JPH1081958A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転写ローラや印刷ローラの押圧力調整を容易
にする真空蒸着装置、印刷ローラのオイルマスクとフィ
ルムのローラ軸方向位置との相対位置調整を容易にする
真空蒸着装置を提供する。 【解決手段】 オイルマスク形成機において、転写ロー
ラ２を印刷ローラ方向へ、印刷ローラ１をバックアップ
ローラ方向へそれぞれ移動させる押圧駆動手段３３，３
４，３５，３６とガイド機構３２を設け、該押圧駆動手
段と転写ローラ２および印刷ローラ１との間にそれぞれ
押圧力検出器３１を設け、押圧力検出器３１の信号に基
づいて押圧駆動手段の駆動量を制御する。また、印刷ロ
ーラ１と転写ローラ２の両軸端支持部を支持するフレー
ム２１をローラ軸方向へ移動させる駆動手段４０，４１
とガイド機構３９を設け、フレーム２１のローラ軸方向
の位置を検出する変位測定器４３を設け、変位測定器４
３の信号に基づいてフレーム２１の軸方向の移動量を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蒸着前のフィルム
にオイルマスクを形成して非蒸着部分を有する真空蒸着
フィルムを製造する真空蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】真空蒸着装置内で蒸着フィルムに幾何学
模様の非蒸着部を形成する方法としては、物理的マスク
蒸着法やオイルマスク法等があり、また蒸着後では、蒸
着フィルム上の金属をレーザーで蒸発させるレーザーマ
ージン法等がある。これらの方法のうち、特にオイルマ
スク法は安価な設備で実施できるため広く使用されてい
る。

【０００３】図４は、真空蒸着装置に設けられる従来の
オイルマスク形成機を示す。転写ローラ２の表面にオイ
ルノズル３から噴射したオイルを塗布し、その転写ロー
ラ２を印刷ローラ１に押圧して、印刷ローラ表面の凸状
の幾何学模様上にオイル被膜を形成し、その印刷ローラ
１をバックアップローラ４に押圧した状態で、両ローラ
１，４の間にフィルム１１を通して、そのフィルム１１
上に幾何学模様のオイル被膜を転写するようになってい
る。

【０００４】上記のようにオイル被膜を転写するときの
転写性を良好にするため、転写ローラ２を印刷ローラ１
に対し、また印刷ローラ１をバックアップローラ４に対
してそれぞれ押圧力を与えるようにしてある。その押圧
機構として、印刷ローラ１および転写ローラ２の各々の
軸端部に、軸と直交する方向に螺進する押しボルト１２
をボルトホルダー１３に保持するように設けており、こ
の押しボルト１２を手動で回転させることにより、それ
ぞれのローラ軸端を案内バー１４に沿って押し込み、押
圧力を発生させるようにしている。

【０００５】印刷ローラ１や転写ローラ２の押圧力の調
整は、真空蒸着運転する前の大気開放状態のとき作業者
が手動で押しボルト１２を回動させて行い、その回転角
度で押圧力を管理するようにしていた。しかし、高いバ
ネ定数のローラを押しボルトで位置決めし、押圧力を付
与しようとするため、適正押圧力に合わせることが非常
に困難となり、実際の押圧力の定量値や押したローラが
受ける軸方向の押圧力バランスは分からないため、作業
者の経験や感に依存するところが多く非常に困難な作業
であった。

【０００６】したがって、押しボルトの回転角度による
管理には非常な熟練を要し、作業者の技術レベルにより
設定押圧力が変わったり、或いは正確に設定したとして
も、各ローラの温度上昇によってローラ径が膨張するこ
とにより蒸着運転中に押圧力が過大になり、最後にはロ
ーラを損傷してしまう問題を起こすことがあった。これ
は押しボルトで押されるローラと対向ローラとの間でバ
ネ要素となるものがゴムローラのゴム厚み程度のものし
かなく、しかもゴム硬度が高いため、非常に高いバネ定
数となっていることにも原因がある。

