JPH08239144A - 連続体を加工素材とする物品の製造における加工素材の交換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】製造装置の停止時間を極力短くすることができ
る連続体を加工素材とする物品の製造における加工素材
の交換方法を提供する。 【構成】巻出し装置２４側の第１の連続体ロール３２の
残量がわずかになった時点で、加工装置Ｐの前後におい
て連続体２２を切断する切断工程と、巻出し装置２４に
残されている第１の連続体ロール３２と、巻取り装置２
６に巻き取られた第２の連続体ロール４６とを、巻出し
装置２４及び巻取り装置２６から取り外す取り外し工程
と、少量の連続体が巻かれた連続体ロール３２を巻取り
装置２６に装着すると共に、巻出し装置に新たな連続体
ロール３２’を装着する装着工程と、連続体ロール３
２’の先端と加工装置Ｐに残されている連続体２２の後
端部とを接続するとともに、巻取り装置に装着された連
続体ロール３２の先端と、加工装置に残されている連続
体２２の前端部とを接続する接続工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はたとえば帯状の連続体
に、単工程あるいは複数の工程で加工を施し、その後に
それを切断することにより個々の物品を完成させる連続
体を加工素材とする物品の製造における加工素材の交換
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、連続体を加工素材として、そ
れに一定長さ毎に同一の加工を施し、後にそれらを切断
して同一の製品を多数製造する方法が知られている。こ
の場合、加工装置の前後に巻出し装置と巻取り装置とを
配置し、ロール状に巻かれた帯状の連続体を巻出し装置
側から巻き出すとともに巻取り装置側で巻き取りなが
ら、連続体を順次加工装置を通過させ、加工を施すとい
う方法が用いられる。このような物品の製造方法を、例
えば半導体デバイスの製造に適用した場合、半導体デバ
イスの製造においては、真空中で加工素材に成膜する工
程が含まれるため、上記の巻出し装置、加工装置（成膜
装置）及び巻取り装置は、共に真空チャンバー内に収容
され、真空状態の中で連続体の搬送及び加工が行われ
る。

【０００３】このような真空中での成膜工程を有する半
導体の製造における加工素材の交換方法を示したものが
図１９である。

【０００４】まず、図１９（ａ）に示すように、連続体
の加工が進むにつれて巻出し装置１０２側の連続体ロー
ル１０６の残量が次第に減少してくる。そして、図１９
（ｂ）,（ｃ）に示すように、巻出し装置１０２側にセ
ットされた連続体は巻取り装置１０４側に完全に巻き取
られてしまう。この状態までは、真空チャンバー１１２
内は真空に保たれている。その後、連続体を交換するた
めに真空チャンバー１１２の真空状態を解除し、図１９
（ｄ）に示すように巻取り装置１０４側の連続体ロール
１０８を取り外すと共に、巻出し装置１０２側に新たな
連続体ロール１１０を装着する。そして、その先端部を
人手により巻き出して、図１９（ｅ）に示すように巻取
り装置１０４側に巻き付け、再び真空チャンバー１１２
内を真空にして、加工を再開する。このような方法によ
り加工素材としての連続体の交換が行われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の方法においては、連続体を交換するにあたり、真
空チャンバー全体を一旦大気に開放した後再び真空状態
に戻すため、大気圧から真空状態に移行させるための吸
引動作に時間がかかり、装置の稼働率が低下するという
問題点があった。とくに、真空チャンバーの中でも加工
装置１１４が配置されている部分は容積が大きく、この
部分を大気圧から真空状態にするにはかなりの時間を要
する。

【０００６】また、上記の問題点とは別の問題点もあ
る。すなわち、従来、連続体の各部の位置とその位置に
おける加工状態を精密に対応させて管理する例はなく、
加工条件の管理等は連続体のロット単位程度で行われて
いた。すなわち連続体のどの位置にどのような加工不良
があるかということまでは分からなかった。また、加工
条件による品質のバラツキに関しては、最終の製造工程
あるいは次工程において、製品全数あるいはサンプルを
目視あるいは自動で検査し、不良を発見していた。ま
た、加工が施された連続体を切断して各固体に分離する
工程においても、連続体を目視あるいは自動で検査し、
不良箇所を排除しながら切断を行ったり、または無条件
で切断されたものを後工程で検査し、不良品を排除する
のが通例であった。そのため、この従来例においては、
検査工程が必ず必要となると共に、不良情報の製造工程
へのフィード・バックの遅れが生じ、また、不良損失面
積の増大（真の不良部位を廃棄したくても、定尺単位で
処理しなければならないため）等の障害も発生するとい
う問題点があった。

【０００７】したがって、本発明は上述した課題に鑑み
てなされたものであり、その第１の目的は、製造装置の
停止時間を極力短くすることができる連続体を加工素材
とする物品の製造における加工素材の交換方法を提供す
ることである。

【０００８】また、本発明の第２の目的は、連続体のど
の部分にどれだけの長さの不良が存在するかを明らかに
することができる連続体を加工素材とする物品の製造に
おける加工素材の交換方法を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明の連続体を加工素材とす
る物品の製造における加工素材の交換方法は、加工装置
の前後に巻出し装置と巻取り装置とを夫々配置し、ロー
ル状に巻かれた帯状の連続体を前記巻出し装置から巻き
出すとともに、前記巻取り装置により巻き取りながら、
前記連続体を前記加工装置を通過させ、前記連続体に所
定の加工を施す連続体を加工素材とする物品の製造にお
ける加工素材の交換方法であって、前記巻出し装置側の
第１の連続体ロールの残量がわずかになった時点で、前
記加工装置の前後において前記連続体を切断する切断工
程と、前記巻出し装置に残されている第１の連続体ロー
ルと、前記巻取り装置に巻き取られた第２の連続体ロー
ルとを、前記巻出し装置及び巻取り装置から取り外す取
り外し工程と、少量の連続体が巻かれた連続体ロールを
前記巻取り装置に装着すると共に、前記巻出し装置に新
たな連続体ロールを装着する装着工程と、前記新たな連
続体ロールの先端と前記加工装置に残されている連続体
の後端部とを接続するとともに、前記巻取り装置に装着
された前記少量の連続体が巻かれた連続体ロールの先端
と、前記加工装置に残されている連続体の前端部とを接
続する接続工程とを具備することを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる連続体を加工素材
とする物品の製造における加工素材の交換方法におい
て、前記少量の連続体が巻かれた連続体ロールとは、前
記第１の連続体ロールであることを特徴としている。

