JP5081029B2 - 巻き取り装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリント配線板などの製造に用いられる積層板を形成するにあたって、複数枚の長尺のフィルム状材料を積層しながらロール状に巻き取るための巻き取り装置に関するものである。

従来より、樹脂フィルムと銅箔などの金属箔からなる積層板製造用のフィルム状材料を積層した後、加熱加圧成形して一体化することにより、両面銅張り積層板などの積層板を製造しているが、長尺のフィルム状材料を連続ラミネート装置により連続的に一体化して長尺の積層板を製造することが行われている。この場合、連続ラミネート装置に連続的に長尺のフィルム状材料を供給するために、予め複数枚の長尺のフィルム状材料を積層してロール状に巻き取るようにしている（例えば、特許文献１参照）。

従来、複数枚の積層板用の長尺のフィルム状材料をロール状に巻き取る場合には、巻き取り芯となる巻き取りロールに第一層目のフィルム状材料の一端を両面粘着テープで貼り付けて固定し、その後、第一層目のフィルム状材料に第二層目のフィルム状材料の一端を重ねて両面粘着テープで貼り付けて固定し、このようにして複数枚のフィルム状材料について順次巻き取りロールに固定した後、巻き取りロールを回転させて複数枚のフィルム状材料を重ねながら順次巻き取るようにしている。

このようにして巻き取る場合、例えば、最外層となるフィルム状材料を積層板の絶縁材料である樹脂フィルム（樹脂シート）とすると、樹脂フィルム自体のコシのなさ（剛性のなさ）、空気の噛み込み、導体材料である金属箔（銅箔）との摩擦係数の差による滑り悪さなどで、巻きずれを起こさない程度の自由度を各フィルム状材料に持たせて巻き取る必要があるが、上記のように両面粘着テープで各フィルム状材料の一端を貼り付けて固定するため、その自由度が規制されて、最外層の樹脂フィルムに巻き取り皺を発生させることがあった。この巻き取り皺は、後にフィルム状材料が順次巻き取られていく過程において、巻き締めの効果から金属箔に転写し、積層板の成形後に皺入り不良を発生させる原因となっていた。そこで、巻き取り作業を止めて皺を除く作業を付加する必要があり、時間的ロスを発生すると共に歩留まりを悪くすることもあった。さらに、樹脂フィルムを最外層にしない場合は、巻き取り皺の発生が目視で確認できないため、巻き取り皺の発生しない巻き取り装置が求められていた。
特開２００７−８６６３号公報

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、フィルム状材料の巻き取り皺の発生を未然に防止することができる巻き取り装置を提供することを目的とするものである。

本発明に係る巻き取り装置Ｍは、複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を積層しながらロール状に巻き取るための巻き取り装置Ｍにおいて、複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を積層しながら巻き取るための巻き取りロール１と、巻き取りロール１の上側に配置される押さえロール２とを備え、押さえロール２を巻き取りロール１側に近接することにより、積層された複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を押さえロール２で巻き取りロール１側に押圧自在に形成し、巻き取りロール１に斜め上方に突出する押さえロールガイド３を設けると共に押さえロールガイド３に押さえロール２を着脱自在に設け、積層された複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…のうち最も外側に配置されたフィルム状材料Ｆの巻き取り開始位置Ｓを押さえロール２が押圧するように、巻き取りロール１に対する押さえロールガイド３の突出角度を巻き取りロール１の接線に垂直になるように形成して成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２を昇降機４により昇降自在に形成して成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２の位置検知部５及び昇降機４の負荷量制御部６を備えて成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２にゴム等の弾性体のライニング材７を設けて成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、ライニング材７を太鼓状に形成して成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２の外面にその軸方向の略中央部から端部に向かって螺旋溝８を設けて成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２の昇温手段を備えて成ることを特徴とするものである。

