JP4606003B2 - ラミネート装置の加圧機構 - Google Patents

Description

本発明は、一対の加圧盤間に挟んだ積層基材を加圧してＩＣカード等を製造するラミネート装置の加圧機構に関する。

従来、ＩＣチップ等の電子部品を内蔵した薄型のＩＣカードを製造するラミネート装置は知られており、既に、本出願人も、この種のラミネート装置に用いて好適なＩＣカード製造装置（ラミネート装置）を、特許第３３８１０２７号により提案した。

このＩＣカード製造装置は、ＩＣチップ等の電子部品をシート生地材により挟んで構成した積層基材を熱圧着してＩＣカードを製造するものであり、積層基材を両面側から挟んで密封する上挟持部と下挟持部からなる積層基材挟持部と、この積層基材挟持部の内部を脱気する脱気部と、前記積層基材を挟んで脱気されている積層基材挟持部を正規の加熱温度よりも低い予熱温度により昇温する予熱プレス部と、この予熱プレス部から送られ、かつ積層基材を挟んで脱気されている積層基材挟持部を正規の加熱温度により熱圧着する熱圧着プレス部と、この熱圧着プレス部から送られ、かつ積層基材を挟んで脱気されている積層基材挟持部を冷却する冷却プレス部を備える。これにより、積層基材に対する加熱制御及び加圧制御が、異なる予熱プレス部，熱圧着プレス部，冷却プレス部によりそれぞれ独立して行われるため、製造サイクル時間の短縮により、生産性及び量産性の向上、さらには省エネルギ性及び経済性が高められるとともに、積層基材が、密封状態かつ脱気状態の積層基材挟持部の内部に収容されることにより、加熱状態及び加圧状態の連続性が確保、即ち、積層基材に対する保温性と保圧性が確保され、品質及び均質性の向上により、商品性が高められる。
特許第３３８１０２７号

しかし、上述したＩＣカード製造装置（ラミネート装置）は、次のような解決すべき課題が存在した。

第一に、熱圧着工程等における加圧力に対して低圧から高圧までの広い圧力制御範囲を設定する場合には限界があり、目的とする広い圧力範囲に対する安定した細かな圧力制御パターンを確保しにくい。

第二に、特に、高圧における圧力を高くした場合、低圧における制御精度が低下するなど、低圧から高圧までの広い圧力制御範囲全体における高度の制御精度を得にくい。

本発明は、このような従来の技術に存在する課題を解決したラミネート装置の加圧機構の提供を目的とするものである。

本発明は、上述した課題を解決するため、一対の加圧盤２ｕ，２ｄ間に介在させた積層基材Ｗを加圧するラミネート装置Ｍの加圧機構１を構成するに際して、加圧盤２ｄを加圧する複数のシリンダ群Ｂｘ，Ｂｙに分けた複数の二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ…と、各シリンダ群Ｂｘ，Ｂｙにそれぞれ接続して各シリンダ群Ｂｘ，Ｂｙにおける二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ、３ｃ，３ｄ…を駆動する複数の一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙと、加圧モード時に加圧盤２ｄを加圧方向に対して同一方向へ加圧し、かつ加圧解除モード時に反対方向へ引張る補助シリンダ１３とを備え、一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙには、第一流体Ａを供給可能な後室２１ｘ，２１ｙ及び第二流体Ｌを収容可能な前室２２ｘ，２２ｙを有する低圧出力用の第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙと、第一流体Ａを供給可能な後室２３ｘ，２３ｙ及び第二流体Ｌを収容可能なピストンロッド室２４ｘ，２４ｙを有する高圧出力用の第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙとを設け、第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙの前室２２ｘ，２２ｙと第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙのピストンロッド室２４ｘ，２４ｙをそれぞれ合流させることにより対応する二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆに接続するとともに、少なくとも第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙを、入力する圧力を増圧して出力する増圧シリンダにより構成し、かつ増圧比を第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙの増圧比よりも大きく設定し、さらに、第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙによる低圧領域の駆動制御，第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙによる高圧領域の駆動制御及び選択した一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙによる中域領域の駆動制御を行う駆動制御手段５を備えてなることを特徴とする。

これにより、低圧側の制御領域、例えば、中圧制御領域では、一方の一次加圧シリンダ４ｘを駆動制御し、対応するシリンダ群Ｂｘの二次加圧シリンダ３ａ，３ｂを駆動することにより中圧制御を行うことができるとともに、高圧側の制御領域では、一次加圧シリンダ４ｘの駆動制御に加えて、他方の一次加圧シリンダ４ｙも駆動制御し、対応するシリンダ群Ｂｙの二次加圧シリンダ３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを駆動することにより高圧制御を行うことができる。

