(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-03-23
(45)【発行日】2023-03-31
(54)【発明の名称】ガラスロールの製造方法及び製造装置
(51)【国際特許分類】
C23C 14/56 20060101AFI20230324BHJP
B65H 26/04 20060101ALI20230324BHJP
C03B 35/00 20060101ALI20230324BHJP
C23C 16/54 20060101ALI20230324BHJP
C03C 17/245 20060101ALN20230324BHJP
【FI】
C23C14/56 B
B65H26/04
C03B35/00
C23C16/54
C03C17/245 A
(21)【出願番号】P 2019112742
(22)【出願日】2019-06-18
【審査請求日】2022-01-26
(73)【特許権者】
【識別番号】000232243
【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100107423
【氏名又は名称】城村 邦彦
(74)【代理人】
【識別番号】100120949
【氏名又は名称】熊野 剛
(74)【代理人】
【識別番号】100129148
【氏名又は名称】山本 淳也
(72)【発明者】
【氏名】森 弘樹
【審査官】西田 彩乃
(56)【参考文献】
【文献】特開2013-049876(JP,A)
【文献】特表2019-506534(JP,A)
【文献】国際公開第2016/128560(WO,A2)
【文献】特開2015-167086(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2008/0011225(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C23C 14/56
B65H 26/04
C03B 35/00
C23C 16/54
C03C 17/245
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
真空チャンバ内において搬送ローラによって搬送されるガラスフィルムに真空成膜処理を施した後に、前記ガラスフィルムをロール状に巻き取ることでガラスロールを製造する方法において、
前記真空チャンバの真空引きを行う第一準備工程と、
前記第一準備工程後に前記搬送ローラの位置調整を行う第二準備工程と、
前記搬送ローラによって前記ガラスフィルムを搬送しつつ、前記ガラスフィルムに前記真空成膜処理を施す真空成膜処理工程と、を備えることを特徴とするガラスロールの製造方法。
【請求項2】
前記第二準備工程では、前記真空チャンバ外に配置される制御装置から前記真空チャンバ内に配された位置変更装置に制御信号を送信することによって前記搬送ローラの位置を変更する請求項1に記載のガラスロールの製造方法。
【請求項3】
前記第二準備工程では、前記真空チャンバ外に配される操作部材を操作することによって、前記操作部材に連結される前記搬送ローラの位置を変更する請求項1に記載のガラスロールの製造方法。
【請求項4】
前記第二準備工程は、前記搬送ローラによって搬送される前記ガラスフィルムの部分的な緩みを検出する検出工程を含む請求項1から3のいずれか一項に記載のガラスロールの製造方法。
【請求項5】
前記検出工程では、前記真空チャンバに設けられた確認窓を通じて目視により前記ガラスフィルムの前記緩みを検出する請求項4に記載のガラスロールの製造方法。
【請求項6】
前記検出工程では、前記真空チャンバ内に配置されたセンサによって前記ガラスフィルムの前記緩みを検出する請求項4に記載のガラスロールの製造方法。
【請求項7】
前記検出工程では、前記ガラスフィルムに作用する張力を張力計によって測定することで前記緩みを検出する請求項4に記載のガラスロールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガラスフィルムをロール状に巻き取ることでガラスロールを製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、ロールトゥロール(Roll to Roll)方式により、母材ガラスロールからガラスフィルムを引き出して所定の方向に搬送しつつ、当該ガラスフィルムに機能性膜を形成する技術が知られている。
【0003】
例えば特許文献1には、真空チャンバ内に設けられている母材ガラスロールから引き出されて搬送される第一ガラスフィルムに加熱成膜処理を施すことで、機能性膜(透明導電膜)を有する第二ガラスフィルムを形成し、当該第二ガラスフィルムをロール状に巻き取ることで、ガラスロールを製造する方法が開示されている。この方法では、樹脂フィルムと比較して耐熱性に優れるガラスフィルムを基材とすることで、より高温での成膜処理が可能となる。
