JP4381564B2 - ロール成形装置システム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の分野】
本発明は、プラスティック・フィルムと箔シートを重ね合わせて熱ロール間で熱圧締することで、これらを一体成形するロール成形装置システムに関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、プラスティック・フィルムと箔シートを重ね合わせて熱圧締し一体成形したものとして、たとえばポリイミド製のプラスチック・フィルムに銅箔シートを重ね合わせて一体化したフレキシブル・プリント基板がある。
このフレキシブル・プリント基板を生産するには、プラスチック・フィルムをフィルム巻出装置から巻き出すとともに、銅箔シートを銅箔巻出装置から巻き出して、一対の熱ロール間にプラスチック・フィルムと銅箔シートとを重ね合わせて入れ、これらを熱ロールにより熱圧締することで一体成形する方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、銅箔シートは厚さが極めて薄く９μｍ〜７０μｍ程度しかないことから、このような銅箔シートを銅箔供給装置から熱ロールへ巻き出す間、あるいは熱ロール間で銅箔シートとプラスチック・フィルムと重なり合うようにして挿入・圧締するとき、あるいは熱ロールから巻取装置での巻き取りの間にあって、熱膨張や空気のかみ込み等により銅箔シートにしわやたくれが生じやすく、また銅箔シートが蛇行しやすいことから、不良品が多くなりがちであった。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は、プラスチック・フィルムと箔シートとをそれぞれの巻出ロールから巻き出し、これらを重ね合わせた状態で高温の熱ロールにより熱圧締して一体成形し、熱ロールで成形した製品シートを巻取ロールに巻取るロール成形装置システムにあっても、蛇行が生じることもなく、また途中で箔シートにしわやたくれが生じることがないようにしたロール成形装置システムを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のロール成形装置システムでは、望ましくは、ロール成形機には、箔供給装置の巻出ロールから箔シートを、またフィルム供給装置の巻出ロールからプラスチック・フィルムをそれぞれ供給するが、それぞれ前記フィルム供給装置と前記熱ロールとの間のフィルムが所定のたわみ範囲内にあるように該フィルムのたわみを調整して前記熱ロールへ挿入するフィルムたわみ調整装置と、前記箔シート供給装置と前記熱ロールとの間の箔シートが所定のたわみ範囲内にあるように該箔シートのたわみを調整して前記熱ロールへ挿入する箔シートたわみ調整装置を設ける。このようにフィルム及び箔シートのたわみが適正範囲にあれば最適なテンションがフィルム及び箔シートに作用することになり、しわやたくれ、あるいは引っ張り過ぎによる変形・破断を防止できる。
そして、箔シート供給装置から上記たわみ調整されながら巻き出された箔シートが、フィルムの熱ロールへの供給方向と反対方向から、熱ロールの加圧部分と反対側の部分（熱ロールの成形面の上方位置部分か下側位置部分）へ供給されて熱ロールに部分的に巻き付けられた後、一体回転して前記フィルムの熱ロールへの挿入方向へと向きを変え熱ロール間に前記フィルムと重なった状態で挿入されるようにする。
したがって、銅箔シートには適正なたるみでの最適なテンションが作用した状態で熱ロールに巻き付くので箔シートにしわやたくれが生じず、蛇行も防止される。また、巻き付いた箔シートが熱ロールで加圧される前に熱ロールで加熱されるので、安定した成形温度に保たれながら熱ロール間に挿入され、安定した成形が得られる。
上記箔シートたるみ調整装置としては、望ましくは、箔供給装置とロール成形機との間にある箔シートのたるみの状態を検出するたるみ測定センサを設けて、箔シートのたるみが所定範囲内になるようにコントローラで箔シート巻出装置の送り出しを制御することで、箔シートのテンションを最適範囲に保つ。このように箔シートに適正なたるみを持たせることでテンションをフィルムシートに作用させ箔シートにしわやたくれが発生しないようにできるが、あまりたるみを大きくし過ぎると、箔シートの熱ロールに対する巻き付け力が低下して蛇行の原因となるし、たるみがほとんどないようにするとテンションが高すぎ箔シートに亀裂が入ったりするので、箔シートの材質、厚さ、幅等を考慮してたるみの適正範囲を設定する。
上記フィルムたるみ調整装置としては、望ましくは、上記箔シートたるみ調整装置と同様にフィルム供給装置とロール成形機との間にあるフィルムのたるみの状態を検出するたるみ測定センサを設けて、フィルムのたるみが所定範囲内に入るようにコントローラでフィルム巻出装置の送り出しを制御することで、フィルムのテンションを最適範囲に保つことで、熱ロール挿入におけるフィルム切断等を防ぐことが可能になる。
また、箔供給装置から箔シートをロール成形機の熱ロールへ挿入する手前に、真空中でも輻射熱による加熱能力を有する電磁波を発する予熱装置を設け、ここでロールによるかみ込み前の箔シートを予熱する。この場合、少なくとも予熱装置からロール成形機の熱ロールまでの箔シートの搬送路は真空室内に配置し、真空下で予熱、ロール成形を実行する。できれば供給から仕上がりまでの全工程間を真空室内でやることが望ましい。
真空室は、この真空度を望ましくは４０トール以下とし箔シートの酸化防止を図るが、さらに望ましくは２０トール以下にすれば箔シートとフィルム間の空気混入を確実に防止でき、最も望ましくは１０トール以下にすれば薄くは空気の対流効果を実質的に無くして電磁波の熱輻射による加熱効率を良くすることができる。
予熱装置の電磁波を発生する手段としては、望ましくは、遠赤外線ヒータを用いる。これにより真空中でも効率よく輻射熱を伝えることができる。
