WO2005025849A1

WO2005025849A1 - 加圧加熱装置

Info

Publication number: WO2005025849A1
Application number: PCT/JP2004/013632
Authority: WO
Inventors: Shigeyuki Takagi; Tsuyoshi Takeshita; Nariyuki Okanami; Shogo Nakajima
Original assignee: Sintokogio, Ltd.
Priority date: 2003-09-18
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2005-03-24
Also published as: JPWO2005025849A1

Abstract

　ワークを加圧及び加熱して成型する装置であって、アルミニウム製基盤１には複数のコラム２が立設されている。コラム２には、それに沿って昇降可能なように、アルミニウム製中間可動盤３が摺動自在に支持されている。コラム２の上方にはアルミニウム製天盤６が固定されている。中間可動盤３の上面と天盤６の下面とには、それぞれヒータを内蔵した下部加圧加熱器７と上部加圧加熱器８とが互いに対向するように装着されている。中間可動盤３と下部加圧加熱器７とは、アクチュエータ５の駆動により一体的に昇降する。

Description

明細書

加圧加熱装置

発明の技術分野

[0001] 本発明は、ワークを均一に加圧加熱する加圧加熱装置に関し、特に複数の薄膜又はシートを積層した積層体を加圧及び加熱して成型する装置に関する。

発明の背景

[0002] プレス対象のワーク、特に軟質な薄膜又はシート状のワーク、例えばフレキシブル E L、プラスチックシート又はフィルム、紙などを加圧する各種の方法及び装置が公知である。

[0003] このようなワークをオーブン内で加熱加圧する所謂ホットプレス装置は公知である。

このホットプレス装置においては、オーブン内の下方の定盤上にシート状ワークを載置して、オーブン内へ熱風を送ってワークを加熱しながら、オーブン内上方からプレスを下降させて、定盤とプレスとの間のワークを加圧する。

[0004] し力しながら、このような装置の不都合は、装置がオーブン内に収容されて、るので、一台の装置の高さが嵩高になり、特に複数台の装置を重ねて配置する場合には大きなスペースを必要とすることである。

[0005] 一方、少しでも装置高さを低くするために定盤を薄くすると、圧縮力により定盤が橈むという問題がある。

[0006] また、薄膜又はシート状ワークを加圧するに際し、その厚みを測定するためには、非接触方式 (例えば日本国特許公開平成 5— 332764号公報 (以下、 ' 764号公報)）又は接触方式 (例えば日本国特許公開第 2002-213903号公報（以下、， 903号公報)）による測定方法及び装置が公知である。ワーク (薄膜又はシート)の材質や形状などに応じて、これら接触方式と接触方式とが選択的に用いられている。

[0007] し力しながら、ワークの厚みを非接触方式、例えば、 ' 764号公報に記載されたように光学的に測定する場合には、ワークの厚みを直接に測定するわけではないので、測定中のワークの浮き上がりを考慮した補正項をカ卩えてワークの近似的な厚みを間接的に測定することになる。 [0008] 一方、例えば' 903号公報に記載された接触方式では、ワークに接触する測定プローブからワークに負荷される荷重の大きさに応じてワークの厚みが変化してしまうため、測定値が一定しない。更に、ワークに荷重を負荷すると、厚み測定装置のフレーム等も変形することがあり、正確な測定ができないという問題がある。

発明の概要

[0009] 従って本発明の目的は、定盤が橈んでもワークを均一に加圧及び加熱ができる加圧加熱装置を提供することにある。

[0010] 更に、このような加圧加熱装置において、ワークを構成する薄膜又はシートの厚さを測定する装置を提供することも本発明の目的の一部である。

[0011] 本発明のワークを加圧及び加熱して成型する加圧加熱装置は、複数のコラムが立設された下部固定盤と、この下部固定盤の上方に位置し、複数のコラムに沿って昇降可能な中間可動盤とを備える。この加圧加熱装置は更に、中間可動盤と下部固定盤との間に設けられ中間可動盤を昇降させる駆動手段と、前記中間可動盤の上方に位置し、前記複数のコラムの上端に固定された上部固定盤と、この上部固定盤の下面に設けられ、成型すべきワークを加圧及び加熱する上部加圧加熱手段と、この上部加圧加熱手段に対向するように、且つ中間可動盤と一体的に昇降するように、中間可動盤の上面に設けられ、成型すべきワークを加圧及び加熱する下部加圧加熱手段とを備える。

[0012] 加圧加熱装置は、上部又は下部加圧加熱手段力上部固定盤又は中間可動盤へ加わる圧力を緩衝する緩衝手段を更に備えてもよ!ヽ。

[0013] 好ましくは、上部固定盤、中間可動盤及び下部固定盤は同じ材料、例えばアルミ- ゥム力構成される。

[0014] 駆動手段は、圧力流体、例えば圧縮空気により作動するばねとしてもよい。この場合、ばねは、下部加圧加熱手段から中間可動盤へ加わる圧力を緩衝する緩衝手段を兼ねることができる。緩衝手段は、圧力を緩衝する緩衝媒体 (例えば気体又は液体 )を弾性的に包囲する包囲手段を含んでもよい。この場合、緩衝媒体は中間可動盤又は上部固定盤を貫通する通路を介して供給することができ、その通路の中間に前記緩衝媒体の圧力を計測する計測手段を設けてもよい。更に、複数台の加圧加熱装置を配列し (例えば装置を複数段重ね)、各々の装置へ供給すべき気体又は液体を 1つの共通の供給源力も供給してもよい。