【0004】
真空チャンバ内でガラスフィルムを搬送するに当たっては、その搬送経路の中途位置に搬送ローラ(ガイドローラ)が配される場合がある(例えば特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開2018-188320号公報
【文献】特開2014-31539号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
真空チャンバ内において、ガラスフィルムを搬送ローラで搬送しながら成膜処理を行う場合、搬送ローラがガラスフィルムを精度良く搬送できるように、事前の準備として搬送ローラの位置決め工程(調心工程)が実施される。従来、この位置決め工程は、真空チャンバの真空引きの前に行われていた。
【0007】
しかしながら、従来の方法では、真空引きによる真空チャンバ内の圧力変化により装置の機構に僅かな歪みが生じて、搬送ローラが所定の位置からずれる、いわゆる芯ずれが発生することが判明した。ガラスフィルムは樹脂フィルムと比較して伸縮性が極めて低いため、搬送ローラの芯ずれが発生すると、当該ガラスフィルムの幅方向の一端部に緩みが生じ、他端部に張りが生じることとなり、その偏荷重によってガラスフィルムの破損を招くおそれがある。
【0008】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、真空中においてガラスフィルムを精度良く搬送することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、真空チャンバ内において搬送ローラによって搬送されるガラスフィルムに製造関連処理を施した後に、前記ガラスフィルムをロール状に巻き取ることでガラスロールを製造する方法において、前記真空チャンバの真空引きを行う第一準備工程と、前記第一準備工程後に前記搬送ローラの位置調整を行う第二準備工程と、前記搬送ローラによって前記ガラスフィルムを搬送しつつ、前記ガラスフィルムに前記製造関連処理を施す製造関連処理工程と、を備えることを特徴とする。
【0010】
かかる構成によれば、第一準備工程により真空チャンバを真空引きした後に、真空チャンバ内で位置ずれが生じた搬送ローラの位置を第二準備工程によって調整することで、ガラスフィルムを真空中で精度良く搬送することが可能になる。
【0011】
前記第二準備工程では、前記真空チャンバ外に配置される制御装置から前記真空チャンバ内に配された位置変更装置に制御信号を送信することによって前記搬送ローラの位置を変更してもよい。これにより、第二準備工程を効率良く行うことができる。
【0012】
前記第二準備工程では、前記真空チャンバ外に配される操作部材を操作することによって、前記操作部材に連結される前記搬送ローラの位置を変更してもよい。
【0013】
前記第二準備工程は、前記搬送ローラによって搬送される前記ガラスフィルムの部分的な緩みを検出する検出工程を含み得る。搬送ローラの芯ずれによるガラスフィルムの緩みを検出することで、真空中における搬送ローラの位置が適正であるか否かを確認できる。
【0014】
前記検出工程では、前記真空チャンバに設けられた確認窓を通じて目視により前記ガラスフィルムの前記緩みを検出してもよい。
【0015】
記検出工程では、前記真空チャンバ内に配置されたセンサによって前記ガラスフィルムの前記緩みを検出してもよい。
【0016】
前記検出工程では、前記ガラスフィルムに作用する張力を張力計によって測定することで前記緩みを検出してもよい。
【0017】
本発明は上記の課題を解決するためのものであり、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配されるとともにガラスフィルムを搬送する搬送装置と、前記真空チャンバ内に配されるとともに前記ガラスフィルムに製造関連処理を施す製造関連処理装置と、を備えるガラスロールの製造装置において、前記搬送装置は、前記ガラスフィルムを送り出す巻出装置と、前記ガラスフィルムを巻き取る巻取装置と、前記巻出装置と前記巻取装置との間に配されるとともに、前記ガラスフィルムを搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラによって搬送される前記ガラスフィルムの部分的な緩みを検出するセンサと、前記緩みを低減すべく前記搬送ローラの位置を変更する位置変更装置と、を備えることを特徴とする。
【0018】
