JP6030542B2 - プラズマ処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート状の被加工物の処理面にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置に関する。

従来、絶縁材料等シート状の被加工物の接合を良好に行なうために、減圧容器内で被加工物の接合面(処理面)にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置は既に公知である（例えば特許文献１）。
上記プラズマ処理装置は、減圧容器（加工室）内に、被加工物を巻付けた繰出ローラと、該繰出ローラから繰出し送りされる被加工物を巻付ける巻取ローラと、両者間で被加工物を支持送りする支持ローラにグロー放電を生じさせる電極を対設したプラズマ装置とからなる加工部を設置している。そして、真空状態に減圧した減圧容器内で、被加工物を繰出ローラから巻取ローラに送る送り経路中でプラズマ処理部によってプラズマ処理を施すものである。

特開２０１１−８６３９０号公報

上記特許文献１に示されるプラズマ処理装置は、減圧容器内で被加工物の処理面を均質にプラズマ処理して、処理面の親水性や濡れ性を改質し接着性を高めることができる等の特徴がある。然しながら、このプラズマ処理装置は、減圧容器を仕切壁によって仕切られた巻き出し室と、処理室と、巻き取り室との３部屋を横方向に連設し、各室内に、被加工物が円柱状に巻かれて支持される巻き出しローラ(被加工ロール)と、電極及び永久磁石を備える支持ローラからなるプラズマ処理部と、巻き出しローラから繰出される被加工物を巻き取って円柱状の済加工ロールにする巻取ローラを各別に収容している。

従って、ローラや各機器を収容した３部屋を横方向に連結して減圧容器を構成するプラズマ処理装置は、箱状体の装置機体が一般的には横方向に７〜８ｍ程度となって長大化して過大な設置面積及び体積を占めると共に、移動運搬や設置及び全体の気密保持構造が煩雑化するため設置及び製造上の欠点がある。またメンテナンス作業毎に減圧解除して大気圧になった減圧容器に対して行う減圧作業には、所定の真空度になるまでに長い減圧時間を必要とする等の問題がある。また被加工ロールの装填作業並びに済加工ロールの取出し作業や点検修理等のメンテナンス作業を行うとき、作業者は被加工ロールから巻取ローラに至る長い被加工物の送り経路を移動して作業を行なう煩雑さがある。さらに、横方向に長い送り経路を有するプラズマ処理装置では、被加工物の始端側と終端側でプラズマ処理できない部分を残す送り経路材料ロスを大きくすることになり製品の収率を低くする等の課題もある。

上記課題を解決するための本発明のプラズマ処理装置は、第１に、減圧自在な加工室１１内に、被加工物２を巻付けた繰出ローラ３８と、該繰出ローラ３８から繰出して送られる被加工物２を巻付ける巻取ローラ３９と、両者の間で被加工物２を支持送りする支持ローラ４１，４２にグロー放電を生じさせる電極６７を備えるプラズマ処理部６からなる加工部７を設け、減圧した加工室１１内で被加工物２を繰出ローラ３８から巻取ローラ３９に送る送り経路中で、プラズマ処理部６によってプラズマ処理をするプラズマ処理装置１において、前記加工部７を、装置機台３ａから立設した左右の立壁フレーム１３，１４と、その上部を左右方向に連結する横向きの支持フレーム１６によって形成される移動スペース１７内に、一方の立壁フレーム１４から横向きに突出させて構成すると共に、上記支持フレーム１６に横向きのチャンバ８を加工部７を覆う加工姿勢と露出させる非加工姿勢とに切換移動自在に取付け、加工姿勢にしたチャンバ８の開口部８ｃを立壁フレーム１４に接当させて閉鎖することにより、減圧自在な加工室１１を形成してプラズマ処理を行なうように構成したことを特徴としている。

第２に、加工部７の前後方向一側に、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とを上下方向に配設すると共に、他側にプラズマ処理部６を配設することを特徴としている。

第３に、プラズマ処理部６を、被加工物２の裏面と表面とを各別にプラズマ処理をする電極６７を備えた第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２とを上下方向に隣接させて構成することを特徴としている。

第４に、プラズマ処理部６と巻取ローラ３９との間に、被加工物２を巻取ローラ３９側に向けて送る駆動ローラ４７を設けることを特徴としている。

第５に、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９と支持ローラ４１，４２を、立壁フレーム１４から被加工物２の送り経路内に向けて横向きに突設させる複数のビーム１４ａを介して取付けることを特徴としている。