【００１１】また、この発明に係わる連続体を加工素材
とする物品の製造における加工素材の交換方法におい
て、前記第１の連続体ロールの残量は、自動的に検出さ
れることを特徴としている。

【００１２】また、この発明に係わる連続体を加工素材
とする物品の製造における加工素材の交換方法におい
て、前記巻出し装置と前記加工装置と前記巻取り装置と
は、互いに連続する別々の第１、第２及び第３の真空チ
ャンバー内にそれぞれ収容されており、前記切断工程の
前に前記第１及び第３の真空チャンバーの真空状態を解
除する真空解除工程と、前記接続工程の後に前記第１及
び第３の真空チャンバーを再び真空状態にする真空工程
とを更に具備し、前記第２の真空チャンバーは真空状態
を維持したままで、前記加工素材の交換を行うことを特
徴としている。

【００１３】また、この発明に係わる連続体を加工素材
とする物品の製造における加工素材の交換方法におい
て、前記巻き出し装置と前記加工装置と前記巻取り装置
を１つの加工ユニットとして、複数の該加工ユニットの
間を同一の加工素材が受け渡されて、該加工素材に複数
工程の加工が施される場合、各加工ユニットによって変
化する連続体の全長や加工原点等を予めオフセット値と
してコンピュータ内で管理し、全工程で共通の絶対座標
に変換することを特徴としている。

【００１４】

【作用】以上のように構成されるこの発明に係わる連続
体を加工素材とする物品の製造における加工素材の交換
方法においては、加工素材を交換するにあたり、加工装
置内に位置する連続体の部分はそのままの状態にして、
その前後において連続体を切断し、加工装置内に位置す
る連続体の後端部に新たな加工素材を接続するととも
に、前端部に少量の加工素材を巻いたロールを接続し
て、新たな加工素材を巻き取るようにしている。そのた
め、例えば、加工装置が真空成膜装置などの場合には、
加工装置が収容されている大容積の真空チャンバーの真
空状態は維持したまま、その前後の巻出し装置及び巻取
り装置が収容されている真空チャンバーの部分だけを大
気圧とすることにより加工素材を交換することがでる。
したがって、加工装置が収容されている真空チャンバー
の部分はあらためて真空状態に戻す必要がなく、真空チ
ャンバー全体を真空状態に戻すための吸引時間が短縮さ
れるため、製造装置の停止時間が短くなり、稼働率を向
上させることができる。

【００１５】また、巻取り装置側に装着する少量の加工
素材を巻いたロールを、既に巻き取られた巻出し装置側
のロールで代用することにより、材料の無駄が少なくな
り、製造コストの低減が図れる。

【００１６】また、巻き出し装置と加工装置と巻取り装
置を１つの加工ユニットとして、複数の加工ユニットの
間を同一の加工素材を受け渡して、この加工素材に複数
工程の加工を施す場合、各加工ユニットによって変化す
る連続体の全長や加工原点等を予めオフセット値として
コンピュータ内で管理し、全工程で共通の絶対座標に変
換することにより、製造工程で装置の異常等が発生した
場合に、加工素材のどの位置にどれだけの長さの不良が
発生したかが明らかになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の好適な一実施例について、添
付図面を参照して詳細に説明する。

【００１８】図１は本発明に係わる加工素材の交換方法
が適用されるアモルファスシリコン太陽電池の製造工程
の一実施例を示す構成図である。本実施例で製造される
製品すなわち太陽電池の製造工程は、ステンレス薄板を
ロール状に巻いた加工素材２２単位で、図５に示す様に
（１）洗浄、（２）成膜Ａ、（３）成膜Ｂ、（４）成膜
Ｃ、（５）切断の工程を順に行い、全工程が終了するも
のである。

【００１９】各成膜工程では（２）スパッタ法によるＡ
ｌ／ＺnＯ裏面反射層、（３）プラズマＣＶＤ法による
ｎ／ｉ／ｐ型アモルファスシリコン半導体層、（４）ス
パッタ法によるＩＴＯ透明導電層の加工がなされる。ま
た、（５）の切断の工程は、成膜された加工素材２２を
シャーリング装置３０にかけて定尺に切断するもので、
この定尺スラブが後の実装工程を経て最終製品として完
成する。

【００２０】本実施例の製造装置１０における各工程の
加工装置１２，１４，１６，１８は実際の加工を行うプ
ロセス部Ｐと、その前後に配置されロール状に巻かれた
薄板状の加工素材２２をプロセス部Ｐを通過させて搬送
するための搬送部Ｔとから概略構成されている。図１に
おける各加工装置１２，１４，１６，１８の夫々には、
最初に加工素材２２の巻出し装置２４が配置されてお
り、洗浄、成膜等のプロセス部Ｐを経て、最後に加工素
材２２の巻取り装置２６が配置されている。具体的に
は、洗浄装置１２では、巻出し装置２４にセットされた
加工素材２２が、溶剤洗浄槽、純水洗浄槽、ベーパー置
換槽、乾燥等のプロセス部Ｐを経て、巻取り装置２６に
よって巻き取られる。なお、駆動系としては、巻取り装
置２６に順回転モーターが配置されているとともに、巻
出し装置２４には逆回転モーターが配置されており、一
定のテンションが保たれるようになされている。（５）
の切断工程ではロール状の加工素材２２をセットした後
にＮＣフィーダ２８で定量の送り出しを行い、シャーリ
ング装置３０で切断を行う。