上記予熱は、望ましくは、熱ロールへ供給される箔シートが、熱ロール手前にあって、上流側（箔供給装置側）から後流側（ロール成形機側）に向かうに従ってより高い温度で徐々に加熱され、箔シートが少しずつ熱膨張するようにして、箔シートが急激に熱せられてしわやたくれが生じないようにする。より具体的には、予熱装置は、上流側から下流側に向かって、複数並べた遠赤外線ヒータ等の電磁波による輻射熱源を、これと箔シートとの隙間距離が順次短くなっていくように配置したり、あるいは遠赤外線ヒータ等の輻射熱源の加熱容量を上流から下流に向かうにしたがって順次強くしていくように設定するとよい。もちろん、これら両方を組み合わせてもよいことは言うまでもない。
また、上記予熱は、望ましくは、熱ロールに接触する手前における箔シートの温度がロールの成形温度にほぼ等しくなるように徐々に加熱していく。熱ロール成形の温度としては、フィルムの材質等にもより、たとえば３００℃程度とするが、成形速度にも関係する。このように予熱すれば熱ロールに巻き付いた箔シートの熱膨張をより穏やかにしてしわやたくれの発生を防止できる。
なお、上記フィルムの材質としては、たとえばポリイミドやポリエステル等のプラスチックを用い、箔の材質としては、フレキシブル基板の場合では銅、アルミ、ニッケルなどの電気的導体の金属箔を用いる。
また、望ましくは、フィルムの材質によっては、熱膨張が大きいものの場合、熱ロールがフィルムを挟み込む前の上流側位置にフィルム用の熱バリア部を設けて、フィルムが熱ロール等からの熱輻射による加熱で熱ロールかみ込み以前に大きく熱膨張することがないようにしておく。
さらに、望ましくは、熱ロールが箔シートに接触する付近で、箔シートを熱ロールに押しつける蛇行防止用ブラッシを設け、熱ロールと箔シート間に空気をかみ込むことを阻止できるようにする。この結果、空気のかみ込みによる左右の巻き込みバランスがくずれてフィルムが蛇行するのを防止できる。
【０００６】
また、本発明のロール成形装置システムでは、望ましくは、プラスチック・フィルムを供給するフィルム供給装置と、箔シートを供給する箔シート供給装置とを有し、それぞれの巻出ロールからフィルム、箔シートを巻き出し可能とする。また、予熱装置を箔シート供給装置の後流に設け、ここから供給された箔シートを電磁波による輻射熱で加熱する。この予熱により箔シートをあらかじめ熱膨張分、十分に伸ばしておく。この予熱装置で加熱されて箔シートをフィルム供給装置から供給された前記フィルムと重ね合わせてロール成形機の熱ロール間で熱圧締することにより前記フィルムと前記箔シートとを一体成形する。なお、少なくとも予熱装置からロール成形機の熱ロールに至る箔シートの搬送路を真空室内に入れてこれらを真空下に収納可能とする。この真空室、予熱装置等は、上記発明の実施態様と同様にする。
【０００７】
また、本発明のロール成形装置システムは、望ましくは、ロール成形機の下流に、箔シートとフィルムとが一体成形されて熱ロールから排出される製品シートを巻取ロールに巻き取る巻取装置を備える。この巻取装置による巻き取りにあっては、この巻取装置とロール成形機との間で製品シートに負荷を加えて製品シートの上記巻取ロールに巻き取られる部分に所定の軽いテンションを付与するテンション装置を設ける。この結果、製品シートの巻取ロールに巻き取られる部分には常に所定の最適なテンションが作用し、また、ここでのたわみの状態を検出して巻取装置の巻取ロールを回転・停止制御することで、製品シートにしわなどを発生させることなく巻取ロールに巻き取ることが可能となる。
このテンション装置は、望ましくは、第１ガイドローラと第２ガイドローラとの間で製品シートを下方へＵ字状にたわませ、このたわみの底部上に移動ローラを載せている。この移動ローラ側は、チェーン等の連結具で錘と結ばれ、この連結具の途中をスプロケット等の支持部材にかけて、支持部材の両側に負荷ローラと錘とがくるようにつり下げられる。この場合、移動ローラ側が錘側よりも少し重くなるように設定されているので、Ｕ字状のたわみの大きさに応じて移動ローラと錘とが互いに逆方向に上下動可能である。そして、上記Ｕ字状の底部には、移動ローラ側（移動ローラ、及び連結具の支持部材から負荷ローラまでの部分）の重さから錘側（錘、及び連結具の支持部材から錘までの部分）の重さを引いた差分が絶えず作用する結果、上記Ｕ字状のたわみが所定量内にあるようにすれば、たわみの状態にかかわらず常にほぼ一定の軽いテンション（上記差分の半分の重さ）を、製品シートの巻取ロールに巻き取られる部分に作用させることが可能となり、しわ等のない良好な巻き取りが可能となる。しかも、位置センサにて上記たわみを容易に検出できることから、巻取ロールの巻取制御が簡単にできるようになる。なお、望ましくは、連結具としてはチェーン、支持部材としてはスプロケットを用いる。これにより、確実に、かつ製品シートのたわみ状態に対してスムーズに応答することが可能となる。
【０００８】
【実施の形態】
図１は、本発明に係るロール成形装置システムの全体を示す図である。
同図中、１は、フィルム供給装置としてのプラスチック・ロール・アンリーリング装置である。このプラスチック・ロール・アンリーリング装置１は、エアシャフトで支持された巻出ロール２を有しており、この巻出ロールに供給用のプラスチック・フィルム３が巻つけられている。
図２に示すように、巻出ロール２は、軸受により支持部４に回転可能に支持されて、支持部４に取りつけた巻出サーボモータ５に減速機６を介して連結されている。巻出サーボモータ５を稼働させることで、この駆動力を減速機６で減速して巻出ロール２を図中時計まわりに回転させ、フィルム３を巻きの上方側から順次図中右方向へ巻き出し可能である。
また、巻出ロール２の支持部４は、ボールネジナット１０が取付られており、このボールネジナット１０が基台７側の蛇行修正サーボモータ８にカップリングで連結したネジロッド９にネジ結合されている。したがって、蛇行修正サーボモータ８によりネジロッド９を回転駆動すると、ボールネジナット１０、したがってこれに一体の支持部４及び巻出ロール２を、基台７に対して幅方向へ移動させてフィルム３の蛇行を修正可能である。