[0015] 中間可動板を昇降させる駆動手段は、サーボモータとしてもよぐワークに加わる荷重を検出する荷重検出手段を更に備えてもよい。本発明の一つの実施形態においては、荷重検出手段の検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるようにサーボモータを制御する制御手段を更に備える。また下部加圧加熱手段の高さ位置を検出する位置検出手段を更に備え、制御手段は更に、位置検出手段による検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるようにサーボモータを制御する。制御手段に記憶手段を含ませ、この記憶手段は、下部加圧加熱手段が上部加圧加熱手段に接触したときの下部加圧加熱手段の高さ位置を前記位置検出手段による参照基準点として記憶するようにしてもょ、。

[0016] ワークは、複数の薄膜又はシートを積層した積層体である。

[0017] このような薄膜又はシートの厚さを測定する測定装置は、被検体としての前記薄膜又はシートを載置する定盤と、この定盤上の被検体に接触して加圧して荷重を与える昇降可能な加圧プローブと、この加圧プローブを昇降させるように、加圧プローブに結合された駆動伝達軸を有するサーボモータと、加圧プローブと駆動伝達軸との間に配置され、加圧プローブによる荷重を検出する検出手段と、検出手段により検出された荷重検出値に基づいて、加圧プローブ力被検体に加わる荷重が一定になるようにサーボモータを制御する制御手段と、定盤と加圧プローブとの間の距離を測定する測距手段とを備える。

[0018] 本発明の上述及び他の目的及び特徴は、添付図面を参照してなす以下の実施形態を参照することにより一層明らかになる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]図 1は本発明の第 1実施形態であり、ァクチユエータとしてボールねじ及びモータを採用した加圧加熱装置を概略的に示す正面図である。

[図 2]図 2は図 1と同様な図であり、ァクチユエータとして空気ばねを採用した本発明の第 2実施形態の加圧加熱装置を示す。

[図 3]図 3は図 1と同様な図であり、ロードセルを採用しない本発明の第 3実施形態の加圧加熱装置を示す。

[図 4]図 4は本発明の第 4実施形態であり、第 1乃至第 3実施形態の何れかの加圧カロ熱装置を複数段積層した列を複数列設けた概略的な正面図である。

[図 5]図 5は本発明の第 5実施形態に係る厚み測定装置の概略的な正面図である。

[図 6]図 6は図 5の装置の概略的な側面図である。

[図 7]図 7は図 5の装置のシート加圧部分を拡大して示す図である。

[図 8]図 8は本発明の他の実施形態に係る加圧加熱装置を一部破断して示す概略的な正面図である。

[図 9]図 9は本発明の更に他の実施形態に係る加圧加熱装置を一部破断して示す概略的な正面図である。

最良の実施形態の説明

[0020] 図 1は本発明の第 1の実施形態に係る加圧加熱装置を一部断面で示す立面図である。アルミニウム製の矩形の基盤 1 (下部固定盤)の四隅には、コラム 2が立設されている（四本のコラム 2のうち、 2本のみが図示されている）。コラム 2には、それに沿つて昇降可能なように、アルミニウム製の中間可動盤 3が滑り軸受け 4を介して摺動自在に支持されている。尚、軸受け 4の取り付け個所を示すために、当該個所の中間可動盤 3は、その図示を省略してある。

[0021] 中間可動盤 3の下面は、ボールねじ 5aの上端で支承されており、このボールねじ 5 aの下端はモータ 5bにより駆動支持されている。即ち、ボールねじ 5aとモータ 5bとで、中間可動盤 3をコラム 2に沿って昇降させるァクチユエータ (駆動手段） 5を構成している。コラム 2の上方にはアルミニウム製の天盤 (上部固定盤) 6が固定されている。中間可動盤 3の上面と天盤 6の下面とには、それぞれヒータを内蔵して所定の温度に保たれるべき下部加圧加熱器 (下部加圧加熱手段） 7と上部加圧加熱器 (上部加圧カロ熱手段) 8とが互いに対向するように装着されている。下部加圧加熱器 7は、ァクチュエータ 5の駆動により中間可動盤 3と一体的に昇降可能である。このように天盤 6及び中間可動盤 3に上部加圧加熱器 8及び下部加圧加熱器 7が設けられているので、この装置はオーブン内に収容する必要がな、。

[0022] 基盤中間可動盤 3、及び天盤 6は同一の材料カゝら構成できる。その材料としては、本実施形態におけるようにアルミニウムが軽量で好ましいが、これに限定されるものではない。

[0023] 好ましくは、天盤 6の下面と上部加圧加熱器 8との間、及び中間可動盤 3の上面と下部加圧加熱器 7との間の装着面には、それぞれ上部圧力緩衝体 (緩衝手段) 9と下部圧力緩衝体 (緩衝手段） 10とを介在させ、天盤 6と上部加圧加熱器 8とを、及び中間可動盤 3と下部加圧加熱器 7とを直接に接触させないようにする。この場合、下部圧力緩衝体 10もァクチユエータ 5の駆動により中間可動盤 3及び下部加圧加熱器 7と一体的に昇降可能である。上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10はそれぞれ密閉構造をなしているが、これら緩衝体の内部へは天盤 6の内部及び中間可動盤 3の内部にそれぞれ穿設された流体導入路 11aを介して圧力流体源 (本実施形態では圧縮空気源） 1 lbからの圧力流体 (本実施形態では圧縮空気)を導入可能である