第６に、複数のビーム１４ａを上下方向に並べて立壁フレーム１４から横向きに突設すると共に、複数のビーム１４ａの先端部を取付板１４ｂによって連結することを特徴としている。

請求項１の発明によれば、繰出ローラと巻取ローラとプラズマ処理部等からなる加工部を、装置機台から立設した左右の立壁フレームと、その上部を左右方向に連結する横向きの支持フレームによって形成される移動スペース内に、一方の立壁フレームから横向きに突出させて構成すると共に、上記支持フレームに横向きのチャンバを加工部７を覆う加工姿勢と露出させる非加工姿勢とに切換移動自在に取付け、加工姿勢にしたチャンバの開口部を立壁フレームに接当させて閉鎖することにより、減圧自在な加工室を形成してプラズマ処理を行なうように構成したことにより、装置フレームを、装置機台から立設した左右の立壁フレームの上部を横向きの支持フレームによって連結して立壁フレームの横揺れを防止した剛体構造にし、内方に広い移動スペースを形成することができるため、支持フレームを利用してチャンバを移動スペース内に簡潔な構成によって移動自在に支持すると共に、加工姿勢にしたチャンバと立壁フレームとの接当によるシール構造によって、気密性に勝れた加工室を速やかに形成して被加工物のプラズマ処理を能率よく廉価に行うことができる。

またチャンバを非加工姿勢にしたとき、立壁フレームから横向きに突出する加工部の周囲を広く開放して作業者の移動を容易にするため、被加工物の巻き掛け作業や点検修理等のメンテナンス作業を能率よく行うことができる。

請求項２の発明によれば、加工部の前後方向一側に、繰出ローラと巻取ローラとを上下方向に配設すると共に、他側にプラズマ処理部を配設することにより、加工部に対する繰出ローラと巻取ローラの着脱作業を、プラズマ処理部に支障されることなく一側から能率よく簡単に行うことができる。また被加工物の送り経路を可及的に短くすることを可能にして、送り経路材料ロスを低減し製品の収率を向上することができる。

請求項３の発明によれば、プラズマ処理部を、被加工物の裏面と表面とを各別にプラズマ処理をする電極を備えた第１支持ローラと第２支持ローラとを上下方向に隣接させて構成することにより、第支持ローラと第支持ローラとを繰出ローラと巻取ローラの他側のスペースを利用して配設するので、リング状の送り経路を形成する加工部を立壁フレームの側方にコンパクトに纏め装置の小型化を図ることができる。また被加工物の裏面と表面とを一連にプラズマ処理をすることができると共に、プラズマ処理部に対する被加工物の巻き掛け作業並びに電極等のメンテナンス作業を行い易くすることができる。

請求項４の発明によれば、プラズマ処理部と巻取ローラとの間に、被加工物を巻取ローラ側に向けて送る駆動ローラを設けることにより、プラズマ処理部の下流側でプラズマ処理中の被加工物を、駆動ローラの強制送りによって引張りながら弛みや皺の発生を防止して均質なプラズマ処理を行わせる。また送り経路終端側で巻取ローラによる巻取り負荷を軽減して、被加工物の損傷を防止しながらスムーズな巻取りを促進し被加工物の加工品質を高めることができる。

請求項５の発明によれば、繰出ローラと巻取ローラと支持ローラ等を、立壁フレームから被加工物の送り経路内に向けて横向きに突設させる複数のビームを介して取付けることにより、被加工物をビーム周りにループ状の送り経路を形成する加工部を簡単に構成することができる。これにより作業者が前後左右方向に大きく移動することなく、加工部周りで送り経路全体を確認しながら皺や弛みのない被加工物の巻き掛け作業やメンテナンス作業を行い易くすることができる。またビームを複数にすることにより、各ローラを所望位置に軸受部等を大型複雑化させることなく設けることができると共に、加工部の重量を安定よく支持することができる。

請求項６の発明によれば、複数のビームを上下方向に並べて立壁フレームから横向きに突設すると共に、複数のビームの先端部を取付板によって連結することにより、立壁フレームから上下間隔を有して突設し先端を取付板によって連結した各ビームは、各ローラを前後方向の所望位置に取付け易くし送り経路の小径化を可能にすると共に、加工部の重量に対し歪等を生じさせることなく上下方向のビーム剛性を高め、加工部の精度及び安定性を確保することができる。