かかる構成によれば、搬送ローラの芯ずれによるガラスフィルムの緩みをセンサにより検出し、当該緩みを低減させるように搬送ローラの位置を位置変更装置によって変更することで、ガラスフィルムを搬送ローラによって精度良く搬送することが可能になる。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、真空中においてガラスフィルムを精度良く搬送できる。
【図面の簡単な説明】
【0020】
【
図1】第一実施形態に係るガラスロールの製造装置の断面図である。
【
図2】搬送ローラ及び位置変更装置の斜視図である。
【
図4】ガラスロールの製造方法における一工程を示す側面図である。
【
図5】第二実施形態に係るガラスロールの製造装置の断面図である。
【
図6】搬送ローラ及び位置変更装置の斜視図である。
【
図8】第三実施形態に係るガラスロールの製造装置の断面図である。
【
図9】搬送ローラ及び位置変更装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。
図1乃至
図4は、本発明に係るガラスロールの製造方法及び製造装置の第一実施形態を示す。
【0022】
ガラスロールの製造装置は、ロールトゥロール(Roll to Roll)方式を採用しており、母材ガラスロールから引き出された透明なガラスフィルムに対して製造関連処理により機能性膜を形成し、ロール状に巻き取ることでガラスロールを製造する。以下、母材ガラスロールから引き出されるガラスフィルムを第一ガラスフィルムといい、機能性膜が形成された後のガラスフィルムを第二ガラスフィルムという。
【0023】
図1に示すように、製造装置1は、真空チャンバ2と、搬送装置3と、製造関連処理装置としての成膜装置4と、搬送装置3及び成膜装置4を制御する制御装置5と、を主に備える。
【0024】
真空チャンバ2は、搬送装置3及び成膜装置4を内部に収容する。真空チャンバ2の内部空間は、真空ポンプにより所定の真空度に設定される。真空チャンバ2内には、アルゴンガス等の不活性ガスが供給され得る。
【0025】
真空チャンバ2は、複数の確認窓6a~6fを有する。確認窓6a~6fは、透明なガラス板等により構成される。確認窓6a~6fは、搬送装置3によって搬送されるガラスフィルムGF1,GF2の幅方向の端部GFa,GFbを確認できるように、真空チャンバ2における側壁部の複数箇所に設けられている。確認窓6a~6fは、ガラスフィルムGF1,GF2の搬送方向における上流側から順に、第一確認窓6a、第二確認窓6b、第三確認窓6c、第四確認窓6d、第五確認窓6e及び第六確認窓6fを含む。
【0026】
搬送装置3は、巻出装置7と、巻取装置8と、巻出装置7と巻取装置8との間に配される搬送ローラ9a~9dと、搬送ローラ9a~9dの位置を変更する位置変更装置10と、を備える。
【0027】
巻出装置7は、母材ガラスロールGR1を回転可能に支持するとともに、当該母材ガラスロールGR1から第一ガラスフィルムGF1を引き出して成膜装置4へと送り出す。巻出装置7は、制御装置5の制御によって母材ガラスロールGR1の回転速度(第一ガラスフィルムGF1の送り出し速度)を変更できる。
【0028】
巻出装置7に装着される母材ガラスロールGR1は、第一ガラスフィルムGF1と、この第一ガラスフィルムGF1に重ねられる保護フィルムPF1と、巻芯WC1とを含む。
【0029】
第一ガラスフィルムGF1の厚みは、500μm以下とされ、好ましくは10μm以上300μm以下とされ、最も好ましくは30μm以上200μm以下である。
【0030】
第一ガラスフィルムGF1の材料としては、ケイ酸塩ガラス、シリカガラスが用いられ、好ましくはホウ珪酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノ珪酸塩ガラス、化学強化ガラスが用いられ、最も好ましくは無アルカリガラスが用いられる。ここで、無アルカリガラスとは、アルカリ成分(アルカリ金属酸化物)が実質的に含まれていないガラスのことであって、具体的には、アルカリ成分の重量比が3000ppm以下のガラスのことである。本発明におけるアルカリ成分の重量比は、好ましくは1000ppm以下であり、より好ましくは500ppm以下であり、最も好ましくは300ppm以下である。
【0031】
巻出装置7は、母材ガラスロールGR1に含まれる保護フィルムPF1を巻き取る保護フィルム回収部11を備える。保護フィルム回収部11は、巻取装置8の上方の位置に配されているが、この位置に限定されるものではない。保護フィルム回収部11は、第一ガラスフィルムGF1に重ねられている保護フィルムPF1を剥離させるとともに、ロール状に巻き取ることによって回収する。
【0032】
搬送ローラ9a~9dは、第一ガラスフィルムGF1を搬送する第一搬送ローラ9a及び第二搬送ローラ9bと、第二ガラスフィルムGF2を搬送する第三搬送ローラ9c及び第四搬送ローラ9dとを含む。本実施形態では四本の搬送ローラ9a~9dを例示するが、搬送ローラ9a~9dの数は本実施形態に限定されない。
