薄膜積層体製造装置およびその運転方法
【課題】搬送方向の切替えに付随した挟圧力や搬送高さの偏差を低減し、品質向上と製造コスト低減を両立する薄膜積層体製造装置を提供する。
【解決手段】搬送経路の端部で可撓性基板１をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を縁部に付与する回転可能なグリップローラ６１〜６９と、成膜部３０における基板の搬送高さを検知する検知手段Ｓ１〜Ｓ９と、検知手段の検出値に基づいてグリップローラの挟圧力を制御する搬送高さ制御装置７３と、を備え、搬送高さ制御装置は、グリップローラの挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、基板の搬送方向の切替え時に、初期値に基づいてグリップローラ６１〜６９の挟圧力を再設定可能とする。
【解決手段】搬送経路の端部で可撓性基板１をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を縁部に付与する回転可能なグリップローラ６１〜６９と、成膜部３０における基板の搬送高さを検知する検知手段Ｓ１〜Ｓ９と、検知手段の検出値に基づいてグリップローラの挟圧力を制御する搬送高さ制御装置７３と、を備え、搬送高さ制御装置は、グリップローラの挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、基板の搬送方向の切替え時に、初期値に基づいてグリップローラ６１〜６９の挟圧力を再設定可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状可撓性基板上に複数の薄膜を形成して、薄膜光電変換素子などの薄膜積層体を製造する薄膜積層体製造装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体薄膜などの薄膜積層体の基板には、通常、剛性基板が用いられるが、軽量でロールを介した取り扱いの利便性による生産性向上やコスト低減を目的として、プラスチックフィルムなどの可撓性基板が用いられる場合がある。例えば、特許文献１〜３には、巻出しロールから供給される帯状可撓性基板（ポリイミドフィルム）を所定のピッチで間欠的に搬送しながら、前記可撓性基板の搬送方向に配列された複数の成膜ユニットで、前記可撓性基板上に性質の異なる複数の薄膜を積層形成し、製品ロールとして巻取る薄膜積層体の製造装置が開示されている。
【０００３】
このような薄膜積層体の製造装置には、横姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を水平方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプと、縦姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を上下方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプがある。後者は、前者に比べて設置面積が小さく、基板表面が汚染されにくい等の利点があるが、搬送スパンが長くなると、重力に抗して搬送高さを一定に維持するのが困難になり、可撓性基板の表面に皺が発生したり、可撓性基板が垂れ下がったりする傾向が顕著になる。
【０００４】
そこで、特許文献１〜３では、薄膜積層体製造装置を構成する各成膜ユニット間に、可撓性基板の上下の縁部を挟持するグリップローラ対を配設し、可撓性基板の縁部に上方および下方に向かう展張力を作用させ、可撓性基板を上下幅方向に展張しつつ搬送高さを調整できるようにしている。グリップローラ対によって可撓性基板に付与される展張力は、グリップローラ対の挟圧力により制御可能である。特許文献４には、グリップローラにスプリングおよび機構部を介して挟圧力を付与するプルロッドと、該プルロッドを進退駆動するアクチュエータと、前記プルロッドに負荷される荷重（歪み）を検知するロードセルとを備え、該ロードセルの検出値に基づいてアクチュエータを進退駆動しグリップローラを変位させる制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３８２７６号公報
【特許文献２】特開２００９−３８２７７号公報
【特許文献３】特開２００９−５７６３２号公報
【特許文献４】国際公開第２００９／１２２８３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記装置は、可撓性基板を上下に展張しかつ可撓性基板の搬送高さを制御するうえで有利であるが、可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復成膜プロセスには直ちに適用できない。可撓性基板を逆方向に搬送する場合には、グリップローラの傾斜角に応じた展張力が逆方向に作用するので、グリップローラの傾斜角を反転させる必要がある。加えて、帯状可撓性基板に搬送張力を付与する駆動ロールの回転方向を反転させる際に、張力バランスに変化を生じ、反転以前の設定では適切な搬送高さ制御を行えない場合もある。装置構成が搬送方向に非対称である場合は言うまでもないが、装置構成が対称であっても、可撓性基板が搬送され薄膜が積層形成されるに従って可撓性基板の面密度や剛性が僅かではあるが変化するので、可撓性基板の物理的条件は搬送方向に必ずしも一様ではない。
【０００７】
上記のような理由で、可撓性基板の搬送方向に間隔を有して設置された各グリップローラの挟圧力に、搬送方向切替え以前の制御を通じて偏差を生じている場合、そのような挟圧力の分布が搬送方向切替え後における搬送高さ制御に適合しない虞がある。その結果、一時的ではあっても、各グリップローラにおける挟圧力や、可撓性基板の搬送高さに偏差を生じる虞がある。さらに、搬送方向切替え時に、可撓性基板の搬送高さの偏差や蛇行成分が残存する場合、往復成膜プロセスの進行に伴い蛇行量や偏差が累積することも懸念される。
【０００８】
可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復成膜を実施する場合、一方向への搬送のみ行う場合に比べて、搬送方向に並設される成膜ユニット数を少なくでき、装置の規模を縮小できるとともに、成膜部における搬送スパンを短縮できる利点がある。したがって、その点では搬送高さ制御にも有利な構成であるが、正逆搬送方向の切替えに付随した上記課題を解消しない限り、このような装置構成上の利点も、縦姿勢での搬送による成膜上の利点も享受できない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向かつ正逆双方向に往復搬送しながら前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置において、搬送方向の切替えに付随した挟圧力や搬送高さの偏差を低減し、品質向上と製造コスト低減を両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することを目的として、本発明は、
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置にある。
【００１１】
上記構成により、可撓性基板の各搬送方向に対応したグリップローラ挟圧力の初期値を予め保持手段に保持しておき、搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいてグリップローラの挟圧力を再設定することで、挟圧力の偏差が直ちに解消され、当該搬送方向に適合した展張力が得られる。また、搬送方向切替え以前の制御を通じて可撓性基板の搬送高さに偏差を生じていても、速やかに収束させることができ、蛇行成分や偏差の残留や累積を防止できる。これにより、可撓性基板に汚染物質が堆積しない、省スペースであるといった、可撓性基板を縦姿勢で搬送する搬送形態の利点とともに、成膜ユニット数の削減、装置規模のさらなる縮小といった、正逆双方向への搬送を含む往復成膜の利点を得ることができる。
【００１２】
本発明において、前記グリップローラは、前記搬送経路に沿って複数箇所に配設され、そのうちの少なくとも１つが、前記搬送高さ制御装置によって前記挟圧力を制御可能であるとともに前記初期値に基づいて前記挟圧力を再設定可能であり、他は、挟圧力を事前設定することのみ可能であることが好適である。
【００１３】
この態様では、積極的に制御されるグリップローラの数を最小限に留め、それ以外は、プリセット値による消極的制御に留めることで、制御に要するコストが低減され、かつ安定的な制御を行うことができる。
【００１４】
本発明において、前記グリップローラの複数が、前記挟圧力を制御可能であるとともに前記挟圧力を再設定可能であり、前記保持手段は、これら制御可能なグリップローラ毎に挟圧力の初期値を保持可能であり、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記各初期値に基づいて前記各制御可能なグリップローラの挟圧力を個別に再設定可能であることが好適である。
【００１５】
この態様では、前記同様に制御コストの低減、制御の安定化を図りながら、搬送方向の位置に応じて異なるグリップローラ挟圧力に直ちに再設定可能となり、特に、搬送スパンが長く、グリップローラの設置数が多い場合に有利である。
【００１６】
本発明において、前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する第２の保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能であることが好適である。
【００１７】
上記構成により、搬送方向下流側の巻取りロールにおいて、成膜済みの可撓性基板を、巻きずれを生じることなく巻き取ることができ、その巻取り終了時に、巻取りロールに軸方向変位を生じていても、搬送方向の切替え時に、軸方向変位が初期値に再設定されることで、可撓性基板を最適位置で巻出すことができ、搬送高さの偏差や蛇行成分の累積を防止するうえで有利である。
【００１８】
このようなロールの軸方向位置の再設定は、グリップローラの再設定と独立して実施することもできる。すなわち、本発明は、
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、薄膜積層体製造装置をも対象としている。
【００１９】
本発明の前記各態様において、前記第２の検知手段は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を検出する手段を兼ねることが好適である。
【００２０】
この構成により、別途、検知手段を設置する場合に比べて装置コストを削減でき、かつ、通常運転時の制御を行う検知手段によって初期値の検出を行うことで、信頼性の高い初期値を得ることができる。
【００２１】
本発明において、前記成膜部と前記各ロールコア駆動装置との間にそれぞれ配設された正逆双方向に駆動可能な駆動ロールと、前記各駆動ロールと前記成膜部との間にそれぞれ配設された前記基板の搬送張力検出手段と、前記各駆動ロールおよび前記各ロールコア駆動装置を同期させ、前記基板の正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を行う搬送制御装置と、をさらに備えることが好適である。
【００２２】
この構成により、正逆各搬送方向において、例えば、下流側に位置した駆動ロールを基準に搬送量および搬送速度の制御を行い、上流側に位置した駆動ロールを、搬送張力検出手段の検出値が一定になるよう制御することで、正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を安定的に行うことができ、かつ、搬送方向の切替えも容易かつ安定的に行うことができる。
【００２３】
本発明において、前記成膜部に対して同側に位置した前記各駆動ロールと前記各ロールコア駆動装置との間に前記グリップローラをそれぞれ備えることが好適である。
【００２４】
この構成により、各駆動ロールと各ロールコア駆動装置との間における可撓性基板の位置ずれや張力皺を防止できるとともに、巻取り部の上流側で可撓性基板が展張されかつ幅方向位置が保持されることにより、ロール位置制御装置による巻きずれ防止制御をより効果的に実施することができる。
【００２５】
本発明は、帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置の運転方法であって、前記薄膜積層体製造装置が、前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、前記各ロールコア駆動装置が、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有する場合において、
前記基板の搬送方向の切替え時に、前記基板を停止させた状態で、前記各ロール位置制御装置による前記各ロールの軸方向位置を初期値に再設定し、その後、前記グリップローラの前記挟圧力を初期値に再設定することを特徴とする薄膜積層体製造装置の運転方法にもある。
【００２６】
また、先述した本発明に係る薄膜積層体製造装置において、前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段をさらに有することが好適である。
【００２７】
この態様では、グリップローラに挟圧力を付与するスプリングなどの付勢力の個体差や前記付勢力をグリップローラに伝達する機械系誤差の影響を排除でき、それらに起因した搬送高さ制御の不安定や、定常的な偏差が解消されることで、製膜品質の安定化とコスト低減が可能である。
【００２８】
本発明装置において、前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、をさらに備え、前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含むことが好適である。
【００２９】
本発明装置において、前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータをさらに有し、前記保持手段は、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持可能であり、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記歪センサの検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されていることが好適である。