よって、本発明に係るラミネート装置Ｍの加圧機構１は、次のような顕著な効果を奏する。

（１） 複数のシリンダ群Ｂｘ，Ｂｙに分けた複数の二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ…と、各シリンダ群Ｂｘ，Ｂｙにそれぞれ接続して各シリンダ群Ｂｘ，Ｂｙにおける二次加圧シリンダ３ａ…を駆動する複数の一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙとを備えるため、熱圧着工程等の広い圧力制御範囲に対する安定した細かな圧力制御パターンを容易に確保できるとともに、広い圧力制御範囲全体における高度の制御精度を得ることができる。

（２） 熱圧着工程等の広い圧力制御範囲における安定した圧力制御パターン及び高度の制御精度を得ることにより、ＩＣカード等の更なる品質向上を図ることができる。また、熱圧着工程等の低圧，中圧及び高圧の広い圧力制御範囲における安定した細かな圧力制御パターンを容易に確保できるとともに、低圧，中圧及び高圧の広い圧力制御範囲全体における高度の制御精度を得ることができる。

（３） 加圧モード時に加圧盤２ｄを加圧方向に対して同一方向へ加圧し、かつ加圧解除モード時に反対方向へ引張る補助シリンダ１３を備えるため、加圧モード時には、補助シリンダ１３の駆動制御により、下熱盤２ｄの自重（荷重）等を相殺することができる。これにより、下熱盤２ｄを加圧する各二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ…に積層基材Ｗに対する加圧力のみを負担させることができ、安定した圧力制御を実現できる。また、加圧解除モードには、補助シリンダ１３の駆動制御により、下熱盤２ｄを後退移動（下降）させることができ、加圧系における回路構成の簡略化に貢献できる。

本発明に係るラミネート装置Ｍの加圧機構１によれば、最良の形態により、第一流体Ａには、エアを用いるとともに、第二流体Ｌには、オイルを用いる。これにより、一次加圧シリンダ４ｘ…に空気圧（エアＡ）を用いても、二次加圧シリンダ３ａ…には油圧（オイルＬ）が作用するため、加圧盤２ｄに対して安定した加圧力を付与できる。

次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

まず、本発明の理解を容易にするため、本実施例に係る加圧機構１を備えるラミネート装置Ｍの概要について、図７〜図１１を参照して説明する。

最初に、ラミネート装置Ｍで用いるワークトレー３１及び積層基材Ｗについて、図７〜図９を参照して説明する。

図７は、ＩＣカードを製造するための積層基材Ｗの分解図を示す。図７において、Ｅは部品シートであり、この部品シートＥ上には、ＩＣチップＥｉとアンテナＥａを有する電子部品が、縦横に配列された状態で複数実装される。そして、部品シートＥは、上下一対のシート生地材Ｃａ，Ｃｂにより挟まれる。各シート生地材Ｃａ，Ｃｂは、例えば、外側の樹脂シート（ポリエチレンテレフタレート等）及びこの内側の不織布を有し、各シート生地材Ｃａ，Ｃｂの内面には接着剤が塗布されている。このような積層基材Ｗは別工程で製造され、積層された部品シートＥ及びシート生地材Ｃａ，Ｃｂは複数位置がスポット溶接等により仮固定されている。

他方、図８及び図９は、この積層基材Ｗを収容するワークトレー３１を示す。ワークトレー３１は、下側のトレー部３２と、このトレー部３２の上面に重なる上側のカバー部３３を備える。トレー部３２は、アルミニウム材等により枠形に構成した支持フレーム部３４と、平板により形成した矩形のトレー本体部３５を備える。トレー本体部３５は、四辺から突出した複数の係合片３５ｓ…を有し、この係合片３５ｓ…が支持フレーム部３４に係合する。この場合、支持フレーム部３４の上面における所定位置に複数の係合凹部を設け、各係合凹部に係合片３５ｓ…を収容するとともに、各係合凹部をカバープレート３４ｃ…で覆うことにより、各係合片３５ｓ…を支持フレーム部３４に係合させることができる。これにより、支持フレーム部３４の内側にトレー本体部３５が支持される。

また、カバー部３３は、平板により形成するとともに、トレー本体部３５とほぼ同じ大きさの矩形に形成し、下面には四辺に沿った一定の厚さを有する矩形枠状のシール部３６を固着する。なお、トレー部３２及びカバー部３３は、一定の厚さを有するステンレス材等により形成することができ、厚さは３〔ｍｍ〕以内、望ましくは１〔ｍｍ〕程度が好適である。これにより、トレー本体部３５の上面に積層基材Ｗを載せ、上からカバー部３３を重ねれば、トレー本体部３５とカバー部３３間には、積層基材Ｗを収容した密閉空間Ｋが形成される。