基台４の図１中右上方には、ガイドローラ１１が取り付けられて、巻出ロール２の上方から巻出されたフィルム３の下面を支持する。図１、図２においてガイドローラ１１の図中右下には、エッジセンサ１２、またさらに右下にはたるみ測定センサ１３が設けられている。一方、支持部４には、巻出ロール２に巻きつけたフィルム３の径の大きさを測定するロール径測定センサ１４が設けてある。
なお、巻出ロール２の両側端側には、軸受とこの軸受のアウタレースの外周に設けたゴム製外周部とが一体的に取り付けてあり、手動ストッパレバー１５のゴム製先端部をエアシャフトの外周部上端側に当接させて外周部の下半周を受ける支持部４の受け部とで挟持することにより、巻出ロール２のエアシャフトを支持部４に固定保持することが可能となる。手動ストッパレバー１５を回転させ、この先端部をエアシャフトの外周部から離すと、エアシャフトが支持部４から外すことができロールの交換が可能となる。ロールの交換後、エアシャフトを支持部４の受け部に乗せ手動ストッパレバー１５を回転させてこの先端部を外周部に当接すれば、エアシャフトが支持部４に回転可能に固定保持される。
【０００９】
上記エッジセンサ１２は、図３（（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図）に示すように、取付プレート１６に、この上方位置で図中水平方向に離間させた２本の短ピン１７a、１７ｂと、この下方位置で図中水平方向に離間した２本の長ピン１７ｃ、１７ｄとが取りつけられている。この取付プレート１６のピン１７ａ〜１７ｄが取り付けられた側の面には、上方位置に投光部１８ａ、受光部１８ｄが、またこれらの投光部１８ａ、受光部１８ｄに対向して、同面の下方位置には受光部１８ｂ、投光部１８ｃがそれぞれ設けられて、これら投光部１８ａ、１８ｃ、受光部１８ｂ、１８ｄで光電センサ１８を構成する。
光電センサ１８は、フィルム３が最適幅位置にあるとき、投光部１８ａ、１８ｃから発せられた光がフィルム３で幅方向に半分遮られる位置にくるように、あらかじめ調整設置してある。この位置に対応して、ピン１７ａ〜１７ｄにそれぞれラインマーク１９ａ〜１９ｄを施してある。したがって、短ピン１７ａ、１７ｂと長ピン１７ｃ、１７ｄ間にフィルム３が来るようにしておけば、フィルム３が取付プレート１６側へ寄り過ぎた場合、フィルム３によって投光部１８ａ、１８ｃから投光された光の遮られる面積が増えるので受光部１８ｂ、１８ｄでの受光量は減り、逆にフィルム３が取付プレート１６から離れ過ぎる場合は、フィルム３によって投光部１８ａ、１８ｃから投光された光の遮られる面積が減り受光器１８ｂ、１８ｄでの受光量が増加する。また、投光部１８ａ、１８ｃ及び受光部１８ｂ、１８ｄが図中水平方向、すなわちフィルム３の流れ方向に沿って離間されているので、フィルム３の上流側と下流側における受光量をも比較すること可能であり、フィルム３の幅方向のずれのみならずフィルム３が近づきつつあるのか遠のきつつあるのかといった蛇行の状況を検出できる。このエッジセンサ１２は、フィルム３がたるみによりプラスチック・ロール・アンリーリング装置１のガイドローラ１１から右下方向に下がるのに合わせて図１中右下下がりに傾けてある。
上記エッジセンサ１２の測定結果に基づき、コントローラ２０にて蛇行修正サーボモータ８を駆動制御して、ネジロッド９を回転させボールネジナット１０と一体の支持部４を幅方向に動かすことで、これに支持した巻出ロール２を幅方向へ移動させフィルム３の蛇行を打ち消すようにする、いわゆるエッジ位置制御を可能としている。
【００１０】
また、上記たるみ測定センサ１３は、超音波測位センサをフィルム３の下方に配置して、超音波を発射しフィルム３で反射されてくるまでの時間を測定することで、このセンサ位置からフィルム３の下面までの距離を測定する。一方、ロール径測定センサ１４も、また超音波測位センサで構成し、このセンサ位置からロール２に巻きつけたフィルム３の最外周までの超音波の往復時間を測定する。
これら両センサ１３、１４からの測定信号を用いて巻出ロールの回転、したがって巻出サーボモータ５を制御し、プラスチック・ロール・アンリーリング装置１とロール成形機２１のガイドローラ２６ａ間にあるフィルム３のたるみが最適範囲内にあるようにする。これらのたるみ測定センサ１３、コントローラ２０、巻出サーボモータ５等は、フィルムたるみ調整装置を構成する。
たるみ測定センサ１３の測定信号を元にコントローラ２０は、プラスチック・ロール・アンリーリング装置１とロール成形機２１のガイドローラ２６ａと間にあるフィルム３のたるみ量を演算して、この測定たるみが適正範囲内にあるか否か、また適正範囲外であれば巻出ロール２からフィルム３をどれだけ巻出せばよいかを決定する。
すなわち、上記たるみが所定位置まで垂れ下がったら、たるみ過大であり適正たるみ範囲から外れたと判断して、巻出サーボモータ５を制御して減速あるいは一時停止させ、上記たるみを小さくする。逆にたるみが小さ過ぎてたるみセンサ１３とフィルム３との距離が大きくなり過ぎ適正たるみ範囲から外れた場合には、コントローラ２０は、巻出サーボモータ５を稼働制御して巻出ロール２を回転させることで、回転を開始しあるいは巻出し速度を速めて上記たるみを増す。
この巻出サーボモータ５の制御にあっては、さらにロール径測定センサ１４からの測定信号をもとにコントローラ２０にて巻出ロール２におけるフィルム３の巻き径の大きさを演算し、上記たるみ測定センサ１３に基づく要求巻出し速度に対応する最適なフィルム３の巻き出し回転速度を決定する。この結果に基づき、巻出ロール２のフィルム３の巻径にかかわらず、巻出サーボモータ５を最適な回転速度あるいは回転・一時停止切り替えといった制御を行うことができる。
【００１１】
２１は、ロール成形機であり、上下に配置した熱ロール２２、２３を有する。この熱ロール２２、２３間には、プラスチック・ロール・アンリーリング装置１の巻出ロール２から巻出されたフィルム３がこの下面をガイドローラ２６ａで支持されながら供給挿入可能である。