チャンバを非加工姿勢にしたプラズマ処理装置を示す正面図である。 チャンバを加工姿勢にしたプラズマ処理装置を示す平面図である。 プラズマ処理装置の左側面図である。 加工部と加工室の構成を示す縦断面図である。

本発明の一実施の形態について図面に基づいて説明する。図１，図２において符号１は、シート状や布帛状に形成された被加工物２の処理面にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置である。被加工物２としては、例えば、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等ポリエステル樹脂系フィルム、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂系フィルム、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂系フィルム、ＰＩ（ポリイミド）樹脂系フィルム、ＰＰ（ポリプロピレン）等のポリオリレフィン系樹脂系フィルム、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素樹脂系フィルム、並びに銅、アルミ、ステンレス箔等がある。また絶縁材料等のＰＰＳフィルム（ポリフェニレンサルファイドフィルム）、メタ系のアラミドペーパー等があるが、特に限定されるものではない。

このプラズマ処理装置１は、機体を構成する装置フレーム３の一側(右側)に、被加工物２の一連の送り経路を形成する送り装置４と、該送り装置４の中途に配設されて被加工物２をプラズマ処理するプラズマ処理部６からなる加工部７を設置し、且つ他側(左側)に該加工部７を開閉自在に覆う減圧容器となるチャンバ８を左右方向に移動自在に支持するチャンバ支持部９を配設している。

これによりプラズマ処理装置１は図２，図４に示すように、被加工物２がプラズマ処理加工用にロール巻きされた被加工ロール２ａをセットした加工部７に対し、チャンバ８を右方移動して加工部７を内嵌した加工姿勢にしたとき、後述する立壁フレーム１４に接当させて閉鎖し内部に気密状態の加工室１１を形成する。そして、減圧装置１２の駆動とバルブ開放によって減圧された加工室１１内で、所定の真空下において被加工物２をプラズマ処理部６によってプラズマ処理しながら処理加工済みの済加工ロール２ｂとしてロール巻きにする。

次いで、プラズマ処理装置１は処理加工を完了したとき、図１に実線で示すように、チャンバ８を左方に移動させて加工部７を露出状態にして非加工姿勢にすることができる。これにより露出された加工部７から上記済加工ロール２ｂを取り去ると共に、新たな被加工ロール２ａを装填したのち、チャンバ８を図１の点線及び図２の実線で示す加工姿勢にすることにより、再び被加工物２の処理加工を能率よく連続的に行うことができるものである。

次に、プラズマ処理装置１の上記各部の構成について詳述する。先ず、装置フレーム３は、縦横のフレーム部材によって平面視で方形状をなすように形成された装置機台３ａに対し、左端側に立壁フレーム１３と右側中途部に立壁フレーム１４とを略平行状に立設している。上記左右の立壁フレーム１３，１４の上部は、パイプ材からなる２本の支持フレーム１６によって前後間隔を有して平行状に着脱可能に連結している。これにより各支持フレーム１６は、立壁フレーム１３，１４の横揺れを防止する補強部材となり装置フレーム全体を剛体構造にすると共に、チャンバ８を左右移動自在とする安定性の高いガイド部材として兼用するように構成している。

また装置フレーム３は、上記各フレーム部材によって内方に広い移動スペース１７を形成するため、支持フレーム１６は十分な移動量を確保しながらチャンバ８を略水平方向にスムーズに案内支持、チャンバ８を押し引きする動作によって簡単に左右移動をさせることができる。またチャンバ８の非加工姿勢において、作業者は加工部７の周囲を自由に移動することができるので、被加工物２の巻き掛けセット作業や機器の点検修理等のメンテナンス作業も容易にすることができる。そして、立壁フレーム１４は、片持ち状態で移動スペース１７内に臨ませる加工部７を精度と安定性を有して支持する。

また上記構成により加工部７とチャンバ８は、所定高さを自由に選定して設置することができると共に、加工部７の下方にフオークリフトの荷積用の爪を差し込み可能な空間スペースを容易に形成することができるため、各種のメンテナンス作業を容易にすることができる等の特徴がある。

一方、立壁フレーム１３は図３に示すように、壁面中途部にチャンバ８の左端側を挿入させるチャンバ挿入孔１３ａを形成している。これによりプラズマ処理装置１は、左方移動し非加工姿勢時のチャンバ８を装置機台３ａの外側に一部突出させて支持し、左右機体長さを短縮し装置の小型化を図りながら、移動スペース１７の左右幅を広く形成してメンテナンス作業をより行い易くする。