【００３０】
さらに、前記挟圧力の初期値は、前記アクチュエータの変位量を、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサからの信号に基づいて補正されて前記保持手段に保持されていることが好適である。
【００３１】
本発明装置において、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差およびそれに応じて出力される前記アクチュエータの制御量が、予め制御関数またはデータテーブルとして前記搬送高さ制御装置に格納されており、前記制御関数またはデータテーブルを介した制御量と前記歪センサの検出値との前記差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されていることが好適である。
【００３２】
本発明装置において、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサは、前記支持部材の基部に取り外し可能に付設されていることが好適である。
【００３３】
すなわち、挟圧力検知手段（歪センサ）による校正を初期の設置時に行い、アクチュエータの制御量を最適化しておくことで、実際の操業時には、挟圧力検知手段の検出値をフィードバックせずに可撓性基板の搬送高さ制御を行うことにより、高温や真空中にグリップローラが設置される場合の耐環境を考慮する必要がなく、低コスト化が可能となる。
【００３４】
本発明の好適な態様では、前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置は、前記挟圧力を生じさせるスプリングの付勢力を、前記グリップローラを接離可能に支持する支持機構にトルクとして伝達する伝達部材と、前記スプリングの支持点を前記伝達部材との連結点の周りに角変位させるアクチュエータと、を備えている。
【００３５】
本発明の好適な態様では、前記グリップローラは、軸方向に対して傾斜した周面を有する円錐ローラであり、該円錐ローラの小径側が前記基板の幅方向中央側に位置しかつ前記基板の挟持面における回転方向が前記基板の搬送方向と同方向になるよう回転可能に支持されている。
【発明の効果】
【００３６】
上述したように、本発明は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向かつ正逆双方向に往復搬送しながら前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置において、搬送方向の切替えに付随した挟圧力や搬送高さの偏差を低減し、高品質の薄膜積層体を製造するうえで有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明実施形態の薄膜積層体製造装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明実施形態の薄膜積層体製造装置の一端部を示す側面図である。
【図３】本発明第１実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。
【図４】搬送経路の上下に設置されたグリップローラを示す搬送方向から見た正面図である。
【図５】本発明第２実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。
【図６】搬送経路の上部に設置されたグリップローラを示す搬送方向から見た正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】グリップローラの挟圧力検出センサ（歪センサ）の回路構成図である。
【図８】駆動アームの角変位と挟圧力との関係を示すグラフである。
【図９】本発明第３実施形態に係るグリップローラを示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、本発明を太陽電池用の薄膜光電変換素子を構成する薄膜積層体製造装置に実施する場合を例にとり、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明に係る薄膜積層体製造装置１００の基本構成を示し、図３および図４は、本発明第１実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。図１において、薄膜積層体製造装置１００は、長手方向の各端に配設された第１および第２コア収容部１０，５０、長手方向の中間部に配設された成膜部３０、それぞれのコア収容部１０，５０と成膜部３０の間に介設された第１および第２搬送部２０，４０からなり、これら各部を構成する個々の室構造（１０〜５０）は、相互に気密に連結され、かつ、その内部が所定の真空度に維持され、全体として共通真空室８０を構成している。
【００４０】
第１および第２コア収容部１０，５０には、パウダクラッチＣ１，Ｃ５を介して連結されたモータＭ１，Ｍ５により正逆双方向に駆動回転可能なコア支持部材（チャック、図示せず）を備えたロールコア駆動装置（１１，５１）、張力検出センサＴ１，Ｔ５が付設された張力検出ロール１２，５２、および、ガイドロール１３，５３が配設され、ガイドロール１３，５３のロールコア１１，５１側には、当該部分における可撓性基板１の搬送高さ（上縁部位置）を検知するセンサＳ３，Ｓ６が配設されている。
【００４１】
ロールコア駆動装置（１１，５１）は、アクチュエータＡ３，Ａ６により軸方向（上下方向）に変位可能なロール位置制御装置１４，５４の可動部に搭載されている。この可動部（可動枠）は軸またはレールなどの直動案内機構によって上下方向に移動可能に案内されるとともに、ロールコア１１，５１の重量をキャンセルする図示しないカウンターウエイトが連結されている。アクチュエータＡ３，Ａ６は、モータとその回転を直線往復動に変換する送りネジ機構などで構成される。
【００４２】
第１および第２搬送部２０，４０には、モータＭ２，Ｍ４により正逆双方向に駆動回転可能な駆動ロール２１，４１、張力検出センサＴ２，Ｔ４が付設された張力検出ロール２２，４２が配設されている。駆動ロール２１，４１には、可撓性基板１を巻き掛け所定角度にて巻き掛ける２つのガイドロールと、駆動ロール２１，４１の周面に可撓性基板１を圧接させて駆動力（搬送張力）を伝達可能にするニップロールが付設されている。また、張力検出ロール２２，４２の前後にも可撓性基板１を所定角度にて巻き掛けるガイドロールが付設されている。
【００４３】
成膜部３０には、前記各搬送部２０，４０の間の可撓性基板１の搬送経路に沿って一定間隔で複数の成膜ユニット３３が並設されており、図示例では６つの成膜ユニット３３が並設されている。成膜部３０の室構造は、成膜ユニット３３毎に区分され、かつ、可撓性基板１が通過可能なスリットによって相互に連通されている。
【００４４】
各成膜ユニット３３は、プラズマＣＶＤなどの化学蒸着（ＣＶＤ）や、スパッタなどの物理蒸着（ＰＶＤ）を行なうための真空蒸着ユニットで構成される。例えば、プラズマＣＶＤの場合、各成膜ユニット３３は、可撓性基板１の搬送経路を挟んでその両側に対向配置された電極３１（表面に多数の原料ガス噴出孔を有する高周波電極）と、ヒータを内蔵した接地電極３２で構成され、それぞれが、可撓性基板１に向かって開口した開閉可能なチャンバー内に収容されている。各成膜ユニット３３の開閉動作を含む成膜動作は、薄膜積層体製造装置１００の主制御部７０によって、可撓性基板１のステップ搬送を制御する搬送制御部７１と同期して制御される。
【００４５】
以上のように構成された各コア収容部１０，５０と各搬送部２０，４０の間、および、各搬送部２０，４０と成膜部３０の間、および、成膜部３０の各成膜ユニット３３の間には、可撓性基板１の上下方向の位置を制御しその搬送高さを一定に維持するとともに、可撓性基板１を幅方向すなわち上下方向に展張するために、可撓性基板１の上下各縁部を挟持する９つのグリップローラ６１〜６９が配設されている。
【００４６】
これらのうち、アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９が付設された５つのグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９は、挟圧力Ｐｘを積極的に制御可能なアクティブタイプであり、他の４つのグリップローラ６３，６４，６６，６７は、挟圧力を事前に調整することのみ可能なプリセットタイプである。図４は、成膜部３０と搬送部４０の間に配設された上下１組のグリップローラ６８，６８′を示しているが、図示のように、搬送経路の上下に配置されたグリップローラ（６８，６８′）のうち、上側（６８）のみがアクティブタイプのグリップローラであり、下側（６８′）はプリセットタイプのグリップローラである。他のグリップローラ６１，６２，６５，６９についても同様である。
【００４７】
図３および図４において、グリップローラ６８は、可撓性基板１の上側縁部を挟持する一対の円錐ローラ（８１，８２）と、各円錐ローラ（８１，８２）を回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持機構（８３〜８６）、該支持機構を介して円錐ローラ（８１，８２）に挟圧力を付与するスプリング９２、該スプリング９２の付勢力を前記支持機構にトルクとして伝達する伝達部材（８７〜８９）、スプリング９２の支持点（９１ｂ）を伝達部材（８７〜８９）との連結点（８９ａ）の周りで角変位させる駆動アーム９１およびアクチュエータＡ８から構成されている。
【００４８】
グリップローラ６８を構成する一対の円錐ローラ８１，８２は、いずれも小径側が、可撓性基板１の幅方向中央側（図中下側）に位置しかつ挟持面における回転方向が可撓性基板１の搬送方向（Ｆ，Ｒ）と同方向になるように、それぞれの支軸８１ａ，８２ａにおいて支持部材８３，８４に軸支されている。この構成により、可撓性基板１が駆動ロール４１（または駆動ロール２１）による搬送力で正方向Ｆ（または逆方向Ｒ）に搬送される際、各円錐ローラ８１，８２は可撓性基板１の縁部を挟持した状態で従動回転され、それに伴い、可撓性基板１の縁部が、各円錐ローラ８１，８２の大径側に誘導され、可撓性基板１が幅方向に展張される。
【００４９】
グリップローラ６８（８１，８２）によって付与される展張力Ｑｘは、摩擦力として可撓性基板１に伝達されるので、グリップローラ６８の挟圧力Ｐｘに比例する。したがって、挟圧力Ｐおよび展張力Ｑが固定の下側グリップローラ６８′に対して、上側グリップローラ６８は、スプリング９２の付勢力に応じて挟圧力Ｐｘおよび展張力Ｑｘを調整可能であり、上下の展張力Ｑｘ，−Ｑのバランスを調整することで、可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）を調整可能である。
【００５０】
グリップローラ６８（８１，８２）を支持する支持部材８３，８４のうち、一方の支持部材８４は、ブラケット８６に固定された固定支持部材であり、該ブラケット８６はその上部において、真空室８０の構造要素（開口８０ｂの上部）に固定されているのに対し、他方の支持部材８３は、ブラケット８６の軸受部８６ａに回動可能に支持された延長アーム８５の軸部８５ａに取り付けられ、延長アーム８５と一体的に揺動可能な可動支持部材である。延長アーム８５の上端部は、回動軸８７の下端に固定された第２アーム８７ａの先端部に係合している。
【００５１】
回動軸８７は、真空室８０の外部に配設されたスプリング９２の付勢力を、真空室８０内にトルクとして伝達する伝達部材であり、真空室８０の天井部（大気遮断フランジ８８ｂ）に設けた磁気シール軸受８８を介して気密かつ回動自在に支持されている。また、真空室８０の外部に位置した回動軸８７の上端には、入力部としての第１アーム８９が固定されている。
【００５２】
第１アーム８９の先端には、連結ピン８９ａが回動可能に支持され、該連結ピン８９ａにスプリング９２の一端が連結され、該スプリング９２の他端は、調整ネジ９３を介して、駆動アーム９１の支持ピン９１ｂに連結されている。スプリング９２は、連結ピン８９ａと支持ピン９１ｂとの間に、予め伸長された状態で張架されており、調整ネジ９３を回動することにより、スプリング９２の初期張力を調整可能である。
【００５３】
アクチュエータＡ８は、エンコーダＡ８ｅを内蔵したサーボモータなどのロータリーアクチュエータであり、真空室８０の天井部に設置されたハウジング９０の上部に駆動軸を下向きにして取付けられている。アクチュエータＡ８の駆動軸（駆動アーム９１の回動軸）は、グリップローラ６８（８１，８２）が相互に当接する第１アーム８９の回動原点において、第１アーム８９の連結ピン８９ａと同一軸線上に配設されている。
【００５４】
上記構成により、駆動アーム９１が第１アーム８９と整列する最小挟圧力位置と、第１アーム８９に対して直角になる最大挟圧力位置（９１′）との間での角変位に応じて、スプリング９２の張力の直交成分が、第１アーム８９を図中反時計方向に回動させる付勢力として連結ピン８９ａに負荷される。この付勢力は、回動軸８７を介して第２アーム８７ａにトルクとして伝達され、延長アーム８５およびそれと一体の支持部材８３を介して可動側ローラ８１に伝えられ、可動側ローラ８１が上記付勢力にレバー比を乗じた挟圧力Ｐｘで固定側ローラ８２に圧接されることになる。
【００５５】
アクチュエータＡ８は、グリップローラ６８の搬送方向上流側において可撓性基板１の上端位置を検知するセンサＳ８から、搬送高さ制御部７３に取得される位置情報に基づいて制御される。例えば、センサＳ８は、搬送方向にずれて配設された２つのセンサＳＡ，ＳＤで構成され、これらの検出値から、可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）と同時に、グリップローラ６８に対する可撓性基板１の進入角度を検知することができ、搬送高さ制御部７３は、それらの検出値と基準値との偏差を検出し、それに基づいて、アクチュエータＡ８に駆動アーム９１を角変位させ、グリップローラ６８の挟圧力Ｐｘを調整する。センサＳ８としては、可撓性基板１の上端位置を非接触で検出する光学センサなどを利用可能である。
【００５６】
グリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）の挟圧力Ｐｘの初期値に対応したアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）の角変位の初期値は、搬送高さ制御部７３の保持手段（ＲＯＭなど）に保持されており、後述する搬送方向の切替え時などには、保持した初期値に基づいてアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）の角変位を初期値に再設定できるように構成されている。
【００５７】
なお、プリセットタイプの下側グリップローラ６８′は、図４に示すように、延長アーム８５等は省略され、可動側支持部材８３と固定側支持部材８４（ブラケット８４ｂ）との間に調整ネジ９５を介してスプリング９４が張架され、調整ネジ９５で挟圧力Ｐを設定可能である。プリセットタイプの他のグリップローラも同様である。
【００５８】
また、駆動アーム９１およびスプリング９２による加圧機構を備えたグリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）は、可撓性基板１の導入作業やメンテナンス作業の際に、可動側ローラ８１を離反状態に保持可能な解除機構を備えている。図３において、アクチュエータＡ８により、駆動アーム９１を２点鎖線で示されるトグル位置９１ｔまで角変位させると、第１アーム８９および該第１アーム８９と回動軸８７を介して一体の第２アーム８７ａは、スプリング９２の付勢に抗して、図中破線矢印で示される加圧方向と反対方向に回動可能となる。
【００５９】
この状態で、作業者が延長アーム８５を傾倒させ、可動側ローラ８１を固定側ローラ８２から離反させれば、トグルスプリングとして機能するスプリング９２の付勢力によって、可動側ローラ８１は離反状態に保持され、可撓性基板１の導入作業などを行うことができる。可撓性基板１を導入後、延長アーム８５を元位置に戻せば、スプリング９２の付勢力によって、可動側ローラ８１は固定側ローラ８２に直ちに圧接される。
【００６０】
次に、以上のように構成された薄膜積層体製造装置１００で、可撓性基板１の表面に薄膜太陽電池の光電変換層を積層形成する場合、図１（および図２）に示すように、可撓性基板１はコア１１に巻かれたロール１ａとして第１コア収容部１０のロールコア駆動装置（１１）にセットされ、さらにロール１ａから巻出された可撓性基板１の先端部は、第１搬送部２０、成膜部３０、第２搬送部４０に挿通されて第２コア収容部５０の空のコア５１に係止され、張力を掛けて巻取り可能な状態とする。
【００６１】
上記各コア収容部１０，５０におけるロール位置制御装置１４，５４は、コア１１，５１を軸方向の基準位置に位置させており、上記初期状態における可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）がセンサＳ３，Ｓ６によって検出され、コア１１，５１の軸方向位置の初期値としてロール位置制御部７２の保持手段（ＲＯＭなど）に保持される。
【００６２】
このような準備作業を経た後、可撓性基板１を巻出し側のロール１ａから成膜部３０を通って巻取り側のロール１ｂに、各成膜ユニット３３に対応した所定ピッチで正方向Ｆにステップ搬送し、各停止期間において成膜工程を実施する。
【００６３】
可撓性基板１のステップ搬送時には、搬送制御部７１により、４つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５が一斉に作動状態となるが、成膜部３０における搬送量および搬送速度は、成膜部３０の搬送方向Ｆ下流側に位置した第２搬送部４０の駆動ローラ４１（モータＭ４）の速度および回転量によって制御される。成膜部３０の搬送方向Ｆ上流側に位置した第１搬送部２０の駆動ロール２１（モータＭ２）は、同側の張力検出ロール２２（張力検出センサＴ２）の検出値が所定値となるようにトルク制御される。このような制御により、成膜部３０における可撓性基板１の搬送張力、搬送量および搬送速度が制御される。
【００６４】
巻出し側のコア１１（モータＭ１）は、張力検出ロール１２（張力検出センサＴ１）の検出値が所定値になるようにトルク制御され、それにより所定張力で可撓性基板１がロール１ａから巻出される。また、巻取り側のコア５１（モータＭ５）は、張力検出ロール５２（張力検出センサＴ５）の検出値が所定値になるようにトルク制御され、それにより所定張力で成膜済みの可撓性基板１がロール１ｂに巻き取られる。
【００６５】
さらに、搬送高さ制御部７３によりグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９が作動状態となり、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９の検出値に基づいて対応するアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９によりグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力が制御され、成膜部３０（６２〜６８）、巻出し区間（６１）および巻取り区間（６９）における可撓性基板１の搬送高さが一定になるように制御される。
【００６６】
また、ロール位置制御部７２により、巻取り側のロール位置制御装置５４が作動状態となり、センサＳ６の検出値に基づいてアクチュエータＡ６によりコア５１の軸方向（上下方向）位置が制御され、成膜部３０下流側での搬送誤差などによるコア５１の巻きずれが防止される。なお、巻出し側のロール位置制御装置１４は、コア１１を所定の軸方向位置にした状態で保持される。
【００６７】
上記のような制御を通じて可撓性基板１を正方向Ｆにステップ搬送しつつ成膜工程を実施し、巻取り側のロール１ｂが満巻きになると、成膜部３０における各成膜ユニット３３のガス種の切替えを行った後、可撓性基板１の搬送方向を逆方向Ｒに切替えて次の成膜工程を実施する前に、次のように各ロール位置制御装置１４，５４および各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の初期化が行われる。
【００６８】
先ず、各コア収容部１０，５０のセンサＳ３，Ｓ６によって当該部位における可撓性基板１の現在の搬送高さが検出され、ロール位置制御部７２に保持された初期値との偏差が検出される。この偏差に基づいてアクチュエータＡ３，Ａ６が駆動され、各ロール位置制御装置１４，５４によるロールコア１１，５１の軸方向位置が再設定される。次いで、搬送高さ制御部７３に保持された初期値に基づいて各アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９の角変位が再設定され、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘが初期値に再設定される。
【００６９】
上記のような初期化作業を実施した後、搬送制御部７１により、４つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５の回転方向が反転されて作動状態となり、第１搬送部２０の駆動ロール２１（モータＭ２）によって搬送量および搬送速度が制御され、かつ、第２搬送部４０の駆動ローラ４１（モータＭ４）が、同側の張力検出ロール４２（張力検出センサＴ４）の検出値が所定値となるようにトルク制御されることで、搬送張力、搬送量および搬送速度が制御された状態で、可撓性基板１の逆方向Ｒのステップ搬送が実施され、各停止期間において各成膜ユニット３３で成膜工程が実施される。
【００７０】
その際、正方向Ｆへの搬送時とは逆に、巻出し側のコア５１（モータＭ５）が、張力検出ロール５２（張力検出センサＴ５）の検出値が所定値になるようにトルク制御されることで、所定張力にて可撓性基板１がロール１ｂから巻出され、巻取り側のコア１１（モータＭ１）が、張力検出ロール１２（張力検出センサＴ１）の検出値が所定値になるようにトルク制御されることで、所定張力にて成膜済みの可撓性基板１がロール１ａに巻き取られる。
【００７１】
上記逆方向Ｒへのステップ搬送および成膜工程においても、前記同様に各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９により可撓性基板１の搬送高さが一定になるように制御される。搬送方向の切替え前後を通じて、可撓性基板１の上側縁部は各グリップローラ６１〜６９で挟持されており、その上端位置が維持されていることは勿論、逆方向Ｒへの搬送に先立ち各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力が初期値に再設定されているので、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘ，−Ｐおよびそれにより可撓性基板１に付与される展張力Ｑｘ，−Ｑは、可撓性基板１の搬送高さを初期値に収束させる方向に作用する。
【００７２】
しかも、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９による搬送高さの制御に先立ち、巻出し側のロール位置制御装置（５４）のロールコア（５１）の軸方向位置が初期値に再設定されかつ保持されているので、巻出しロール（１ｂ）から搬送高さの変動要因が成膜部３０側に伝播することもない。
【００７３】
なお、上記実施形態では、各搬送部２０，４０、成膜部３０、および、９つのグリップローラ６１〜６９が搬送方向Ｆ，Ｒに対称に配置される場合を示したが、機器配置は必ずしも搬送方向Ｆ，Ｒに対称でなくてもよい。また、アクティブタイプのグリップローラとプリセットタイプのグリップローラの配分や設置数も実施形態に限定されるものではなく、搬送経路の上下にアクティブタイプのグリップローラを設置することもできる。
【００７４】
また、上記第１実施形態では、グリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）の挟圧力Ｐｘに対応する駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）で制御するとともに、角変位の初期値を、搬送高さ制御部７３に保持し、それに基づいて再設定を行う場合を示したが、以下に述べる第２実施形態のように、グリップローラの挟圧力Ｐｘを直接的に検出することもできる。
【００７５】
（第２実施形態）
図５に示すように、第２実施形態では、グリップローラ６８（８１，８２）の固定側の支持部材８４の基部に挟圧力検出センサＳＧが付設されている。この挟圧力検出センサＳＧは、可動側の支持部材８３を介してグリップローラ８１，８２に付与される挟圧力Ｐｘにより支持部材８４の基部に生じる微小な歪を検出する少なくとも１つの歪センサで構成されている。このような歪センサ（歪ゲージ）としては、例えば、抵抗線歪センサ、半導体歪センサ、圧電歪センサなどを使用可能である。
【００７６】
図６に示す例では、挟圧力検出センサＳＧは、支持部材８４の外側面８４ａ（対になる支持部材８３と反対側の面）に貼付された２つの歪センサＧ１，Ｇ２と、内側面８４ｂ（対になる支持部材８３側の面）に貼付された２つの歪センサＧ３，Ｇ４とで構成されている。これら４つの歪センサＧ１〜Ｇ４は、図７に示すようにブリッジ回路を構成することで微小な抵抗値の変化を検知可能となっており、ブリッジ回路の入力側には電源９７（交流または直流電源）が接続され、出力側はアンプ９８を介して搬送高さ制御部７３に接続されている。
【００７７】
図５および図６において、支持部材８４の基部に挟圧力Ｐｘによる曲げモーメントが作用すると、外側面８４ａには圧縮歪みが生じ、内側面８４ｂには引張歪み（伸び歪み）が生じる。歪センサＧ１〜Ｇ４は、圧縮側（Ｇ１，Ｇ２）では抵抗値が減少し、伸び側（Ｇ３，Ｇ４）では抵抗値が増加するので、これらの抵抗差に応じた電流が生じ、アンプで増幅されて搬送高さ制御部７３に出力される。
【００７８】
上記構成に基づいて、先ず、事前設定を次のように実施する。予め計算によって求めた駆動アーム９１の角変位と挟圧力Ｐｘｃの関係（図８理論値）と、駆動アーム９１を実際に図５に９１′で示す９０度の位置まで往復移動させたときの角変位と、挟圧力検出センサＳＧに検出された挟圧力Ｐｘｃ（図８の実測値Ｂ)を元に、相互の誤差が最小になるように図５の調整ネジ９３でスプリング９２の初期変位を調整する。これにより、図８に示される実測値Ａが得られるが、この操作のみで駆動アーム９１の角変位全領域において理論値と完全に一致させることは困難である。
【００７９】
そこで、実際にグリップローラを取り付けた状態で最終調整して得られた図８の実測値Ａに係る駆動アーム９１の角変位と挟圧力Ｐｘｃの関係を、予め、図５に示す搬送高さ制御部７３の保持手段（ＲＯＭなど）に記憶させておき、可撓性基板１の搬送時に各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９の検出値に基づいて、基準高さと前記センサで検出された高さとの偏差を元に必要挟圧力Ｐｘを計算し、記憶しておいた駆動アーム９１の角度と挟圧力Ｐｘｃの関係から駆動アーム９１の角変位を決定し、必要挟圧力Ｐｘが得られるように駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９で制御し、成膜部３０（６２〜６８）、巻出し区間（６１）および巻取り区間（６９）における可撓性基板１の搬送高さが一定になるようにする。
【００８０】
その際、設定した加圧力指令値Ｐｘ０と実際に挟圧力検出センサＳＧから得られた挟圧力Ｐｘの偏差が最小となるように、駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９で制御する。可動側ローラ８１が、上記角変位に応じたスプリング９２の付勢力にレバー比を乗じた挟圧力Ｐｘで固定側ローラ８２に圧接された時に、挟圧力検出センサＳＧに検出される挟圧力Ｐｘの信号がアンプ９８で増幅され、搬送高さ制御部７３にフィードバックされる。これにより、第一アーム８９から延長アーム８５を経て支持部材８３までの機構部における誤差などの機械系誤差が補償され、搬送高さ制御の精度を向上できる。
【００８１】
上記制御において、基準高さと各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９で検出された高さとの偏差や、隣接した２つのセンサＳＡ，ＳＤの検出値の差から推定される可撓性基板１の傾斜、それらに基づいてアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９に出力すべき制御量との関係を、予め制御関数やデータテーブルとしてメモリーに記憶しておくことで、偏差を速やかに収束させ、安定的な高さ制御が行える。