【００２１】各加工装置１２，１４，１６，１８間で
は、巻取り装置２６によって巻き取られロール状にされ
た加工素材２２は、人手によってあるいはロボット等に
よって、次の工程の加工装置の巻出し装置２４にセット
される。そして、この加工装置の巻出し装置２４から再
び加工素材２２が巻き出されて次のプロセスの加工が行
われる。従って、１つの加工装置とそれに隣り合う加工
装置の加工素材２２のロールの巻出し回転方向は必然的
に互いに逆方向となり、各工程を経る毎に加工素材２２
の始点と終点が逆転する。そして、各加工装置１２，１
４，１６，１８で加工素材２２に所定の加工が施される
と、この加工が施された加工素材は（５）の最終工程で
定尺に切断される。

【００２２】加工装置１２，１４，１６，１８の各巻取
り装置２６には、図２に示すように、加工素材２２の巻
取りと同時回転する折返し回転ローラ３２に直結したロ
ータリーエンコーダ３４が備えられており、加工素材２
２の巻き取りスピードを一定に制御すると共に、ＰＬＣ
内ではそのパルス信号をカウントすることにより、加工
素材２２の巻き取り量（原点からの距離）を把握する。

【００２３】ここでＰＬＣとはプログラマブル・ロジッ
ク・コントローラの略称であり、多種類の制御がプログ
ラム次第で可能である。基本構成は、ＩＮＰＵＴボー
ド、コンピュータユニット、ＯＵＴＰＵＴボード、通信
モジュール等であり、信号・情報の収集はＩＮＰＵＴボ
ードか通信モジュールを介して行う。また、そのタイミ
ングも夫々アットランダムである。コンピュータユニッ
トでは一定時間毎に、それらの入力状態をチェックし、
該当するプログラム化されたロジックに従い、ＯＵＴＰ
ＵＴボードか通信モジュールから所定の出力動作を行っ
たり、レジスターと呼ばれる固定番地のメモリー上に情
報を書き込んだりする。

【００２４】次に、図３は、各加工装置のＰＬＣの接続
状態を示した図であり、図４は、製造装置１０に何らか
の異常が発生した場合の管理コンピュータ３６内の情報
処理の流れを示した図である。

【００２５】図３に示すように、各々の加工装置のＰＬ
Ｃは、上位の管理コンピュータ３６に接続されている。
（１）洗浄、（２）成膜装置Ａ、（３）成膜装置Ｂ、
（４）成膜装置Ｃの各加工装置には、搬送部Ｔを制御す
るモーションコントロール用ＰＬＣとプロセス部Ｐを制
御するプロセスコントロール用ＰＬＣの２台が接続され
ている。モーションコントロール用ＰＬＣは、主に走行
系異常や加工素材の巻取り量といった搬送系にかかわる
動作や、稼動開始時にオペレータが操作盤に入力する情
報などを扱う。また、プロセスコントロール用ＰＬＣで
は、センサーや下位の制御機器からの異常信号を受け、
真空圧、放電電圧・電流、ガス圧、温度等の監視を行っ
ている。これらの入力に対しては各々決められたレジス
ターが用意されており、それがエラーコードとして外部
に対しての出力に用いられる。

【００２６】ここで、図４に示すように、例えば成膜装
置Ｂの第２チャンバーの水素ガス流量低下が起きたとす
る。この場合、該当するマスフローコントローラから予
め設定されている圧力下限値を下回ったことを伝えるア
ラーム信号がＰＬＣに入力され、ＰＬＣは即座にそのエ
ラーに割り当てられた固有レジスターにフラグを立て
る。なお、これらのアラーム信号やレジスターフラグ
は、この異常が回復するまで出力され続ける。同時に、
ＰＬＣの別のレジスターには、成膜装置Ｂにおける加工
素材２２の巻取り量が入力されており、加工素材の搬送
に伴いその数値は刻々と変化する。

【００２７】これらの情報を上位の管理コンピュータ３
６は一定の間隔で収集している。従って、異常処理の第
１ステップは、成膜装置Ｂの第２チャンバーの水素ガス
流量低下という異常（エラーコードを仮にＭ１２とす
る）と、異常が起きたときの加工素材２２の巻取り量
（ｌ）と、異常が回復したときの加工素材の巻取り量
（ｌ’）を１次データとして認識することである。また
他には、この該当加工素材のＩＤ番号（仮にＡ９４０１
１とする）や時刻なども対応付けて記憶保存される。な
お加工素材のＩＤ番号は、各装置の巻出し装置２４に加
工素材２２を装着する度に、加工素材交換時作業として
オペレーターがＰＬＣに直接入力し、その情報が管理コ
ンピュータ３６で収集される。

【００２８】しかし、図６に示すように、ここで認識さ
れた加工素材２２の巻取り量は成膜装置Ｂの巻取り装置
２６における折り返し回転ローラ３２の地点での原点か
らの距離であり、実際に本異常が影響を及ぼした第２チ
ャンバーにおける加工素材の距離とは異なる。そこで管
理コンピュータ３６内では、各異常に対応した次の２つ
の固有値が予めテーブルとして用意されている。１つ
は、ずれ量（本例ではｇとする）であり、これは加工素
材上の巻取り量計測地点からこの異常が影響を及ぼす先
端位置までの距離、すなわち本例では成膜装置Ｂの巻取
り装置２６における折り返し回転ローラ３２の地点から
第２チャンバーの先端までの距離となる。もう１つは、
この異常が影響を及ぼす範囲量（ａ）であり、本例では
第２チャンバー内の素材が全て影響をうけたということ
で第２チャンバー長が範囲量（本例ではａとする）とな
る。異常処理の第２ステップでは、すみやかにテーブル
の検索を行いそれらの固有値を得る。