一方、支持フレーム部３４の搬送方向における右側の隅部には、真空接続部３７を設ける。この真空接続部３７は、上面に被吸着面３８ｆを有する接続体部３８と、この接続体部３８とトレー本体部３５に形成した吸気孔３５ｏを接続する接続通路部３９を備え、被吸着面３８ｆに開口する真空接続口３８ｆｏとトレー本体部３５の下面側に開口する吸気孔３５ｏは通気路により連通接続する。この場合、接続体部３８には、通気路に接続された逆止弁を内蔵するとともに、この逆止弁の機能を解除する解除操作部を備える。また、支持フレーム部３４の左右のフレームメンバには、円筒形の真空タンク４０ｐ，４０ｑを設置し、一方の真空タンク４０ｑは、接続体部３８の内部における通気路に直接接続するとともに、他方の真空タンク４０ｐは、支持フレーム部３４の左側の隅部に設けた真空接続部４１を介してワークトレー３１の密閉空間Ｋに接続される。この真空接続部４１は、真空接続部３７と同様の接続体部４２と接続通路部４３を有するが、被吸着面３８ｆ等は備えておらず、密閉空間Ｋと真空タンク４０ｐを接続するのみである。

さらに、接続体部４２の上面には、被検出子４５を設ける。この被検出子４５は、接続体部４２に挿通させたシャフト部４５ｓと、このシャフト部４５ｓの上端に設け、後述する検出部７８により検出されるヘッド部４５ｈを有し、接続体部４２に対して上方へ引き出した検出位置と下方へ押し込んだ非検出位置へ選択的に変位させることができる。これにより、被検出子４５が検出位置にあるときは、検出部７８により検出されるとともに、非検出位置にあるときは、検出部７８により検出されなくなる。

図１０は、ラミネート装置Ｍの全体構成を示す。ラミネート装置Ｍは、同図に示すように、平面方向から見て全体が矩形枠状（ロの字形）となる搬送路Ｒを有する。この搬送路Ｒは、水平面上において平行に配した処理搬送部Ｒｐと戻搬送部Ｒｒを備えるとともに、処理搬送部Ｒｐと戻搬送部Ｒｒの一端側間に配した導入搬送部Ｒｉと、処理搬送部Ｒｐと戻搬送部Ｒｒの他端側間に配した排出搬送部Ｒｏを備え、これにより、全体が矩形枠状の搬送路Ｒとなる。

戻搬送部Ｒｒは、搬送方向に対し、左右一対のガイドレール５１ｐ，５１ｑと、このガイドレール５１ｐ，５１ｑの内側に配した複数の搬送ローラ機構５２…を備える。また、処理搬送部Ｒｐは、搬送方向に対し、左右一対の搬送キャリア５３ｐ，５３ｑを備え、この搬送キャリア５３ｐ，５３ｑは、駆動部５４…により搬送方向における前後（矢印Ｄｍ方向）の二位置へ選択的に移動させることができ、図１０中、実線の搬送キャリア５３ｐ，５３ｑが後退位置、仮想線の搬送キャリア５３ｐｓ，５３ｑｓが前進位置となる。この搬送キャリア５３ｐ，５３ｑには、ワークトレー３１の左右両端が載置される。

一方、導入搬送部Ｒｉは、各ガイドレール５１ｐ，５１ｑ及び各搬送キャリア５３ｐ，５３ｑ間に配した複数の搬送ローラ機構５６ｒ…を有する搬送機構５６を備え、この搬送機構５６は、上下方向における二位置へ選択的に昇降させることができる。また、排出搬送部Ｒｏは、各ガイドレール５１ｐ，５１ｑ及び各搬送キャリア５３ｐ，５３ｑ間に配した複数の搬送ローラ機構５７ｒ…を有する搬送機構５７を備え、この搬送機構５７は、上下方向における二位置へ選択的に昇降させることができる。