【０００７】従来では、上記のようなトラブルが発生す
ると、蒸着作業を一時中断して真空蒸着装置を大気開放
状態に戻し、再度押しボルトの回転角度を調整し直すよ
うに対応していた。また、印刷ローラの幾何学模様とフ
ィルムのローラ軸方向位置との相対位置関係は高い精度
を要求されるが、従来装置では蒸着運転前の大気開放状
態において、印刷ローラの軸方向位置をスケールで測定
して位置合わせすることにより相対位置関係を設定して
いた。そして、蒸着作業の予備運転を行うことによっ
て、フィルムとオイルマスクの相対的な位置関係を確認
するようにし、この時に幾何学模様のオイルマスクとロ
ーラ軸方向位置とがずれていたり、フィルムへのオイル
転写量の分布が悪い場合には、蒸着作業を一時中止し、
再度手動による調整をする必要があった。

【０００８】このようなオイルマスクのローラ軸方向調
整を大気中で手動調整する作業には限界があり、これら
作業効率の悪いことが、オイルマスク蒸着フィルムの生
産効率がオイルマスクのない一般蒸着フィルムにくらべ
て大きく低下する原因になっていた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上述
した従来の問題を解決し、真空蒸着運転を中断すること
なく転写ローラや印刷ローラの押圧力調整を容易に実施
することができる真空蒸着装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、真空蒸着作業を中断することなく
印刷ローラのオイルマスクとフィルムのローラ軸方向位
置との相対位置の調整を容易に実施することができる真
空蒸着装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
る本発明の真空蒸着装置は、オイル転写用の転写ローラ
を印刷ローラに押圧し、該印刷ローラをバックアップロ
ーラに押圧し、該印刷ローラとバックアップローラとの
間にフィルムを走行させて、該フィルム上に非蒸着部と
なるオイルマスクを形成するオイルマスク形成機を設け
た真空蒸着装置において、前記転写ローラを前記印刷ロ
ーラ方向へ、前記印刷ローラを前記バックアップローラ
方向へそれぞれ移動させる押圧駆動手段とガイド機構を
設け、前記押圧駆動手段と前記転写ローラおよび印刷ロ
ーラとの間にそれぞれ押圧力検出器を設け、該押圧力検
出器の押圧力信号に基づいて前記押圧駆動手段の駆動量
を制御する制御部を設けたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】このように押圧力検出器の押圧力信号に基
づいて押圧駆動手段の駆動量を制御するので、真空蒸着
運転を中断することなく転写ローラや印刷ローラの押圧
力調整を容易に実施することができるようになる。また
上記第２の目的を達成する本発明の真空蒸着装置は、オ
イル転写用の転写ローラを印刷ローラに押圧し、該印刷
ローラをバックアップローラに押圧し、該印刷ローラと
バックアップローラとの間にフィルムを走行させて、該
フィルム上に非蒸着部となるオイルマスクを形成するオ
イルマスク形成機を設けた真空蒸着装置において、前記
印刷ローラと転写ローラの両軸端支持部をそれぞれフレ
ームで支持し、該フレームをローラ軸方向へ移動させる
駆動手段とガイド機構を設けると共に、前記フレームの
ローラ軸方向の位置を検出する変位測定器を設け、該変
位測定器の位置信号に基づいて前記フレームの軸方向の
移動量を制御する制御部を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１２】このように位置検出器の位置信号に基づい
てフレームの軸方向の移動量を制御するので、真空蒸着
作業を中断することなく印刷ローラのオイルマスクとフ
ィルムのローラ軸方向位置との相対位置の調整を容易に
実施することができるようになる。さらに、本発明の真
空蒸着装置によれば、押圧駆動手段の駆動量の制御やフ
レームの軸方向の移動量の制御を真空蒸着作業を中段す
ることなく容易に実施することができるため、非蒸着部
を有する蒸着フィルムを効率よく生産することが可能に
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１は本発明の真空蒸着装置の全
体を示し、図２は同装置におけるオイルマスク形成機の
部分を示し、図３は図２のＸ−Ｘ矢視による断面を制御
部と共に示したものである。図１に示すように、真空蒸
着装置は、真空槽１０の内部に巻き出しロール５をセッ
トし、この巻き出しロール５に続いてオイルマスク形成
機１００を設け、続いて冷却ロール７と巻き取りロール
６を設けている。冷却ロール７の下方には、アルミニウ
ムなどの蒸着用金属棒８を加熱ボート９により蒸発させ
る蒸着部が設けられている。