[0024] これら上部圧力緩衝体 9の内部及び下部圧力緩衝体 10の内部へ圧縮空気が導入されると、上部加圧加熱器 8及び下部加圧加熱器 7は、それらが支持されている天盤 6の下面及び中間可動盤 3の上面力離間するので、天盤 6及び中間可動盤 3の変形の影響を受けない。

[0025] 第 1実施形態に係る加圧加熱装置の動作について説明する。

[0026] 先ず、最終プレス圧力よりも高くなるような圧力、例えば 0. 4MPaの圧縮空気を導入路 11aを介して圧縮空気源 l ibから上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10へ導入する。すると、上部加圧加熱器 8及び下部加圧加熱器 7は、上部圧力緩衝体 9 及び下部圧力緩衝体 10の空気圧によりそれぞれ天盤 6及び中間可動盤 3から離間するので、それらとは接触しない。

[0027] 次に、上部加圧加熱器 8と下部加圧加熱器 7との間に薄膜又はシート状のワーク 1 2を設定する。

[0028] ァクチユエータ 5を駆動させると、中間可動盤 3、下部圧力緩衝体 10及び下部加圧加熱器 7がー体的に上昇し、下部加圧加熱器 7がワーク 12に接触する。ロードセル（図示せず）により加圧力を検出して、ワーク 12に加わる加圧力を調整して加圧及び加熱して、必要な時間保持する。この時、上部加圧加熱器 8及び下部加圧加熱器 7 は、それぞれ天盤 6及び中間可動盤 3から離間して、それらとは非接触状態にあるので、それらの橈みの影響を受けず、高精度な加圧が可能となる。その後、ァクチユエータ 5を逆駆動させて、中間可動盤 3、下部圧力緩衝体 10及び下部加圧加熱器 7を一体的に降下させて、ワーク 12を取り出して一連の処理が完了する。

[0029] 図 2は本発明に係る加圧加熱装置の第 2の実施形態を示す。本実施形態の実施形態 1に対する差異は、中間可動盤 3を昇降させるァクチユエータとして、実施形態 1 のボールねじ 5aとモータ 5bに代えて、圧力流体で作動するばね (本実施形態では空気ばね） 21を採用し、下加圧加熱機器 7が中間可動盤 3を介して空気ばね 21により応力を受ける構造としたことである。空気ばね 21は、基盤 1の内部に穿設された空気導入路 11cを介して圧縮空気源 l idから供給される圧縮空気により駆動される。

[0030] 次、で、第 2実施形態の加圧加熱装置の動作につ、て説明する。

[0031] 上部加圧加熱器 8と下部加圧加熱器 7との間にワーク 12を設定し、空気ばね 21に最終的に必要とされる圧力よりも低く設定した圧力、例えば 0. IMPaの圧縮空気を導入路 11cを介して圧縮空気源 l idから導入して、空気ばね 21を駆動する。すると、中間可動盤 3、下部圧力緩衝体 10及び下部加圧加熱器 7がー体的に上昇し、下部加圧加熱器 7がワーク 12に接触する。ここで空気ばね 21と上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10の受圧面積は同じであるとする。

[0032] 次に、空気ばね 21に対するよりも高い圧力、例えば 0. 15MPaの圧縮空気を導入路 11aを介して圧縮空気源 l ibから上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10へ導入する。すると、上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10内の空気圧により上部加圧加熱器 8及び下部加圧加熱器 7がそれぞれ天盤 6及び中間可動盤 3から離間するので、それらとは接触しない。

[0033] その後、上部及び下部圧力緩衝体 9, 10と圧力ばね 21との間の圧力差を保持しつつ、所定の圧力になるまで空気ばね 21、上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10 の空気圧を徐々に上昇させて、所定の圧力、例えば 0. 3MPaを加え、ワーク 12をカロ圧及び加熱して必要な時間保持する。その後、空気ばね 21、上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10の圧縮空気を抜いて、中間可動盤 3、下部圧力緩衝体 10及び下部加圧加熱器 7を一体的に降下させて、ワーク 12を取り出して一連の処理が完了する。

[0034] ここでは空気ばね 21と上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10の受圧面積は同じであるとした。これに代えて、上部圧力緩衝体 9と下部圧力緩衝体 10との受圧面積を同じにして、空気ばね 21の受圧面積を上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10 のそれよりも小さくして、空気ばね 21と上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10へ導入する圧縮空気の圧力が同じになるようにしてもよい。

[0035] また、ァクチユエータとしての空気ばね 21は、それ自身が圧力緩衝体として働くため、所望により上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10の一方又は両方を省くことも可能であろう。この場合、加熱加圧装置の設置高さを一層に低減でき、且つ装置が単純ィ匕するので製造コスト削減も図れる。

[0036] 第 1及び第 2実施形態においては、ワークに対する荷重を検出する手段として、口ードセルを採用した。しかしながら、ロードセルは高価であり、また衝撃に弱く故障し易、。従ってロードセルを用いな、装置構成が望まれる場合もあろう。

[0037] 図 3は本発明の第 3の実施形態であり、ロードセルを用いない加圧加熱装置を示す

[0038] 本実施形態の実施形態 2に対する差異は、中間可動盤 3の下部圧力緩衝体 10 (及びその圧縮空気導入機構)を省略し、上部圧力緩衝体 9には圧縮空気に代えて圧力液体 (本実施形態では作動油）を充填し、この上部圧力緩衝体 9内の圧力を測定するための圧力測定器 32を設けたことである。上部加圧加熱器 8は、上部圧力緩衝体 9内の作動油により天盤 6から離間するので、この天盤 6の変形の影響を受けない。