また立壁フレーム１４は、縦中心線又はその近傍位置においてパイプ材からなる２本のビーム１４ａを所定の上下間隔を有して横向きに片持ち状態で突設し、該２本のビーム１４ａの先端を任意形状の取付板１４ｂによって着脱自在に連結している。これにより各ビーム１４ａは、加工部７の送り装置４を構成する各種ローラ及び構成部材の所定位置への取付けを、ビーム１４ａを介しビーム周りに精度及び安定性を確保した簡潔な構成によって行い易くしている。

即ち、複数のビーム１４ａを上下方向に並べて立壁フレーム１４から横向きに突設し、各ビーム１４ａの先端部を取付板１４ｂによって連結しているので、各ビーム１４ａは上記構成部材の重量並びに被加工ロール２ａ等の重量を、上下方向のビーム剛性を高めて重量歪や変形等を生ずることなく加工部７を精度よく構成することができ、立壁フレーム１４側から片持ち状態で移動スペース１７内に安定よく臨ませることができる。また上下のビーム１４ａの間には、前記繰出し巻取り側にある被加工物２に対してプラズマ処理時のグロー放電等の影響を遮断する仕切壁１４ｃを、図４に２点鎖線で示すように簡単な構成によって設けることができる。即ち、仕切壁１４ｃは必要によりビーム１４ａを利用して加工室１１内に取付けることができる。また仕切壁１４ｃはチャンバ８を取付部材として所望箇所への設置を容易にすることができる。

装置機台３ａは、床面との間にフォークリフトの爪を挿入自在とする運搬用空間部３ｂを、機台本体の左右端側に枕機台３ｃを設けることによって形成している。これにより小型軽量構造となして製作されるプラズマ処理装置１は、汎用的なフォークリフトを利用して運搬移動や加工現場への設置を容易に行うようにしている。

一方、上記構成のように構成される装置フレーム３は、立壁フレーム１４の右側に前記加工部７を制御自在に作動させる作動部１８を設置し、該作動部１８はカバー１９によって開閉可能に覆っている。そして、カバー１９の前面には作動部１８を制御操作するコントロール部２１を設置している。このコントロール部２１には各作動部１８の操作用スイッチ及びモニタ並びに減圧装置１２の圧力計等を備えている。

上記減圧装置１２は、真空粗挽き用減圧装置１２ａと制御用減圧装置１２ｂ等からなり、プラズマ処理装置１の右側に隣接させて配置している。この減圧装置１２は、コントロール部２１に設けられる操作スイッチを操作し自動並びに手動によって所定の真空度に設定することができる。また減圧装置１２は、その気体管路を利用して真空状態の加工室１１内に窒素或いはアルゴン等所定のガスを注入可能な図示しないガス置換装置を付設している。

次に、チャンバ８について図１〜図４を参照し説明する。図示例のチャンバ８は、加工部７を挿入して覆う直径と長さの円筒状のドラム８ａの左端をドラム壁８ｂによって閉じ、右端を開口させた開口部８ｃに広幅な鍔部８ｄを設けた横向き椀型形状となしている。このチャンバ８は、ドラム８ａとドラム壁８ｂの所要箇所に複数の点検窓２２を設けることにより、各点検窓２２を介して加工室１１内の各部の作業状態を外部から簡単に視認することができる。

そして、チャンバ８のドラム８ａの外周上部には、左右前後に複数(４個)の取付部材２３を設けており、各取付部材２３は各支持フレーム１６にスライド自在に嵌挿して、チャンバ８を前後方向の揺れを規制して移動自在に支持する。これによりチャンバ８は、支持フレーム１６に吊り下げ状態で支持され、且つ図１に実線で示す非加工姿勢から図２に実線で示す加工姿勢に択一的に切換移動することができる。またチャンバ８は加工姿勢において、鍔部８ｄを立壁フレーム１４の平坦な壁面に対しリング状のシール部材３４を介して緩衝性を有して接当し、開口部８ｃを立壁フレーム１４によって気密に閉鎖することができる。

これによりチャンバ８は、加工姿勢における加工室１１内の減圧及び減圧保持を、シール部を少なくすると共に簡潔で気密性の高いシール構造によって確実且つ容易にしている。またチャンバ８は加工姿勢にするとき、立壁フレーム１４側に設けた複数のチャック部材３６によって加工姿勢を保持させることが望ましい。この場合のチャック部材３６は、エアーシリンダ等の伸縮作動によって往復作動させる爪部を、開口端８ｂの鍔部８ｄを固定及び固定解除自在にする構成によって簡単に係脱保持することができる。