更なる発明に係る巻き取り装置Ｍは、上記巻き取り装置Ｍにおいて、押さえロール２の外面に寸法目盛１０を設けて成ることを特徴とするものである。

本発明では、両面粘着テープによるフィルム状材料の自由度の規制がないので、フィルム状材料を皺が生じないように自由に動かすことができ、巻き取り皺の発生を未然に防止することができるものである。また、樹脂フィルムと金属箔の摩擦係数の差による滑り悪さを押さえロールの重量（荷重）による与圧で無視できるレベルにすることができ、巻き取り皺の発生を未然に防止することができるものである。

また、本発明では、各フィルム状材料の初期の巻き取り作業時に、押さえロールを押さえロールガイドから取り外すことができ、作業を容易に行うことができるものである。また、フィルム状材料の巻き取り開始位置に押さえロールの負荷がかかるために、空気の噛み込みを排除することができるものである。

押さえロールを昇降機により昇降自在に形成した場合には、回転中の押さえロールを昇降機により安全に昇降させることができ、押さえロールを上昇させることによって、巻き取り中に押さえロールの影に隠れて見えない部位のフィルム状材料の状態を確認することができるものである。

押さえロールの位置検知部及び昇降機の負荷量制御部を備えた場合には、位置検知部による押さえロールの位置検出結果や負荷量制御部による昇降機の負荷量の制御によって、巻き取り時にテーパテンション変化するテンションに応じて、押さえロールによる押さえつけ力を変化させることができ、巻き取り皺の発生を未然に防止することができるものである。

押さえロールにゴム等の弾性体のライニング材を設けた場合には、ライニング材をフィルム状材料に密着させることができ、空気の噛み込みを排除することができるものである。

ライニング材を太鼓状に形成した場合には、巻き取り皺が発生したときには中央から端へ皺を移動させることができ、皺を無くすることができるものである。

押さえロールの外面にその軸方向の略中央部から端部に向かって螺旋溝を設けた場合には、巻き取り皺が発生したときには中央から端へ皺を移動させることができ、皺を無くすることができるものである。

押さえロールの昇温手段を備えた場合には、各フィルム状材料を加熱して膨張させることができ、皺を伸ばしながら巻き取ることができるものである。

押さえロールの外面に寸法目盛を設けた場合には、巻き取り中に巻き取りズレの量を確認することができ、巻き取りズレの発生を早期に発見することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１に本発明の巻き取り装置Ｍの一例を示す。この巻き取り装置Ｍは、巻き取りロール１と押さえロール２と押さえロールガイド３とを備えて形成されている。巻き取りロール１はステンレス鋼などの金属製で円筒状に形成されている。また、巻き取りロール１は略水平な回転軸１ａを中心としてモータなどの駆動装置により回転駆動自在に形成されている。押さえロール２は巻き取りロール１と同様にステンレス鋼などの金属製で円筒状に形成されている。また、押さえロール２は巻き取りロール１と同様に略水平な回転軸２ａを中心として回転自在に形成されている。押さえロール２の直径は巻き取りロール１の直径よりも小さく（１／４程度）形成されている。押さえロールガイド３は、略リング状の取付部３ａの上面にガイド部３ｂを上方に向かって突出して形成されている。また、ガイド部３ｂには上下方向に長いスリット３ｃが形成されている。

そして、本発明の巻き取り装置Ｍを形成するにあたっては、まず、巻き取りロール１の外側に取付部３ａを嵌め込むことによって、一対の押さえロールガイド３、３を巻き取りロール１の両側部に取り付ける。このとき、押さえロールガイド３のガイド部３ｂは巻き取りロール１から略鉛直上向きに突出して配置され、スリット３ｃは巻き取りロール１の回転軸１ａを通る鉛直線と略平行に長く形成されている。また、一対の押さえロールガイド３、３のガイド部３ｂ、３ｂ同士及びスリット３ｃ、３ｃ同士は対向している。次に、押さえロール２の回転軸２ａの端部を押さえロールガイド３のスリット３ｃに差し込むことによって、押さえロール２を巻き取りロール１の上側に配設する。これにより、巻き取りロール１の回転軸１ａと押さえロール２の回転軸２ａとが鉛直線上に並ぶように配置される。また、回転軸２ａがスリット３ｃ内を上下動することによって、押さえロール２は巻き取りロール１に対して近接離間自在に形成されている。