【００１４】巻き出しロール５から巻き出されたフィル
ム１１は、オイルマスク形成機１００において幾何学模
様のオイルマスクを転写される。次いで冷却ロール７に
おいて、加熱ボート９で溶融蒸発した金属粒子がフィル
ム１１のオイルマスクされた片面に密着して蒸着が施さ
れる。金属の蒸発源は特に限定されるものではなく、加
熱ボート以外に従来公知のものがいずれも適用可能であ
り、例えばルツボ、エレクトロンビームガンなどを使用
することができる。

【００１５】オイルマスク形成機１００は、図２に示す
ように、印刷ローラ１、転写ローラ２、バックアップロ
ーラ４を有し、印刷ローラ１とバックアップローラ４と
の間に被処理用の樹脂フィルム１１を挟むようにしてい
る。これらローラのうち転写ローラ２とバックアップロ
ーラ４とは平滑なローラ表面を有するが、印刷ローラ１
は表面に幾何学模様の凸部を有している。

【００１６】印刷ローラ１と転写ローラ２とは、対向す
る一対のプレート状のフレーム２１に回転自在に支持さ
れ、かつ転写ローラ２は背面の圧縮コイルバネ３３によ
って印刷ローラ１を押圧するようにしている。また、バ
ックアップローラ４は真空槽１０のフレームに回転自在
に支持され、かつ印刷ローラ１によって押圧されるよう
になっている。

【００１７】印刷ローラ１、転写ローラ２、バックアッ
プローラ４は駆動のないフリーローラであり、そのため
相互の押圧によりフィルム１１から回転力を受け、フィ
ルム１１と同じ周速で回転するようになっている。但
し、これらローラはフィルムの走行速度と同じ周速にな
れば必ずしもフリーローラである必要はなく、駆動ロー
ラであっても差し支えない。

【００１８】転写ローラ２の下方にはオイルノズル３が
設置され、温度８０〜１８０℃に加熱されたオイルを噴
射あるいは蒸発によって転写ローラ２の表面に軸方向に
均一に塗布するようになっている。転写ローラ２に塗布
されたオイルは、回転接触によって印刷ローラ１の幾何
学模様の凸部に転写される。印刷ローラ１の凸部に転写
されたオイルの被膜は、バックアップローラ４との間を
走行するフィルム１１の表面に転写されてオイルマスク
を形成する 図３は、オイルマスク形成機１００において、バックア
ップローラ４に対する印刷ローラ１の押圧力調整機構
と、フィルム１１に対する印刷ローラ１の軸方向の位置
調整機構との詳細を、制御部２０と共に示すものであ
る。

【００１９】左右のフレーム２１にそれぞれモータ３６
が固定され、そのモータ軸３８が印刷ローラ１の方向に
向けられており、制御部２０のモータコントローラ２０
５から入力する駆動信号により正逆に回転するようにな
っている。モータ軸３８にはボールネジ軸３７が連結さ
れ、そのボールネジ軸３７の中間部にボールネジナット
３４を介して直動転がり軸受け３５が連結されている。

【００２０】また、ボールネジ軸３７の先端部にもバカ
孔を介して別の直動転がり軸受け３２が支持され、上下
二つの直動転がり軸受け３２，３５の間に圧縮コイルバ
ネ３３が介在している。さらに、ボールネジ軸３７の上
端に設けた直動転がり軸受け３２は、ロードセル等の押
圧力検出器３１と球面軸受け３０とを介して印刷ローラ
１の軸端を支持するようにしている。