【００２９】異常処理の第３ステップは、これらの１次
データと固有値を使って、相対的な不良ポジションを算
出することである。本例では、「加工素材Ａ９４０１１
のｌ＋ｇからｌ’＋ｇ＋ａの範囲にＭ１２のエラー発
生」という２次データに変換される。

【００３０】異常処理の第４ステップは、各工程固有の
相対的な不良ポジションを、加工素材固有の絶対的な不
良ポジションに補正・変換する処理となる。これには各
加工素材ごとの全長値と、次の２つの要素を考慮して行
う。 （１）各工程での巻取り量計測原点のばらつき 加工素材２２の端点（絶対値０）から巻取り量計測原点
までの距離をオフセット値として加算する。 （２）工程（１）、（３）と工程（２）、（４）での加
工素材２２の巻き出し回転方向の相違 工程（２）、（４）の場合は、流れ方向が逆転する（終
端から始端へ流れる）ので、加工素材２２の巻取り量を
全長値から差し引く。

【００３１】管理コンピュータ３６内では、加工素材２
２毎の全長値（本例ではＬとする）と各工程毎の巻取り
量計測原点のオフセット値（本例ではｂとする）が予め
テーブルとして用意されている。本例では第３ステップ
で得られた２次データが次のように変換される。

【００３２】 ｌ＋ｇ → Ｌ−（ｌ＋ｇ＋ｂ） ｌ’＋ｇ＋ａ → Ｌ−（ｌ’＋ｇ＋ａ＋ｂ） よって絶対的な不良ポジションを用いて最終的な不良デ
ータとなり、本例では、「加工素材Ａ９４０１１の（Ｌ
−（ｌ’＋ｇ＋ａ＋ｂ））から（Ｌ−（ｌ＋ｇ＋ａ））
の範囲にＭ１２のエラーが生じた」という結果になる。

【００３３】最終ステップとしては、この結果を加工実
績ファイルに書き込み、データ保存する。

【００３４】加工素材２２が工程（４）を終了した時点
で、オペレーターは管理コンピュータ３６内の各加工実
績データの統合された結果をチェックする。ここでは予
め設定された各異常内容の軽重により、実装工程に流す
べきでない不良排出領域が自動的に選択されている。

【００３５】最終の（５）の切断工程では、管理コンピ
ュータ３６内の加工実績データを用いて、定尺に切断さ
れた個々のスラブが加工素材２２の不良排出領域を含ん
でいるかどうか判断し、不良排出領域を含んでいる場合
には自動的に選別排除される。これら一連のシステムに
よって、品質上問題のないスラブのみが後の実装工程へ
送られるので、無駄な実装コストの削減、または検査コ
ストの削減を図ることができる。

【００３６】次に、各加工装置での加工素材の交換方法
について説明する。

【００３７】図７は、前述した（１）の洗浄工程におけ
る加工素材の交換方法を模式的に示した図である。

【００３８】図７（ａ）に示すように、加工素材２２の
洗浄が進み、巻出し装置２４側の加工素材ロール３２の
残量がわずかになると、残量がわずかになったことを不
図示の残量検出装置が検出し、加工素材の巻出し及び巻
取りが停止される。この残量検出装置は、例えば、加工
素材ロール３２の厚みを検出するセンサー等から構成さ
れる。

【００３９】次に、オペレータは、巻出し装置２４側の
加工素材ロール３２の残量を目視で確認しながら、巻出
し装置２４及び巻取り装置２６をマニュアルで動かすこ
とができるボタン等を操作し、図７（ｂ）に示すように
半自動送りで加工素材２２の先端部を巻出し装置２４か
らリリースさせる。

【００４０】次に、オペレータは、図７（ｃ）に示すよ
うに新たな加工素材ロール３２’を巻出し装置２４に装
着し、この新たな加工素材ロール３２’の先端部と、加
工素材２２の後端部を溶接する。

【００４１】次に、オペレータは、図７（ｄ）に示すよ
うに、再び目視で確認しながら半自動送りで加工素材２
２を移動させ、溶接部３４を巻取り装置２６側に移動さ
せる。そして、図７（ｅ）に示すように加工素材２２を
溶接部３４の位置で切断する。

【００４２】その後、オペレータは、図７（ｆ）に示す
ように、巻取り装置２６側に巻き取られた加工素材ロー
ル３６を巻取り装置２６から取り外し、新たな加工素材
ロール３２’の先端部を人手により巻取り装置２６に巻
き付ける。

【００４３】以上により、洗浄工程における加工素材ロ
ールの交換を終了する。なお、この洗浄工程では、前述
した折り返し回転ローラ３２に直結されたロータリーエ
ンコーダ３４の回転数により、加工素材２２の全長を測
定しておく。

【００４４】次に、前述した（２）の成膜Ａ工程乃至
（４）の成膜Ｃ工程の各工程における加工素材の交換方
法について説明する。図８は、（２）の成膜Ａ工程乃至
（４）の成膜Ｃ工程における加工素材の交換方法を模式
的に示した図である。なお、（２）乃至（４）の工程に
おける加工素材の交換方法は共通であるので、（２）の
成膜Ａ工程における加工素材の交換方法をそれらの代表
として説明する。

【００４５】この成膜Ａ工程においては、成膜加工が真
空中で行われるため、巻出し装置２４、加工装置（プロ
セス部）Ｐ、巻取り装置２６は、それぞれ真空チャンバ
ー３６,３８,４０に収納されている。そして、成膜加工
が行われている状態では、夫々の真空チャンバー３６,
３８,４０は全て空気を吸引されて真空状態とされてい
る。

【００４６】まず、図８（ａ）に示すように、加工素材
２２の加工が進み、巻出し装置２４側の加工素材ロール
３２の残量がわずかになると、残量がわずかになったこ
とを不図示の残量検出装置が検出し、加工素材の巻出し
及び巻取りが停止される。この残量検出装置は、例え
ば、加工素材ロール３２の厚みを検出するセンサー等か
ら構成される。