そして、導入搬送部Ｒｉの始点となる搬送路Ｒにおける隅部には、ワークトレー３１に積層基材Ｗを装填する装填部６１を配設する。装填部６１は、ワークトレー３１における上側のカバー部３３を下側のトレー部３２に対して着脱するカバー着脱部６２を備え、このカバー着脱部６２は、先端に吸着部を有する着脱アーム６３と、この着脱アーム６３の後端を所定角度回転させる回転駆動部６４を有する。また、処理搬送部Ｒｐの始点となる搬送路Ｒにおける次の隅部には、ワークトレー３１の待機部６５を設けるとともに、排出搬送部Ｒｏの始点となる搬送路Ｒにおける次の隅部には、ワークトレー３１の排出部６６を設ける。さらに、待機部６５と排出部６６間には、真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８，冷却プレスユニット６９を順次配設する。この場合、真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８及び冷却プレスユニット６９は、いずれも図１１に示すように、上側に固定して配した上加圧盤６７ｕ，２ｕ，６９ｕと、下側に配した昇降する下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄを備える。これにより、各下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄが上昇した際には、各下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄの上方にセットされた各ワークトレー３１…が一緒に上昇し、上加圧盤６７ｕ，２ｕ，６９ｕと下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄ間に挟まれることにより加圧される。このため、前述した搬送キャリア５３ｐ，５３ｑの高さは、下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄが下降した際に当該下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄの上方に位置するワークトレー３１…を支持し、かつ下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄが上昇した際に当該下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄに支持されるワークトレー３１…よりも下方に位置するように設定する。なお、７０は、搬送路Ｒの周囲に配した安全ウォールを示す。

このように構成されるラミネート装置Ｍの動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。

全体的な概略動作としては、ワークトレー３１が搬送路Ｒに沿って循環搬送されるとともに、積層基材Ｗが装填部６１においてワークトレー３１に装填（収容）され、真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８及び冷却プレスユニット６９を経てラミネート処理される。図１０中、矢印Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、ワークトレー３１の搬送方向を示す。

今、ワークトレー３１が戻搬送部Ｒｒを経て装填部６１に戻された状態を想定する。これにより、カバー着脱部６２の着脱アーム６３が回転駆動部６４によって図１０に実線で示す吸着位置へ回転変位し、先端の吸着部によりワークトレー３１のカバー部３３の上面を吸着する。この後、着脱アーム６２は逆方向に所定角度回転変位し、カバー部３３を吸着したまま図１０に仮想線で示す待機位置で待機する。これにより、トレー部３２からカバー部３３が離脱する。

そして、予め準備した積層基材Ｗをトレー部３２の上面にセットする。セットする方向を、図１０において矢印Ｄｗで示す。この場合、自動でセットしてもよいし、手動によりセットしてもよい。手動によりセットした場合には、不図示のスタートボタンを押すことにより、着脱アーム６３が吸着位置へ回転変位し、カバー部３３をトレー部３２の上に載置するとともに、載置したなら着脱アーム６３は待機位置まで戻される。これにより、積層基材Ｗは、トレー部３２とカバー部３３間に収容される。このように、積層基材Ｗをワークトレー３１に収容することにより、各プレスユニット６７〜６９間の移動時における保温性及び保圧性が確保される。

次いで、導入搬送部Ｒｉにおける搬送機構５６が上昇し、搬送ローラ機構５６ｒ…の回転動作により、ワークトレー３１は待機部６５まで搬送される。この際、ワークトレー３１は、ガイドレール５１ｐ及び搬送キャリア５３ｑを跨いで通過する。図１１（ａ）は、真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８及び冷却プレスユニット６９における全処理が終了し、下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄが下降している状態を示している。この場合、搬送キャリア５３ｐ，５３ｑは後退位置にあり、導入搬送部Ｒｉを搬送されたワークトレー３１は、待機部６５における搬送キャリア５３ｐ，５３ｑ上に載置される。真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８及び冷却プレスユニット６９における処理の終了した各ワークトレー３１…も、下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄが下降していることにより、搬送キャリア５３ｐ，５３ｑ上に載置される。

したがって、駆動部５４…を駆動制御して搬送キャリア５３ｐ，５３ｑを、図１０に仮想線で示す搬送キャリア５３ｐｓ，５３ｑｓの位置（前進位置）まで一タクト分移動させれば、待機部６５のワークトレー３１は真空プレスユニット６７にセットされ、真空プレスユニット６７のワークトレー３１は加熱プレスユニット６８にセットされ、加熱プレスユニット６８のワークトレー３１は冷却プレスユニット６９にセットされ、冷却プレスユニット６９のワークトレー３１は排出部６６にセットされる。この状態を図１１（ｂ）に示す。この際、搬送キャリア５３ｐ，５３ｑは、水平方向へ単に移動させるのみであり、このときの移動ストローク（一タクト分）は、予め正確に設定されている。

各ワークトレー３１が次工程となる各ユニット６７〜６９にセットされたなら、最初に真空圧の判定処理が行われる。この場合、図１及び図２に示す加熱プレスユニット６８では、エアシリンダを用いた四つのリフタ７６…により、ワークトレー３１を一旦所定の高さまで上昇させる。真空プレスユニット６７及び冷却プレスユニット６９においても、リフタ７６…と同様のリフタにより、各ワークトレー３１…を一旦所定の高さまで上昇させる。この状態を図１１（ｃ）に示す。この際、近接スイッチ等を用いた検出部７８により、ワークトレー３１における被検出子４５の検出が行われ、被検出子４５が検出位置にある場合には、前工程において正常に真空吸引されたことを確認できるため、真空圧の判定処理が行われるとともに、被検出子４５が非検出位置にある場合には、前工程で既に不良トレーと判定されているため、真空圧の判定処理は行わない。