このガイドローラ２６ａと熱ローラ２２、２３間には熱バリア部８８が配置されて、この中をフィルム３が通るようにしてある。この熱バリア部８８は、熱ローラ２２、２３等からの輻射熱によりフィルム３が加熱され熱膨張するのを防ぐため、断熱部材、あるいは反射板等で形成される。ただし、フィルム３が熱膨張の小さい材質で構成されていれば、上記熱バリア部８８は、必ずしも必要ではない。
上記熱ロール２２、２３は、チェーン、スプロケットを介してロール・サーボモータ２４、２５にてそれぞれ駆動回転可能である。また熱ロール２２、２３は、これらの回転軸間距離を、図示しないダイヤルゲージを見ながら、同じく図示しない平型のくさび（コッター）と垂直方向に設けたボールネジにより上下動調整が可能である。
熱ロール２２、２３の側面の回転中心部には、ジョイントが接続されて加熱油供給用パイプと加熱油戻り用パイプを介して熱媒油加熱装置２７が連結される。熱媒油加熱装置２７で加熱された油は、加熱油供給用パイプからジョイントを介して熱ロール２２、２３の内部へ供給循環されて、熱ロールの外表面温度を成形温度（たとえば３００℃）に保つ。熱ロール２２、２３から排出された油は、加熱油戻り用のパイプを介して熱媒油加熱装置２７へ戻される。
上記熱ロール２２、２３の具体的構造としては、たとえば、本出願人による特開平２０００―２７８４８号公報に記載の構造のものを使う。
一方、熱ロール２２、２３を支持するフレーム２８には、冷却油供給用のパイプと冷却油戻り用のパイプを介して熱媒油冷却装置２９が連結される。したがって、熱媒油冷却装置２９で冷やした油を冷却油供給用のパイプを介してフレーム２８の側方から供給して、熱ロール２２、２３を支持する軸受、ロール・サーボモータ２４、２５、フレーム２８等が過熱するのを防ぐ。冷却後、フレーム２８から排出された油は、冷却油戻り用のパイプを介して熱媒油冷却装置２９へ戻される。
上方の熱ロール２４と下方の熱ロール２５との間へは、上記プラスチック・ロール・アンリーリング装置１から巻出されたプラスチック・フィルム３に加えて、銅箔供給装置３２、３３から巻き出された銅箔シート３０、３１が供給される。
すなわち、銅箔シート３０、３１は、ロール成形機２１のガイドローラ２６ｂ、２６ｄに下面を支持されながら予熱装置６０を経て、それぞれ熱ロール２２の外周最上位置付近、熱ロール２３の外周最下位置付近から熱ロール２２、２３に接触し始め、熱ロール２２、２３に巻きついた状態で熱ロール２２、２３と一体で熱ロール２２、２３の約半回転分回転してプラスチック・フィルム３に上下方向から接触し始め、これらが重なり合った状態で熱ロール２２、２３間に挿入供給される。
なお、ロール２２、２３に銅箔シート３０、３１が接触し始める部位付近に、幅方向に延びて銅箔シート３０、３１を熱ロール２２、２３側へ軽く押しつける蛇行防止ブラッシ３４、３５が設けられている。
熱ロール２２、２３によりフィルム３と銅箔シート３０、３１が一体成形されたできた製品シート１００は、ガイドローラ２６ｃに支持されながら、テンション装置６６へ導かれる。
【００１２】
箔供給装置としての銅箔供給装置３２、３３は、それぞれ銅箔シート３０、３１を巻きつける巻出ロール３６、３７を有しており、ロール成形機２１の下流側でかつロール成形機２１から排出される製品シート１００に対し上下位置に配置されている。この結果、熱ロール２２、２３に銅箔シート３０、３１が巻きつきけるようにロール成形機２１へ銅箔シート３０、３１を供給できるようにしてある。
巻出ロール３６、３７は、支持部３８、３９に軸受で回転自在に支持され、支持部３８、３９に設けた巻出サーボモータ４０、４１にて減速機４２、４３を介して回転駆動される。本装置も、プラスチック・ロール・アンリーリング装置１と同様に、支持部３８、３９が基台４４、４５に対し、ボールネジ４６、４７を介して蛇行修正サーボモータ４８、４９で幅方向へ移動可能とされている。
また、ガイドローラ５０、５１のすぐ下流（図１、図２中左下方）にそれぞれエッジセンサ５２、５３を配置し、コントローラ２０へ測定信号を送り、コントローラ２０にて蛇行判断をして蛇行修正サーボモータ４８、４９を駆動制御しロール３６、３７を支持部３８、３９とともに幅方向へ移動修正するようになっている。
エッジセンサ５２、５３のさらに下流（図１、図２中左下方）位置にたるみ測定センサ５４、５５が設置されて銅箔シート３０、３１のたるみ状態を検出するとともに、巻出ロール３６、３７に対向する位置にロール径測定センサ５６、５７を設けて銅箔シート３０、３１の巻径の大きさを超音波で検出してコントローラ２０に送り、ここで最適巻出し回転速度となるように演算して、巻出サーボモータ４０、４１を駆動制御するように構成されている。
上記たるみ測定センサ５４、５５、コントローラ２０、巻出サーボモータ４０、４１は、箔シートたるみ調整装置を構成する。
なお、これらの巻出ロール３６、３７の端部の外周に設けたゴム部にレバー先端のゴム部を当接させて巻出ロール３６、３７を支持するエアシャフトを回転可能に固定保持するための手動ストッパレバー５８、５９が設けてある。
【００１３】
予熱装置６０は、上記ロール成形機２１の熱ロール２２とガイドローラ２６ｂとの間、熱ロール２３とガイドローラ２６ｄとの間にそれぞれ配置される。上方位置側の予熱装置では、銅箔供給装置３２から供給される銅箔シート３０をこの上下面から挟むように二つのヒータ取付板６１ａ、６１ｂが、また、下方位置側の予熱装置では、銅箔供給装置３３から供給される銅箔シート３１を上下面から挟むようにヒータ取付板６１ｃ、６１ｄが配置されている。