【００４７】次に、オペレータは、図８（ｂ）に示すよ
うに、加工装置Ｐが収納されている真空チャンバー３８
の両端に配置されたピンチバルブ４２,４４を閉鎖す
る。この状態では、真空チャンバー３８は気密状態にな
り真空が保たれるとともに、加工装置Ｐの両側の加工素
材２２の部分は、ピンチバルブ４２,４４に挟まれて動
けない状態となっている。そして、巻出し装置２４及び
巻取り装置２６が収納されている真空チャンバー３６,
４０のみを大気に開放して真空状態を解除する。

【００４８】次に、オペレータは、図８（ｃ）に示すよ
うに、加工装置Ｐの両側の加工素材２２の部分を切断す
る。

【００４９】次に、図８（ｄ）に示すように、巻取り装
置２６側の加工の終了した加工素材ロール４６を巻取り
装置２６から取り外し、巻出し装置２４側のわずかに残
った未加工の加工素材ロール３２を巻取り装置２６に装
着する。また、空になった巻出し装置２４には新たな加
工素材ロール３２’を装着する。そして、ピンチバルブ
４２,４４に挟まされている加工素材２２の後端部には
新たな加工素材ロール３２’の先端部を溶接するととも
に、前端部には巻取り装置２６に装着された加工素材ロ
ール３２の先端部を溶接する。これで新たな加工素材ロ
ール３２’が巻取り可能な状態となる。なお、ここで
は、巻取り装置２６側に巻出し装置２４側に残った加工
素材ロール３２を装着したが、これは、廃材を有効に利
用するためのもので、加工素材を少量巻いた別のロール
を用意して巻取り装置２６に装着するようにしても良
い。

【００５０】次に、巻出し装置２４と巻取り装置２６が
収納された真空チャンバー３６,４０から空気を吸引
し、真空チャンバー３６,４０を再び真空状態とする。
このとき真空チャンバー３６,４０は、巻出し装置２４
と巻取り装置２６を収納するだけの容積があれば良いの
で、比較的容積が小さく、真空になるまでの時間は短く
てすむ。そして、真空チャンバー３６,４０が真空とな
った時点で、ピンチバルブ４２,４４を開き、真空チャ
ンバー３６,３８,４０が連通した状態とする。この時点
で、加工素材２２は、ピンチバルブ４２,４４による拘
束が解かれるので、自由に搬送されることが可能とな
り、加工装置Ｐによる加工が再開される。

【００５１】すなわち、上記のような方法で、加工素材
の交換を行えば、容積の大きい真空チャンバー３８の真
空状態を保ったまま、加工素材の交換が行えるので、真
空チャンバー３６,３８,４０全体の真空を回復するまで
の時間が短くてすみ、製造装置の停止時間を短縮するこ
とが可能となる。

【００５２】次に、図９乃至図１３は、上記のような加
工素材の交換方法を行った場合に生ずる加工素材の原点
のずれと全長値の関係を示した図である。

【００５３】まず、図９及び図１３（ａ）を参照して
（１）の洗浄工程における原点位置と全長値の関係につ
いて説明する。

【００５４】洗浄の工程では、加工素材ロール３２は、
巻出し装置２４にセットされた後、人手によりその先端
部（原点Ｏ）が巻き出されて図９（ａ）に示すように巻
取り装置２６側に巻き付けられる。このときの巻き付け
長が図９（ａ）及び図１３（ａ）に示すＷＴである。こ
のように原点ＯからＷＴだけずれた位置Ｍ１から加工素
材２２の有効なロール長ＷＭの測定が開始される。な
お、巻出し装置２４側の加工素材３２の終端点をＬ点
（この点の原点Ｏからの座標をＬとする）とする。

【００５５】その後、洗浄が進み図９（ｂ）に示すよう
に巻出し装置２４側の加工素材ロール３２の残量が少な
くなると洗浄が停止される。この時点で、加工素材２２
の有効なロール長ＷＭの測定を終了する。従って、この
時点では、巻取り装置２６側には、ＷＴ＋ＷＭの長さの
加工素材２２が巻き取られている。なお、洗浄装置内に
残されている加工素材の長さを洗浄インライン長ＷＩ、
巻出し装置側に残されている加工素材の長さを洗浄残長
ＷＲとする。従って、加工素材２２のロールのの全長す
なわち先端点Ｌの原点Ｏからの座標はＬ＝ＷＴ＋ＷＭ＋
ＷＩ＋ＷＲで表わされる。

【００５６】この後、オペレータは目視による半自動送
りで図９（ｃ）に示すような位置まで加工素材２２を移
動させる。そして、新たな加工素材ロール３２’を巻出
し装置２４側にセットし、加工素材２２の先端点Ｌと加
工素材ロール３２’の先端点Ｏ’とを図９（ｄ）に示す
ように溶接する。

【００５７】次に、図９（ｅ）に示すように加工素材２
２を半自動送りで移動させ、加工素材２２の先端点Ｌを
巻取り装置２６側に移動させる。そして、図９（ｆ）に
示すように、加工素材２２をＬ点とＯ’点の接合部にお
いて切断する。

【００５８】以上のようにして、加工素材ロール３２の
洗浄工程が終了する。そして、この洗浄工程では、上記
の説明からわかるように、加工素材ロール３２（３６）
の長さは、洗浄の前と洗浄の後で全く同一（長さＬ）で
ある。

【００５９】次に、図１０及び図１３（ｂ）を参照して
（２）の成膜Ａ工程における原点位置と全長値の関係に
ついて説明する。

【００６０】まず、成膜Ａ工程の前回の加工の終了時点
では、図１０（ａ）に示すように、成膜Ａ工程の加工ユ
ニットには、巻出し装置２４側に成膜Ａの残量である長
さＡＲの加工素材ロール３６”が残されており、巻取り
装置２６側に成膜Ａが終了した加工素材ロール５０’が
残されている。また成膜装置内には、成膜Ａのインライ
ン長ＡＩの長さの加工素材２２が残されている。