判定処理に際しては、エアシリンダ７９により吸盤７５が下降し、ワークトレー３１に設けた被吸着面３８ｆに吸着する。吸盤７５は、真空ポンプを有する不図示の真空装置に接続されているため、この真空装置の作動により、ワークトレー３１の内部空間が真空吸引される。そして、真空吸引時に、ワークトレー３１に漏れ等の異常がないか否かの判定（検査）が行われる。この場合、真空ラインに接続された不図示の真空圧計により真空圧が検出され、正常値を満たしているか否か判定される。例えば、加熱プレスユニット６８の真空圧の正常値が−９６〔ｋＰａ〕に設定されている場合、−９６〔ｋＰａ〕に満たないときは、不良トレーと判定する。不良トレーと判定された場合には、図１に示すエアシリンダ８１により押子８２を下降させ、ワークトレー３１の被検出子４５を下方へ押し込むことにより非検出位置に変位させる。したがって、次の冷却工程では検出部（７８）により検出されなくなり、真空圧の判定処理をはじめ全ての冷却処理は行われない。

以上、加熱プレスユニット６８における真空圧の判定処理を説明したが、真空プレスユニット６７及び冷却プレスユニット６９においても同様に行われる。この場合、冷却プレスユニット６９における真空圧の正常値（例えば、−７５〔ｋＰａ〕）は、加熱プレスユニット６８の真空圧よりも低く設定されている。また、真空プレスユニット６７に接続される真空装置は、冷却プレスユニット６９と共通の真空装置を用いる。したがって、真空圧の正常値は、冷却プレスユニット６９における真空圧の正常値と同じになる。真空プレスユニット６７では、大気の状態から密閉空間Ｋに対する真空吸引処理が行われるため、真空吸引を開始した後、設定時間が経過しても−７５〔ｋＰａ〕に達しない場合に、不良トレーと判定する。

真空圧の判定処理が終了したなら各下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄを上昇させる。これにより、各ワークトレー３１…は、上加圧盤６７ｕ，２ｕ，６９ｕと下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄ間に挟まれて加圧処理が行われる。この状態を図１１（ｄ）に示す。この際、ワークトレー３１の真空圧が正常値を満たしていないとき、即ち、不良トレーと判定されている場合、対応する下加圧盤６７ｄ…は上昇しない。そして、真空プレスユニット６７では、真空吸引処理が行われ、ワークトレー３１の内部空間Ｋが真空吸引されることにより、積層基材Ｗの内部に含まれる気泡が完全に除去される。また、加熱プレスユニット６８では後に詳細に説明する熱圧着処理が行われるとともに、冷却プレスユニット６９では冷却処理が行われる。

一方、排出部６６のワークトレー３１は、排出搬送部Ｒｏにおける搬送機構５７が上昇し、搬送ローラ機構５７ｒ…の回転動作により、戻搬送部Ｒｒ上に搬送される。この際、ワークトレー３１は、搬送キャリア５３ｑ及びガイドレール５１ｐを跨いで通過する。この状態では、下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄと一緒に各ワークトレー３１…が上昇し、搬送キャリア５３ｐ，５３ｑから離れているとともに、不良トレーは、リフタ７６…により支持されることにより、搬送キャリア５３ｐ，５３ｑから離れているため、図１１（ｅ）に示すように、駆動部５４…を駆動制御して搬送キャリア５３ｐ，５３ｑを図１０に実線で示す後退位置まで移動させる。

この後、真空プレスユニット６７，加熱プレスユニット６８及び冷却プレスユニット６９における全処理が終了したなら、下加圧盤６７ｄ，２ｄ，６９ｄを下降させるとともに、不良トレーのリフタ７６…を下降させる。この状態を図１１（ｆ）に示す。また、この状態では、待機部６５に、次のワークトレー３１が導入搬送部Ｒｉから搬送キャリア５３ｐ，５３ｑ上に搬送され、図１１（ａ）に示した状態と同じになる。したがって、以下、同様の動作が繰り返される。