各ヒータ取付板６１ａ〜６１ｄには、図４（図４にはヒータ取付板６１ａについてのみ示すが、他のヒータ取付板６１ｂ〜６１ｄも同じ構成である。）に示されるように、内面を鏡面仕上とした半円筒状の反射板６２ａ〜６２ｆが６個ずつ、またこの反射板６２ａ〜６２ｆの内側空間に遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆを６個、幅方向に沿って取付け、銅箔シート３０、３１の供給流れ方向に沿って１個ずつ配列してある。遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆの両端は、図示しない電源に接続されている。また、ヒータ取付板６１ａ〜６１ｄには、隣り合う遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆ間位置に５個の温度センサ６４ａ〜６４ｅが設けられ、ここで検出された加熱温度信号は、予熱ヒータ制御盤６５に送られ、ここで各遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆへの供給電力が制御される。
上方側のヒータ取付板６１ａと６１ｂとに６個ずつ設けた遠赤外線ヒータ間に銅箔シート３０が来るようにしてこのシートの上下面を、また、下方側のヒータ取付板６１ｃと６１ｄとに６個ずつ設けた遠赤外線ヒータ間に銅箔シート３１が来るようにして、これらのシートの上下面を真空中でもそれぞれ輻射熱で加熱可能としているが、この場合、上方のヒータ取付板６１ａと６１ｂ、下方のヒータ取付板６１ｃと６１ｄは、上流側（銅箔供給装置３２、３３）から下流側（ロール成形機２１）に向かうに従って、遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆと銅箔シート３４、３５との距離が小さくなるようにヒータ取付板６１ａ〜６１ｄが傾斜して設けられている。
なお、上記ヒータ取付板を傾斜して取付るにあたって、銅箔シート３０、３１の下面側に位置するヒータ取付板６１ｂ、６２ｄは、これらと銅箔シート３０、３１との距離が銅箔シート３０、３１の上面側に位置するヒート取付板６１ａ、６１ｃと銅箔シート３０、３１の距離に比べて、銅箔供給装置３２、３３側でより大きくなるような傾きとしてあり、銅箔シート３０、３１が大きくたわんだ場合でも遠赤外線ヒータ６３ａ〜６３ｆにできるだけ直接接しないようにしてある。
【００１４】
６６は、テンション装置である。テンション装置６６は、フレーム６７に設けられた第１ガイドローラ６８と第２ガイドローラ６９と、これら両ガイドローラ６８、６９間に上下動可能に配置した移動ローラ７０とを有する。第１ガイドローラ６７は、ロール成形機２１から排出された製品シート１００を受けてこれをガイドする。製品シート１００は、その後、第１ガイドローラ６７と第２ガイドローラ６９との間でＵ字状となり、この製品シート１００のＵ字部分の底部上に移動ローラ７０を載せるようにしてある。移動ローラ７０を経て上方に向けられた製品シート１００は、第２ガイドローラ６９まで巻き上げられてガイドローラ９３にてその上面が支持されながら、製品シート１００を巻取装置７６により巻取られる。
上記移動ローラ７０は、図５に示すように、この両端が軸受部７１にて回転自在に支持され、この軸受部７１にチェーン７２の一端部が連結されてつり下げられている。チェーン７２の他端部には錘７３が取付られ、チェーン７２の途中部分をフレーム６７に設けたスプロケット７４に噛み合わせることで、移動ローラ７０と錘７３が互いに逆方向に上下動するようにしてある。
上記移動ローラ７０の重さは、上記錘７３よりわずか重く設定してある。この結果、第１ガイドローラ６８と第２ガイドローラ６９と間における製品シート１００のたるみ量の変化に応じて移動ローラ７０が上下動するものの、移動ローラ７０から製品シート１００に作用する重さは、常に上記移動ローラ７０側（移動ローラ７０、及びチェーン７２のスプロケット７４から移動ローラ７０までの分）の重さから錘７３側（錘７３、及びチェーン７２のスプロケット７４から錘７３までの分）の重さを引いた差分の重さだけとなり、製品シート１００には常に上記ほぼ一定の最適なテンション（上記差分の重さの半分）が作用することになる。この錘・チェーンの機構は、軸受部７１の両側にそれぞれ設けられる。
なお、スプロケット７４と一体回転するシャフトの一端には安全用ブレーキ７５が取付られている。また、錘７３は、ロッド９１、９２が貫通され、これらのロッド９１、９２に沿って上下動可能である。錘７３の下方位置には、ストッパ１０１が設けられている。
一方、テンション装置６６のフレーム６７の下方には位置センサ８９、この上方には位置センサ９０がそれぞれ設けられる。これらの位置センサ８９、９０は、超音波センサで構成され、超音波を水平方向に発し、製品シート１００のたわみ部分へあたって跳ね返ってくる超音波を検出することで、下方基準位置Ｌまで上記たわみが下がっているか、上方基準位置Ｈよりたわみの底部が上に行っているかを判断する。
すなわち、第１ローラ６８と第２ローラ６９間の製品シート１００のたるみが小さくなるにつれて移動ローラ７０が上昇（このとき、錘７３は逆に下降する。）していく場合、位置検出センサ９０が製品シート１００のたわみからの超音波の跳ね返りを検出している間は、コントローラ２０がたわみはＨ以下と判断しており、巻取装置７６の巻取ブレーキ付減速モータ７８を回転駆動して巻取りロール７７を図１、図２中、時計方向に回転し製品シート１００を巻取る。この結果、製品シート１００のたわみはますます小さくなって行きたわみの底部がＨより高くなると、位置センサ９０がＨの高さにはもはや製品シート１００のたわみがないことを検出し、コントローラ２０は巻取り装置７６の巻取ブレーキ付減速モータ７８を停止して巻出ロール７７による製品シート１００の巻取りを中止する。
巻出ロール７７が停止している間、ロール成形機２１から製品シート１００をテンション装置６６に供給し続けるので、第１ガイドローラ６８と第２ガイドローラ６９間の製品シート１００のたわみはまた大きくなっていき、やがてＬ位置まで来ると位置センサ８９がこれを検出し、コントローラ２０が巻取ブレーキ付減速モータ７８を駆動させ、巻取りロール７７を回転し製品シート１００を巻取る。この繰り返しにより、安定して製品シート１００を巻取装置７６の巻取りロール７７に巻き取ることが可能となる。