【0033】
第一搬送ローラ9a及び第二搬送ローラ9bは、巻出装置7と成膜装置4との間で間隔をおいて配される。第三搬送ローラ9c及び第四搬送ローラ9dは、成膜装置4と巻取装置8との間で間隔をおいて配される。
【0034】
各搬送ローラ9a~9dは、図示しないモータにより回転駆動されるが、その一部がフリーローラにより構成されてもよい。各搬送ローラ9a~9dは、各ガラスフィルムGF1,GF2を支持するローラ本体12と、ローラ本体12を支持する軸部13とを備える。
【0035】
図1及び
図2に示すように、位置変更装置10は、搬送ローラ9a~9dを支持する第一支持部材14と、当該第一支持部材14を回動可能に支持する第二支持部材15とを備える。
【0036】
第一支持部材14は、基部16と、各搬送ローラ9a~9dの軸部13を回転可能に支持する一対の軸受部17a,17bと、基部16の位置を変更する操作部材18a,18bとを備える。
【0037】
基部16は長尺状の板部材により構成されるが、本実施形態の形状に限定されるものではない。基部16は、軸受部17a,17bを介して搬送ローラ9a~9dを支持する。
【0038】
軸受部17a,17bは、基部16の上面に固定されている。軸受部17a,17bは、搬送ローラ9a~9dの軸部13の一端部13aを支持する第一軸受部17aと、軸部13の他端部13bを支持する第二軸受部17bとを含む。第一軸受部17aと第二軸受部17bとは、基部16の長手方向に間隔をおいて配される。
【0039】
操作部材18a,18bは、基部16の長手方向における一端部側に固定される第一操作部材18aと、基部16の他端部側に固定される第二操作部材18bとを含む。操作部材18a,18bは、長尺状の棒状部材により構成されるが、この形状に限定されない。操作部材18a,18bは、基部16及び軸受部17a,17bを介して搬送ローラ9a~9dの軸部13に連結されている。各操作部材18a,18bの一端部は、基部16に固定されており、各操作部材18a,18bの他端部は、真空チャンバ2外に突出している。
【0040】
真空チャンバ2の天井部には、各操作部材18a,18bの中途部が挿通される開口部19が形成されている。開口部19は、シール部材20によって気密に閉塞されている。シール部材20は伸縮自在に構成されており、一端部が操作部材18a,18bの中途部に固定され、他端部が開口部19を閉塞するように真空チャンバ2の天井部の外面に固定されている。
【0041】
各操作部材18a,18bの中途部は、真空チャンバ2内に固定される支持軸21によって支持されている。支持軸21は、真空チャンバ2内において水平方向に沿うように設けられる。支持軸21は、当該支持軸21を支点として各操作部材18a,18bを揺動可能に支持する。
【0042】
第二支持部材15は、真空チャンバ2内の所定位置に固定されている。第二支持部材15は、基部22と、第一支持部材14を支持する連結軸23とを備える。
【0043】
基部22は、長尺状の板部材により構成されるが、本実施形態の形状に限定されるものではない。基部22は、真空チャンバ2内において、第一支持部材14の下方位置に固定されている。連結軸23は、上下方向に沿うように設けられる。連結軸23の下部は、基部22に固定されている。連結軸23の上部は、第一支持部材14の基部16を回動可能に支持している。
【0044】
図3に示すように、各搬送ローラ9a~9dは、連結軸23を中心として、実線で示す位置から二点鎖線に示す位置へと回動できる。換言すると、各搬送ローラ9a~9dは、第一支持部材14における連結軸23まわりの回動により、ガラスフィルムGF1,GF2の幅方向に対する角度を変更できる。なお、位置変更装置10には、搬送ローラ9a~9dの位置変更後に、操作部材18a,18bを固定し、再度の位置変更を行う場合にその固定を解除する固定装置(図示せず)が設けられている。
【0045】
巻取装置8は、第二ガラスフィルムGF2に保護フィルムPF2を重ねて巻芯WC2に巻き付けることで、ガラスロールGR2を形成する。巻取装置8は、制御装置5の制御によって巻芯WC2の回転速度を変更できる。
【0046】
巻取装置8は、巻芯WC2に巻き取られる第二ガラスフィルムGF2に保護フィルムPF2を供給する保護フィルム供給部24を備える。保護フィルム供給部24は、巻取装置8の上方位置に配されているが、この位置に限定されるものではない。保護フィルム供給部24は、保護フィルムロールPFRを備えており、保護フィルムロールPFRから引き出された保護フィルムPF2を第二ガラスフィルムGF2に供給する。
【0047】