図２に積層板用の複数枚のフィルム状材料を積層するための積層システムを示す。この積層システムは、一機の上記巻き取り装置Ｍと、三機の供給ロール１０、１１、１２と、三つの中間ロール１３、１４、１５とを備えて形成されている。

そして、複数枚の長尺のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を積層しながら巻き取るにあたっては、以下のようにして行う。まず、三機の供給ロール１０、１１、１２のそれぞれにロール状に巻かれた長尺のフィルム状材料Ｆをセットする。この例では、フィルム状材料Ｆとして銅箔等の金属箔Ｆ１、Ｆ２とポリイミドフィルムなどの樹脂フィルムＦ３を用いるものである。また、最外層に樹脂フィルムＦ３を積層するため、巻き取り装置Ｍから最も遠い供給ロール１２に樹脂フィルムＦ３をセットし、残りの供給ロール１０、１１に金属箔Ｆ１、Ｆ２をセットする。

次に、図２（ａ）に示すように、巻き取り装置Ｍから最も近い供給ロール１０から一層目の金属箔Ｆ１を解きながら引き出し、その端部を巻き取り装置Ｍに固定してセットする。このとき、金属箔Ｆ１はその途中で中間ロール１３に掛架することができるが、中間ロール１３を経由せずに直接供給ロール１０から巻き取り装置Ｍに金属箔Ｆ１を送るようにしてもよい。また、金属箔Ｆ１のセットは、巻き取りロール１と押さえロール２の間に金属箔Ｆ１の端部を挟持した後、金属箔Ｆ１を押さえロール２の自重により巻き取りロール１側に押圧しながら巻き取りロール１を回転させることによって、金属箔Ｆ１を巻き取りロール１に数周巻き付けるようにするものであり、これにより、金属箔Ｆ１は自らの巻き圧によって巻き取りロール１への固定度合いを増すようにする。

次に、図２（ｂ）に示すように、巻き取り装置Ｍから二番目に近い供給ロール１１から二層目の金属箔Ｆ２を解きながら引き出し、その端部を巻き取り装置Ｍに固定してセットする。このとき、金属箔Ｆ２はその途中で中間ロール１４に掛架することができるが、中間ロール１４を経由せずに直接供給ロール１１から巻き取り装置Ｍに金属箔Ｆ２を送るようにしてもよい。また、金属箔Ｆ２のセットは、巻き取りロール１に巻き取られた上記金属箔Ｆ１と押さえロール２の間に金属箔Ｆ２の端部を挟持した後、金属箔Ｆ２を押さえロール２の自重により巻き取りロール１に巻き取られた上記金属箔Ｆ１側に押圧しながら巻き取りロール１を回転させることによって、金属箔Ｆ２を巻き取りロール１に数周巻き付けるようにするものであり、これにより、金属箔Ｆ２は自らの巻き圧によって巻き取りロール１への固定度合いを増すようにする。

次に、図２（ｃ）に示すように、巻き取り装置Ｍから最も遠い供給ロール１２から三層目（最外層）の樹脂フィルムＦ３を解きながら引き出し、その端部を巻き取り装置Ｍに固定してセットする。このとき、樹脂フィルムＦ３はその途中で中間ロール１５に掛架することができるが、中間ロール１５を経由せずに直接供給ロール１２から巻き取り装置Ｍに樹脂フィルムＦ３を送るようにしてもよい。また、樹脂フィルムＦ３のセットは、巻き取りロール１に巻き取られた上記金属箔Ｆ２と押さえロール２の間に樹脂フィルムＦ３の端部を挟持した後、樹脂フィルムＦ３を押さえロール２の自重により巻き取りロール１に巻き取られた上記金属箔Ｆ２側に押圧しながら巻き取りロール１を回転させることによって、樹脂フィルムＦ３を巻き取りロール１に数周巻き付けるようにするものであり、これにより、樹脂フィルムＦ３は自らの巻き圧によって巻き取りロール１への固定度合いを増すようにする。