【００８２】
第２実施形態においても、先述した第１実施形態の場合と同様に、可撓性基板１の正方向Ｆの搬送・成膜工程から逆方向Ｒの搬送・成膜工程に切替る際には、搬送高さ制御部７３に保持された初期値に基づいて各アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９の角変位が再設定され、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘが初期値に再設定されるが、この際の初期値が、上述した挟圧力検出センサＳＧの検出値を反映したプロセスで取得されることに加えて、再設定時に挟圧力検出センサＳＧに検出される挟圧力Ｐｘを搬送高さ制御部７３にフィードバックして初期値との偏差を補正することもできる。
【００８３】
なお、上記第２実施形態では、挟圧力検出センサＳＧが４つの歪センサＧ１〜Ｇ４で構成される場合を示したが、外側面８４ａと内側面８４ｂとにそれぞれ１つずつの歪センサを設けることもでき、また、外側面８４ａと内側面８４ｂの何れか一方にのみ１つまたは２つの歪センサを設けることもできる。これらの場合にも、対応する歪センサを固定抵抗に置換することでブリッジ回路を構成することが有利である。さらに、可動側の支持部材８３に挟圧力検出センサＳＧ（歪センサＧ１〜Ｇ４）を付設することもできるが、配線の引き回しや、検出精度の点では固定側の支持部材８４が有利である。
【００８４】
また、グリップローラの設置部位が高温になることが想定される場合には、挟圧力検出センサＳＧを構成する歪センサＧ１〜Ｇ４の表面を断熱材で覆うこともできる。あるいは、事前設定を行って挟圧力Ｐｘの初期値を搬送高さ制御部７３に保持した後に、挟圧力検出センサＳＧを取り外すこともできる。
【００８５】
その場合、歪センサＧ１〜Ｇ４を、支持部材８４と同程度またはそれ以下の弾性率を有する素材で構成された試験片に貼付し、該試験片を、支持部材８４の外側面８４ａおよび／または内側面８４ｂに取付けて事前設定を行った後に、試験片ごと取り外すようにしても良い。この場合、試験片と支持部材８４の取付け面には、想定される圧縮または引張歪みが伝達されるように、各方向（図示例では上下方向）の相互移動が拘束されるような嵌合形状（例えばＩ型など）で嵌脱可能に取り付けられることが好ましい。
【００８６】
（第３実施形態）
上記第１および第２実施形態では、可撓性基板１を挟持するグリップローラとして、一対の円錐ローラ８１，８２を用いる場合を示したが、図９に示す第３実施形態のように、可撓性基板１の挟持面における回転方向が搬送方向に対して幅方向縁端側に向かう偏角θ（傾斜角）を有するように支持部材２８３，２８４で回転可能に支持された円筒ローラ２８１，２８２を用いることもできる。その場合、可撓性基板１の搬送方向Ｆ，Ｒの切替え時に、各グリップローラ２８１，２８２の偏角θを一斉に反転させる反転手段（リンク機構とそれを操作するアクチュエータなど）が、固定側の支持部材２８４またはブラケット２８６に付設される。
【００８７】
図９に示す例では、ブラケット２８６は、可撓性基板１の搬送面に直交する軸２８６ａを中心に揺動可能に支持された揺動ブラケットであり、このブラケット２８６に連結された図示しないアクチュエータで反転操作が実施されるか、または、ブラケット２８６に各揺動端で安定させるトグルバネが連結され、手動で反転操作を実施するようにしても良い。ブラケット２８６の揺動範囲は、各側でストッパー２８６ｂにて規制される。ストッパー２８６ｂは、例えば、図示しないブラケットに螺合するネジで構成され、その螺合位置を調整することにより、ブラケット２８６の揺動範囲を設定できるようになっている。
【００８８】
グリップローラ２８１，２８２による可撓性基板１の挟持位置が、ブラケット２８６の揺動中心（２８６ａ）とずれている場合、反転操作に伴い、グリップローラ２８１，２８２の挟持位置が搬送方向Ｆ，Ｒに移動することになる。しかし、グリップローラ２８１，２８２が回転可能であることに加えて、グリップローラ２８１，２８２の偏角θは０．５〜２度（実用的な例では１度前後）と極めて小さいので、先述したような挟圧力Ｐｘの初期化を実施することで、反転操作による影響は無視できるレベルに過ぎない。
【００８９】
以上、本発明のいくつかの実施形態につき述べたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
【００９０】
例えば、上記各実施形態では、可撓性基板１をステップ搬送しつつその停止期間中に成膜を行う薄膜積層体製造装置について述べたが、本発明は、可撓性基板を正逆双方向に連続的に搬送しつつ成膜を行う薄膜積層体製造装置にも実施可能である。また、上記第２および第３実施形態のグリップローラおよび制御システムは、可撓性基板を一方向にステップ搬送または連続搬送しつつ成膜を行う薄膜積層体製造装置に対しても実施可能である。さらに、本発明は、有機ＥＬの半導体薄膜など、太陽電池以外の薄膜積層体を製造する装置にも実施可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 可撓性基板
１０，５０ コア収容部
１１，５１ コア
１２，５２ 張力検出ロール
１３，５３ ガイドロール
１４，５４ ロール位置制御装置
２０，４０ 搬送部
２１，４１ 駆動ロール
２２，４２ 張力検出ロール
３０ 成膜部
３３ 成膜ユニット
６１，６２，６５，６８，６９ グリップローラ（アクティブタイプ）
６３，６４，６６，６７ グリップローラ（プリセットタイプ）
７０ 主制御部
７１ 搬送制御部
７２ ロール位置制御部
７３ 搬送高さ制御部
８０ 真空室
８１，８２ 円錐ローラ
８３，８４ 支持部材
８５ 延長アーム
８７ 回動軸
８７ａ 第２アーム
８８ 磁気シール軸受
８９ 第１アーム
８９ａ 連結ピン
９１ 駆動アーム
９１ｂ 支持ピン
９２，９４ スプリング
９３，９５ 調整ネジ
２６８ グリップローラ（アクティブタイプ）
２８１，２８２ 円筒状ローラ
２８３，２８４ 支持部材
２８６ ブラケット
Ａ１〜Ａ９ アクチュエータ
Ａ８ｅ エンコーダ
Ｃ１，Ｃ５ パウダクラッチ
Ｇ１〜Ｇ４ 歪センサ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５ モータ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９ センサ（搬送高さ検出センサ）
ＳＡ，ＳＤ センサ（搬送高さ検出センサ）
ＳＧ 挟圧力検出センサ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５ 張力検出センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯状可撓性基板上に複数の薄膜を形成して、薄膜光電変換素子などの薄膜積層体を製造する薄膜積層体製造装置およびその運転方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体薄膜などの薄膜積層体の基板には、通常、剛性基板が用いられるが、軽量でロールを介した取り扱いの利便性による生産性向上やコスト低減を目的として、プラスチックフィルムなどの可撓性基板が用いられる場合がある。例えば、特許文献１〜３には、巻出しロールから供給される帯状可撓性基板（ポリイミドフィルム）を所定のピッチで間欠的に搬送しながら、前記可撓性基板の搬送方向に配列された複数の成膜ユニットで、前記可撓性基板上に性質の異なる複数の薄膜を積層形成し、製品ロールとして巻取る薄膜積層体の製造装置が開示されている。
【０００３】
このような薄膜積層体の製造装置には、横姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を水平方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプと、縦姿勢すなわち帯状可撓性基板の幅方向を上下方向にして搬送しつつ成膜を行なうタイプがある。後者は、前者に比べて設置面積が小さく、基板表面が汚染されにくい等の利点があるが、搬送スパンが長くなると、重力に抗して搬送高さを一定に維持するのが困難になり、可撓性基板の表面に皺が発生したり、可撓性基板が垂れ下がったりする傾向が顕著になる。
【０００４】
そこで、特許文献１〜３では、薄膜積層体製造装置を構成する各成膜ユニット間に、可撓性基板の上下の縁部を挟持するグリップローラ対を配設し、可撓性基板の縁部に上方および下方に向かう展張力を作用させ、可撓性基板を上下幅方向に展張しつつ搬送高さを調整できるようにしている。グリップローラ対によって可撓性基板に付与される展張力は、グリップローラ対の挟圧力により制御可能である。特許文献４には、グリップローラにスプリングおよび機構部を介して挟圧力を付与するプルロッドと、該プルロッドを進退駆動するアクチュエータと、前記プルロッドに負荷される荷重（歪み）を検知するロードセルとを備え、該ロードセルの検出値に基づいてアクチュエータを進退駆動しグリップローラを変位させる制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３８２７６号公報
【特許文献２】特開２００９−３８２７７号公報
【特許文献３】特開２００９−５７６３２号公報
【特許文献４】国際公開第２００９／１２２８３６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記装置は、可撓性基板を上下に展張しかつ可撓性基板の搬送高さを制御するうえで有利であるが、可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復成膜プロセスには直ちに適用できない。可撓性基板を逆方向に搬送する場合には、グリップローラの傾斜角に応じた展張力が逆方向に作用するので、グリップローラの傾斜角を反転させる必要がある。加えて、帯状可撓性基板に搬送張力を付与する駆動ロールの回転方向を反転させる際に、張力バランスに変化を生じ、反転以前の設定では適切な搬送高さ制御を行えない場合もある。装置構成が搬送方向に非対称である場合は言うまでもないが、装置構成が対称であっても、可撓性基板が搬送され薄膜が積層形成されるに従って可撓性基板の面密度や剛性が僅かではあるが変化するので、可撓性基板の物理的条件は搬送方向に必ずしも一様ではない。
【０００７】
上記のような理由で、可撓性基板の搬送方向に間隔を有して設置された各グリップローラの挟圧力に、搬送方向切替え以前の制御を通じて偏差を生じている場合、そのような挟圧力の分布が搬送方向切替え後における搬送高さ制御に適合しない虞がある。その結果、一時的ではあっても、各グリップローラにおける挟圧力や、可撓性基板の搬送高さに偏差を生じる虞がある。さらに、搬送方向切替え時に、可撓性基板の搬送高さの偏差や蛇行成分が残存する場合、往復成膜プロセスの進行に伴い蛇行量や偏差が累積することも懸念される。
【０００８】
可撓性基板の逆方向への搬送を含む往復成膜を実施する場合、一方向への搬送のみ行う場合に比べて、搬送方向に並設される成膜ユニット数を少なくでき、装置の規模を縮小できるとともに、成膜部における搬送スパンを短縮できる利点がある。したがって、その点では搬送高さ制御にも有利な構成であるが、正逆搬送方向の切替えに付随した上記課題を解消しない限り、このような装置構成上の利点も、縦姿勢での搬送による成膜上の利点も享受できない。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向かつ正逆双方向に往復搬送しながら前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置において、搬送方向の切替えに付随した挟圧力や搬送高さの偏差を低減し、品質向上と製造コスト低減を両立することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決することを目的として、本発明は、
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置にある。
【００１１】
上記構成により、可撓性基板の各搬送方向に対応したグリップローラ挟圧力の初期値を予め保持手段に保持しておき、搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいてグリップローラの挟圧力を再設定することで、挟圧力の偏差が直ちに解消され、当該搬送方向に適合した展張力が得られる。また、搬送方向切替え以前の制御を通じて可撓性基板の搬送高さに偏差を生じていても、速やかに収束させることができ、蛇行成分や偏差の残留や累積を防止できる。これにより、可撓性基板に汚染物質が堆積しない、省スペースであるといった、可撓性基板を縦姿勢で搬送する搬送形態の利点とともに、成膜ユニット数の削減、装置規模のさらなる縮小といった、正逆双方向への搬送を含む往復成膜の利点を得ることができる。
【００１２】
本発明において、前記グリップローラは、前記搬送経路に沿って複数箇所に配設され、そのうちの少なくとも１つが、前記搬送高さ制御装置によって前記挟圧力を制御可能であるとともに前記初期値に基づいて前記挟圧力を再設定可能であり、他は、挟圧力を事前設定することのみ可能であることが好適である。
【００１３】
この態様では、積極的に制御されるグリップローラの数を最小限に留め、それ以外は、プリセット値による消極的制御に留めることで、制御に要するコストが低減され、かつ安定的な制御を行うことができる。
【００１４】
本発明において、前記グリップローラの複数が、前記挟圧力を制御可能であるとともに前記挟圧力を再設定可能であり、前記保持手段は、これら制御可能なグリップローラ毎に挟圧力の初期値を保持可能であり、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記各初期値に基づいて前記各制御可能なグリップローラの挟圧力を個別に再設定可能であることが好適である。
【００１５】
この態様では、前記同様に制御コストの低減、制御の安定化を図りながら、搬送方向の位置に応じて異なるグリップローラ挟圧力に直ちに再設定可能となり、特に、搬送スパンが長く、グリップローラの設置数が多い場合に有利である。