成膜装置4は、第一ガラスフィルムGF1を加熱しながら搬送し、当該第一ガラスフィルムGF1に機能性膜を形成する加熱成膜装置により構成される。成膜装置4は、スパッタリング法、蒸着法、CVD法等の各種成膜法により、第一ガラスフィルムGF1に機能性膜を形成できる。本実施形態では、スパッタリング法により機能性膜としての透明導電膜、例えばITO膜を形成する場合について説明する。
【0048】
成膜装置4は、イオンビームスパッタ装置やマグネトロンスパッタ装置などにより構成される。スパッタ装置としての成膜装置4は、ターゲットを含む複数のスパッタ源25と、第一ガラスフィルムGF1を加熱する加熱部26とを主に備える。
【0049】
各スパッタ源25は、ターゲットから飛散するスパッタ粒子(ITO粒子)が第一ガラスフィルムGF1の一方の面に付着するように、加熱部26から一定の間隔をおいて配置される。
【0050】
加熱部26は、第一ガラスフィルムGF1に接触しつつ加熱する回転可能な加熱ローラ(キャンローラ)により構成される。加熱部26は、第一ガラスフィルムGF1を支持する円筒状のローラ本体27と、このローラ本体27を加熱するヒータ28とを備える。
【0051】
ローラ本体27は、ガラス、セラミックス、又は金属により構成される。ローラ本体27は、軸部27aにより回転自在に支持されている。
【0052】
ヒータ28は、ローラ本体27を加熱すべく、当該ローラ本体27の内側に配置される。ヒータ28は、例えば赤外線ヒータ又は近赤外線ヒータにより構成されるが、これらに限定されるものではない。
【0053】
制御装置5は、真空チャンバ2の外部に設置されている。制御装置5は、例えばCPU、ROM、RAM、HDD、入出力インターフェース、ディスプレイ等の各種ハードウェアを実装するコンピュータ(例えばPC)を含む。制御装置5は、成膜装置4、巻出装置7、巻取装置8及び搬送ローラ9a~9dに通信可能に接続されており、成膜装置4の加熱、成膜、搬送に係る制御、巻出装置7の制御、巻取装置8の制御、搬送ローラ9a~9dの回転制御等を実行する。制御装置5は、各種の制御プログラムに基づく演算処理を実行する演算処理部、各種の制御プログラムや測定データ等を保存する記憶部等を備える。
【0054】
以下、上記構成の製造装置1を使用して、ガラスロールGR2を製造する方法について説明する。本方法は、準備工程と、この準備工程後に第一ガラスフィルムGF1に成膜処理を施す製造関連処理工程とを備える。
【0055】
準備工程は、真空チャンバ2の真空引きを行う第一準備工程と、搬送ローラ9a~9dの位置調整(調心)を行う第二準備工程とを含む。
【0056】
第一準備工程では、真空ポンプによる真空引きにより、真空チャンバ2の内部空間が所定の真空度に設定される。その後、真空チャンバ2内には、アルゴンガス等の不活性ガスが充填される。第一準備工程において、搬送装置3は、巻出装置7から引き出された第一ガラスフィルムGF1を巻取装置8に接続した状態で待機している。
【0057】
第一準備工程が終了すると、第二準備工程が実行される。各搬送ローラ9a~9dは、巻出装置7の巻芯WC1、成膜装置4の加熱部26(加熱ローラ)及び巻取装置8の巻芯WC2に対して平行に設置されることが望ましい。第一準備工程における真空チャンバ2の真空引きによって搬送ローラ9a~9dの位置がずれると(芯ずれが発生すると)、これによる第一ガラスフィルムGF1の部分的な緩みが発生する。第二準備工程は、この緩みを検出する検出工程と、芯ずれが生じた搬送ローラ9a~9dが相互に平行となり、巻芯WC1,WC2、加熱部26とも平行となるように、各搬送ローラ9a~9dの位置を調整(調心)する位置調整工程と、を備える。
【0058】
検出工程では、真空チャンバ2の確認窓6a~6fを介して第一ガラスフィルムGF1の幅方向端部GFa,GFbの状態が検査される。作業者は、真空チャンバ2の外部から確認窓6a~6fを通じて第一ガラスフィルムGF1の各端部GFa,GFbの状態を目視により確認する。
【0059】
具体的には、巻取装置8と第一搬送ローラ9aの間における第一ガラスフィルムGF1の状態が第一確認窓6aにより確認される。また、第一搬送ローラ9aと第二搬送ローラ9bとの間における第一ガラスフィルムGF1の状態が第二確認窓6bにより確認される。同様に、第二搬送ローラ9bと成膜装置4との間、成膜装置4と第三搬送ローラ9cとの間、第三搬送ローラ9cと第四搬送ローラ9dとの間、及び、第四搬送ローラ9dと巻取装置8との間における第一ガラスフィルムGF1の状態が第三確認窓6c乃至第六確認窓6fを通じて作業者に確認される。
【0060】
各搬送ローラ9a~9dに芯ずれが生じている場合、第一ガラスフィルムGF1の幅方向における端部GFa,GFbに部分的な緩みが作業者によって検出される。
【0061】