次に、本実施例に係る加圧機構１の構成について、図１〜図４を参照して具体的に説明する。

図１及び図２に、上述した加熱プレスユニット６８に備える加圧機構１を示す。加熱プレスユニット６８は、上下に離間して配した上支持盤９１と下支持盤９２を備え、連結シャフト９３…により連結されている。そして、上支持盤９１の下面には、加熱ヒータを内蔵する上熱盤（上加圧盤）２ｕを固定する。上熱盤２ｕの下面は平坦面であり、クッションシート９４ｕが貼着されている。一方、この上熱盤２ｕの下方には、対向する下熱盤（下加圧盤）２ｄを配する。そして、この下熱盤２ｄが本実施例に係る加圧機構１により昇降可能に支持される。この下熱盤２ｄも上熱盤２ｕと同様に、加熱ヒータを内蔵するとともに、上面は平坦面であり、クッションシート９４ｄが貼着されている。

加圧機構１は、図１（図４）に示すように、下支持盤９２の下面に固定した六つの二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆを備え、各二次加圧シリンダ３ａ…は、三つずつ二列にして対称的に配する。各二次加圧シリンダ３ａ…のシリンダロッド３ａｒ，３ｂｒ，３ｃｒ，３ｄｒ，３ｅｒ，３ｆｒは、下支持盤９２の内部を貫通させ、上面から上方へ突出させるとともに、先端面を、下熱盤２ｄの下面に固定した対応する各当接板９５…に当接させる。このようにシリンダロッド３ａｒ…と当接板９５…を当接状態にすることにより、熱膨張による下熱盤２ｄの横方向変位を吸収できる。この場合、各二次加圧シリンダ３ａ…は、図３に示すように、片ロッドタイプの油圧シリンダを用いる。これにより、下熱盤２ｄは、各二次加圧シリンダ３ａ…により加圧される。

さらに、図２に示すように、下支持盤９２の下面には、一対の支持ロッド９６ｍ，９６ｎを介して支持板９７を取付け、この支持板９７により補助シリンダ１３を支持する。
この補助シリンダ１３はエアシリンダを用いる。そして、補助シリンダ１３のピストンロッド１４の先端は、可動板９８に結合し、この可動板９８と下熱盤２ｄの下面は、下支持盤９２の内部を貫通させた一対のリンクロッド９９ｓ，９９ｔにより結合する。なお、１００ｓ…はリンクロッド９９ｔ…の外周面に装着したブッシュであり、これにより、リンクロッド９９ｓ…と下支持盤９２間には、所定のクリアランスが設けられ、熱膨張による下熱盤２ｄ（リンクロッド９９ｓ…）の横方向変位が吸収される。

他方、図３に示すように、二つの一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙを別途設ける。一方の一次加圧シリンダ４ｘは、低圧出力と高圧出力を切換可能に構成し、エア（第一流体）Ａを供給可能な後室２１ｘ及びオイル（第二流体）Ｌを収容可能な前室２２ｘを有する低圧出力用の第一シリンダ部１１ｘと、エアＡを供給可能な後室２３ｘ及びオイルＬを収容可能なピストンロッド室２４ｘを有する高圧出力用の第二シリンダ部１２ｘを備えとともに、第一シリンダ部１１ｘと第二シリンダ部１２ｘの前室２２ｘとピストンロッド室２４ｘは合流させる。また、第二シリンダ部１２ｘは増圧シリンダにより構成し、増圧比は第一シリンダ部１１ｘの増圧比よりも大きく設定する。実施例は、第一シリンダ部１１ｘの増圧比が１：１であり、第二シリンダ部１２ｘの増圧比は１：２５に設定されている。なお、２６ｘは第一シリンダ部１１ｘに内蔵する摺動自在のフロート部、２９ｘは第二シリンダ部１２ｘに内蔵するピストン部をそれぞれ示す。

他方の一次加圧シリンダ４ｙも一次加圧シリンダ４ｘと同一に構成する。一次加圧シリンダ４ｙにおいて、１１ｙは第一シリンダ部、１２ｙは第二シリンダ部、２１ｙは第一シリンダ部１１ｙの後室、２２ｙは第一シリンダ部１１ｙの前室、２３ｙは第二シリンダ部１２ｙの後室、２４ｙは第二シリンダ部１２ｙのピストンロッド室、２６ｙは第一シリンダ部１１ｙに内蔵するフロート部、２９ｙは第二シリンダ部１２ｙに内蔵するピストン部をそれぞれ示す。

一方、各二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ…は、複数のシリンダ群Ｂｘ，Ｂｙに分ける。実施例は、真ん中に配した二つの二次加圧シリンダ３ａ，３ｂをシリンダ群Ｂｘとし、この二次加圧シリンダ３ａ，３ｂの両側に配した四つの二次加圧シリンダ３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆをシリンダ群Ｂｙとした。そして、一次加圧シリンダ４ｘにおける第二シリンダ部１２ｘのピストンロッド室２４ｘは、シリンダ群Ｂｘにおける二次加圧シリンダ３ａ，３ｂの後室に接続するとともに、一次加圧シリンダ４ｙにおける第二シリンダ部１２ｙのピストンロッド室２４ｙは、シリンダ群Ｂｙにおける二次加圧シリンダ３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの後室に接続する。なお、各二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆの前室は、オイルタンク１０１に接続する。