[0039] 次、で、第 3実施形態の加圧加熱装置の動作につ、て説明する。

[0040] 上部加圧加熱器 8と下部加圧加熱器 7との間にワーク 12を設定し、空気ばね 21に所定の圧力、例えば 0. 3MPaの圧縮空気を導入路 11cを介して圧縮空気源 l idから導入して、空気ばね 21を駆動する。すると、中間可動盤 3及び下部加圧加熱器 7が一体的に上昇し、下部加圧加熱器 7がワーク 12に接触する。このとき、上部圧力緩衝体 9内に満たされた作動油により上部加圧加熱器 7は天盤 6とは接触して、な、。また加圧された作動油の圧力は圧力測定器 32により測定されるので、所定の圧力が加えられているか否かを検証可能である。所定時間経過後、空気ばね 21の圧縮空気を抜いて、中間可動盤 3及び下部加圧加熱器 7を降下させて、ワーク 12を取り出して一連の処理が完了する。

[0041] 本実施形態によれば、上部圧力緩衝体 9内の油圧を測定する圧力測定器 32によりァクチユエータとしての空気ばね 21の加圧力を計算して加圧力を検出することができるので、高価で壊れやすいロードセルを省くことができる。従って経済的で信頼性に優れる加熱加圧装置を構成できる。

[0042] 尚、圧力測定器 32により測定された圧力によって、空気ばね 21側の圧縮空気圧をフィードバック制御して更に精密な圧力制御を実行することも可能である。

[0043] 図 4は本発明に係る加圧加熱装置の第 4の実施形態を示す。本実施形態では、上述の第 1乃至第 3実施形態の何れかの加圧加熱装置 (本実施形態では符号 41で示す)を複数段 (例えば 3段)積層した列を複数列 (例えば 2列)配置して用いる。各々の加圧加熱装置 41はタワー状のラック 42内に 3段積層して載置され、加圧加熱装置 41のそれぞれの圧縮空気駆動要素は、複数の圧縮空気源 l ib (図 1) , l id (図 2及び図 3)に代えて、共通の一つの供給源（図示せず)から供給される。ここで圧縮空気駆動要素は、加圧加熱装置 41として第 1実施形態のものを用いた場合には上部圧力緩衝体 9及び下部圧力緩衝体 10、第 2実施形態のものを用いた場合には上部圧力緩衝体 9、下部圧力緩衝体 10及び空気ばね 21、第 3実施形態のものを用いた場合には空気ばね 21である。共通供給源とそれぞれの圧縮空気駆動要素とを連結する配管経路（図示せず)の途中には、各々の圧縮空気駆動要素の圧力を個々に制御可能なように、減圧弁（図示せず)を設けてある。加圧加熱装置 41として第 3実施形態のものを複数台用いた場合には、圧力液体駆動要素 (即ち上部圧力緩衝体 9) への油も同様に共通の一つの供給源（図示せず)から供給される。

[0044] このような構成では、複数の加圧加熱装置を 1箇所で集中的に操業させることができるので、複数の圧縮空気駆動要素に対し、圧縮空気を一つの共通の供給源より供給でき、また圧力液体駆動要素も同様に一つの供給源より供給できるため、ランニングコストの軽減が図られ経済性に優れる。

[0045] 図 5乃至図 7は、上述の第 1乃至第 4実施形態の加圧加熱装置で加圧及び加熱されるワークのシートの厚みを測定する厚み測定装置を示す。厚み測定装置は、ベース部分 Aと、シート加圧部分 Bと、距離測定器 (測距手段) Dとを含み、好ましくは平行調整機構 Cも含む。

[0046] ベース部分 Aは、加圧による歪みを生じないように強固な構造をもち、表面に研磨加工を施した定盤 51と、鋼板の折り曲げ力もなり、表面精度を必要としない比較的軽量な定盤フレーム 52とからなる。定盤 51は構造上重くなるが、定盤 51を必要最小限の大きさにすることで、ベース部分 Aを軽量ィ匕できる。

[0047] シート加圧部分 Bは、ベース部分 Aの上面の定盤 51に載置されたシート 53に一定の荷重を与えるものであり、その構造を図 7に示す。定盤 51上のシート 53に与える荷重を発生するサーボモータ 54の回転ロッドは、第 1軸受け 55に支承されており、回転運動を伝達するカップリング 56を介してシャフト 57に連結されている。シャフト 57 は、ベアリングナット 58により固定されたベアリング 59と、シャフト 57の回転運動を直線運動に変換するリニアブッシュ 60とにより拘束されている。シャフト 57の下端には、ねじが刻設されており、ここにナット 61を螺合することにより、リニアブッシュ 60の落下を防止するようにしてある。第 1軸受け 55に固定されて、シャフト 57の縦方向中間位置に位置するロードセル 62は、その中央部にシャフト 57を揷通させる孔を有している。この孔の径は、シャフト 57の軸径より若干大きくして、孔の内壁をシャフト 57から離間させることにより、シャフト 57の回転運動をロードセル 62に伝達させないようにしてある。従って、ロードセル 62には、シャフト 57からの回転運動の伝達は遮断され、スラストベアリング 63Aにより荷重のみが伝達される。またロードセル 62の上面についても、カラー 64及びスラストベアリング 63Bにより、シャフト 57の回転運動の伝達が遮断される。上述のリニアブッシュ 60は、第 2軸受け 65に固定され、この第 2軸受け 65には、プローブ用ブラケット（着脱手段） 66及び加圧プローブ 67と、加圧プローブ 67をブラケット 66に着脱自在に取り付けるプローブナット 68が固定されている。第 2軸受け 65は、リニアガイド 69に固定されて、上下方向に沿った直線運動のみをなす。リニァガイド 69及び第 1軸受け 55は、ベース部分 Aの上面力も定盤 51上に垂直に立設する加圧フレーム 70に取り付けられて!/、る。