次に、加工部７について図１，図４を参照し説明する。先ず加工部７の送り装置４は、前記ビーム１４ａ，１４ａの手前側（前方）において、下側と上側に被加工ロール２ａ用の繰出ローラ３８と済加工ロール２ｂ用の巻取ローラ３９とを対をなして平行状に軸支し、共に矢印で示す繰出し方向と巻取り方向に同時回転駆動自在にしている。また前記ビーム１４ａの背後側（後方）には、プラズマ処理用の第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２とを、上下方向で平行状に対をなし遊転自在に軸支している。

またビーム１４ａの下側において、繰出ローラ３８と第１支持ローラ４１との間の所要箇所には、被加工物２の送り方向下流側に向けて繰出ローラ３８から繰出される被加工物２の裏面に接して転動する第１張りローラ４３と、表面に接して転動する第２張りローラ４４と、裏面に接して転動する第３張りローラ４６とを軸支している。一方、ビーム１４ａの上側で第２支持ローラ４２と巻取ローラ３９との間の所要箇所には、送り方向下流側に向けて第２支持ローラ４２から送られる被加工物２の表面に接して回転駆動する駆動ローラ４７と、裏面に接して転動する第４張りローラ４８と、裏面に接して転動する第５張りローラとなる張力検出ローラ４９と、その下流側に表面に接して転動する第６張りローラとなる張力調整ローラ５１とを軸支している。そして、上記各ローラの軸両端は、それぞれ直近のビーム１４ａ或いは立壁フレーム１４等を利用して、各軸受部５２を介して軸支される。

これにより送り装置４は、被加工物２を繰出ローラ３８から巻取ローラ３９に送るループ状の送り経路をビーム１４ａ周りに形成すると共に、各ローラをビーム１４ａ側に近接させた状態で適正張り位置にコンパクトに纏めて配設することができる。また送り経路内に設けたビーム１４ａ等に対し、軸受部５２を複雑大型化させることなく各ローラを簡潔で軽量な構造によって設けることができる。

さらに、上記送り装置４を備える加工部７は、ビーム１４ａとの取付位置を選択し送り経路をできるだけ小径状に形成してコンパクトに構成することができるため、チャンバ８のチャンバ直径を徒に大きくすることなく側方から効率よく覆うことができる。従って、無駄なスペースを排してチャンバ８の小型軽量化を図ることができ、また支持フレーム１６に対する支持構造及び左右方向へのスライド移動を手動操作によっても簡単に行うことができる等の特徴がある。

また加工部７は、上記送り経路中で第２支持ローラ４２の下流側に駆動ローラ４７を設けて被加工物２を強制送りをするようにしている。これにより被加工物２は、弛みや皺の発生を抑制してプラズマ処理部６の電極６７による均質なプラズマ処理が行われ、また送り経路終端側で巻取ローラ３９による巻取り負荷を軽減して被加工物２を損傷することなくスムーズな巻取りが促進される。また駆動ローラ４７と巻取ローラ３９の間には張力検出ローラ４９を設けることにより、送り経路の終端側で巻取り径の変化等に伴う被加工物２の張力を検出して、巻取ローラ３９の回転駆動制御を適正且つ容易に行うようにしている。

実施形態の張力検出ローラ４９は、その軸受部５２に被加工物２の張り負荷を圧力や歪等を張力として検知する張力センサ４９ａを介してビーム１４ａに取付けている。これにより上記張力センサ４９ａは、被加工物２の張力を検知して巻取ローラ３９の回転力を制御し、巻取ローラ３９が被加工物２を順次巻取り径を大きくして巻取る際の、巻取り力(張力)及び巻取り姿を適正にするようにしている。

即ち、張力センサ４９ａは、被加工物２の張力が所定値より大きい検出値を検知した場合に、巻取ローラ３９の回転力を低くし張力を弱め被加工物２の損傷を防止する。また張力センサ４９ａは、上記張力が所定値より小さい検出値を検知した場合に、巻取ローラ３９の回転力を高くし張力を強め被加工物２の皺や弛みの発生を防止する。また材質の異なる被加工物２毎に適応した巻き締めと巻き姿を適正に制御する。