さらに、制御手段５は、コンプレッサ等の空気圧源１０２、各種制御弁を有する空気圧制御回路１０３、シーケンス制御を行う制御部１０４を備え、空気圧源１０２及び制御部１０４は、それぞれ空気圧制御回路１０３に接続する。一方、各一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙにおける第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙの後室２１ｘ，２１ｙは、空気圧制御回路１０３に接続するとともに、第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙの後室２３ｘ，２３ｙ及び前室２８ｘ，２８ｙは、空気圧制御回路１０３に接続する。また、補助シリンダ１３の前室１３ｆ及び後室１３ｒも空気圧制御回路１０３に接続する。

次に、本実施例に係る加圧機構１の動作及び機能について、図１〜図６を参照して説明する。

実施例の加圧機構１は、低圧、中圧、高圧の各圧力領域の制御を容易に行うことができる。今、第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙのフロート部２６ｘ，２６ｙ及び第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙのピストン部２９ｘ，２９ｙは、それぞれ後退した位置にあるものとする。したがって、下熱盤２ｄは下降した状態にある。また、補助シリンダ１３の後室１３ｒには、エアＡが供給され、下熱盤２ｄの自重（荷重）等を相殺する加圧力が付与される。これにより、各二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ…は、積層基材Ｗに対する加圧力のみを負担できるため、安定した圧力制御を実現できる。

この状態において、空気圧制御回路１０３から低圧出力用の第一シリンダ部１１ｘ，１１ｙの後室２１ｘ，２１ｙにエア（圧縮空気）Ａを供給すれば、低圧領域、例えば、図５に示す０〜１．０〔ＭＰａ〕の低圧領域において安定した精度の高い制御を行うことができる。一方、空気圧制御回路１０３から高圧出力用の第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙの後室２３ｘ，２３ｙにエアＡを供給すれば、増圧シリンダを用いた第二シリンダ部１２ｘ，１２ｙの機能により、高圧領域、例えば、図５に示す２．５〜１７〔ＭＰａ〕の高圧領域において安定した精度の高い制御を行うことができる。

ところで、このように構成した場合、１．０〜２．５〔ＭＰａ〕の中圧領域の制御ができなくなる。そこで、中圧領域の制御は、一方の一次加圧シリンダ４ｘのみを駆動制御して行う。この場合、一方の一次加圧シリンダ４ｘは、二つの二次加圧シリンダ３ａ，３ｂのみが利用される。したがって、双方の一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙを同時に使用した場合に対して、１／３の加圧力を発生させることができ、実施例の場合、２．５／３〜１７／３〔ＭＰａ〕、即ち、０．８〜５．７〔ＭＰａ〕の中圧領域において安定した精度の高い制御を行うことができる。

図６は、実際の加熱プレスユニット６８による熱圧着工程における圧力制御パターンＰｓの一例を示している。この場合、最初に、０．８〔ＭＰａ〕の低圧の加圧力が、下熱盤２ｄに２秒間付与される。これにより、比較的高速で下熱盤２ｄが上昇する。なお、加圧モード時には、上述したように、補助シリンダ１３が駆動制御され、下熱盤２ｄの自重（荷重）等が相殺されるため、下熱盤２ｄを加圧する各二次加圧シリンダ３ａ，３ｂ，３ｃ…は、積層基材Ｗに対する加圧力のみを負担でき、安定した圧力制御が実現される。そして、下熱盤２ｄに載置したワークトレー３１が上熱盤２ｕの下面に接近したなら圧力切換が行われ、ワークトレー３１が上熱盤２ｕの下面に当接した状態で０．３〔ＭＰａ〕の極低圧の加圧力が３０秒間付与される。これにより、上熱盤２ｕと下熱盤２ｄによりワークトレー３１が加熱され、内部の積層基材Ｗまで十分に熱が伝達される。この後、加圧力を徐々に高め、２０秒間で０．３〔ＭＰａ〕から７．８〔ＭＰａ〕まで昇圧する。この場合、低圧制御及び中圧制御を経て、高圧制御を行う。そして、７．８〔ＭＰａ〕の中高圧の加圧力を５秒間付与した後、３秒間で１７〔ＭＰａ〕の高圧まで昇圧させるとともに、５秒間、１７〔ＭＰａ〕の高圧を維持する。この後、一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙに対する駆動制御を解除し、加圧解除モードに移行させるとともに、補助シリンダ１３を駆動制御して、下熱盤２ｄを後退移動（下降）させる。このように、加圧解除モード時には、補助シリンダ１３により下熱盤２ｄを後退移動させることができるため、加圧系における回路構成の簡略化に貢献できる。