[0048] シートの厚みを測定する距離測定器 Dの構造も図 7に示されている。距離測定器 D は、リニアスケール 71を含み、そのヘッド部は上述の第 2軸受け 65に固定され、そのスケール部分はリニアスケール用ブラケット (装着手段） 72を介して定盤 1に固定されている。

[0049] 本実施形態に係るシートの厚みの測定装置の設計について説明する。従来はロードセル 62は定盤 1の下方に配置されるのが通例である力ロードセル自身が加圧を受けると微少な変位を生じる。従って、定盤 1に対する加圧力の変化に伴いロードセルの測定値に誤差を生じてしまう。特に 0.： L m程度の分解能で厚みを測定しようとすると、加圧により生じる微少な歪みが測定に影響を与える。

[0050] そこで本実施形態では、ロードセル 62を加圧プローブ 67とサーボモータ 54の回転ロッドとの間に配置してある。この配置によれば、例えロードセル 62が加圧により縮小しても、距離測定器 Dは加圧プローブ 67と定盤 51間を測定しているので、厚みの測定には影響しない。また、ロードセル 62をシャフト 57に組み込み、サーボモータ 54の回転ロッド、ロードセル 62及び加圧プローブ 67を一直線上に配置して、力の損失を極力に抑えることで、ロードセル 62による正確な荷重値の検出が可能となり、シートに与える荷重の精度を高められる。

[0051] また、定盤 51も加圧により微少な歪みを生じるので、測定に影響を与える。この影響が無視ように定盤 51を強固にすると、定盤 1が極端に大きぐ重くなつてしまう。しかし、定盤 51に強度が要求されるのは、加圧フレーム 70の取り付け部から加圧プローブ 67で加圧される部分までの個所である。そこで、定盤 51の当該個所のみに強度を持たせることにより、定盤 51全体に強度を持たせる場合に比べて、その重量を 1 Z4程度に抑えることができる。従ってシートの厚みの測定に高精度が要求される場合でも、定盤 51を必要最小限の大きさにすることで、厚み測定装置の軽量化を容易に実現できる。

[0052] 更に、加圧フレーム 70も加圧により微少な歪みを生じるので、距離測定器 Dの取り付け位置によっては、測定に誤差を生じさせる。この測定誤差を防ぐために、距離測定器 Dリニアスケール 71のスケール部分は、加圧フレーム 70とは別個に、強固なベースからブラケット 72を介して配置してある。

[0053] このような厚み測定装置の動作について説明する。先ず定盤 1上面に被測定物であるシート 53を載置する。次に、サーボモータ 54を駆動すると、その回転がカツプリング 56を介してシャフト 57に伝達される。すると、シャフト 57の下端のねじ部に設置されたリニアブッシュ 60が垂直移動するので、第 2軸受け 65及びそれに固定されたプローブブラケット 66及び加圧プローブ 67が下降して、シート 53に荷重を与える。このとき加圧プローブ 67は、第 2軸受け 65が取り付けられたリニアガイド 69によって、その不所望な回転運動を防止されるので、直線運動のみが得られる。

[0054] 加圧プローブ 67がシート 53に接触した後、なおも下降を続けるとシャフト 57に圧縮荷重が生じる。この圧縮荷重を、シャフト 57の縦方向中間位置の第 1軸受け 55に力バー 73と共に固定されたロードセル 62により検出する。ロードセル 62により検出した圧縮荷重に基づいて、コンピュータ等の制御器（図示せず）により加圧プローブ 67の昇降をフィードバック制御して、常に一定の荷重が加圧プローブ 67を介してシート 53 に加えられるようにする。フィードバック制御のためにロードセル 62により検出された圧縮荷重は、通常は、この圧縮荷重が定常状態に入って力数秒後の値を採用する。これに代えて、被測定シートの種類に応じては、圧縮荷重が定常状態に入ってから数秒間につ、ての平均値を採用してもょ、。

[0055] また、シート 53に加えられる荷重は、 PID制御により、オーバーシュートすることなく一定の傾きで荷重を加えることができるので、所定荷重に到達するまでに要する時聞は通常は数秒間であるが、所望によっては数分間程度を見込こんでもよい。

[0056] 以上のように、加圧プローブ 67を介してシート 53に一定の荷重を与えているときに、定盤 51と加圧プローブ 67の先端との間の距離をリニアスケール 71にて測定し、この距離をシートの厚みとみなす。

[0057] このような厚み測定装置によれば、軟質のシート 53の厚みを測定する際に、シート 53に常に一定の荷重を負荷することができるので、常に同じ測定圧力にて測定が可能となり、シート 53の真の厚みを測定できる。また、サーボモータ 54及びロードセル 6 2により荷重を制御しているので、荷重値を自由に変更でき、また正確で再現性がある。

[0058] 尚、加圧プローブ 67と定盤 1と平行でなければ、加圧が均一になされないために、測定誤差が発生するのみならず、加圧プローブ 67と定盤 1とが加圧により片当たりして、シート 53へ損傷を与えることになる。そこで加圧プローブ 67は定盤 51と平行をなす必要がある。し力しながら、加圧プローブ 67の交換 (例えば、被測定シートの種類に応じて加圧プローブ 67を径の異なるものと交換する場合）に際して、交換後の加圧プローブ 67と定盤 1との平行関係が損なわれることがある。