このようにして複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を巻き取りロール１に固定してセットした後、巻き取りロール１を回転させることによって、図２（ｄ）に示すように、複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…を積層しながら巻き取りロール１にロール状に連続的に巻き取っていく。この際、巻き取り径によってフィルム状材料Ｆにかかる張力を変化させるテーパテンションを利用する。

そして、上記の巻き取り装置Ｍでは、押さえロール２を上動させることによって、押さえロール２によるフィルム状材料Ｆの巻き取りロール１側への押圧を解除し、フィルム状材料を皺が生じないように自由に動かすことができ、従来のように両面粘着テープによるフィルム状材料Ｆの自由度の規制がないので、巻き取り時にフィルム状材料Ｆ（特に、最外層の樹脂フィルムＦ３）に巻き取り皺の発生を防止することができる。また、樹脂フィルムＦ３と金属箔Ｆ１であるフィルム状材料Ｆはコシ（剛性）がないため、樹脂フィルムと金属箔の摩擦係数の差による滑り悪さを押さえロールの重量（荷重）による与圧で無視できるレベルにすることができる。

図３（ａ）（ｂ）に他の実施の形態を示す。この巻き取り装置Ｍは巻き取りロール１と押さえロール２と押さえロールガイド３とを備えて形成されているが、押さえロールガイド３は巻き取りロール１から鉛直上向きに突出せず、斜め上方に傾いて突出している。このとき、押さえロールガイド３の傾き角度は、鉛直線に対して後方側（巻き取りロール１の巻き取り時の回転方向側）に約４５°とすることができる。また、この巻き取り装置Ｍの押さえロールガイド３には上記のようなスリットは形成されておらず、押さえロールガイド３の先端は開放端として形成されている。そして、押さえロール２はその回転軸２ａを押さえロールガイド３上で転動するようにして巻き取りロール１の上側に配置されている。従って、押さえロール２は押さえロールガイド３の巻き取りロール１からの突出方向に沿って斜め方向で上下に近接離間自在に形成されている。その他の構成は図１に示す実施の形態とほぼ同様である。

この巻き取り装置Ｍでは、図１に示す実施の形態とほぼ同様にして複数枚の長尺のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…をセットして巻き取ることができるが、図１のものに比べて、押さえロールガイド３に対する押さえロール２の取り付け及び取り外しを容易に行うことができる。すなわち、図１のものでは押さえロールガイド３のスリットに押さえロール２の回転軸２ａを差し込むようにしているが、この巻き取り装置Ｍでは、押さえロール２の回転軸２ａが押さえロールガイド３に載置されているだけなので、容易に着脱することができる。そして、一層目、二層目、三層目のそれぞれのフィルム状材料Ｆの巻き取りロール１への初期巻き取り作業時（セット時）に押さえロール２を取り外すことで、フィルム状材料Ｆの巻き取りロール１へのセットを容易に行うことができるものである。また、この巻き取り装置Ｍでは、積層された複数枚のフィルム状材料Ｆ、Ｆ…のうち最も外側に配置されたフィルム状材料Ｆ（樹脂フィルムＦ３）の巻き取り開始位置Ｓを押さえロール２で押圧するように、巻き取りロール１に対する押さえロールガイド３の突出角度を設定している。また、最も外側に配置されたフィルム状材料と巻き取りロール１の接線に垂直（法線）になるように、巻き取りロール１に対する押さえロールガイド３の突出角度を設定している。そして、フィルム状材料Ｆと巻き取りロール１が最初に接する部分である巻き取り開始位置Ｓ付近でフィルム状材料Ｆに押さえロール２の押圧による負荷がかかるために、積層されるフィルム状材料Ｆ、Ｆの間の空気の噛み込みを排除することができるものである。