【００１６】
本発明において、前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する第２の保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能であることが好適である。
【００１７】
上記構成により、搬送方向下流側の巻取りロールにおいて、成膜済みの可撓性基板を、巻きずれを生じることなく巻き取ることができ、その巻取り終了時に、巻取りロールに軸方向変位を生じていても、搬送方向の切替え時に、軸方向変位が初期値に再設定されることで、可撓性基板を最適位置で巻出すことができ、搬送高さの偏差や蛇行成分の累積を防止するうえで有利である。
【００１８】
このようなロールの軸方向位置の再設定は、グリップローラの再設定と独立して実施することもできる。すなわち、本発明は、
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、薄膜積層体製造装置をも対象としている。
【００１９】
本発明の前記各態様において、前記第２の検知手段は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を検出する手段を兼ねることが好適である。
【００２０】
この構成により、別途、検知手段を設置する場合に比べて装置コストを削減でき、かつ、通常運転時の制御を行う検知手段によって初期値の検出を行うことで、信頼性の高い初期値を得ることができる。
【００２１】
本発明において、前記成膜部と前記各ロールコア駆動装置との間にそれぞれ配設された正逆双方向に駆動可能な駆動ロールと、前記各駆動ロールと前記成膜部との間にそれぞれ配設された前記基板の搬送張力検出手段と、前記各駆動ロールおよび前記各ロールコア駆動装置を同期させ、前記基板の正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を行う搬送制御装置と、をさらに備えることが好適である。
【００２２】
この構成により、正逆各搬送方向において、例えば、下流側に位置した駆動ロールを基準に搬送量および搬送速度の制御を行い、上流側に位置した駆動ロールを、搬送張力検出手段の検出値が一定になるよう制御することで、正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を安定的に行うことができ、かつ、搬送方向の切替えも容易かつ安定的に行うことができる。
【００２３】
本発明において、前記成膜部に対して同側に位置した前記各駆動ロールと前記各ロールコア駆動装置との間に前記グリップローラをそれぞれ備えることが好適である。
【００２４】
この構成により、各駆動ロールと各ロールコア駆動装置との間における可撓性基板の位置ずれや張力皺を防止できるとともに、巻取り部の上流側で可撓性基板が展張されかつ幅方向位置が保持されることにより、ロール位置制御装置による巻きずれ防止制御をより効果的に実施することができる。
【００２５】
本発明は、帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置の運転方法であって、前記薄膜積層体製造装置が、前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、前記各ロールコア駆動装置が、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有する場合において、
前記基板の搬送方向の切替え時に、前記基板を停止させた状態で、前記各ロール位置制御装置による前記各ロールの軸方向位置を初期値に再設定し、その後、前記グリップローラの前記挟圧力を初期値に再設定することを特徴とする薄膜積層体製造装置の運転方法にもある。
【００２６】
また、先述した本発明に係る薄膜積層体製造装置において、前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段をさらに有することが好適である。
【００２７】
この態様では、グリップローラに挟圧力を付与するスプリングなどの付勢力の個体差や前記付勢力をグリップローラに伝達する機械系誤差の影響を排除でき、それらに起因した搬送高さ制御の不安定や、定常的な偏差が解消されることで、製膜品質の安定化とコスト低減が可能である。
【００２８】
本発明装置において、前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、をさらに備え、前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含むことが好適である。
【００２９】
本発明装置において、前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータをさらに有し、前記保持手段は、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持可能であり、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記歪センサの検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されていることが好適である。
【００３０】
さらに、前記挟圧力の初期値は、前記アクチュエータの変位量を、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサからの信号に基づいて補正されて前記保持手段に保持されていることが好適である。
【００３１】
本発明装置において、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差およびそれに応じて出力される前記アクチュエータの制御量が、予め制御関数またはデータテーブルとして前記搬送高さ制御装置に格納されており、前記制御関数またはデータテーブルを介した制御量と前記歪センサの検出値との前記差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されていることが好適である。
【００３２】
本発明装置において、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサは、前記支持部材の基部に取り外し可能に付設されていることが好適である。
【００３３】
すなわち、挟圧力検知手段（歪センサ）による校正を初期の設置時に行い、アクチュエータの制御量を最適化しておくことで、実際の操業時には、挟圧力検知手段の検出値をフィードバックせずに可撓性基板の搬送高さ制御を行うことにより、高温や真空中にグリップローラが設置される場合の耐環境を考慮する必要がなく、低コスト化が可能となる。
【００３４】
本発明の好適な態様では、前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置は、前記挟圧力を生じさせるスプリングの付勢力を、前記グリップローラを接離可能に支持する支持機構にトルクとして伝達する伝達部材と、前記スプリングの支持点を前記伝達部材との連結点の周りに角変位させるアクチュエータと、を備えている。
【００３５】
本発明の好適な態様では、前記グリップローラは、軸方向に対して傾斜した周面を有する円錐ローラであり、該円錐ローラの小径側が前記基板の幅方向中央側に位置しかつ前記基板の挟持面における回転方向が前記基板の搬送方向と同方向になるよう回転可能に支持されている。
【発明の効果】
【００３６】
上述したように、本発明は、帯状可撓性基板を縦姿勢で横方向かつ正逆双方向に往復搬送しながら前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置において、搬送方向の切替えに付随した挟圧力や搬送高さの偏差を低減し、高品質の薄膜積層体を製造するうえで有利である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明実施形態の薄膜積層体製造装置を示す概略平面図である。
【図２】本発明実施形態の薄膜積層体製造装置の一端部を示す側面図である。
【図３】本発明第１実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。
【図４】搬送経路の上下に設置されたグリップローラを示す搬送方向から見た正面図である。
【図５】本発明第２実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。
【図６】搬送経路の上部に設置されたグリップローラを示す搬送方向から見た正面図（ａ）及び側面図（ｂ）である。
【図７】グリップローラの挟圧力検出センサ（歪センサ）の回路構成図である。
【図８】駆動アームの角変位と挟圧力との関係を示すグラフである。
【図９】本発明第３実施形態に係るグリップローラを示す要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明の実施形態について、本発明を太陽電池用の薄膜光電変換素子を構成する薄膜積層体製造装置に実施する場合を例にとり、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３９】
（第１実施形態）
図１および図２は、本発明に係る薄膜積層体製造装置１００の基本構成を示し、図３および図４は、本発明第１実施形態に係るグリップローラおよびその制御システムを示す概略斜視図である。図１において、薄膜積層体製造装置１００は、長手方向の各端に配設された第１および第２コア収容部１０，５０、長手方向の中間部に配設された成膜部３０、それぞれのコア収容部１０，５０と成膜部３０の間に介設された第１および第２搬送部２０，４０からなり、これら各部を構成する個々の室構造（１０〜５０）は、相互に気密に連結され、かつ、その内部が所定の真空度に維持され、全体として共通真空室８０を構成している。
【００４０】
第１および第２コア収容部１０，５０には、パウダクラッチＣ１，Ｃ５を介して連結されたモータＭ１，Ｍ５により正逆双方向に駆動回転可能なコア支持部材（チャック、図示せず）を備えたロールコア駆動装置（１１，５１）、張力検出センサＴ１，Ｔ５が付設された張力検出ロール１２，５２、および、ガイドロール１３，５３が配設され、ガイドロール１３，５３のロールコア１１，５１側には、当該部分における可撓性基板１の搬送高さ（上縁部位置）を検知するセンサＳ３，Ｓ６が配設されている。
【００４１】
ロールコア駆動装置（１１，５１）は、アクチュエータＡ３，Ａ６により軸方向（上下方向）に変位可能なロール位置制御装置１４，５４の可動部に搭載されている。この可動部（可動枠）は軸またはレールなどの直動案内機構によって上下方向に移動可能に案内されるとともに、ロールコア１１，５１の重量をキャンセルする図示しないカウンターウエイトが連結されている。アクチュエータＡ３，Ａ６は、モータとその回転を直線往復動に変換する送りネジ機構などで構成される。
【００４２】
第１および第２搬送部２０，４０には、モータＭ２，Ｍ４により正逆双方向に駆動回転可能な駆動ロール２１，４１、張力検出センサＴ２，Ｔ４が付設された張力検出ロール２２，４２が配設されている。駆動ロール２１，４１には、可撓性基板１を巻き掛け所定角度にて巻き掛ける２つのガイドロールと、駆動ロール２１，４１の周面に可撓性基板１を圧接させて駆動力（搬送張力）を伝達可能にするニップロールが付設されている。また、張力検出ロール２２，４２の前後にも可撓性基板１を所定角度にて巻き掛けるガイドロールが付設されている。
【００４３】
成膜部３０には、前記各搬送部２０，４０の間の可撓性基板１の搬送経路に沿って一定間隔で複数の成膜ユニット３３が並設されており、図示例では６つの成膜ユニット３３が並設されている。成膜部３０の室構造は、成膜ユニット３３毎に区分され、かつ、可撓性基板１が通過可能なスリットによって相互に連通されている。
【００４４】
各成膜ユニット３３は、プラズマＣＶＤなどの化学蒸着（ＣＶＤ）や、スパッタなどの物理蒸着（ＰＶＤ）を行なうための真空蒸着ユニットで構成される。例えば、プラズマＣＶＤの場合、各成膜ユニット３３は、可撓性基板１の搬送経路を挟んでその両側に対向配置された電極３１（表面に多数の原料ガス噴出孔を有する高周波電極）と、ヒータを内蔵した接地電極３２で構成され、それぞれが、可撓性基板１に向かって開口した開閉可能なチャンバー内に収容されている。各成膜ユニット３３の開閉動作を含む成膜動作は、薄膜積層体製造装置１００の主制御部７０によって、可撓性基板１のステップ搬送を制御する搬送制御部７１と同期して制御される。
【００４５】
以上のように構成された各コア収容部１０，５０と各搬送部２０，４０の間、および、各搬送部２０，４０と成膜部３０の間、および、成膜部３０の各成膜ユニット３３の間には、可撓性基板１の上下方向の位置を制御しその搬送高さを一定に維持するとともに、可撓性基板１を幅方向すなわち上下方向に展張するために、可撓性基板１の上下各縁部を挟持する９つのグリップローラ６１〜６９が配設されている。
【００４６】
これらのうち、アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９が付設された５つのグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９は、挟圧力Ｐｘを積極的に制御可能なアクティブタイプであり、他の４つのグリップローラ６３，６４，６６，６７は、挟圧力を事前に調整することのみ可能なプリセットタイプである。図４は、成膜部３０と搬送部４０の間に配設された上下１組のグリップローラ６８，６８′を示しているが、図示のように、搬送経路の上下に配置されたグリップローラ（６８，６８′）のうち、上側（６８）のみがアクティブタイプのグリップローラであり、下側（６８′）はプリセットタイプのグリップローラである。他のグリップローラ６１，６２，６５，６９についても同様である。
【００４７】
図３および図４において、グリップローラ６８は、可撓性基板１の上側縁部を挟持する一対の円錐ローラ（８１，８２）と、各円錐ローラ（８１，８２）を回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持機構（８３〜８６）、該支持機構を介して円錐ローラ（８１，８２）に挟圧力を付与するスプリング９２、該スプリング９２の付勢力を前記支持機構にトルクとして伝達する伝達部材（８７〜８９）、スプリング９２の支持点（９１ｂ）を伝達部材（８７〜８９）との連結点（８９ａ）の周りで角変位させる駆動アーム９１およびアクチュエータＡ８から構成されている。