【００６１】この状態から次のロールの加工のために、
図１０（ｂ）に示すように、巻出し装置２４側に残され
た加工素材ロール３６”を巻取り装置２６側に装着し、
洗浄工程の終了した長さＬの加工素材ロール３６を巻出
し装置２４側に装着する。そして、加工素材ロール３６
の先端点Ｌと成膜装置内にある加工素材２２の後端部と
を溶接するとともに、加工素材ロール３６”の端部と加
工素材２２の前端部Ｍ２とを溶接する。この時点で加工
素材２２の全長はＬ＋ＡＩ＋ＡＲとなる。すなわち、巻
取り装置２６側に巻き取られている加工素材２２の先端
点（黒星印で示す）の原点Ｏからの座標は、Ｌ＋ＡＩ＋
ＡＲとなっている。なお、加工素材の有効ロール長ＡＭ
の計測は、加工素材２２の前端部であるＭ２点から開始
される。

【００６２】その後加工素材２２が巻取り装置２６側に
巻き取られながら成膜Ａの加工が行われ、最終的に図１
０（ｃ）に示したように、加工素材ロール３６の残量が
わずかになった時点で、成膜Ａ工程の加工ユニットは停
止される。

【００６３】次に、図１０（ｄ）に示すように成膜装置
内にある加工素材２２の前後を切断する。このときの加
工素材ロール３６の残量長は、図１０（ａ）の場合と同
様にＡＲであり、インライン長はＡＩである。従って、
切断された後の時点では、巻取り装置２６側に巻き取ら
れている加工素材ロール５０の先端点（黒星印で示す）
の原点Ｏからの座標はＬ＋ＡＩ＋ＡＲであり、後端点
（白星印で示す）の座標はＡＩ＋ＡＲとなっている。こ
の様子を図１３（ｂ）に示す。

【００６４】次に、図１１及び図１３（ｃ）を参照して
（３）の成膜Ｂ工程における原点位置と全長値の関係に
ついて説明する。

【００６５】まず、成膜Ｂ工程の前回の加工の終了時点
では、図１１（ａ）に示すように、成膜Ｂ工程の加工ユ
ニットには、巻出し装置２４側に成膜Ｂの残量である長
さＢＲの加工素材ロール５０”が残されており、巻取り
装置２６側に成膜Ｂが終了した加工素材ロール５２’が
残されている。また成膜装置内には、成膜Ｂのインライ
ン長ＢＩの長さの加工素材２２が残されている。なお、
ここで、加工素材ロール５０”の残量長ＢＲは、前工程
の成膜Ａの未加工部分を避けるためにＢＲ＞ＡＲ＋ＡＩ
となるように設定されている。

【００６６】この状態から次のロールの加工のために、
図１１（ｂ）に示すように、巻出し装置２４側に残され
た加工素材ロール５０”を巻取り装置２６側に装着し、
成膜Ａ工程の終了した加工素材ロール５０を巻出し装置
２４側に装着する。そして、加工素材ロール５０の先端
点（座標ＡＩ＋ＡＲ）と成膜装置内にある加工素材２２
の後端部とを溶接するとともに、加工素材ロール５０”
の端部と加工素材２２の前端部Ｍ３２とを溶接する。こ
の時点で、巻取り装置２６側に巻き取られている加工素
材２２の先端点（白菱形印で示す）の原点Ｏからの座標
は、ＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ−ＢＲとなっている。なお、加工
素材の有効ロール長ＢＭの計測は、加工素材２２の前端
部であるＭ３点から開始される。

【００６７】その後加工素材２２が巻取り装置２６側に
巻き取られながら成膜Ｂの加工が行われ、最終的に図１
１（ｃ）に示したように、加工素材ロール５０の残量が
わずかになった時点で、成膜Ｂ工程の加工ユニットは停
止される。

【００６８】次に、図１１（ｄ）に示すように成膜装置
内にある加工素材２２の前後を切断する。このときの加
工素材ロール５０の残量長は、図１１（ａ）の場合と同
様にＢＲであり、インライン長はＢＩである。従って、
切断された後の時点では、巻取り装置２６側に巻き取ら
れている加工素材ロール５２の先端点（白菱形印で示
す）の原点Ｏからの座標はＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ−ＢＲであ
り、後端点（黒菱形印で示す）の座標はＬ＋ＡＩ＋ＡＲ
−ＢＲ−ＢＩとなっている。この様子を図１３（ｃ）に
示す。

【００６９】次に、図１２及び図１３（ｄ）を参照して
（４）の成膜Ｃ工程における原点位置と全長値の関係に
ついて説明する。

【００７０】まず、成膜Ｃ工程の前回の加工の終了時点
では、図１２（ａ）に示すように、成膜Ｃ工程の加工ユ
ニットには、巻出し装置２４側に成膜Ｃの残量である長
さＣＲの加工素材ロール５２”が残されており、巻取り
装置２６側に成膜Ｃが終了した加工素材ロール５４’が
残されている。また成膜装置内には、成膜Ｃのインライ
ン長ＣＩの長さの加工素材２２が残されている。なお、
ここで、加工素材ロール５２”の残量長ＣＲは、前工程
の成膜Ｂの未加工部分を避けるためにＣＲ＞ＢＲ＋ＢＩ
となるように設定されている。

【００７１】この状態から次のロールの加工のために、
図１２（ｂ）に示すように、巻出し装置２４側に残され
た加工素材ロール５２”を巻取り装置２６側に装着し、
成膜Ｂ工程の終了した加工素材ロール５２を巻出し装置
２４側に装着する。そして、加工素材ロール５２の先端
点（座標Ｌ＋ＡＩ＋ＡＲ−ＢＲ−ＢＩ）と成膜装置内に
ある加工素材２２の後端部とを溶接するとともに、加工
素材ロール５２”の端部と加工素材２２の前端部Ｍ４と
を溶接する。この時点で、巻取り装置２６側に巻き取ら
れている加工素材２２の先端点（黒四角印で示す）の原
点Ｏからの座標は、Ｌ＋ＡＩ＋ＡＲ−ＢＲ−ＢＩ＋ＣＩ
＋ＣＲとなっている。なお、加工素材の有効ロール長Ｃ
Ｍの計測は、加工素材２２の前端部であるＭ４点から開
始される。