図４に他の実施の形態を示す。この巻き取り装置Ｍでは昇降機４を備えるものであり、その他の構成は図１又は図３のものと同様である。図４（ａ）は図１のものに昇降機４を設けたもの、図４（ｂ）は図３のものに昇降機４を設けたものである。昇降機４としてはエアシリンダなどを用いることができる。図４（ａ）（ｂ）に示すものでは、シリンダ部４ａに下方に突出するロッド部４ｂを設けて昇降機４が形成されており、ロッド部４ｂの先端（下端）に押さえロール２が連結されている。そして、シリンダ部４ａの上端を中心として昇降機４を上下に回動させることによって、押さえロール２を昇降駆動自在に形成している。

この巻き取り装置Ｍでは、巻き取り作業時において、回転中の押さえロール２を昇降機４により安全に昇降させることができ、押さえロール２を上昇させることによって、巻き取り作業中に、押さえロール２の影に隠れて見えない部位のフィルム状材料Ｆの状態を確認することができ、巻き取り皺の発生を未然に防止することができるものである。

図５に他の実施の形態を示す。この巻き取り装置Ｍは図４（ａ）のものにおいて、押さえロール２の位置検知部５と昇降機４の負荷量制御部６とを備えたものであり、その他の構成は上記と同様である。位置検出部５はスリット３ｃの上端付近において押さえロールガイド３に取り付けられている。位置検出部５は押さえロール２の高さ位置を検出するセンサで形成することができる。負荷量制御部６は、位置検出部５による押さえロール２の高さ位置の検出結果に基づいて、昇降機４のロッド部３ｂの突出長さを制御するなどして押さえロール２によるフィルム状材料Ｆの押圧力を変化させるものであり、マイクロコンピュータなどで形成することができる。

この巻き取り装置Ｍは、フィルム状材料Ｆの巻き取り時にテーパテンション変化するテンション（巻取りを作る時に、巻取り軸のテンションを最初強くし、その後巻取りが大きくなるにつれて徐々にテンションを減少させるようにテンションをテーパー状にコントロールすること）に応じて、押さえロール２による押圧力を変化させることができ、テーパテンションを容易に行うことができるものである。

図６に押さえロール２の他例を示す。この押さえロール２では外周面にゴム等の弾性体からなるライニング材７を設けたものであり、その他の構成は上記と同様である。ライニング材７は押さえロール２の外周面を全面にわたって覆うようにして設けられている。

この押さえロール２では、ステンレス鋼の代わりに、ゴムなどの弾性体のライニング材７をフィルム状材料Ｆに密着させることができ、空気の噛み込みを容易に排除することができるものである。

図７に押さえロール２の他例を示す。この押さえロール２では、図７においてライニング材７を太鼓状に形成したものであり、その他の構成は上記と同様である。すなわち、ライニング材７は押さえロール２の軸方向の中央部から両端に向かうほど外径が徐々に小さくなるように形成されている。

この押さえロール２では、図６のものと同様の効果に加えて、巻き取り皺が発生した場合に、この皺を太鼓状のライニング材７で押圧してフィルム状材料Ｆの幅方向の中央部から両端へと移動させることができ、巻き取り皺を容易に除去できるものである。

図８に押さえロール２の他例を示す。この押さえロール２では、押さえロール２の外面にその軸方向の略中央部から両端部に向かって螺旋溝８を設けたものであり、その他の構成は上記と同様である。螺旋溝８は押さえロール２の中央部から一方の端部と他方の端部のそれぞれに至るものがあり、左右の各螺旋溝８のネジ方向が逆になるように形成されている。

この押さえロール２では、巻き取り皺が発生した場合に、この皺を螺旋溝８に沿わせて押圧してフィルム状材料Ｆの幅方向の中央部から両端へと移動させることができ、巻き取り皺を容易に除去できるものである。