【００４８】
グリップローラ６８を構成する一対の円錐ローラ８１，８２は、いずれも小径側が、可撓性基板１の幅方向中央側（図中下側）に位置しかつ挟持面における回転方向が可撓性基板１の搬送方向（Ｆ，Ｒ）と同方向になるように、それぞれの支軸８１ａ，８２ａにおいて支持部材８３，８４に軸支されている。この構成により、可撓性基板１が駆動ロール４１（または駆動ロール２１）による搬送力で正方向Ｆ（または逆方向Ｒ）に搬送される際、各円錐ローラ８１，８２は可撓性基板１の縁部を挟持した状態で従動回転され、それに伴い、可撓性基板１の縁部が、各円錐ローラ８１，８２の大径側に誘導され、可撓性基板１が幅方向に展張される。
【００４９】
グリップローラ６８（８１，８２）によって付与される展張力Ｑｘは、摩擦力として可撓性基板１に伝達されるので、グリップローラ６８の挟圧力Ｐｘに比例する。したがって、挟圧力Ｐおよび展張力Ｑが固定の下側グリップローラ６８′に対して、上側グリップローラ６８は、スプリング９２の付勢力に応じて挟圧力Ｐｘおよび展張力Ｑｘを調整可能であり、上下の展張力Ｑｘ，−Ｑのバランスを調整することで、可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）を調整可能である。
【００５０】
グリップローラ６８（８１，８２）を支持する支持部材８３，８４のうち、一方の支持部材８４は、ブラケット８６に固定された固定支持部材であり、該ブラケット８６はその上部において、真空室８０の構造要素（開口８０ｂの上部）に固定されているのに対し、他方の支持部材８３は、ブラケット８６の軸受部８６ａに回動可能に支持された延長アーム８５の軸部８５ａに取り付けられ、延長アーム８５と一体的に揺動可能な可動支持部材である。延長アーム８５の上端部は、回動軸８７の下端に固定された第２アーム８７ａの先端部に係合している。
【００５１】
回動軸８７は、真空室８０の外部に配設されたスプリング９２の付勢力を、真空室８０内にトルクとして伝達する伝達部材であり、真空室８０の天井部（大気遮断フランジ８８ｂ）に設けた磁気シール軸受８８を介して気密かつ回動自在に支持されている。また、真空室８０の外部に位置した回動軸８７の上端には、入力部としての第１アーム８９が固定されている。
【００５２】
第１アーム８９の先端には、連結ピン８９ａが回動可能に支持され、該連結ピン８９ａにスプリング９２の一端が連結され、該スプリング９２の他端は、調整ネジ９３を介して、駆動アーム９１の支持ピン９１ｂに連結されている。スプリング９２は、連結ピン８９ａと支持ピン９１ｂとの間に、予め伸長された状態で張架されており、調整ネジ９３を回動することにより、スプリング９２の初期張力を調整可能である。
【００５３】
アクチュエータＡ８は、エンコーダＡ８ｅを内蔵したサーボモータなどのロータリーアクチュエータであり、真空室８０の天井部に設置されたハウジング９０の上部に駆動軸を下向きにして取付けられている。アクチュエータＡ８の駆動軸（駆動アーム９１の回動軸）は、グリップローラ６８（８１，８２）が相互に当接する第１アーム８９の回動原点において、第１アーム８９の連結ピン８９ａと同一軸線上に配設されている。
【００５４】
上記構成により、駆動アーム９１が第１アーム８９と整列する最小挟圧力位置と、第１アーム８９に対して直角になる最大挟圧力位置（９１′）との間での角変位に応じて、スプリング９２の張力の直交成分が、第１アーム８９を図中反時計方向に回動させる付勢力として連結ピン８９ａに負荷される。この付勢力は、回動軸８７を介して第２アーム８７ａにトルクとして伝達され、延長アーム８５およびそれと一体の支持部材８３を介して可動側ローラ８１に伝えられ、可動側ローラ８１が上記付勢力にレバー比を乗じた挟圧力Ｐｘで固定側ローラ８２に圧接されることになる。
【００５５】
アクチュエータＡ８は、グリップローラ６８の搬送方向上流側において可撓性基板１の上端位置を検知するセンサＳ８から、搬送高さ制御部７３に取得される位置情報に基づいて制御される。例えば、センサＳ８は、搬送方向にずれて配設された２つのセンサＳＡ，ＳＤで構成され、これらの検出値から、可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）と同時に、グリップローラ６８に対する可撓性基板１の進入角度を検知することができ、搬送高さ制御部７３は、それらの検出値と基準値との偏差を検出し、それに基づいて、アクチュエータＡ８に駆動アーム９１を角変位させ、グリップローラ６８の挟圧力Ｐｘを調整する。センサＳ８としては、可撓性基板１の上端位置を非接触で検出する光学センサなどを利用可能である。
【００５６】
グリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）の挟圧力Ｐｘの初期値に対応したアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）の角変位の初期値は、搬送高さ制御部７３の保持手段（ＲＯＭなど）に保持されており、後述する搬送方向の切替え時などには、保持した初期値に基づいてアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）の角変位を初期値に再設定できるように構成されている。
【００５７】
なお、プリセットタイプの下側グリップローラ６８′は、図４に示すように、延長アーム８５等は省略され、可動側支持部材８３と固定側支持部材８４（ブラケット８４ｂ）との間に調整ネジ９５を介してスプリング９４が張架され、調整ネジ９５で挟圧力Ｐを設定可能である。プリセットタイプの他のグリップローラも同様である。
【００５８】
また、駆動アーム９１およびスプリング９２による加圧機構を備えたグリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）は、可撓性基板１の導入作業やメンテナンス作業の際に、可動側ローラ８１を離反状態に保持可能な解除機構を備えている。図３において、アクチュエータＡ８により、駆動アーム９１を２点鎖線で示されるトグル位置９１ｔまで角変位させると、第１アーム８９および該第１アーム８９と回動軸８７を介して一体の第２アーム８７ａは、スプリング９２の付勢に抗して、図中破線矢印で示される加圧方向と反対方向に回動可能となる。
【００５９】
この状態で、作業者が延長アーム８５を傾倒させ、可動側ローラ８１を固定側ローラ８２から離反させれば、トグルスプリングとして機能するスプリング９２の付勢力によって、可動側ローラ８１は離反状態に保持され、可撓性基板１の導入作業などを行うことができる。可撓性基板１を導入後、延長アーム８５を元位置に戻せば、スプリング９２の付勢力によって、可動側ローラ８１は固定側ローラ８２に直ちに圧接される。
【００６０】
次に、以上のように構成された薄膜積層体製造装置１００で、可撓性基板１の表面に薄膜太陽電池の光電変換層を積層形成する場合、図１（および図２）に示すように、可撓性基板１はコア１１に巻かれたロール１ａとして第１コア収容部１０のロールコア駆動装置（１１）にセットされ、さらにロール１ａから巻出された可撓性基板１の先端部は、第１搬送部２０、成膜部３０、第２搬送部４０に挿通されて第２コア収容部５０の空のコア５１に係止され、張力を掛けて巻取り可能な状態とする。
【００６１】
上記各コア収容部１０，５０におけるロール位置制御装置１４，５４は、コア１１，５１を軸方向の基準位置に位置させており、上記初期状態における可撓性基板１の上端位置（搬送高さ）がセンサＳ３，Ｓ６によって検出され、コア１１，５１の軸方向位置の初期値としてロール位置制御部７２の保持手段（ＲＯＭなど）に保持される。
【００６２】
このような準備作業を経た後、可撓性基板１を巻出し側のロール１ａから成膜部３０を通って巻取り側のロール１ｂに、各成膜ユニット３３に対応した所定ピッチで正方向Ｆにステップ搬送し、各停止期間において成膜工程を実施する。
【００６３】
可撓性基板１のステップ搬送時には、搬送制御部７１により、４つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５が一斉に作動状態となるが、成膜部３０における搬送量および搬送速度は、成膜部３０の搬送方向Ｆ下流側に位置した第２搬送部４０の駆動ローラ４１（モータＭ４）の速度および回転量によって制御される。成膜部３０の搬送方向Ｆ上流側に位置した第１搬送部２０の駆動ロール２１（モータＭ２）は、同側の張力検出ロール２２（張力検出センサＴ２）の検出値が所定値となるようにトルク制御される。このような制御により、成膜部３０における可撓性基板１の搬送張力、搬送量および搬送速度が制御される。
【００６４】
巻出し側のコア１１（モータＭ１）は、張力検出ロール１２（張力検出センサＴ１）の検出値が所定値になるようにトルク制御され、それにより所定張力で可撓性基板１がロール１ａから巻出される。また、巻取り側のコア５１（モータＭ５）は、張力検出ロール５２（張力検出センサＴ５）の検出値が所定値になるようにトルク制御され、それにより所定張力で成膜済みの可撓性基板１がロール１ｂに巻き取られる。
【００６５】
さらに、搬送高さ制御部７３によりグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９が作動状態となり、各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９の検出値に基づいて対応するアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９によりグリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力が制御され、成膜部３０（６２〜６８）、巻出し区間（６１）および巻取り区間（６９）における可撓性基板１の搬送高さが一定になるように制御される。
【００６６】
また、ロール位置制御部７２により、巻取り側のロール位置制御装置５４が作動状態となり、センサＳ６の検出値に基づいてアクチュエータＡ６によりコア５１の軸方向（上下方向）位置が制御され、成膜部３０下流側での搬送誤差などによるコア５１の巻きずれが防止される。なお、巻出し側のロール位置制御装置１４は、コア１１を所定の軸方向位置にした状態で保持される。
【００６７】
上記のような制御を通じて可撓性基板１を正方向Ｆにステップ搬送しつつ成膜工程を実施し、巻取り側のロール１ｂが満巻きになると、成膜部３０における各成膜ユニット３３のガス種の切替えを行った後、可撓性基板１の搬送方向を逆方向Ｒに切替えて次の成膜工程を実施する前に、次のように各ロール位置制御装置１４，５４および各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の初期化が行われる。
【００６８】
先ず、各コア収容部１０，５０のセンサＳ３，Ｓ６によって当該部位における可撓性基板１の現在の搬送高さが検出され、ロール位置制御部７２に保持された初期値との偏差が検出される。この偏差に基づいてアクチュエータＡ３，Ａ６が駆動され、各ロール位置制御装置１４，５４によるロールコア１１，５１の軸方向位置が再設定される。次いで、搬送高さ制御部７３に保持された初期値に基づいて各アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９の角変位が再設定され、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘが初期値に再設定される。
【００６９】
上記のような初期化作業を実施した後、搬送制御部７１により、４つのモータＭ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５の回転方向が反転されて作動状態となり、第１搬送部２０の駆動ロール２１（モータＭ２）によって搬送量および搬送速度が制御され、かつ、第２搬送部４０の駆動ローラ４１（モータＭ４）が、同側の張力検出ロール４２（張力検出センサＴ４）の検出値が所定値となるようにトルク制御されることで、搬送張力、搬送量および搬送速度が制御された状態で、可撓性基板１の逆方向Ｒのステップ搬送が実施され、各停止期間において各成膜ユニット３３で成膜工程が実施される。
【００７０】
その際、正方向Ｆへの搬送時とは逆に、巻出し側のコア５１（モータＭ５）が、張力検出ロール５２（張力検出センサＴ５）の検出値が所定値になるようにトルク制御されることで、所定張力にて可撓性基板１がロール１ｂから巻出され、巻取り側のコア１１（モータＭ１）が、張力検出ロール１２（張力検出センサＴ１）の検出値が所定値になるようにトルク制御されることで、所定張力にて成膜済みの可撓性基板１がロール１ａに巻き取られる。
【００７１】
上記逆方向Ｒへのステップ搬送および成膜工程においても、前記同様に各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９により可撓性基板１の搬送高さが一定になるように制御される。搬送方向の切替え前後を通じて、可撓性基板１の上側縁部は各グリップローラ６１〜６９で挟持されており、その上端位置が維持されていることは勿論、逆方向Ｒへの搬送に先立ち各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力が初期値に再設定されているので、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘ，−Ｐおよびそれにより可撓性基板１に付与される展張力Ｑｘ，−Ｑは、可撓性基板１の搬送高さを初期値に収束させる方向に作用する。
【００７２】
しかも、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９による搬送高さの制御に先立ち、巻出し側のロール位置制御装置（５４）のロールコア（５１）の軸方向位置が初期値に再設定されかつ保持されているので、巻出しロール（１ｂ）から搬送高さの変動要因が成膜部３０側に伝播することもない。
【００７３】
なお、上記実施形態では、各搬送部２０，４０、成膜部３０、および、９つのグリップローラ６１〜６９が搬送方向Ｆ，Ｒに対称に配置される場合を示したが、機器配置は必ずしも搬送方向Ｆ，Ｒに対称でなくてもよい。また、アクティブタイプのグリップローラとプリセットタイプのグリップローラの配分や設置数も実施形態に限定されるものではなく、搬送経路の上下にアクティブタイプのグリップローラを設置することもできる。