【００２１】上記構成において、モータ３６、ボールネ
ジ軸３７、ボールネジナット３４、圧縮コイルバネ３３
などは、本発明の押圧駆動手段を構成し、また直動転が
り軸受け３２，３５とこれをガイドするフレーム２１の
内面などは、本発明のガイド機構を構成する。押圧駆動
手段におけるモータ３６によりボールネジ軸３７が回転
し、ボールネジナット３４が印刷ローラ１に近づく方向
に進むと、ガイド機構の直動転がり軸受け３５はフレー
ム２１の内面をガイド面として直進し、圧縮コイルバネ
３３を圧縮する。この圧縮コイルバネ３３の圧縮による
反発弾性力により直動転がり軸受け３２が押圧力検出器
３１を押圧し、さらに球面軸受け３０を介して印刷ロー
ラ１の軸端を押圧する。

【００２２】この押圧力に対して、球面軸受け３０は球
面すべり接触により印刷ローラ１の軸端を角度自由に支
持しているので、軸端での押圧力のこじれをなくし、ロ
ーラ軸方向に対して押圧力を分散平均化する。したがっ
て、印刷ローラ１はバックアップローラ４との間に挟持
するフィルム１１に対してローラ軸方向に均一な押圧力
を与えることができる。

【００２３】押圧力の検出は押圧力検出器３１によりな
される。押圧力検出器３１が検知した押圧力信号は真空
槽１０の外側に設置した制御部２０内の押圧力検出器ア
ンプ２０１に送られ、アンプ２０１は信号を増幅してコ
ントローラ２０２へ送る。さらに押圧力信号はコントロ
ーラ２０２から表示器２０３に送られて表示されるの
で、作業者は常にこれをモニターすることができるよう
になっている。

【００２４】また、作業者は予め押圧力設定器２０４に
任意の設定押圧力を入力しておくことにより、その押圧
力設定信号がコントローラ２０２に送信される。コント
ローラ２０２は、押圧力設定信号と押圧力検出器３１で
検知された実際の押圧力信号との差を演算し、その差を
フィードバック信号としてモータコントローラ２０５へ
発信することによりモータ３６を駆動させ、演算差が０
に近くなったときフィードバック信号が停止され、モー
タ３６が停止するようになっている。したがって、印刷
ローラ１の軸端には常に設定押圧力を適正に負荷するこ
とができる。

【００２５】さらに、本発明のオイルマスク形成機１０
０では、フレーム２１が真空槽１０のフレームに直動転
がり軸受け３９を介して支持され、印刷ローラ１の軸方
向へ移動可能になっている。真空槽１０のフレームにモ
ータ４０が支持され、そのモータ軸端にボールネジ軸４
１が連結され、そのボールネジ軸４１に螺合させたボー
ルネジナット４２がフレーム２１に連結するようになっ
ている。また、真空槽１０のフレームに変位測定器４３
が設けられ、この変位測定器４３が印刷ローラ１の軸方
向に対するフレーム２１の位置を検出するようになって
いる。

【００２６】上記構成において、モータ４０、ボールネ
ジ軸４１、ボールネジナット４２などは、本発明の駆動
手段を構成し、また直動転がり軸受け３９や真空槽１０
のフレームのガイド面などは、本発明のガイド機構を構
成している。作業者が、予め印刷ローラ１の軸方向位置
を設定して制御部２０の軸方向位置設定器２０６に入力
すると、コントローラ２０２が上述した押圧力調整の場
合と同様にモータコントローラ２０５を介しモータ４０
を駆動させ、ボールネジ軸４１を回転させることによ
り、フレーム２１全体を印刷ローラ１の軸方向に作業者
が設定した軸方向位置に移動させる。

【００２７】このフレーム２１の移動量は変位測定器４
３によって検出され、その信号が位置検出器アンプ２０
７を通してコントローラ２０２に送られる。この信号は
表示器２０３に表示されるので、作業者は現在のフレー
ム位置から印刷ローラ１の位置を常に確認することがで
きる。コントローラ２０２は、上述した押圧力調整と同
様に、軸方向位置設定器２０６の信号と変位測定器４３
が検出した信号との演算差をとり、０付近になるまでモ
ータ４０を回転させる。