図９に押さえロール２の他例を示す。この押さえロール２は昇温手段Ｈ（矢印で示す）により昇温されるものであり、その他の構成は上記と同様である。昇温手段Ｈとしては温水や電気ヒータで生じる熱気を用いることができ、押さえロール２の回転軸２ａから内部に温水を供給したり熱気を供給したりして押さえロール２を加熱するものである。例えば、樹脂フィルムがポリイミドの場合は、ポリイミドの脱湿による性状変化を防止する等のために押さえロール２を例えば、３０〜８０℃に昇温することができる。

この押さえロール２では、フィルム状材料Ｆ（特に最外層のフィルム状材料Ｆ）を加熱により膨張させることができ、巻き取り皺を伸ばしながら巻き取りができるものであり、巻き取り皺を少なくすることができるものである。

図１０に押さえロール２の他例を示す。この押さえロール２はその外面に寸法目盛１０を設けたものであり、その他の構成は上記と同様である。寸法目盛１０は押さえロール２の外周面に多数本の線を等間隔（例えば、１〜１０ｍｍの間隔）で設けるようにして形成することができる。

この押さえロール２では、フィルム状材料Ｆの巻き取り中に巻き取りズレの量を確認することができ、巻き取りズレの発生を早期に発見することができるものである。

本発明の実施の形態の一例を示し、（ａ）は一部断面の正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明を用いた巻き取り工程の一例を示し、（ａ）乃至（ｄ）は概略図である。 同上の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）は一部断面の正面図、（ｂ）は側面図である。 同上の他の実施の形態の一例を示し、（ａ）（ｂ）は側面図である。 同上の他の実施の形態の一例を示す側面図である。 同上の押さえロールの一例を示す正面図である。 同上の押さえロールの他例を示す正面図である。 同上の押さえロールの他例を示す正面図である。 同上の押さえロールの他例を示す正面図である。 同上の押さえロールの他例を示す正面図である。

符号の説明

Ｆ フィルム状材料
Ｈ 昇温手段
Ｓ 巻き取り開始位置
Ｍ 巻き取り装置
１ 巻き取りロール
２ 押さえロール
３ 押さえロールガイド
４ 昇降機
５ 位置検知部
６ 負荷量制御部
７ ライニング材
８ 螺旋溝
１０ 寸法目盛

Claims (8)

1. 複数枚のフィルム状材料を積層しながらロール状に巻き取るための巻き取り装置において、複数枚のフィルム状材料を積層しながら巻き取るための巻き取りロールと、巻き取りロールの上側に配置される押さえロールとを備え、押さえロールを巻き取りロール側に近接することにより、積層された複数枚のフィルム状材料を押さえロールで巻き取りロール側に押圧自在に形成し、
   巻き取りロールに斜め上方に突出する押さえロールガイドを設けると共に押さえロールガイドに押さえロールを着脱自在に設け、積層された複数枚のフィルム状材料のうち最も外側に配置されたフィルム状材料の巻き取り開始位置を押さえロールが押圧するように、巻き取りロールに対する押さえロールガイドの突出角度を巻き取りロールの接線に垂直になるように形成して成ることを特徴とする巻き取り装置。
2. 押さえロールを昇降機により昇降自在に形成して成ることを特徴とする請求項１に記載の巻き取り装置。
3. 押さえロールの位置検知部及び昇降機の負荷量制御部を備えて成ることを特徴とする請求項２に記載の巻き取り装置。
4. 押さえロールにゴム等の弾性体のライニング材を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の巻き取り装置。
5. ライニング材を太鼓状に形成して成ることを特徴とする請求項４に記載の巻き取り装置。
6. 押さえロールの外面にその軸方向の略中央部から端部に向かって螺旋溝を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の巻き取り装置。
7. 押さえロールの昇温手段を備えて成ることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の巻き取り装置。
8. 押さえロールの外面に寸法目盛を設けて成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の巻き取り装置。

Images