よって、このような本実施例に係る加圧機構１によれば、熱圧着工程等における加圧力に対する低圧，中圧及び高圧の広い圧力制御範囲における安定した細かな圧力制御パターンを容易に確保できるとともに、低圧，中圧及び高圧の広い圧力制御範囲全体における高度の制御精度を得ることができる。特に、一次加圧シリンダ４ｘ…には空気圧（エアＡ）を用いたが、二次加圧シリンダ３ａ…には油圧（オイルＬ）が作用するため、下熱盤（下加圧盤）２ｄに対して安定した加圧力を付与できる。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

例えば、実施例の加圧機構１は、加熱プレスユニット６８に備える場合を示したが、冷却プレスユニット６９や真空プレスユニット６７或いは特許第３３８１０２７号に開示される予熱を行うユニット等にも同様に適用することができる。また、実施例は二つのシリンダ群Ｂｘ，Ｂｙ（二つの一次加圧シリンダ４ｘ，４ｙ）を例示するとともに、二つの二次加圧シリンダ３ａ…を有するシリンダ群Ｂｘと四つの二次加圧シリンダ３ｃ…を有するシリンダ群Ｂｙを例示したが、これらの数量は任意である。さらに、必要により第一流体にオイルＬを用いてもよいし、第二流体にエアＡを用いてもよい。なお、積層基材ＷとしてはＩＣカードに用いて好適であるが、他の任意のカード類に適用できる。

本発明の好適な実施例に係る加圧機構を備える加熱プレスユニットの一部断面背面図、 同加圧機構を備える加熱プレスユニットの側面図、 同加圧機構の回路構成図、 同加圧機構における二次加圧シリンダの位置関係を示す斜視図、 同加圧機構の機能説明図、 同加圧機構を用いた熱圧着工程の圧力制御パターンを示す特性図、 同加圧機構を備えるラミネート装置によりラミネートする積層基材の一部を示す分解斜視図、 同ラミネート装置におけるワークトレー（トレー部）の平面図、 同ラミネート装置におけるワークトレーの背面図、 同ラミネート装置の全体構成を示す平面図、 同ラミネート装置の動作説明図、

１ 加圧機構
２ｕ 加圧盤
２ｄ 加圧盤
３ａ… 二次加圧シリンダ
４ｘ… 一次加圧シリンダ
５ 駆動制御手段
１１ｘ… 第一シリンダ部
１２ｘ… 第二シリンダ部
１３ 補助シリンダ
２１ｘ… 第一シリンダ部の後室
２２ｘ… 第一シリンダ部の前室
２３ｘ… 第二シリンダ部の後室
２４ｘ… 第二シリンダ部のピストンロッド室
Ｗ 積層基材
Ｍ ラミネート装置
Ｂｘ… シリンダ群
Ａ エア（第一流体）
Ｌ オイル（第二流体）

Claims (2)

1. 一対の加圧盤間に介在させた積層基材を加圧するラミネート装置の加圧機構において、前記加圧盤を加圧する複数のシリンダ群に分けた複数の二次加圧シリンダと、各シリンダ群にそれぞれ接続して各シリンダ群における前記二次加圧シリンダを駆動する複数の一次加圧シリンダと、加圧モード時に前記加圧盤を加圧方向に対して同一方向へ加圧し、かつ加圧解除モード時に反対方向へ引張る補助シリンダとを備え、前記一次加圧シリンダには、第一流体を供給可能な後室及び第二流体を収容可能な前室を有する低圧出力用の第一シリンダ部と、第一流体を供給可能な後室及び第二流体を収容可能なピストンロッド室を有する高圧出力用の第二シリンダ部とを設け、前記第一シリンダ部の前室と前記第二シリンダ部のピストンロッド室を合流させることにより対応する前記二次加圧シリンダに接続するとともに、少なくとも前記第二シリンダ部を、入力する圧力を増圧して出力する増圧シリンダにより構成し、かつ増圧比を前記第一シリンダ部の増圧比よりも大きく設定し、さらに、前記第一シリンダ部による低圧領域の駆動制御，前記第二シリンダ部による高圧領域の駆動制御及び選択した一次加圧シリンダによる中域領域の駆動制御を行う駆動制御手段を備えてなることを特徴とするラミネート装置の加圧機構。
2. 前記第一流体としてエアを用いるとともに、前記第二流体としてオイルを用いることを特徴とする請求項１記載のラミネート装置の加圧機構。

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