[0059] この問題を解決するためには、平行調整機構 Cを設けることが好ましい。本実施形態の平行調整機構 Cにおいては、プローブ用ブラケット 66の取り付け面にレベル調整ボルト 74を取り付けて、プローブ用ブラケット 66と加圧プローブ 67との平行を機械加工交差の範囲内で調整するようにしてある。これにより、加圧プローブ 67を交換する際にも、加圧プローブ 67と定盤 1との平行の調整を容易に実行できる。但し、平行調整はこの手法に限定されるものではな!/、。

[0060] 図 8は本発明に係る加圧加熱装置の他の実施形態を示す。図 8において、断面逆 U状の基礎フレーム 101の上部にはアルミニウム製の矩形状の基盤（下部固定盤） 1 02が装着されている。基盤 102の中央には取付板 103を介して電動ァクチユエータ (駆動手段） 104が取り付けられており、この電動ァクチユエータ 104は基礎フレーム 101の内部スペースから基礎フレーム 101の上部及び基盤 102を貫通して配置されている。この電動ァクチユエータ 104は電動サーボモータ 104aにより駆動され、電動サーボモータ 104aの回転運動が伝達機構 104cを介してプレス軸 104bを昇降させる。

[0061] 基盤 102上には複数のガイドロッド 105(本実施形態では基盤 102の四隅の 4本)が立設されて、る。電動ァクチユエータ 104のプレス軸 104b先端には連結部材 106及び荷重伝達板 107を介してアルミニウム製の下側中間可動盤 108が連結されている。この下側中間可動盤 108は、上述の複数のガイドロッド 105の各々にそれぞれ摺動自在に嵌合された複数のスリーブ 108a (本実施形態では下側中間可動盤 108の四隅の 4個）を有し、ガイドロッド 105に沿って昇降する。下側中間可動盤 108上には荷重検出器又はロードセル (荷重検出手段） 109が連結されている。このロードセル 1 09の先端には連結部材 110を介してアルミニウム製の上側中間可動盤 111が連結されている。上側中間可動盤 111も下側中間可動盤 108と同様に、複数のガイドロッド 105に摺動自在に嵌合された複数のスリーブ 11 laを介してガイドロッド 105に沿つて昇降する。本実施形態においては、上側中間可動盤 111と下側中間可動盤 108とで中間可動盤を構成している。ガイドロッド 105の上端にはアルミニウム製の天盤 (上部固定盤） 114が取り付けられている。

[0062] 上側中間可動盤 111上には、内蔵されたヒータ 112aによって加熱される加圧板又は下部加圧加熱器 (下部加圧加熱器） 112が装着されている。一方、天盤 114の下面には、内蔵されたヒータ 113aによって加熱される受圧板又は上部加圧加熱器 (上部加圧加熱器） 113が下部加圧加熱器 112に対向するように装着されてヽる。

[0063] 基盤 102、上側中間可動盤 111、下側中間可動盤 108、及び天盤 114は同一の材料から構成できる。その材料としては、本実施形態におけるようにアルミニウムが軽量で好まし、が、これに限定されるものではな、。

[0064] ロードセル 109及び電動サーボモータ 104aは、制御器、例えばマイクロコンピュータ（制御手段） 115に電気的に接続されて!ヽる。

[0065] 図 8の装置による圧着プレス工程について説明する。プレス対象のワーク（図示せず）としては、例えば薄膜又はシートを積層してなる積層体を用いる。

[0066] 先ず下部加圧加熱器 112のヒータ 112a及び上部加圧加熱器 113のヒータ 113aに通電して、下部加圧加熱器 112及び上部加圧加熱器 113を所望の温度になるまで加熱する。その際、下部加圧加熱器 112及び上部加圧加熱器 113の温度は、例えば熱電対 (図示せず）によって装置の作動期間中に常時測定可能である。

[0067] 次に、ワークを適宜な搬送手段（図示せず）により上部加圧加熱器 113と下部加圧加熱器 112との間に搬入する。次いで電動サーボモータ 114aを順方向回転させて下部加圧加熱器 112を上昇させ、所望の時間、ワークを圧着してプレスする。

[0068] 上述の圧着プレス工程中に、ロードセル 109はワークに加わる荷重の大きさを検出して、その荷重検出値をマイクロコンピュータ 115へ入力する。マイクロコンピュータ 1 15は、それに予め記憶された所望の荷重設定範囲から入力荷重検出値が外れている場合には、電動サーボモータ 114aへ制御指令を出力する。この制御指令は電動サーボモータ 114aを順方向又は逆方向回転させることにより、入力荷重検出値を荷重設定範囲に収まるようにワークに加わる荷重の大きさを補正する。従って、圧着プレス工程中においてワークに加わる荷重の大きさを所望の荷重設定範囲内に保つことができるので、高いプレス精度が得られる。 [0069] 圧着プレス終了後は、電動サーボモータ 114aを逆方向回転させて下部加圧加熱器 112を下降させ、圧着を解除する。そして、圧着プレス工程を終えた完成品のヮークを搬送手段で取り出す。

[0070] ワークの圧着プレス工程において、それに加えられる荷重の大きさ、各工程時間は、マイクロコンピュータ 115のモニタ（図示せず）に表示させると共に、マイクロコンピュータ 115の内部又は外部の記憶媒体装置（図示せず）に記憶させることができる。