【００７４】
また、上記第１実施形態では、グリップローラ６８（６１，６２，６５，６９）の挟圧力Ｐｘに対応する駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ８（Ａ１，Ａ２，Ａ５，Ａ９）で制御するとともに、角変位の初期値を、搬送高さ制御部７３に保持し、それに基づいて再設定を行う場合を示したが、以下に述べる第２実施形態のように、グリップローラの挟圧力Ｐｘを直接的に検出することもできる。
【００７５】
（第２実施形態）
図５に示すように、第２実施形態では、グリップローラ６８（８１，８２）の固定側の支持部材８４の基部に挟圧力検出センサＳＧが付設されている。この挟圧力検出センサＳＧは、可動側の支持部材８３を介してグリップローラ８１，８２に付与される挟圧力Ｐｘにより支持部材８４の基部に生じる微小な歪を検出する少なくとも１つの歪センサで構成されている。このような歪センサ（歪ゲージ）としては、例えば、抵抗線歪センサ、半導体歪センサ、圧電歪センサなどを使用可能である。
【００７６】
図６に示す例では、挟圧力検出センサＳＧは、支持部材８４の外側面８４ａ（対になる支持部材８３と反対側の面）に貼付された２つの歪センサＧ１，Ｇ２と、内側面８４ｂ（対になる支持部材８３側の面）に貼付された２つの歪センサＧ３，Ｇ４とで構成されている。これら４つの歪センサＧ１〜Ｇ４は、図７に示すようにブリッジ回路を構成することで微小な抵抗値の変化を検知可能となっており、ブリッジ回路の入力側には電源９７（交流または直流電源）が接続され、出力側はアンプ９８を介して搬送高さ制御部７３に接続されている。
【００７７】
図５および図６において、支持部材８４の基部に挟圧力Ｐｘによる曲げモーメントが作用すると、外側面８４ａには圧縮歪みが生じ、内側面８４ｂには引張歪み（伸び歪み）が生じる。歪センサＧ１〜Ｇ４は、圧縮側（Ｇ１，Ｇ２）では抵抗値が減少し、伸び側（Ｇ３，Ｇ４）では抵抗値が増加するので、これらの抵抗差に応じた電流が生じ、アンプで増幅されて搬送高さ制御部７３に出力される。
【００７８】
上記構成に基づいて、先ず、事前設定を次のように実施する。予め計算によって求めた駆動アーム９１の角変位と挟圧力Ｐｘｃの関係（図８理論値）と、駆動アーム９１を実際に図５に９１′で示す９０度の位置まで往復移動させたときの角変位と、挟圧力検出センサＳＧに検出された挟圧力Ｐｘｃ（図８の実測値Ｂ)を元に、相互の誤差が最小になるように図５の調整ネジ９３でスプリング９２の初期変位を調整する。これにより、図８に示される実測値Ａが得られるが、この操作のみで駆動アーム９１の角変位全領域において理論値と完全に一致させることは困難である。
【００７９】
そこで、実際にグリップローラを取り付けた状態で最終調整して得られた図８の実測値Ａに係る駆動アーム９１の角変位と挟圧力Ｐｘｃの関係を、予め、図５に示す搬送高さ制御部７３の保持手段（ＲＯＭなど）に記憶させておき、可撓性基板１の搬送時に各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９の検出値に基づいて、基準高さと前記センサで検出された高さとの偏差を元に必要挟圧力Ｐｘを計算し、記憶しておいた駆動アーム９１の角度と挟圧力Ｐｘｃの関係から駆動アーム９１の角変位を決定し、必要挟圧力Ｐｘが得られるように駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９で制御し、成膜部３０（６２〜６８）、巻出し区間（６１）および巻取り区間（６９）における可撓性基板１の搬送高さが一定になるようにする。
【００８０】
その際、設定した加圧力指令値Ｐｘ０と実際に挟圧力検出センサＳＧから得られた挟圧力Ｐｘの偏差が最小となるように、駆動アーム９１の角変位をアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９で制御する。可動側ローラ８１が、上記角変位に応じたスプリング９２の付勢力にレバー比を乗じた挟圧力Ｐｘで固定側ローラ８２に圧接された時に、挟圧力検出センサＳＧに検出される挟圧力Ｐｘの信号がアンプ９８で増幅され、搬送高さ制御部７３にフィードバックされる。これにより、第一アーム８９から延長アーム８５を経て支持部材８３までの機構部における誤差などの機械系誤差が補償され、搬送高さ制御の精度を向上できる。
【００８１】
上記制御において、基準高さと各センサＳ１，Ｓ２，Ｓ５，Ｓ８，Ｓ９で検出された高さとの偏差や、隣接した２つのセンサＳＡ，ＳＤの検出値の差から推定される可撓性基板１の傾斜、それらに基づいてアクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９に出力すべき制御量との関係を、予め制御関数やデータテーブルとしてメモリーに記憶しておくことで、偏差を速やかに収束させ、安定的な高さ制御が行える。
【００８２】
第２実施形態においても、先述した第１実施形態の場合と同様に、可撓性基板１の正方向Ｆの搬送・成膜工程から逆方向Ｒの搬送・成膜工程に切替る際には、搬送高さ制御部７３に保持された初期値に基づいて各アクチュエータＡ１，Ａ２，Ａ５，Ａ８，Ａ９の角変位が再設定され、各グリップローラ６１，６２，６５，６８，６９の挟圧力Ｐｘが初期値に再設定されるが、この際の初期値が、上述した挟圧力検出センサＳＧの検出値を反映したプロセスで取得されることに加えて、再設定時に挟圧力検出センサＳＧに検出される挟圧力Ｐｘを搬送高さ制御部７３にフィードバックして初期値との偏差を補正することもできる。
【００８３】
なお、上記第２実施形態では、挟圧力検出センサＳＧが４つの歪センサＧ１〜Ｇ４で構成される場合を示したが、外側面８４ａと内側面８４ｂとにそれぞれ１つずつの歪センサを設けることもでき、また、外側面８４ａと内側面８４ｂの何れか一方にのみ１つまたは２つの歪センサを設けることもできる。これらの場合にも、対応する歪センサを固定抵抗に置換することでブリッジ回路を構成することが有利である。さらに、可動側の支持部材８３に挟圧力検出センサＳＧ（歪センサＧ１〜Ｇ４）を付設することもできるが、配線の引き回しや、検出精度の点では固定側の支持部材８４が有利である。
【００８４】
また、グリップローラの設置部位が高温になることが想定される場合には、挟圧力検出センサＳＧを構成する歪センサＧ１〜Ｇ４の表面を断熱材で覆うこともできる。あるいは、事前設定を行って挟圧力Ｐｘの初期値を搬送高さ制御部７３に保持した後に、挟圧力検出センサＳＧを取り外すこともできる。
【００８５】
その場合、歪センサＧ１〜Ｇ４を、支持部材８４と同程度またはそれ以下の弾性率を有する素材で構成された試験片に貼付し、該試験片を、支持部材８４の外側面８４ａおよび／または内側面８４ｂに取付けて事前設定を行った後に、試験片ごと取り外すようにしても良い。この場合、試験片と支持部材８４の取付け面には、想定される圧縮または引張歪みが伝達されるように、各方向（図示例では上下方向）の相互移動が拘束されるような嵌合形状（例えばＩ型など）で嵌脱可能に取り付けられることが好ましい。
【００８６】
（第３実施形態）
上記第１および第２実施形態では、可撓性基板１を挟持するグリップローラとして、一対の円錐ローラ８１，８２を用いる場合を示したが、図９に示す第３実施形態のように、可撓性基板１の挟持面における回転方向が搬送方向に対して幅方向縁端側に向かう偏角θ（傾斜角）を有するように支持部材２８３，２８４で回転可能に支持された円筒ローラ２８１，２８２を用いることもできる。その場合、可撓性基板１の搬送方向Ｆ，Ｒの切替え時に、各グリップローラ２８１，２８２の偏角θを一斉に反転させる反転手段（リンク機構とそれを操作するアクチュエータなど）が、固定側の支持部材２８４またはブラケット２８６に付設される。
【００８７】
図９に示す例では、ブラケット２８６は、可撓性基板１の搬送面に直交する軸２８６ａを中心に揺動可能に支持された揺動ブラケットであり、このブラケット２８６に連結された図示しないアクチュエータで反転操作が実施されるか、または、ブラケット２８６に各揺動端で安定させるトグルバネが連結され、手動で反転操作を実施するようにしても良い。ブラケット２８６の揺動範囲は、各側でストッパー２８６ｂにて規制される。ストッパー２８６ｂは、例えば、図示しないブラケットに螺合するネジで構成され、その螺合位置を調整することにより、ブラケット２８６の揺動範囲を設定できるようになっている。
【００８８】
グリップローラ２８１，２８２による可撓性基板１の挟持位置が、ブラケット２８６の揺動中心（２８６ａ）とずれている場合、反転操作に伴い、グリップローラ２８１，２８２の挟持位置が搬送方向Ｆ，Ｒに移動することになる。しかし、グリップローラ２８１，２８２が回転可能であることに加えて、グリップローラ２８１，２８２の偏角θは０．５〜２度（実用的な例では１度前後）と極めて小さいので、先述したような挟圧力Ｐｘの初期化を実施することで、反転操作による影響は無視できるレベルに過ぎない。
【００８９】
以上、本発明のいくつかの実施形態につき述べたが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、上記以外にも本発明の技術的思想に基づいてさらに各種の変形および変更が可能である。
【００９０】
例えば、上記各実施形態では、可撓性基板１をステップ搬送しつつその停止期間中に成膜を行う薄膜積層体製造装置について述べたが、本発明は、可撓性基板を正逆双方向に連続的に搬送しつつ成膜を行う薄膜積層体製造装置にも実施可能である。また、上記第２および第３実施形態のグリップローラおよび制御システムは、可撓性基板を一方向にステップ搬送または連続搬送しつつ成膜を行う薄膜積層体製造装置に対しても実施可能である。さらに、本発明は、有機ＥＬの半導体薄膜など、太陽電池以外の薄膜積層体を製造する装置にも実施可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１ 可撓性基板
１０，５０ コア収容部
１１，５１ コア
１２，５２ 張力検出ロール
１３，５３ ガイドロール
１４，５４ ロール位置制御装置
２０，４０ 搬送部
２１，４１ 駆動ロール
２２，４２ 張力検出ロール
３０ 成膜部
３３ 成膜ユニット
６１，６２，６５，６８，６９ グリップローラ（アクティブタイプ）
６３，６４，６６，６７ グリップローラ（プリセットタイプ）
７０ 主制御部
７１ 搬送制御部
７２ ロール位置制御部
７３ 搬送高さ制御部
８０ 真空室
８１，８２ 円錐ローラ
８３，８４ 支持部材
８５ 延長アーム
８７ 回動軸
８７ａ 第２アーム
８８ 磁気シール軸受
８９ 第１アーム
８９ａ 連結ピン
９１ 駆動アーム
９１ｂ 支持ピン
９２，９４ スプリング
９３，９５ 調整ネジ
２６８ グリップローラ（アクティブタイプ）
２８１，２８２ 円筒状ローラ
２８３，２８４ 支持部材
２８６ ブラケット
Ａ１〜Ａ９ アクチュエータ
Ａ８ｅ エンコーダ
Ｃ１，Ｃ５ パウダクラッチ
Ｇ１〜Ｇ４ 歪センサ
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ４，Ｍ５ モータ
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ８，Ｓ９ センサ（搬送高さ検出センサ）
ＳＡ，ＳＤ センサ（搬送高さ検出センサ）
ＳＧ 挟圧力検出センサ
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ４，Ｔ５ 張力検出センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項２】
前記グリップローラは、前記搬送経路に沿って複数箇所に配設され、そのうちの少なくとも１つが、前記搬送高さ制御装置によって前記挟圧力を制御可能であるとともに前記初期値に基づいて前記挟圧力を再設定可能であり、他は、挟圧力を事前設定することのみ可能である、請求項１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項３】
前記グリップローラの複数が、前記挟圧力を制御可能であるとともに前記挟圧力を再設定可能であり、前記保持手段は、これら制御可能なグリップローラ毎に挟圧力の初期値を保持可能であり、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記各初期値に基づいて前記各制御可能なグリップローラの挟圧力を個別に再設定可能である、請求項２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項４】
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する第２の保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、請求項１〜３の何れか一項記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項５】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項６】
前記第２の検知手段は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を検出する手段を兼ねる、請求項４または５記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項７】
前記成膜部と前記各ロールコア駆動装置との間にそれぞれ配設された正逆双方向に駆動可能な駆動ロールと、前記各駆動ロールと前記成膜部との間にそれぞれ配設された前記基板の搬送張力検出手段と、前記各駆動ロールおよび前記各ロールコア駆動装置を同期させ、前記基板の正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を行う搬送制御装置と、をさらに備えた、請求項１〜６の何れか一項記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項８】