繰出ローラ３８と巻取ローラ３９は、共にフィルム或いはシート状の被加工物２の巻付け構造を備えた公知の構成からなるリールであり、その両端をローラ取付け間隔を有して配設され係脱継手構造を備える軸受部５２，５２によって、着脱自在に取付けることができる。これにより繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とは、取付け状態において作動部１８側から図４に矢印で示すように、繰出し方向と巻取り方向に向けて回転駆動されるものである。尚、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９は、必要により逆回転駆動させることもできる。

そして、巻取ローラ３９と繰出ローラ３８を備える繰出し巻取り部は、加工部７の前後方向一側（前側）に配設して、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とを上下方向に纏めて設置すると共に、他側（後側）にプラズマ処理部６を配設して支持していることにより、ビーム１４ａを挟んで振り分け状に配設される両者のメンテナンス作業を各別に行い易くすることができる。また被加工ロール２ａと済加工ロール２ｂとの装填除去作業を行なうとき、フォークリフトを利用して能率よく簡単に行うことができる。

即ち、このプラズマ処理装置１は、被加工物２としてのフィルムを繰出ローラ３８に巻付けた被加工ロール２ａを加工部７にセットする際には、該被加工ロール２ａをフォークリフトの爪に載せた状態で繰出ローラ３８の両端を前記軸受部５２，５２に係合させることによって取付け作業(被加工物の装填作業)を完了することができる。また上記被加工ロール２ａから繰出される被加工物２のプラズマ処理が行われて巻取ローラ３９による巻取りが完了して形成される済加工ロール２ｂは、その下方に形成される空間スペース内に差込まれるフォークリフトの爪によって持ち上げる動作で、軸受部５２，５２から離脱させて取外し作業（被加工物の除去作業）を完了することができる。

このように加工部７の一側において繰出ローラ３８と巻取ローラ３９を上下方向に纏め近接させて併設したプラズマ処理装置１は、作業者が各種の作業を行うように広い作業スペースが設けられている機体正面側を利用して、被加工ロール２ａと済加工ロール２ｂ並びに繰出ローラ３８と巻取ローラ３９の着脱交換（装填除去）作業を能率よく行うことができる。また従来のもののように作業者が機体の一側から他側に大きく移動することなく、単に加工部７の周りを移動するだけで、被加工物２の各ローラへの張設作業並びに点検修理等のメンテナンス作業を容易に行うことができる。また機体正面側においてこれらの各種作業を、同様な立姿で楽に行うことができる等の特徴がある。

次に、立壁フレーム１４の右側に配置される作動部１８について図１，図２，図４を参照し説明する。この作動部１８は立壁フレーム１４の右側に、パウダクラッチ５６と制御モータ５７等からなる回転駆動装置５８を各別に設けて、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とを回転制御自在に駆動している。また駆動ローラ４７を回転制御自在に駆動する制御モータ５９を設けている。尚、制御モータ５９は図示しないベルト或いはギヤ等による伝動手段によって第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２を等周速によって回転駆動するようにしている。

また前記カバー１９内には、立壁フレーム１４に開口した粗挽吸気孔６１と粗挽減圧装置１２ａとを連通させる粗挽管路６２と、同様に開口した制御吸気口６３と制御用減圧装置１２ｂと図示しない処理ガス供給部を連通させる制御管路６４と、プラズマ処理部６に冷却水を供給制御する給水装置６６等を設置している。尚、上記各機器はコントロール部２１に操作可能に接続されている。

次に、プラズマ処理部６について図１，図４を参照し説明する。このプラズマ処理部６は、被加工物２を巻き掛け下方から上方に向けて送る第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２との各処理面側に、プラズマ発生用の電極６７を対向させて設置している。これによりプラズマ処理部６は、所定電圧が印加される各電極６７と第１支持ローラ４１及び第２支持ローラ４２との間に、グロー放電に伴うプラズマを生じて被加工物２の表面と裏面とを順次プラズマ処理をする。従って、プラズマ処理された被加工物２の処理面は、親水性等の改質や濡れ性を良好にして接着性が高められる。

この第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２は、冷却用の中空室を形成するドラム内に前記給水装置６６に通ずる各ローラパイプ軸を介して、水源側から冷却水を循環可能に供給するようにしている。これにより第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２は、プラズマ処理時のドラム過熱を防止し、被加工物２の表面処理を長期にわたり支障なく行うことを可能にしている。尚、上記実施形態のプラズマ処理部６は、第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２の一方の電極６７をＯＮし他方の電極６７をＯＦＦにすることもでき、被加工物２の表面側と裏面側のプラズマ処理を択一的に選択することができる。またプラズマ処理用の支持ローラは、必要により一方のもののみにすることができる。このとき上記繰出し巻取り側にある被加工物２に対してプラズマ処理時のグロー放電等の影響をビーム１４ａ及びそのスペース並びに必要により設置される仕切壁１４ｃ等を介して簡単に回避することができる。