[0071] この実施形態においては、 1回の圧着プレス工程において 1個のワークをプレスするようにした力複数のワークを積層して同時にプレスするようにしてもよい。また複数のワークを平面上に (例えば格子状に)配置して同時にプレスするようにしてもよい。

[0072] 図 9は本発明の加圧加熱装置の更に他の実施形態を示す。図 8の装置の構成要素と同様な構成要素については同様な符号を付して示し、その説明は省略する。

[0073] 図 9において、下部加圧加熱器 112の位置を検出する位置検出器又はリニアスケール (位置検出手段） 120は、メインスケール 120aとスライダー 120bと力もなり、マイクロコンピュータ 115に電気的に接続されて!ヽる。メインスケール 120aは連結部材 1 21を介して天盤 114に連結されており、スライダー 120bは連結部材 122を介して上側中間可動盤 111に連結されている。リニアスケール 120は 0. 1 mよりも小さな距離を測定可能なものが好まし、。

[0074] 図 9の加圧加熱装置の操作について説明する。先ず下部加圧加熱器 112のヒータ 112aと上部加圧加熱器 113のヒータ 113aとに通電して、下部加圧加熱器 112及び上部加圧加熱器 113を所望の温度になるまで加熱し、この状態を所望時間維持した後、電動サーボモータ 114aを順方向回転させて、下部加圧加熱器 112を上部加圧加熱器 113に接触するまで上昇させる。そして下部加圧加熱器 112が上部加圧カロ熱器 113に接触したときの下部加圧加熱器 112の位置をリニアスケール 120の基準点としてマイクロコンピュータ 115の内部又は外部の記憶媒体装置（図示せず）に記憶させる。換言すれば、リニアスケール 120の基準点は、上部加圧加熱器 113と下部加圧加熱器 112の熱膨張による変形を見込んだものとなるので、高、プレス精度を得ることができる。

[0075] 下部加圧加熱器 112が上部加圧加熱器 113がいつ接触したかについては、この接触が生じると、ロードセル 109により検出している荷重検出値が変化するので、容易に判定できる。この判定はマイクロコンピュータ 115が自動的に実行するようにプログラム可能である。

[0076] 次に電動サーボモータ 104aを逆方向回転させて下部加圧加熱器 112を下降させた後、搬送手段（図示せず）により、図示しないワーク (例えば、図 8の実施形態に用いたのと同様に、薄膜又はシートを積層してなる積層体)を下部加圧加熱器 112と上部加圧加熱器 113との間に搬入する。次いで電動サーボモータ 104aを順方向回転させて下部加圧加熱器 112を上昇させ、所望の時間に亘つてワークを圧着してプレスする。

[0077] この圧着プレス工程中には、ロードセル 109がワークに加わる荷重の大きさを検出し、且つリニアスケール 120が下部加圧加熱器 112の位置を検出すると共に、これらロードセル 109及びリニアスケール 120の検出値はマイクロコンピュータ 115へ入力される。マイクロコンピュータ 115は、ロードセル 109からの荷重検出値が予め記憶された荷重設定値に達した後、リニアスケール 120からの位置検出値が予め記憶された位置設定値カゝら外れているカゝ否かを判定する。外れている場合には、マイクロコンピュータ 115は電動サーボモータ 104aへ制御指令を出力し、電動サーボモータ 10 4aを順方向又は逆方向回転させることにより、位置検出値が位置設定値と等しくなるように下部加圧加熱器 112の位置を補正する。従って圧着プレス工程中に下部加圧加熱器 112の位置を位置設定値に保つことができるため、例えば油圧プレスに比べて高いプレス精度を得ることができる。圧着プレス終了後、電動サーボモータ 104aを逆方向回転させて下部加圧加熱器 112を下降させて、圧着を解除する。次いで搬送手段で接合後のワークを取り出す。

[0078] 圧着プレス工程において、ワークに加えられる荷重の大きさ、各工程時間及び下部加圧加熱器 112の位置は、マイクロコンピュータ 115に付属するモニタ（図示せず）に表示させると共に、マイクロコンピュータ 115の内部又は外部の記憶媒体装置（図示せず）〖こ記憶させることができる。

[0079] この実施形態においても図 8の実施形態と同様に、複数のワーク (積層体)を更に積層又は平面状に配列して、同時に圧着プレス工程をなしてもよい。 [0080] 当業者には本発明は添付の請求項に記載された目的及び要旨を逸脱することなく様々な変更や変形をなせることが明らかである。

[0081] 例えば上述した実施形態において、加圧及び加熱して成型すべきワーク又は積層体を構成する薄膜又はシートは、例えばフレキシブル EL、フィルム、プラスチックシート、紙とすることができる力特にこれらに限定されるものではない。

Claims

請求の範囲

[1] ワークを加圧及び加熱して成型する装置であって、

複数のコラムが立設された下部固定盤と、

この下部固定盤の上方に位置し、前記複数のコラムに沿って昇降可能な中間可動盤と、

この中間可動盤と前記下部固定盤との間に設けられ前記中間可動盤を昇降させる駆動手段と、

前記中間可動盤の上方に位置し、前記複数のコラムの上端に固定された上部固定盤と、

この上部固定盤の下面に設けられ、成型すべきワークを加圧及び加熱する上部加圧加熱手段と、

この上部加圧加熱手段に対向するように、且つ前記中間可動盤と一体的に昇降するように、前記中間可動盤の上面に設けられ、前記成型すべきワークを加圧及びカロ熱する下部加圧加熱手段とを備える装置。