前記成膜部に対して同側に位置した前記各駆動ロールと前記各ロールコア駆動装置との間に前記グリップローラをそれぞれ備えた、請求項７記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項９】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置の運転方法であって、前記薄膜積層体製造装置が、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置が、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有する場合において、
前記基板の搬送方向の切替え時に、前記基板を停止させた状態で、前記各ロール位置制御装置による前記各ロールの軸方向位置を初期値に再設定し、その後、前記グリップローラの前記挟圧力を初期値に再設定することを特徴とする薄膜積層体製造装置の運転方法。
【請求項１０】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段と、前記挟圧力の初期値を保持する保持手段とを有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項１１】
前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、をさらに備え、
前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含む、請求項１０記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１２】
前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータをさらに有し、前記保持手段は、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持可能であり、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記歪センサの検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、請求項１１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１３】
前記挟圧力の初期値は、前記アクチュエータの変位量を、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサからの信号に基づいて補正されて前記保持手段に保持されている、請求項１２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１４】
前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差およびそれに応じて出力される前記アクチュエータの制御量が、予め制御関数またはデータテーブルとして前記搬送高さ制御装置に格納されており、前記制御関数またはデータテーブルを介した制御量と前記歪センサの検出値との前記差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、請求項１２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１５】
前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサは、前記支持部材の基部に取り外し可能に付設されている、請求項１１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１６】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータと、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段と、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持する保持手段とを有し、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記挟圧力検知手段の検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、薄膜積層体製造装置。
【請求項１７】
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置をさらに備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記挟圧力の初期値を保持する保持手段をさらに有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、請求項１６記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１８】
前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含む、請求項１７記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項２】
前記グリップローラは、前記搬送経路に沿って複数箇所に配設され、そのうちの少なくとも１つが、前記搬送高さ制御装置によって前記挟圧力を制御可能であるとともに前記初期値に基づいて前記挟圧力を再設定可能であり、他は、挟圧力を事前設定することのみ可能である、請求項１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項３】
前記グリップローラの複数が、前記挟圧力を制御可能であるとともに前記挟圧力を再設定可能であり、前記保持手段は、これら制御可能なグリップローラ毎に挟圧力の初期値を保持可能であり、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記各初期値に基づいて前記各制御可能なグリップローラの挟圧力を個別に再設定可能である、請求項２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項４】
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する第２の保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、請求項１〜３の何れか一項記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項５】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置は、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有し、前記ロール位置制御装置は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を保持する保持手段を有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項６】
前記第２の検知手段は、前記各ロールの軸方向位置の初期値を検出する手段を兼ねる、請求項４または５記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項７】
前記成膜部と前記各ロールコア駆動装置との間にそれぞれ配設された正逆双方向に駆動可能な駆動ロールと、前記各駆動ロールと前記成膜部との間にそれぞれ配設された前記基板の搬送張力検出手段と、前記各駆動ロールおよび前記各ロールコア駆動装置を同期させ、前記基板の正逆各搬送方向に対応した搬送張力、搬送速度および搬送量の制御を行う搬送制御装置と、をさらに備えた、請求項１〜６の何れか一項記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項８】
前記成膜部に対して同側に位置した前記各駆動ロールと前記各ロールコア駆動装置との間に前記グリップローラをそれぞれ備えた、請求項７記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項９】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置の運転方法であって、前記薄膜積層体製造装置が、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記各ロールコア駆動装置が、それぞれ、前記各ロールとそれらに隣接したロールとの間で前記基板の高さを検知する第２の検知手段と、前記第２の検知手段の検出値に基づいて前記各ロールの軸方向位置を変位させるロール位置制御装置とを有する場合において、
前記基板の搬送方向の切替え時に、前記基板を停止させた状態で、前記各ロール位置制御装置による前記各ロールの軸方向位置を初期値に再設定し、その後、前記グリップローラの前記挟圧力を初期値に再設定することを特徴とする薄膜積層体製造装置の運転方法。
【請求項１０】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置と、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段と、前記挟圧力の初期値を保持する保持手段とを有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、薄膜積層体製造装置。
【請求項１１】
前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、をさらに備え、
前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含む、請求項１０記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１２】
前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータをさらに有し、前記保持手段は、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持可能であり、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記歪センサの検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、請求項１１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１３】
前記挟圧力の初期値は、前記アクチュエータの変位量を、前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサからの信号に基づいて補正されて前記保持手段に保持されている、請求項１２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１４】
前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差およびそれに応じて出力される前記アクチュエータの制御量が、予め制御関数またはデータテーブルとして前記搬送高さ制御装置に格納されており、前記制御関数またはデータテーブルを介した制御量と前記歪センサの検出値との前記差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、請求項１２記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１５】
前記挟圧力検知手段を構成する前記歪センサは、前記支持部材の基部に取り外し可能に付設されている、請求項１１記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１６】
帯状の可撓性基板を縦姿勢で横方向に搬送し、前記基板の搬送経路に沿って設置された成膜部で、前記基板の表面に薄膜を積層形成する薄膜積層体製造装置であって、
前記基板の縁部を挟持しかつその挟圧力に応じた展張力を前記縁部に付与すべく回転可能に支持されたグリップローラと、
前記グリップローラを回転可能かつ相互に接離可能に支持する支持部材と、
前記支持部材を介して前記グリップローラに前記挟圧力を生じさせる付勢手段と、
前記成膜部における前記基板の搬送高さを検知する検知手段と、
前記検知手段の検出値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を制御する搬送高さ制御装置と、を備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記付勢手段を変位させるアクチュエータと、前記グリップローラの前記挟圧力を検知する手段と、前記挟圧力の初期値を前記アクチュエータの変位量として保持する保持手段とを有し、前記搬送高さ検知手段の検出値と基準値との偏差に応じて出力される前記アクチュエータの制御量と、前記挟圧力検知手段の検出値とを比較し、その差分が最小になるように、前記アクチュエータをフィードバック制御するように構成されている、薄膜積層体製造装置。
【請求項１７】
前記搬送経路のそれぞれの端部で前記基板をロールから巻出し／ロールに巻取るための正逆双方向に駆動可能なロールコア駆動装置をさらに備え、
前記搬送高さ制御装置は、前記挟圧力の初期値を保持する保持手段をさらに有し、前記基板の搬送方向の切替え時に、前記初期値に基づいて前記グリップローラの前記挟圧力を再設定可能である、請求項１６記載の薄膜積層体製造装置。
【請求項１８】
前記挟圧力検知手段は、前記支持部材の基部に付設された少なくとも１つの歪センサを含む、請求項１７記載の薄膜積層体製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２６０３１（Ｐ２０１２−２６０３１Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３６０９５（Ｐ２０１１−１３６０９５）
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２０日（２０１１．６．２０）
【出願人】（０００００５２３４）富士電機株式会社 (3,146)
【Ｆターム（参考）】
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