【００７２】その後加工素材２２が巻取り装置２６側に
巻き取られながら成膜Ｃの加工が行われ、最終的に図１
２（ｃ）に示したように、加工素材ロール３６の残量が
わずかになった時点で、成膜Ｃ工程の加工ユニットは停
止される。

【００７３】次に、図１２（ｄ）に示すように成膜装置
内にある加工素材２２の前後を切断する。このときの加
工素材ロール５２の残量長は、図１２（ａ）の場合と同
様にＣＲであり、インライン長はＣＩである。従って、
切断された後の時点では、巻取り装置２６側に巻き取ら
れている加工素材ロール５４の先端点（黒四角印で示
す）の原点Ｏからの座標はＬ＋ＡＩ＋ＡＲ−ＢＲ−ＢＩ
＋ＣＩ＋ＣＲであり、後端点（白四角印で示す）の座標
はＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ−ＢＲ＋ＣＩ＋ＣＲとなっている。
この様子を図１３（ｄ）に示す。

【００７４】以上のようにして、各加工工程毎に変化す
る加工素材の座標が絶対座標に換算されることとなる。

【００７５】次に、上記のような加工素材の交換方法を
適用した場合の製造欠陥位置を算出する方法について説
明する。

【００７６】図１４は、洗浄工程、成膜Ａ工程、成膜Ｂ
工程、成膜Ｃ工程の夫々における巻き付け長、残長、イ
ンライン長、ロール長を示した図であり、図１５は、各
工程で製造欠陥が起きた場合の、その欠陥の座標の算出
のしかたを示した図である。

【００７７】図１５においては、各工程での有効ロール
長の計測原点、すなわち洗浄工程ではＭ１点、成膜Ａ工
程ではＭ２点、成膜Ｂ工程ではＭ３点、成膜Ｃ工程では
Ｍ４点を加工素材の長さの計測値スケールの原点として
示してある。

【００７８】ここで、１つの例として、成膜装置Ｂの第
２チャンバーに時刻ｔにおいて異常が発生し、時刻ｔ０
において装置を停止させたとする。この場合、図１５
（ｃ）及び図１６に示すように、巻取り装置２６側には
時刻ｔにおいては、ＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ＋ＢＭ（ｔ）だけ
の加工素材が巻き取られている。ここで、ＢＭ（ｔ）と
は、時刻ｔにおけるＭ３点からの加工素材の巻取り量を
示す。従って、基準位置から第２チャンバーの前端部ま
での距離をＥ（ｆｒｏｍ）とすると、加工素材の加工欠
陥は、ＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ＋ＢＭ（ｔ）＋Ｅ（ｆｒｏｍ）
の地点から始まることとなる。一方、装置が停止した時
刻ｔ０においては、巻取り装置２６側には、ＡＲ＋ＡＩ
−ＢＩ＋ＢＭ（ｔ０）だけの加工素材が巻き取られてい
る。ここで、ＢＭ（ｔ０）とは、時刻ｔ０におけるＭ３
点からの加工素材の巻取り量を示す。従って、基準位置
から第２チャンバーの後端部までの距離をＥ（ｔｏ）と
すると、加工素材の加工欠陥は、ＡＲ＋ＡＩ−ＢＩ＋Ｂ
Ｍ（ｔ）＋Ｅ（ｔｏ）の地点で終了することとなる。従
って、このような計算を行うことにより、加工素材のど
の地点にどれだけの長さの加工欠陥が発生したかを正確
に把握することができる。

【００７９】他の洗浄工程、成膜Ａ工程、成膜Ｃ工程に
置いても同様の計算を行うことにより、加工素材のどの
位置に加工欠陥が発生したかを把握することができる。

【００８０】なお、図１７及び図１８は、図１４及び図
１５に実際の数値をあてはめた例を示した図であり、図
示したように計算値が求められる。

【００８１】以上説明したように、上記の実施例によれ
ば、成膜装置の収納されている真空チャンバーの真空状
態を維持したまま加工素材の交換をすることができるの
で、真空チャンバーを真空状態に戻すための時間が短縮
され、製造装置の停止時間を短くすることができる。

【００８２】また、連続体のどの部分にどれだけの長さ
の不良が存在するかを明らかにすることも可能となる。

【００８３】なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲
で、上記実施例を修正または変形したものに適用可能で
ある。

【００８４】例えば、上記の実施例では、太陽電池を製
造する場合について説明したが、本発明はこれに限定さ
れることなく、連続体を加工素材として複数の物品を製
造するものであれば何にでも適用可能である。

【００８５】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の連続体を加
工素材とする物品の製造における加工素材の交換方法に
おいては、加工素材を交換するにあたり、加工装置内に
位置する連続体の部分はそのままの状態にして、その前
後において連続体を切断し、加工装置内に位置する連続
体の後端部に新たな加工素材を接続するとともに、前端
部に少量の加工素材を巻いたロールを接続して、新たな
加工素材を巻き取るようにしている。そのため、例え
ば、加工装置が真空成膜装置などの場合には、加工装置
が収容されている大容積の真空チャンバーの真空状態は
維持したまま、その前後の巻出し装置及び巻取り装置が
収容されている真空チャンバーの部分だけを大気圧とす
ることにより加工素材を交換することがでる。したがっ
て、加工装置が収容されている真空チャンバーの部分は
あらためて真空状態に戻す必要がなく、真空チャンバー
全体を真空状態に戻すための吸引時間が短縮されるた
め、製造装置の停止時間が短くなり、稼働率を向上させ
ることができる。

【００８６】また、巻取り装置側に装着する少量の加工
素材を巻いたロールを、既に巻き取られた巻出し装置側
のロールで代用することにより、材料の無駄が少なくな
り、製造コストの低減が図れる。