次に、位置調整工程において、作業者は位置変更装置10の操作部材18a,18bを操作することで第一ガラスフィルムGF1の緩みを低減させる。以下、第一搬送ローラ9aと第二搬送ローラ9bとの間における第一ガラスフィルムGF1の緩みを低減する場合を例として説明する。
【0062】
例えば第一搬送ローラ9aと第二搬送ローラ9bとの間において、第一ガラスフィルムGF1に係る幅方向の一端部GFaに緩みが存在する場合、作業者は、第一搬送ローラ9aに係る位置変更装置10の第一操作部材18a、第二搬送ローラ9bに係る位置変更装置10の第一操作部材18aを操作する。この操作により、第一搬送ローラ9aの一端部及び第二搬送ローラ9bの一端部は、
図4において二点鎖線で示すように、相互に離れるように移動する。これにより、第一ガラスフィルムGF1の一端部GFaは、緩みが低減し、
図4において二点鎖線で示すように、ほぼ直線状となる。このとき、第一搬送ローラ9aと第二搬送ローラ9bとは、ほぼ平行な状態となる。作業者は、第一ガラスフィルムGF1の緩みが低減したか否かを、第二確認窓6bを介して目視で確認できる。作業者は、第一搬送ローラ9a及び第二搬送ローラ9bの調心が終了すると、操作部材18a,18bを固定装置により固定する。以上により、位置調整工程が終了する。
【0063】
第二準備工程が終了すると、製造関連処理工程としての成膜工程が実施される。制御装置5は、成膜装置4の加熱部26を始動させ、ヒータ28によってローラ本体27を加熱する。制御装置5は、搬送装置3を始動させ、第一ガラスフィルムGF1の搬送を開始する。
【0064】
ローラ本体27は、第一ガラスフィルムGF1を加熱しながら下流側に案内する。第一ガラスフィルムGF1は、ローラ本体27によって150℃以上に加熱される。スパッタ粒子がITOである場合、第一ガラスフィルムGF1は、200℃以上に加熱されることが望ましく、250℃に加熱されることが更に望ましく、300℃以上に加熱されることが最も望ましい。
【0065】
制御装置5の制御により、成膜装置4は、複数のスパッタ源25からスパッタ粒子(例えばITO粒子)を飛散させ、ローラ本体27により搬送されている第一ガラスフィルムGF1に順次付着させる。
【0066】
ローラ本体27によって第一ガラスフィルムGF1が加熱されることで、当該第一ガラスフィルムGF1に付着したITO粒子が結晶化し、低抵抗(例えば20Ω/□以下)の機能性膜FMが形成される。機能性膜FMが形成された第二ガラスフィルムGF2は、第三搬送ローラ9c及び第四搬送ローラ9dを介して巻取装置8に向かって搬送される。
【0067】
巻取装置8は、保護フィルム供給部24によって保護フィルムPF2を第二ガラスフィルムGF2に重ねつつ、巻芯WC2に第二ガラスフィルムGF2および保護フィルムPF2を巻き付ける。これにより、巻芯WC2の周囲にガラスロールGR2が形成される。ガラスロールGR2は、巻芯WC2の回転に応じてその外径を拡大する。
【0068】
巻取装置8による第二ガラスフィルムGF2の巻取が終了すると、成膜工程が終了し、制御装置5は、搬送装置3、成膜装置4を停止させる。その後、真空チャンバ2が大気開放され、ガラスロールGR2が当該真空チャンバ2から取り出される。
【0069】
以上説明した本実施形態に係るガラスロールGR2の製造方法及び製造装置1によれば、第一準備工程により真空チャンバ2の真空引きを実行した後に、真空チャンバ2内で位置ずれ(芯ずれ)が生じた搬送ローラ9a~9dの位置を第二準備工程において位置変更装置10により調整することで、ガラスフィルムGF1,GF2を精度良く搬送できる。したがって、ガラスフィルムGF1,GF2の破損を防止でき、低抵抗の機能性膜FMが精度良く形成された高品質なガラスロールGR2を製造できる。
【0070】
図5乃至
図7は、本発明の第二実施形態を示す。本実施形態では、製造装置における搬送装置の構成が第一実施形態と異なる。
【0071】
図5及び
図6に示すように、搬送装置3は、巻出装置7、巻取装置8、搬送ローラ9a~9d及び位置変更装置10の他、搬送ローラ9a~9dの芯ずれによって生じるガラスフィルムGF1,GF2の部分的な緩みを検出する複数のセンサ29a,29bを備える。
【0072】
センサ29a,29bは、巻出装置7と第一搬送ローラ9aとの間、第一搬送ローラ9aと第二搬送ローラ9bとの間、及び第二搬送ローラ9bと成膜装置4との間に配置されている。また、センサ29a,29bは、成膜装置4と第三搬送ローラ9cとの間、第三搬送ローラ9cと第四搬送ローラ9dとの間、及び第四搬送ローラ9dと巻取装置8との間に配置されている。
【0073】
センサ29a,29bは、ガラスフィルムGF1,GF2における幅方向の端部GFa,GFbを撮像可能な撮像素子、カメラ等により構成されるが、これに限らず距離センサその他のセンサにより構成されてもよい。センサ29a,29bは真空チャンバ2外に配される制御装置5に通信可能に接続されている。