【００２８】図３の実施形態は、印刷ローラ１の押圧力
調整と軸方向位置調整とを行う制御機構について示した
ものであるが、この制御機構は転写ローラ２を印刷ロー
ラ１に対して押圧力調整する機構にも同様に適用でき
る。ただし、軸方向位置調整機構は、転写ローラ２と印
刷ローラ１とが同じフレーム２１に支持されているため
個々に調整する必要はない。

【００２９】本発明において、印刷ローラは様々な幾何
学模様毎に用意されており、異なる幾何学模様のオイル
マスクを転写するときは別のローラに置き換える必要が
あるため、ローラの脱着は簡易にできるようになってい
ることが望ましい。図１，２の実施形態では、印刷ロー
ラ１、転写ローラ２、バックアップローラ４はＬ状の軸
配置になっていて、同一直線上に配置するようになって
いないが、設置スペースが許容される場合には同一直線
上に配置することができる。このように３本のローラの
軸を同一直線上に配置した場合は、実施形態のように各
ローラ毎に押圧力調整をするよりも、印刷ローラ１と転
写ローラ２の組合せ体に対して本発明の調整機構を設置
し、さらにフレームをバックアップローラ４の方向へ移
動させる機構を設けて、ローラ間の押圧力調整を互いに
干渉し合わないようにすることが望ましい。

【００３０】このように３本のローラの軸を同一直線上
に配置する場合は、互いの押圧力が過大な場合でもロー
ラにたわみが起こりにくくし、ローラ軸方向のオイルマ
スクむらを低減する利点がある。本発明において、ガイ
ド機構としては、実施形態で挙げたフレームのガイド面
に対して直動転がり軸受けを使用する例示したが、この
軸受けは直動スベリ軸受けでもあってもよい。また、磁
気浮上などを利用した非接触タイプのガイドレールであ
ってもよい。また、押圧駆動手段は、実施形態のように
モータにより送りネジを駆動させるものが好ましいが、
真空対応で位置決め可能な油圧シリンダ、空圧シリンダ
やリニアモータなどでもよい。但し、油圧シリンダや空
圧シリンダは、真空中では作動油、空気の漏れが完全に
無視できないため、モータを用いることが最も適してい
る。

【００３１】また、印刷ローラ、転写ローラと押圧駆動
手段との間に設ける押圧検出器としては、一般に計量用
に用いられるロードセルが好ましいが、重量、力を計測
できるものであれば、他のいかなる手段も使用すること
ができる。また、印刷ローラ、転写ローラと押圧駆動手
段との間に設ける弾性体としては、コイルバネが最も適
しているが、板バネや硬度の低いゴムのようなものでも
代用することができる。また、この弾性体に力を加えた
ときの変形量を測定し、近似的に押圧力検出手段とする
こともできる。また印刷ローラ、転写ローラの軸支持
は、球面軸受けで行うことが最も好ましいが、支持角度
自在に支持できるものであれば、例えばゴムのような弾
性体を支持部材に用いるようにしてもよい。

【００３２】また、本発明において、印刷ローラ、転写
ローラを支持するフレームを真空槽のフレームからロー
ラ軸方向へ移動可能に支持するガイド機構としては、押
圧力調整に使用するガイド機構と同様に、直動転がり軸
受けが最も好ましいが、直動スベリ軸受けや磁気浮上な
ど非接触タイプのガイドレールであってもよい。フレー
ムをガイド機構上に移動させる駆動手段も、押圧力調整
に使用する押圧駆動手段と同様に、モータにより送りネ
ジを駆動させるものが最も好ましいが、油圧シリンダ・
空圧シリンダやリニアモータなどでも可能である。