【００１５】
巻取装置７６は、製品シート１００を巻取る巻取ロール７７を有する。巻取ロール７７は、巻取ブレーキ付減速モータ７８に連結され、この巻取ブレーキ付減速モータ７８により回転駆動あるいは停止させられる。巻取ロール７７を支持する支持部７９にはボールネジナット８０が取付られ、フレーム８１に取付た蛇行修正サーボモータ８２により回転駆動されるネジロッド８３に上記ボールネジナット８０をネジ結合させることで、支持部７９、巻取ロール７７がフレーム８１に対し幅方向へ移動可能である。
巻取ロール７７の上流側にはエッジセンサ８４が設置されており、テンション装置６６の第２ガイドローラ６９を経てきた製品シート１００の幅方向のずれを検出してコントローラ２０に信号を送り、コントローラ２０が上記蛇行修正サーボモータ８２の回転駆動を制御し、製品巻取ロール７７を幅方向へ移動修正する。この巻取装置７６にも、巻取ロール７７を支持するエアシャフトを支持部７９に固定保持する手動ストッパレバー１０２が設けられている。
なお、上記プラスチック・ロール・アンリーリング装置１、ロール成形機２１、銅箔供給装置３２、３３、予熱装置６０、テンション装置６６、巻取装置７６等で構成するロール成形装置システムは、全体が真空室８５内に収納されており、脱気可能である。８６は、真空室８５の出入口であり、８７は真空室８５内の空気を吸引排出する真空装置である。
【００１６】
上記ロール成形装置システムの作用につき、以下説明する。
まず、プラスチック・ロール・アンリーリング装置１の巻出ロール２にはプラスチック・フィルム３が巻き付けられ熱ロール２２、２３間を通ってテンション装置６６を経て巻取装置７６の巻取ロール７７に巻き付けられている。また、銅箔供給装置３２，３３の巻出ロール３６、３７には銅箔シート３０、３１がそれぞれ巻き付けられて熱ロール２２、２３間に導かれている。
この状態で真空室８５内は、真空装置８７にて排気され１０トール以下の真空状態に保たれている。また、手動ストッパレバー１５、５８、５９、１０２は、これらの先端部がエアシャフト両端の外周部に当接してあり、エアシャフトを支持部４、３８、３９、７９に回転可能に固定保持している。
熱ロール２２、２３には、熱媒油加熱装置２７からここで加熱された高温の熱油が図示しない加熱油供給用パイプ、ジョイントを介して回転軸の側部中心から供給され、熱ロール２２、２３の外周面をに保つ。成形温度成形温度は、フィルム３の材質約の他、熱ロール２２、２３の成形速度にも関係するが、たとえば約３００℃とする。熱ロール２２、２３へ熱エネルギを受け渡した油は、熱ロール２２、２３からジョイント、加熱油戻り用パイプを介して熱媒油加熱装置２７へ戻りここで再度、加熱される。
【００１７】
プラスチック・ロール・アンリーリング装置１の巻出ロール２は、巻出サーボモータ５により図１中時計まわりに回転駆動され、プラスチック・フィルム３をこの巻きの上方から巻出していく。巻出されたフィルム３は、下面がガイドローラ１１に支持されながら下方へ少したわみエッジセンサ１２を経てロール成形機２１のガイドローラ２６ａに達する。
ここで、ガイドローラ１１とガイドローラ２６ａ間のたわみの大きさは、たるみ測定センサ１３にて検出されており、たわみが適正範囲からずれたか否かをコントローラ２０で判断され、かつロール径測定センサ１４にて巻出ロール２のフィルム３の巻き径の大きさが検出され、コントローラ２０に送られる。これらの検出信号をもとにコントローラ２０は、最適な巻出サーボモータ５の回転・停止及び回転速度を制御することで、たわみ量を最適に保ってテンションが強すぎてフィルム３が伸びたり、熱ロール２２、２３の挿入口でフィルム３が切断されたり、あるいはテンションが小さくなり過ぎてしわが発生したりすることがないようにしている。
また、エッジセンサ１２によるフイルム３の巻出し状態、すなわち幅方向のずれや斜め方向運動（エッジセンサ１２に近づいたり、あるいは離れたりする運動）がないか検出して、これらがあるときはコントローラ２０が蛇行修正サーボモータ８を駆動してネジロッド９、ボールネジナット１０にて支持部４、巻出ロール２を幅方向へ移動修正し、蛇行を防止する。
ガイドローラ２６ａに下面を支持されたフィルム３は、熱バリア部８８内を通過して熱ロール２２、２３の挿入部まで送られるが、この間、熱バリア部８８により熱ロール２２、２３等からの輻射熱により加熱されて熱膨張で伸びることがないようにされている。
【００１８】
一方、ロール成形機２１の下流側で上方位置にある銅箔供給装置３２の巻出ロール３６の下方側から巻き出された銅箔シート３０は、ガイドローラ５０に下面を支持されてゆるやかにたわみながらエッジセンサ５２を通過する。このエッジセンサ５２により銅箔シート３０の幅方向のずれの状態を検出し、フィルムシート３の巻出しの場合と同様に、ずれがあるときはコントローラ２０が蛇行修正サーボモータ４８を回転駆動させボールネジ４６にて支持部３８及び巻出ロール３６を幅方向に移動し、蛇行修正する。
また、たるみ測定センサ５４にて銅箔シート３０のたるみ状態を検出し、また巻径測定センサ５６で検出した巻出ロール３６の銅箔シート３０の巻きの大きさを検出して、これらからコントローラ２０が巻出サーボモータ４０の回転・停止、及び回転速度を決定し、巻出ロール３６を回転させることで銅箔シート３０を最適なたわみ範囲内に保持する。
【００１９】
銅箔供給装置３２の巻出ロール３６が図１中、時計まわりに回転してこの巻きの下方から巻出された銅箔シート３０は、ロール成形機２１のガイドローラ２６ａにより下面を支えられながら、予熱装置６０のヒータ取付板６１ａ、６１ｂ間を通り、これらヒータ取付板６１ａ、６１ｂの遠赤外線ヒータにより真空中、遠赤外線の輻射熱により上下両面が次第に熱く加熱され、少しずつ熱膨張していく。予熱装置６０の出口で、銅箔シート３０は、熱ロール２２、２３の成形温度とほぼ同じ温度にまで加熱されこの成形温度における熱膨張の大きさ分伸びている。