【００８７】また、巻き出し装置と加工装置と巻取り装
置を１つの加工ユニットとして、複数の加工ユニットの
間を同一の加工素材を受け渡して、この加工素材に複数
工程の加工を施す場合、各加工ユニットによって変化す
る連続体の全長や加工原点等を予めオフセット値として
コンピュータ内で管理し、全工程で共通の絶対座標に変
換することにより、製造工程で装置の異常等が発生した
場合に、加工素材のどの位置にどれだけの長さの不良が
発生したかが明らかになる。

【００８８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる製造装置及び製造方法を太陽電
池の製造に適用した場合の製造工程の一実施例を示す構
成図である。

【図２】巻き取り装置の構成を示した図である。

【図３】各加工装置のＰＬＣの接続状態を示した図であ
る。

【図４】製造装置に何らかの異常が発生した場合の処理
の流れを示した図である。

【図５】太陽電池の製造工程の流れを示した図である。

【図６】帯状連続体の位置関係を示した図である。

【図７】洗浄工程における加工素材の交換方法を模式的
に示した図である。

【図８】成膜Ａ工程乃至成膜Ｃ工程における加工素材の
交換方法を模式的に示した図である。

【図９】一実施例の加工素材の交換方法を行った場合に
生ずる加工素材の原点のずれと全長値の関係を示した図
である。

【図１０】一実施例の加工素材の交換方法を行った場合
に生ずる加工素材の原点のずれと全長値の関係を示した
図である。

【図１１】一実施例の加工素材の交換方法を行った場合
に生ずる加工素材の原点のずれと全長値の関係を示した
図である。

【図１２】一実施例の加工素材の交換方法を行った場合
に生ずる加工素材の原点のずれと全長値の関係を示した
図である。

【図１３】一実施例の加工素材の交換方法を行った場合
に生ずる加工素材の原点のずれと全長値の関係を示した
図である。

【図１４】洗浄工程、成膜Ａ工程、成膜Ｂ工程、成膜Ｃ
工程の夫々における巻き付け長、残長、インライン長、
ロール長を示した図である。

【図１５】各工程で製造欠陥が起きた場合の、その欠陥
の座標の算出のしかたを示した図である。

【図１６】各工程で製造欠陥が起きた場合の、その欠陥
の座標の算出のしかたを示した図である。

【図１７】図１４に実際の数値をあてはめた例を示した
図である。

【図１８】図１５に実際の数値をあてはめた例を示した
図である。

【図１９】従来の加工素材の交換方法を示した図であ
る。

【符号の説明】

１０ 製造装置 １２，１４，１６，１８ 加工装置 ２２ 加工素材 ２４ 巻出し装置 ２６ 巻取り装置 ２８ ＮＣフィーダ ３０ シャーリング装置 ３２ 折返し回転ローラ ３４ ロータリーエンコーダ ３６ 管理コンピュータ Ｐ プロセス部 Ｔ 搬送部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 加工装置の前後に巻出し装置と巻取り装
   置とを夫々配置し、ロール状に巻かれた帯状の連続体を
   前記巻出し装置から巻き出すとともに、前記巻取り装置
   により巻き取りながら、前記連続体を前記加工装置を通
   過させ、前記連続体に所定の加工を施す連続体を加工素
   材とする物品の製造における加工素材の交換方法であっ
   て、 前記巻出し装置側の第１の連続体ロールの残量がわずか
   になった時点で、前記加工装置の前後において前記連続
   体を切断する切断工程と、 前記巻出し装置に残されている第１の連続体ロールと、
   前記巻取り装置に巻き取られた第２の連続体ロールと
   を、前記巻出し装置及び巻取り装置から取り外す取り外
   し工程と、 少量の連続体が巻かれた連続体ロールを前記巻取り装置
   に装着すると共に、前記巻出し装置に新たな連続体ロー
   ルを装着する装着工程と、 前記新たな連続体ロールの先端と前記加工装置に残され
   ている連続体の後端部とを接続するとともに、前記巻取
   り装置に装着された前記少量の連続体が巻かれた連続体
   ロールの先端と、前記加工装置に残されている連続体の
   前端部とを接続する接続工程とを具備することを特徴と
   する連続体を加工素材とする物品の製造における加工素
   材の交換方法。
2. 【請求項２】 前記少量の連続体が巻かれた連続体ロー
   ルとは、前記第１の連続体ロールであることを特徴とす
   る請求項１に記載の連続体を加工素材とする物品の製造
   における加工素材の交換方法。
3. 【請求項３】 前記第１の連続体ロールの残量は、自動
   的に検出されることを特徴とする請求項１に記載の連続
   体を加工素材とする物品の製造における加工素材の交換
   方法。
4. 【請求項４】 前記巻出し装置と前記加工装置と前記巻
   取り装置とは、互いに連続する別々の第１、第２及び第
   ３の真空チャンバー内にそれぞれ収容されており、前記
   切断工程の前に前記第１及び第３の真空チャンバーの真
   空状態を解除する真空解除工程と、前記接続工程の後に
   前記第１及び第３の真空チャンバーを再び真空状態にす
   る真空工程とを更に具備し、前記第２の真空チャンバー
   は真空状態を維持したままで、前記加工素材の交換を行
   うことを特徴とする請求項１に記載の連続体を加工素材
   とする物品の製造における加工素材の交換方法。
5. 【請求項５】 前記巻き出し装置と前記加工装置と前記
   巻取り装置を１つの加工ユニットとして、複数の該加工
   ユニットの間を同一の加工素材が受け渡されて、該加工
   素材に複数工程の加工が施される場合、各加工ユニット
   によって変化する連続体の全長や加工原点等を予めオフ
   セット値としてコンピュータ内で管理し、全工程で共通
   の絶対座標に変換することを特徴とする請求項１に記載
   の連続体を加工素材とする物品の製造における加工素材
   の交換方法。