次に、マプラズマ処理装置１の使用態様及び作用について説明する。先ず被加工ロール２ａが有する繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とを前記したように加工部７に装填しセットする。そして、被加工ロール２ａから繰出した被加工物２を、第１張りローラ４３と第２張りローラ４４と第３張りローラ４６を介して第１支持ローラ４１と第２支持ローラ４２とに巻き掛けたのち、駆動ローラ４７と第４張りローラ４８と張力検出ローラ４９とに巻き掛け、被加工物２の始端部を巻取ローラ３９に巻付け支持させて運転待機状態にする。

このとき作業者は前後左右方向に大きく移動することなく、被加工物２を送り装置４に巻き掛けビーム部周りにループ状の送り経路を形成しながら、その場で被加工物２の送り経路全体の張設状態を確認し速やかに修正することができ、皺や弛みのない巻き掛け作業を簡単且つ速やかに行なうことができる。次いで、非加工姿勢にあるチャンバ８を、チャンバ支持部９を介して右方移動して加工姿勢にした状態でチャック部材３６によって閉鎖固定する。次いで、減圧装置１２による減圧作業を行い加工室１１内を所定の真空度にして運転待機状態にする。このとき必要により処理ガスを加工室１１内に供給しガス置換を行なう。

次いで、プラズマ処理装置１の加工運転を作動部１８を介して行なう。これにより繰出ローラ３８と駆動ローラ４７と巻取ローラ３９が回転駆動し、被加工ロール２ａから繰出される被加工物２を前記送り経路中途でプラズマ処理部６によるプラズマ処理を行いながら巻取ローラ３９に巻取り、被加工ロール２ａから被加工物２の繰出しが終了した時点で運転停止をして一連の加工運転を終了する。この運転時において、繰出ローラ３８と巻取ローラ３９が設置される被加工物２の繰出し巻取り側に対し、ビーム１４ａを介して後側に離間させて設置したプラズマ処理部６は、被加工物２の表面と裏面とのプラズマ両面加工を一連に纏めて能率よく行なうと共に、グロー放電による他所への影響をビーム１４ａ及びそのスペースを介して防止する。

次いで、運転停止状態においてプラズマ処理装置１は、減圧装置１２の減圧解除操作とチャック部材３６の固定解除操作を行なうことにより、加工姿勢にあるチャンバ８を左方移動し非加工姿勢に切換えて加工部７を露出させる。これにより被加工物２を繰出し済み状態の被加工ロール２ａの繰出ローラ３８を取外す一方、被加工物２がプラズマ処理加工済みとしてロール巻きされた済加工ロール２ｂを、前記したように装置フレーム３の正面側からフォークリフト等を使用して、軸受部５２，５２から離脱させて加工部７から除去する。そして、再び被加工ロール２ａの繰出ローラ３８と巻取ローラ３９とを各軸受部５２，５２に軸支させることにより、次位の運転に備え被加工物２のプラズマ処理加工を継続して行う。

そして、以上のように使用されるプラズマ処理装置１は、装置機台３ａから立設した左右の立壁フレーム１３，１４の上部を支持フレーム１６によって連結した装置フレーム３とし、その内方に形成される移動スペース１７内に加工部７を立壁フレーム１４から横向きに突出させて臨ませると共に、上記支持フレーム１６に横向きのチャンバ８を移動可能に取付けて加工姿勢と非加工姿勢とに切換自在に構成したことにより、加工姿勢にしたチャンバ８と立壁フレーム１４との接当により減圧自在な加工室１１を簡単に形成することができる。そして、減圧した加工室１１内で被加工物２のプラズマ処理を能率よく行なうことができる。また前記各種の特徴を備えながら装置の小型化を可能にして加工現場での省スペースの設置及び移動運搬等の作業も容易にする。また被加工物の送り経路を２．５〜３ｍ程度に短くすることができるので、製品の収率を向上することができる等の特徴がある。