図6に示すように、センサ29a,29bは、検出工程において、第一ガラスフィルムGF1の幅方向における一端部GFaを測定する第一センサ29aと、第一ガラスフィルムGF1の他端部GFbを測定する第二センサ29bとを含む。
【0074】
位置変更装置10は、第一支持部材14及び第二支持部材15の他、搬送ローラ9a~9dの位置を変更するための駆動装置30a,30bを備える。第一支持部材14は、第一実施形態における操作部材18a,18bを備えておらず、この駆動装置30a,30bにより操作される。駆動装置30a,30bは、第一支持部材14の長手方向の一端部を操作する第一駆動装置30aと、第一支持部材14の長手方向の他端部を操作する第二駆動装置30bとを含む。
【0075】
各駆動装置30a,30bは、制御装置5に通信可能に接続されている。駆動装置30a,30bは、電動式のアクチュエータ、例えばリニアサーボモータ、シリンダ装置等により構成される。駆動装置30a,30bは、本体部31と、ピストン32とを備える。本体部31は、真空チャンバ2内の所定位置に固定されている。ピストン32は、本体部31によって進退自在に支持されている。ピストン32の先端部は、第一支持部材14の基部16の長手方向における各端部に固定されている。
【0076】
以下、本実施形態に係る製造装置1を使用してガラスロールGR2を製造する方法について説明する。第一準備工程において、真空チャンバ2の真空引きが終了すると、第二準備工程において、センサ29a,29bによる測定が実行される(検出工程)。検出工程では、巻出装置7から成膜装置4を介して巻取装置8に接続されている第一ガラスフィルムGF1における幅方向の端部GFa,GFbが、各センサ29a,29bによって撮像される。各センサ29a,29bは、測定データ(画像データ)を制御装置5に送信する。
【0077】
制御装置5は、測定データを受信すると、演算処理部の画像解析処理により、第一ガラスフィルムGF1に生じている緩み量Sを算出する。緩み量Sは、例えば
図7に示すように、第一ガラスフィルムGF1の一端部GFaが基準線Lから最も離れている位置と当該基準線Lとの距離(S)である。基準線Lは、例えば第一搬送ローラ9aの上部と第二搬送ローラ9bとの上部を結ぶ直線である。基準線Lは、本実施形態に限らず、ガラスフィルムGF1,GF2の搬送形態に応じて適宜設定できる。
【0078】
制御装置5の演算処理部は、緩み量Sを算出すると、記憶部に保存されている基準値(閾値)と比較し、緩み量Sが基準値以下であるか否かを判定する。緩み量Sが基準値を超えている場合、演算処理部は、当該緩み量Sを低減させるために、必要とされるピストン32の移動距離を算出する。制御装置5は、演算処理部が算出したピストン32の移動距離に係る制御信号を位置変更装置10の駆動装置30a,30bに送信する。
【0079】
駆動装置30a,30bは、制御信号に基づいてピストン32を移動させる。ピストン32の移動により、第一支持部材14は、連結軸23まわりに回動する。この回動により、第一支持部材14に支持される搬送ローラ9a~9dの位置が変更される(位置調整工程)。
【0080】
制御装置5は、上記のような搬送ローラ9a~9dの自動位置調整制御(オート制御)を、オペレータによる手動位置調整制御(マニュアル制御)に切り替えることができる。手動位置調整制御では、制御装置5は、センサ29a,29bから受信した画像データや、画像処理及び演算処理によって求められた緩み量Sをディスプレイに表示する。オペレータは、制御装置5のディスプレイに表示された画像データ及び演算結果に基づいて、制御装置5のインターフェースを介して、緩み量Sを減少させるための補正値(ピストン32の移動距離)を当該制御装置5に入力する。制御装置5は、入力された補正値に係る制御信号を駆動装置30a,30bに送信する。制御信号を受信した駆動装置30a,30bは、補正値に応じてピストン32を移動させる。
【0081】
各搬送ローラ9a~9dの位置が調整されると、第一実施形態と同様に、成膜工程が実行され、ガラスロールGR2が製造される。
【0082】
図8及び
図9は、本発明の第三実施形態を示す。本実施形態では、製造装置における搬送装置の構成が第一実施形態と異なる。
【0083】
本実施形態に係る搬送装置3において、位置変更装置10の第一支持部材14は、長尺状の第一構成部材14a及び第二構成部材14bと、第一構成部材14aと第二構成部材14bとの間に配されるセンサ33a,33bと、を備える。
【0084】
第一構成部材14aは、その上面に軸受部17a,17bを備える。第二構成部材14bは、センサ33a,33bを介して第一構成部材14aを支持する。第二構成部材14bは、第二支持部材15の連結軸23によって回動可能に支持されている。