この状態で銅箔シート３０は、熱ロール２２にこの上方位置で接触する。この接触部分近辺には蛇行防止ブラッシ３４が銅箔シート３０を熱ロール２２成形面に軽く押しつける。この結果、銅箔シート３０と熱ロール２２との間の空気かみをなくし銅箔シート３０が蛇行するのを防止する。
銅箔シート３０は、それ以後、熱ロール２２に巻き付いてこれと一体となって図１中反時計まわりに回転する。このとき熱ロール２から銅箔シート３０に熱が伝えられるが、銅箔シート３０はすでにほぼ同一の温度に加熱され熱膨張して伸びているので、熱ロール２２により新たに熱膨張して伸びることはない。この結果、銅箔シート３０は、熱ロール２２上でしわやたるみが発生することはなく、熱ロール２２と一体となってフィルム３の上面に重なった状態で熱ロール２２、２３の間に挿入されていく。
【００２０】
ロール成形機２１の下流で下方に位置する銅箔供給装置３３の巻出ロール３７から巻き出された銅箔シート３１は、ガイドローラ５１に上面がガイドされゆるやかにたわみながらロール成形機２１のガイドローラ２６ｄに下面が支持され予熱装置６０のヒータ取付板６１ｃ、６２ｄ間に挿入されていく。
なお、ここでも上方位置にある銅箔供給装置３２と同様に、エッジセンサ５３にて幅方向のずれが検出されコントローラ２０で蛇行修正サーボモータ４９が駆動され、ボールネジにより巻出ロール３７が幅方向に修正移動され、蛇行が防止される。また、たるみ測定センサ５５と巻径測定センサ５７によりコントローラ２０が巻出サーボモータ４１の回転を制御し、巻出ロール３７を図１中、反時計まわりに回転・停止し、たるみを適正範囲内に保つ。
ガイドローラ２６ｄを経て予熱装置６０のヒータ取付板６１ｃ、６１ｄ間に入った銅箔シート３１は、ここで上方位置にある銅箔供給装置３２の場合と同様に、銅箔シート３１は、遠赤外線で徐々に加熱され熱膨張により伸びていく。予熱装置６０の出口では、ほぼ熱ロール２３の成形温度付近まで加熱され、熱膨張しており、この状態で熱ロール２３にこの下方位置で巻き付く。以後、銅箔シート３１は、熱ロール２３に巻き付きながら一体に図１中、時計方向に回転し両熱ロール２２、２３間にフィルム３の下面に重なるようにして挿入される。この間、銅箔シート３１は、熱ロール２３に接触する前に成形温度での熱膨張分すでに伸びているので、ずれやしわが生じることない。
【００２１】
ロール成形機２１では、フィルム３の上面に銅箔シート３０、下面に銅箔シート３が重なった状態で熱ロール２２、２３間で加熱、加圧され一体化される。熱ロール２２、２３で一体化された製品シート１００は、テンション装置６６へ向かい、この装置の第１ローラ６８でその下面をガイドされながら下方へＵ字状にたわみその下流側上方部分の下面を第２ローラ６９でガイドされる。このＵ字状の底部には移動ローラ７０が載せられ、この移動ローラ７０と錘７３とを結ぶ連結具としてのチェーン７２の途中がスプロケット７４に支持され、製品シート１００のＵ字状のたわみの大きさに応じて移動ローラ７０が上下動する。スプロケット７４とチェーン７２により移動ローラ７０の上下動と反対方向に錘７３が上下動する結果、上記たわみが大きくなると移動ローラ７０が下降し錘７３が上昇する。所定以上の上昇を近接スイッチが検知すると、コントローラ２０が巻取装置７６の巻取ブレーキ付減速モータ７８を回転駆動させ、製品シート１００をガイドローラ９３でその上面をガイドしながら図１中、時計方向へ回転する巻取ロール７７にてこの巻きの上方へと巻取っていく。この巻き取りの結果、上記Ｕ字状のたわみが小さくなって移動ローラ７０が上昇していく。製品シート１００のたわみが小さくなりこの底部がＨより高くなると、位置センサ９０がこれを検出してコントローラ２０へ信号を送る。この信号によりコントローラ２０は、巻取ブレーキ付減速モータ７８の回転を停止させ巻取ロール７７が回転しないようにする。この結果、製品シート１００は、ロール成形機２１から排出され続けるのに巻取られないので、テンション装置６６におけるＵ字状のたわみは大きくなっていく。たわみが大きくなってこの底部がＬまで来ると位置センサ８９がこれを検出しコントローラ２０に信号を送る。この信号を受けたコントローラ２０は、再び巻取ブレーキ付減速モータ７８を回転駆動し製品シート１００を巻取ロール７７に巻いていく。
なお、この巻取りにあっても、第２ローラ６９とガイドローラ９３間にエッジセンサ８４が製品シート１００の幅方向のずれを検出しており、ずれがあるときは蛇行修正サーボモータ８２を回転駆動してボールネジ８０により巻出ロール７７を幅方向に修正移動させることで、蛇行修正が実行される。
【００２２】
以上のように、上記実施態様のロール成形装置システムにあっては、熱ロールに適正たわみでのテンションをかけた状態で銅箔シートを部分的に巻き付けて一体回転させるようにしたので、銅箔シートにしわやたくれが生じにくく蛇行も生じにくい上、銅箔シートを成形温度に確実に保ちながら良好な成形性を確保できる。
また、真空中で熱ロールにより加圧・加熱する前に箔シートを真空中でも輻射熱で加熱できる遠赤外線ヒータで予熱することで熱膨張させて伸ばすようにしてあるので、しわやたくれが生じるのをさらに抑えることができる。
さらに、テンション装置により製品シートにたわみを作りこのたわみの大きさを検出してたわみの状態に応じて巻取装置の巻取ロールの回転・停止を制御するようにしたので、製品シートへのテンションを常に最適な範囲内に保持して、良好な製品シートの巻き取りを確保することができる。
なお、上記実施形態にあっては、導体箔に銅箔を用いたが、これに限ることなくアルミ箔、ニッケル箔などを用いてもよいことは言うまでもない。また、上記実施態様では、フレキシブル・プリント基板を製造する場合を説明したが、これ以外の被加工物で箔シートとプラスチック・フィルムを加熱加縮する場合でも適用できるし、箔シートはプラスチック・フィルムの片面だけに一体化するものなどにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るロール成形装置システムの全体を示す正面図である。