【００３３】また、その移動量を検出する変位測定器
は、測定方法は問わず真空状態で安定して使えれるもの
であればいかなるものでもよい。

【００３４】

【発明の効果】上述したように、本発明の真空蒸着装置
によれば、蒸着作業を中断することなく、オイルマスク
形成機のローラ押圧力の調整を、作業者の技術や勘に頼
らずに制御部への設定値入力のみで容易に行うことがで
きる。また、本発明によれば、印刷ローラの軸方向位置
合わせも、押圧力調整と同様に設定値を入力するのみで
容易に自動調整することができる。また、本発明の真空
蒸着装置の使用により、蒸着ロス、時間ロスなしに常に
安定したオイルマスクを有する蒸着フィルムを製造する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態からなる真空蒸着装置の断面
図である。

【図２】図１の装置のオイルマスク形成機部分を示す拡
大図である。

【図３】図２のＸ−Ｘ矢視による断面を制御部と共に示
した概略図である。

【図４】従来のオイルマスク形成機の断面図である。

【符号の説明】

１ 印刷ローラ ２ 転写ローラ ３ オイルノズル ４ バックアップローラ １０ 真空槽 １１ フィルム ２０ 制御部 ３１ 押圧力検出器 ３２，３５ 直動転がり軸受け（ガイド機構） ３３ 圧縮コイルバネ（押圧駆動手段） ３４ ボールネジナット（押圧駆動手段） ３６ モータ（押圧駆動手段） ３７ ボールネジ軸（押圧駆動手段） ３９ 直動転がり軸受け（ガイド機構） ４０ モータ（駆動手段） ４１ ボールネジ軸（駆動手段） ４２ ボールネジナット（駆動手段） ４３ 変位測定器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オイル転写用の転写ローラを印刷ローラ
   に押圧し、該印刷ローラをバックアップローラに押圧
   し、該印刷ローラとバックアップローラとの間にフィル
   ムを走行させて、該フィルム上に非蒸着部となるオイル
   マスクを形成するオイルマスク形成機を設けた真空蒸着
   装置において、前記転写ローラを前記印刷ローラ方向
   へ、前記印刷ローラを前記バックアップローラ方向へそ
   れぞれ移動させる押圧駆動手段とガイド機構を設け、前
   記押圧駆動手段と前記転写ローラおよび印刷ローラとの
   間にそれぞれ押圧力検出器を設け、該押圧力検出器の押
   圧力信号に基づいて前記押圧駆動手段の駆動量を制御す
   る制御部を設けた真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 前記押圧駆動手段と前記転写ローラおよ
   び前記印刷ローラとの間に、それぞれ圧縮弾性力を生ず
   る弾性体を介在させた請求項１に記載の真空蒸着装置。
3. 【請求項３】 前記転写ローラと印刷ローラの両軸端支
   持部を、それぞれ角度調整自在に支持した請求項１又は
   ２に記載の真空蒸着装置。
4. 【請求項４】 前記印刷ローラと転写ローラの両軸端支
   持部をそれぞれフレームで支持し、該フレームをローラ
   軸方向へ移動させる駆動手段とガイド機構を設けると共
   に、前記フレームのローラ軸方向の位置を検出する位置
   検出器を設け、該位置検出器の位置信号に基づいて前記
   フレームの軸方向の移動量を制御する請求項１〜３のい
   ずれか１項に記載の真空蒸着装置。
5. 【請求項５】 オイル転写用の転写ローラを印刷ローラ
   に押圧し、該印刷ローラをバックアップローラに押圧
   し、該印刷ローラとバックアップローラとの間にフィル
   ムを走行させて、該フィルム上に非蒸着部となるオイル
   マスクを形成するオイルマスク形成機を設けた真空蒸着
   装置において、前記印刷ローラと転写ローラの両軸端支
   持部をそれぞれフレームで支持し、該フレームをローラ
   軸方向へ移動させる駆動手段とガイド機構を設けると共
   に、前記フレームのローラ軸方向の位置を検出する変位
   測定器を設け、該変位測定器の位置信号に基づいて前記
   フレームの軸方向の移動量を制御する制御部を設けた真
   空蒸着装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の真
   空蒸着装置を使用して、非蒸着部分を有する蒸着フィル
   ムを製造する蒸着フィルムの製造方法。