尚、加工部７を構成するに当たり、ビーム１４ａを１本の円形パイプ材で構成すると、経大で肉厚なパイプ材を使用しなければならないため、ループ状の送り経路が経大になること及び重量が増大する等の欠点を生ずる。そこで、実施形態の加工部７は、ビーム１４ａを小径パイプとし上下方向に複数本並べて剛性の高いローラ支持構造とし、その前後に前記繰出し巻取り部とプラズマ処理部６とを振り分け状に配設しコンパクトに纏めて構成にした。然し、ビーム１４ａを１本で構成する場合には、その断面形状を例えば上下方向に長い長方形や瓢箪型等の変形断面することが望ましいものである。

また図示例の支持フレーム１６は２本パイプとなして、加工部７を片持ち状態で構成する立壁フレーム１４の傾倒防止用の補強部材と、チャンバ８の移動ガイド部材を兼用しているため、簡潔で廉価なフレーム構造にすることができる特徴があるが、これに限ることなく、例えば枠体構造の支持フレーム１６にしてもよく、この場合には当該支持フレーム１６に対しレール部材等によるチャンバ移動用のガイド部材を付設した構造にすることが望ましいものである。またチャンバ８が大型で手動操作が困難な場合には、エアーシリンダや電動モータ等の動力を利用して左右移動を行うことが望ましい。

１ プラズマ処理装置
２ 被加工物
３ 装置フレーム
３ａ 装置機台
４ 送り装置
６ プラズマ処理部
７ 加工部
８ チャンバ(減圧容器)
１１ 加工室
１３，１４ 立壁フレーム
１４ａ ビーム
１４ｂ 取付板
１４ｃ 仕切壁
１６ 支持フレーム
１７ 移動スペース
３８ 繰出ローラ
３９ 巻取ローラ
４１ 第１支持ローラ
４２ 第２支持ローラ
４７ 駆動ローラ
６７ 電極

Claims (6)

1. 減圧自在な加工室（１１）内に、被加工物（２）を巻付けた繰出ローラ（３８）と、該繰出ローラ（３８）から繰出して送られる被加工物（２）を巻付ける巻取ローラ（３９）と、両者の間で被加工物（２）を支持送りする支持ローラ（４１），（４２）にグロー放電を生じさせる電極（６７）を備えるプラズマ処理部（６）からなる加工部（７）を設け、減圧した加工室（１１）内で被加工物（２）を繰出ローラ（３８）から巻取ローラ（３９）に送る送り経路中で、プラズマ処理部（６）によってプラズマ処理をするプラズマ処理装置（１）において、前記加工部（７）を、装置機台（３ａ）から立設した左右の立壁フレーム（１３），（１４）と、その上部を左右方向に連結する横向きの支持フレーム（１６）によって形成される移動スペース（１７）内に、一方の立壁フレーム（１４）から横向きに突出させて構成すると共に、上記支持フレーム（１６）に横向きのチャンバ（８）を加工部（７）を覆う加工姿勢と露出させる非加工姿勢とに切換移動自在に取付け、加工姿勢にしたチャンバ（８）の開口部（８ｃ）を立壁フレーム（１４）に接当させて閉鎖することにより、減圧自在な加工室（１１）を形成してプラズマ処理を行なうように構成したプラズマ処理装置。
2. 加工部（７）の前後方向一側に、繰出ローラ（３８）と巻取ローラ（３９）とを上下方向に配設すると共に、他側にプラズマ処理部（６）を配設する請求項１のプラズマ処理装置。
3. プラズマ処理部（６）を、被加工物（２）の裏面と表面とを各別にプラズマ処理をする電極（６７）を備えた第１支持ローラ（４１）と第２支持ローラ（４２）とを上下方向に隣接させて構成する請求項１又は２のプラズマ処理装置。
4. プラズマ処理部（６）と巻取ローラ（３９）との間に、被加工物（２）を巻取ローラ（３９）側に向けて送る駆動ローラ（４７）を設ける請求項１又は２又は３のプラズマ処理装置。
5. 繰出ローラ（３８）と巻取ローラ（３９）と支持ローラ（４１），（４２）を、立壁フレーム（１４）から被加工物（２）の送り経路内に向けて横向きに突設させる複数のビーム（１４ａ）を介して取付ける請求項１又は２又は３又は４のプラズマ処理装置。
6. 複数のビーム（１４ａ）を上下方向に並べて立壁フレーム（１４）から横向きに突設すると共に、複数のビーム（１４ａ）の先端部を取付板（１４ｂ）によって連結する請求項１又は２又は３又は４又は５のプラズマ処理装置。

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