【0085】
センサ33a,33bは、制御装置5に通信可能に接続されている。センサ33a,33bは、例えばロードセルにより構成されるが、この構成に限定されるものではない。センサ33a,33bは、第一構成部材14aの下面と第二構成部材14bの上面に接触している。
【0086】
センサ33a,33bは、第一支持部材14の長手方向における一端部側に配される第一センサ33aと、第一支持部材14の長手方向における他端部側に配される第二センサ33bとを含む。第一センサ33aは、第一軸受部17aの下方位置に配されている。第二センサ33bは、第二軸受部17bの下方位置に配されている。
【0087】
例えば搬送ローラ9a~9dに搬送されるガラスフィルムGF1,GF2において、幅方向の一端部GFaに緩みが生じている場合、当該一端部GFaに作用する張力は、他端部GFbに作用する張力よりも小さくなる。この張力の大小は、第一センサ33a及び第二センサ33bによって、第一支持部材14の一端部側に作用する荷重と、第一支持部材14の他端部側に作用する荷重とを測定することにより確認できる。すなわち、第一センサ33a及び第二センサ33bは、搬送ローラ9a~9dに搬送されるガラスフィルムGF1,GF2の各端部GFa,GFbに作用する張力(緩み)を測定する張力計として機能する。
【0088】
以下、本実施形態に係る製造装置1を用いてガラスロールGR2を製造する方法について説明する。第一準備工程において真空チャンバ2の真空引きが終了すると、制御装置5は、第二準備工程において、第一センサ33a及び第二センサ33bによる第一ガラスフィルムGF1の張力(緩み)の測定を開始する(検出工程)。各センサ33a,33bは、測定データ(荷重データ)を制御装置5に送信する。
【0089】
制御装置5の演算処理部は、第一センサ33a及び第二センサ33bの測定データに基づいて、第一ガラスフィルムGF1の幅方向における一端部GFaの張力と、他端部GFbの張力とが均衡するように、駆動装置30a,30bにおけるピストン32の移動距離を算出する。制御装置5は、位置調整が必要な搬送ローラ9a~9dに対応する駆動装置30a,30bに制御信号を送信する。制御信号を受信した駆動装置30a,30bは、ピストン32を作動させ、第一支持部材14を移動させることで、調整対象となる搬送ローラ9a~9dの位置を変更する(位置調整工程)。
【0090】
各搬送ローラ9a~9dの位置が調整されると、第一実施形態と同様に、成膜工程が実行され、ガラスロールGR2が製造される。なお、本実施形態においても、第二実施形態と同様に、制御装置5は、各搬送ローラ9a~9dの自動位置調整制御を、オペレータによる手動位置調整制御に切り替えることができる。
【0091】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものではなく、上記した作用効果に限定されるものでもない。本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【0092】
上記の実施形態では、第二準備工程において第一ガラスフィルムGF1の緩みを検出する例を示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。第二準備工程のみならず、成膜工程の実行中に、第一ガラスフィルムGF1及び第二ガラスフィルムGF2の部分的な緩みを検出してもよい。製造装置1は、各ガラスフィルムGF1,GF2を搬送しながら搬送ローラ9a~9dの位置調整を行うことができる。
【0093】
上記の実施形態では、製造関連処理工程として成膜工程(加熱成膜工程)を例示したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。製造関連処理工程には、ガラスフィルムの品質検査を行う工程、洗浄工程、乾燥工程その他の各種工程が含まれる。
【0094】
本発明に係るガラスロールの製造装置は、第一実施形態に係る操作部材18a,18b及び確認窓6a~6f、第二実施形態に係るセンサ29a,29b及び駆動装置30a,30b、及び第三実施形態に係る第一支持部材14及びセンサ33a,33bの全ての構成要素を備えていてもよい。
【符号の説明】
【0095】
1 製造装置
2 真空チャンバ
4 成膜装置
5 制御装置
6a 第一確認窓
6b 第二確認窓
6c 第三確認窓
6d 第四確認窓
6e 第五確認窓
6f 第六確認窓
7 巻出装置
8 巻取装置
9a 第一搬送ローラ
9b 第二搬送ローラ
9c 第三搬送ローラ
9d 第四搬送ローラ
10 位置変更装置
18a 第一操作部材
18b 第二操作部材
29a 第一センサ
29b 第二センサ
33a 第一センサ
33b 第二センサ
GF1 第一ガラスフィルム
GR2 ガラスロール