[2] 請求項 1記載の装置において、前記上部又は下部加圧加熱手段から前記上部固定盤又は中間可動盤へ加わる圧力を緩衝する緩衝手段を更に備える装置。

[3] 請求項 1又は 2に記載の装置において、前記上部固定盤、前記中間可動盤及び前記下部固定盤が同じ材料カゝら構成されている装置。

[4] 請求項 3記載の装置において、前記材料がアルミニウムである装置。

[5] 請求項 1乃至 4の何れか一項に記載の装置において、前記駆動手段が、圧力流体により作動するばねである装置。

[6] 請求項 5記載の装置において、前記圧力流体が圧縮空気である装置。

[7] 請求項 5又は 6記載の装置において、前記ばねが前記下部加圧加熱手段から前記中間可動盤へ加わる圧力を緩衝する前記緩衝手段を兼ねる装置。

[8] 請求項 2乃至 7の何れか一項に記載の装置にお、て、前記緩衝手段が、圧力を緩衝する緩衝媒体を弾性的に包囲する包囲手段を含む装置。

[9] 請求項 8記載の装置にお、て、前記緩衝媒体が気体又は液体である装置。

[10] 請求項 8又は 9記載の装置において、前記緩衝媒体が前記中間可動盤又は前記上部固定盤を貫通する通路を介して供給される装置。

[11] 請求項 10記載の装置において、前記通路の中間に前記緩衝媒体の圧力を計測する計測手段を設けた装置。

[12] 請求項 9乃至 11の何れか一項に記載の装置において、複数台の前記装置を配列し、各々の前記装置へ供給すべき前記気体又は液体を 1つの共通の供給源から供給する装置。

[13] 請求項 12記載の装置において、前記配列は、前記装置を複数段重ねた配列を含む

[14] 請求項 1記載の装置において、前記中間可動板を昇降させる前記駆動手段が、サーボモータである装置。

[15] 請求項 14記載の装置において、前記ワークに加わる荷重を検出する荷重検出手段を更に備える装置。

[16] 請求項 15記載の装置において、前記荷重検出手段の検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるように前記サーボモータを制御する制御手段を更に備える装置

[17] 請求項 16記載の装置において、前記下部加圧加熱手段の高さ位置を検出する位置検出手段を更に備えると共に、前記制御手段は更に、前記位置検出手段による検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるように前記サーボモータを制御する

[18] 請求項 17記載の装置において、前記制御手段が記憶手段を含み、この記憶手段は、前記下部加圧加熱手段が前記上部加圧加熱手段に接触したときの前記下部加圧加熱手段の高さ位置を前記位置検出手段による参照基準点として記憶する装置。

[19] 請求項 1乃至 18の何れか一項に記載の装置において、前記ワークが、複数の薄膜又はシートを積層した積層体である装置。

[20] 請求項 19に記載の前記薄膜又はシートの厚さを測定する測定装置であって、被検体としての前記薄膜又はシートを載置する定盤と、

この定盤上の前記被検体に接触して加圧して荷重を与える昇降可能な加圧プロ一ブと、この加圧プローブを昇降させるように、前記加圧プローブに結合された駆動伝達軸を有するサーボモータと、

前記加圧プローブと前記駆動伝達軸との間に配置され、前記加圧プローブによる荷重を検出する検出手段と、

前記検出手段により検出された荷重検出値に基づいて、前記加圧プローブから前記被検体に加わる荷重が一定になるように前記サーボモータを制御する制御手段と前記定盤と前記加圧プローブとの間の距離を測定する測距手段とを備える測定装

[21] 請求項 20に記載の測定装置において、前記駆動伝達軸と前記検出手段と前記カロ圧プローブとが、前記加圧プローブの昇降方向に沿って直線状に配置されている測

[22] 請求項 20又は 21に記載の測定装置において、前記測距手段を前記測定装置に装着する装着手段を更に備え、この装着手段は、前記加圧手段による不所望な歪を前記測距手段へ与えな!/、ように剛である測定装置。

[23] 請求項 20乃至 22の何れか一項に記載の測定装置において、前記加圧プローブを着脱自在に取り付ける着脱手段を更に備えることにより、前記加圧プローブをその径が異なる他の加圧プローブと交換可能である測定装置。

[24] 請求項 23に記載の測定装置において、前記着脱手段と前記定盤とを平行にする手段を更に備える測定装置。

[25] 複数の薄膜又はシートを積層した積層体を加圧及び加熱して成型する装置であって複数のコラムが立設された下部固定盤と、

この中間可動盤と前記下部固定盤との間に設けられ前記中間可動盤を昇降させるサーボモータと、

この上部固定盤の下面に設けられ、成型すべき積層体を加圧及び加熱する上部加圧加熱手段と、

この上部加圧加熱手段に対向するように、且つ前記中間可動盤と一体的に昇降するように、前記中間可動盤の上面に設けられ、前記成型すべき積層体を加圧及びカロ熱する下部加圧加熱手段と

前記積層体に加わる荷重を検出する荷重検出手段と、

この荷重検出手段の検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるように前記サーボモータを制御する制御手段とを備える装置。

[26] 請求項 25記載の装置において、前記下部加圧加熱手段の高さ位置を検出する位置検出手段を更に備えると共に、前記制御手段は更に、前記位置検出手段による検出値に基づいて、この検出値が所定の値になるように前記サーボモータを制御する

[27] 請求項 25又は 26記載の装置において、前記制御手段が記憶手段を含み、この記憶手段は、前記下部加圧加熱手段が前記上部加圧加熱手段に接触したときの前記下部加圧加熱手段の高さ位置を前記位置検出手段による参照基準点として記憶す