【図２】本発明に係るロール成形装置システムにおけるロールやローラと、センサ類との関係を模式的に示す図である。
【図３】エッジセンサを示す図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図である。
【図４】予熱装置を示す図であり、（ａ）はその幅方向に切断した断面図、（ｂ）はその銅箔シート供給方向に沿って切断した断面図である。
【図５】たるみ取り用のテンション装置を示す図であり、（ａ）はその側面図、（ｂ）はその一部のチェーン部分を正面からみた図である。
【符号の説明】
１ プラスチック・ロール・アンリーリング装置（フィルム供給装置）
３ フィルム
４３ 巻出サーボモータ
８、４８、４９、８２ 蛇行修正サーボモータ
１２、５２、５３、８４ エッジセンサ
１３、５４、５５ たるみ測定センサ
１４、５６、５７ ロール径測定センサ
２０ コントローラ
２１ ロール成形機
２２、２３ 熱ロール
２４、２５ ロール・サーボモータ
２７ 熱媒油加熱装置
２９ 熱媒油冷却装置
３０、３１ 銅箔シート（箔シート）
３２、３３ 銅箔供給装置（箔供給装置）
３４、３５ 蛇行防止ブラッシ
６０ 予熱装置
６１ａ〜６１ｄ ヒータ取付板
６２ａ〜６２ｆ 反射板
６３ａ〜６３ｆ 遠赤外線ヒータ
６４ａ〜６４ｅ 温度センサ
６５ 予熱ヒータ制御盤
６６ テンション装置
６８ 第１ガイドローラ
６９ 第２ガイドローラ
７０ 移動ローラ
７２ チェーン（連結具）
７３ 錘
７４ スプロケット（支持部材）
７５ 安全用ブレーキ
７６ 巻取装置
７７ 取付ロール
７８ 巻取ブレーキ付減速モータ
８７ 真空室
８８ 真空装置
１００ 製品シート

Claims (11)

1. プラスチック・フィルムを供給するフィルム供給装置と、
   箔シートを供給する箔シート供給装置と、
   前記フィルム供給装置から供給された前記フィルムと前記箔シート装置から供給された前記箔シートとを重ね合わせて熱ロール間で熱圧締することにより前記フィルムと前記箔シートとを一体成形するロール成形機と、
   前記フィルム供給装置と前記熱ロール間のフィルムが所定のたるみ範囲内にあるように該フィルムのたるみを調整して前記熱ロールへ挿入するフィルムたるみ調整装置と、
   前記箔シート供給と前記ロール成形機との間に設けられ、前記箔シートのたるみ状態を検出するたるみ測定センサと、
   前記たるみ測定センサの検出結果に基づいて、前記箔シート供給装置と前記熱ロール間の箔シートが所定のたるみ範囲内にあるように該箔シートのたるみを調整して前記熱ロールへ挿入する箔シートたるみ調整装置と、を備え、
   前記箔シート供給装置から上記たるみ調整されながら巻き出された箔シートが、前記フィルムの前記熱ロールへの供給方向と反対方向から、前記熱ロールの加圧部分と反対側の部分へ供給されて前記熱ロールに部分的に巻き付けられた後、一体回転して前記フィルムの前記熱ロールへの挿入方向へと向きを変え前記熱ロール間に前記フィルムと重なった状態で挿入されるようにしたことを特徴とするロール成形装置システム。
2. 前記箔シート供給装置と前記ロール成形機との間に、電磁波を発する予熱装置を有し、少なくとも該予熱装置と前記熱ロールが真空室内にあること、を特徴とする請求項１に記載のロール成形装置システム。
3. 前記予熱装置は、遠赤外線ヒータであること、を特徴とする請求項２に記載のロール成形装置システム。
4. 前記予熱装置は、前記箔シートが供給される入口側から前記箔シートが前記熱ロールへと排出される出口側に向かうに従って箔シートの温度が高くなるような加熱特性を有すること、を特徴とする請求項２又は３に記載のロール成形装置システム。
5. 前記予熱装置は、前記熱ロールが前記箔シートに接触する手前の位置で前記箔シートが前記熱ロールの成形温度にほぼ等しくなるような加熱特性を有すること、を特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のロール成形装置システム。
6. 前記真空室は、４０トール以下に保持可能なこと、を特徴とする請求項２から５のいずれか一項に記載のロール成形装置システム。
7. 前記ロール成形機は、前記箔シートを前記熱ロールに押しつける蛇行防止用ブラッシを有していること、を特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のロール成形装置システム。
8. 前記ロール成形機は、前記熱ロールの上流側に前記箔シート用の熱バリア部を有すること、を特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のロール成形装置システム。
9. 前記ロール成形機の下流で前記製品シートに発生するたるみの状態を検出するテンション装置と、該テンション装置で検出した前記製品シートのたるみの大きさに応じて前記製品シートを巻取る巻取ロールを回転・停止する巻取装置と、をさらに有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のロール成形装置システム。
10. 前記テンション装置は、第１ガイドローラと、第２ガイドローラと、該両ガイドローラの間で下方へＵ字状にたわませた前記製品シートの底部上に載せられ前記Ｕ字状のたわみに応じて上下動可能な移動ローラと、錘と、該錘と前記移動ローラ側との間を連結する連結具の途中部分を支持して前記移動ローラと前記錘をつり下げ互いに逆方向に上下動可能にする支持部材と、前記たわみの大きさを検出する位置センサと、を有していること、を特徴とする請求項９に記載のロール成形装置システム。
11. 前記連結具がチェーンであり、前記支持部材がスプロケットであること、を特徴とする請求項１０に記載のロール成形装置システム。

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