に送られる。
【００２０】
次に、ウエブ５は印刷ステーション２３に導かれる。印刷ステーション２３では、ウエブ５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２４、スクレーパ２５、スキージ２６等が配置される。
印刷されたウエブ５は印刷不良検知部２７に導かれ、ここで印刷の不良が目視または光学式検知器２８によって検出され、その情報がコントローラ２２に入力される。コントローラ２２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３５における動作を制御する。
【００２１】
次に、ウエブ５は印刷ステーション２３で印刷された導電膜を乾燥させる乾燥ステーション２９に導かれる。乾燥ステーション２９には、上方より温風を吹きつける温風ノズル３０と、ウエブ５の下面より伝熱加熱する熱盤３１とを備えた乾燥炉３２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。
【００２２】
次に、ウエブ５はダンサロール機構３３を通り、打ち抜きステーション３５へ導かれる。ダンサロール機構３３は図６に示したものと同様であり、ウエブ５の張力を制御している。
ダンサロール機構３３と打ち抜きステーション３５との間には、本発明にかかる位置決めマーク読取用センサ３４が設けられている。このセンサ３４でウエブ５の位置決めマークを読み取ることで、ウエブ５の搬送方向のずれ量が算出される。そして、ウエブ５のずれ量に応じて巻取ロール３を速度制御することで、打ち抜きステーション３５に入る前にずれ量が補正され、ウエブ５は正確に位置決めされる。
【００２３】
打ち抜きステーション３５には、グリーンセラミック層に切断線を形成する切断刃３７を有するピックアップ装置３６が設けられている。ピックアップ装置３６が降下することで、切断刃３７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３６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。ウエブ５は、打ち抜きステーション３５に入る前にずれ量が補正されて正確に位置決めされているので、グリーンセラミック層に形成された導電膜パターンと切断刃３７によってカットされる切断線との位置関係が常に一定となり、セラミックグリーンシートを高精度に取り出すことができる。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複数枚積層するか、あるいはピックアップ装置３６の切断刃３７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３５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５は、巻取ロール３を介して巻取用リール４に巻き取られ、一連の工程が終了する。
【００２４】
本発明のウエブとしては、グリーンセラミック層を形成したキャリアフィルムに限らず、例えばフィルムプリント基板などの樹脂フィルムや、金属ウエブであってもよい。
上記実施例では、ウエブを供給する供給用リールの後に巻出ロールを設け、巻取用リールの前に巻取ロールを設け、これらロールを同期駆動することにより、ウエブの位置決めを行なったが、供給用リールおよび巻取用リール自体を同期駆動することにより、ウエブの位置決めを行なってもよい。ただし、この場合にはウエブの巻出し量および巻取り量によってリール径が変化し、リールを一定速度で回転させても搬送量が変化する。そこで、リールの周囲にリール径を測定するためのレーザ変位計などの測定器を設け、リール径に応じてリールの回転速度を制御するようにしてもよい。
【００２５】
【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、ウエブの搬送中に位置決めマークを読み取り、ウエブの搬送方向のずれ量を演算し、搬送速度をずれ量に応じて加減速することにより、搬送中にウエブのずれ量を補正するようにしたので、１回あたりの間欠搬送時間はウエブのずれ量に関係なく常に一定にでき、搬送時間のばらつきを解消できる。
また、搬送途中でウエブの搬送方向のずれ量を修正するので、搬送開始から位置決めまでの時間を従来技術に比べて大幅に短縮でき、高速位置決めが可能になるという作用効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ウエブの搬送位置決め装置の一例の斜視図である。
【図２】従来の位置決め方法のタイムチャート図である。
【図３】本発明にかかる位置決めマークとセンサとの位置関係を示す図である。
【図４】本発明にかかる位置決め方法の一例のフローチャート図である。
【図５】本発明にかかる位置決め方法のタイムチャート図である。
【図６】ダンサーロール機構を用いた搬送位置決め装置の部分図である。
【図７】本発明にかかる搬送位置決め装置を適用したセラミックグリーンシートの製造装置の工程図である。
【符号の説明】
１ 供給用リール
２ 巻出ロール
３ 巻取ロール
４ 巻取用リール
５ ウエブ
６，７ モータ
８，９ エンコーダ
１０ 位置決めマーク
１１ センサ
１２ コントローラ

Claims (7)

1. 長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマークが設けられた長尺なウエブを、位置決めマークのピッチ間隔ずつ一定期間で間欠搬送する工程と、
   ウエブの搬送量を検出する工程と、
   ウエブの搬送途中にウエブの位置決めマークを読み取る工程と、
   ウエブの搬送開始から位置決めマークを読み取るまでの搬送量から、ウエブの搬送方向のずれ量を演算する工程と、
   搬送開始から搬送終了までの期間が常に一定になるように、ウエブの搬送速度を上記演算されたウエブの搬送方向のずれ量に応じて加減速することにより、搬送途中でウエブの搬送方向のずれ量を補正する工程と、を有するウエブの搬送位置決め方法。
2. 上記ウエブの位置決めマークを読み取るタイミングは、ウエブの加速期間中であることを特徴とする請求項１に記載のウエブの搬送位置決め方法。
3. 長手方向に一定ピッチ間隔で位置決めマークが設けられた長尺なウエブと、
   ウエブを位置決めマークのピッチ間隔ずつ一定期間で間欠搬送する搬送手段と、
   搬送手段によるウエブの搬送量を検出する手段と、
   ウエブの搬送途中にウエブの位置決めマークを読み取るセンサと、
   ウエブの搬送開始から位置決めマークを読み取るまでの搬送量から、ウエブの搬送方向のずれ量を演算する手段と、
   搬送開始から搬送終了までの期間が常に一定になるように、ウエブの搬送速度を上記演算されたウエブの搬送方向のずれ量に応じて加減速することにより、搬送途中でウエブの搬送方向のずれ量を補正する補正手段と、を有するウエブの搬送位置決め装置。
4. 上記搬送手段は、ウエブを供給する供給用リールと、ウエブを巻き取る巻取用リールと、供給用リールの後に設けられ、供給用リールからウエブを引き出す巻出ロールと、巻取用リールの前に設けられ、ウエブを巻取用リールへ送り出す巻取ロールとを備え、
   上記巻出ロールと巻取ロールは、同一の速度カーブで同期駆動されることを特徴とする請求項３に記載のウエブの搬送位置決め装置。
5. 上記ウエブの搬送量を検出する手段は、上記巻出ロールおよび巻取ロールの少なくとも一方に設けられた回転位置検出用のエンコーダであることを特徴とする請求項４に記載のウエブの搬送位置決め装置。
6. 上記巻出ロールと巻取ロールとの間に、ウエブの張力を一定に保つダンサーロール機構が設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のウエブの搬送位置決め装置。
7. 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、
   セラミックグリーンシートが取り出されたウエブを巻き取る巻取部とを備え、
   供給源と巻取部との間に請求項３ないし６のいずれかに記載の搬送位置決め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。

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