(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御手段は、前記回転支持軸を中心に回転している前記主アームの回転角度に対応した前記タッチロールの角度の変化を求め、前記タッチロールの変化する角度に基づいて前記補正圧力を求める、
請求項1に記載の巻取り装置。
前記制御手段は、一定の位置において前記ウエブを巻き取っている前記巻取りロールの巻径の増加に対応して変化する前記タッチロールの角度を求め、前記タッチロールの変化する角度に対応した前記補正圧力を求める、
請求項1に記載の巻取り装置。
前記制御手段は、前記ウエブを巻き取っている前記巻取りロールの巻径の増加と、前記回転支持軸を中心に回転している前記主アームの回転角度とに対応して変化する前記タッチロールの角度を求め、前記タッチロールの変化する角度に対応した前記補正圧力を求める、
請求項1に記載の巻取り装置。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の一実施形態のウエブWの巻取り装置1に
図1〜
図13に基づいて説明する。ウエブWとしては、布帛、紙、フィルム、ペットフィルム、フォトレジ、金属箔などである。
【0011】
(1)巻取り装置1の構造
巻取り装置1の構造について
図1、
図2に基づいて説明する。
【0012】
図1に示すように、巻取り装置1の基台2から左右一対の支持脚3,3が立設し、これら左右一対の支持脚3,3には、回転支持軸4が回転自在に架設されている。
【0013】
回転支持軸4からは、左右一対の主アーム5,5と左右一対の主アーム6,6が、180°離して突出している。
【0014】
左右一対の主アーム5,6にウエブWを巻回する巻取りロール10,11がそれぞれ回転自在に支持されている。一方の巻取りロール(以下、「旧巻取りロール」という)10に巻かれているウエブWが満巻(最大径)になった場合に、回転支持軸4を回転させることによりウエブWが空の他方の巻取りロール(以下、「新巻取りロール」という)11を所定の位置まで回転させて、連続してウエブWを巻取る。これら旧新巻取りロール10,11は、このロールの回転軸にウエブWを巻回するボビンが取り付けられたものである。また、新巻取りロール11の表面には、両面接着テープ12が幅方向に取り付けられ、ウエブWを固定できる。
【0015】
左右一対の主アーム5,5と主アーム6,6との間には、回転軸4からそれぞれ左右一対の補助アーム7,7と補助アーム8,8が突出している。左右一対の補助アーム7,7の先端には案内ロール18が回転自在に取り付けられ、左右一対の補助アーム8,8の先端には案内ロール19が回転自在に取り付けられている。また、左右一対の補助アーム7,7には、タッチロール20が設けられ、左右一対の補助アーム8,8にはタッチロール21が設けられている。このタッチロール20,21については後から説明する。
【0016】
回転支持軸4は、一方の支持脚3に設けられたモータ13によって回転する。
【0017】
旧巻取りロール10は、基台2に設けられたモータ14からチェーンなどで動力を伝達されて回転する。モータ14としては、例えば、ACサーボモータである。
【0018】
新巻取りロール11は、基台2に設けられたモータ15からチェーンなどで動力を伝達されて回転する。モータ15も、例えば、ACサーボモータである。
【0019】
図3に示すように、旧巻取りロール10の後方には、ウエブWを切断するための切断装置16が設けられている。
【0020】
(2)タッチロール20,21の構造
次に、タッチロール20,21の構造について
図2と
図3に基づいて説明する。
【0021】
タッチロール20が、左右一対のタッチアーム23,23の間に回転自在に取り付けられている。左右一対のタッチアーム23,23は、左右一対の補助アーム7,7の基部の一側部にそれぞれ設けられたタッチ軸22,22に回転自在に設けられている。タッチアーム23は、補助アーム7の先端方向に延びている。左側の補助アーム7と180°反対の位置にある左側の補助アーム8には、左側のエアーシリンダー24の基部が回転自在に取り付けられている。この左側のエアーシリンダー24の伸縮部25の先端は、左側のタッチアーム23の基部であって、左側のタッチ軸22よりも外方に回転自在に取り付けられている。また、左側のタッチアーム23から左側のタッチ軸22を介してバランス用の左側の錘26が設けられている。右側の補助アーム7と180°反対の位置にある右側の補助アーム8には、右側のエアーシリンダー24の基部が回転自在に取り付けられている。この右側のエアーシリンダー24の伸縮部25の先端は、右側のタッチアーム23の基部であって、右側のタッチ軸22よりも外方に回転自在に取り付けられている。また、右側のタッチアーム23から右側のタッチ軸22を介してバランス用の右側の錘26が設けられている。タッチロール20は、エアーシリンダー24の伸縮部25が伸縮することによりタッチ軸22を中心に回転し、旧巻取りロール10に巻き取られているウエブWの外周部に接触する。この接触圧Tは、エアーシリンダー24の空気圧によって伸縮部25が伸縮して調整できる。
【0022】
タッチロール21が、左右一対のタッチアーム28,28の間に回転自在に取り付けられている。左右一対のタッチアーム28,28は、左右一対の補助アーム8,8の基部の一側部にそれぞれ設けられたタッチ軸27,27に回転自在に設けられている。タッチアーム28は、補助アーム8の先端方向に延びている。左側の補助アーム8と180°反対の位置にある左側の補助アーム7には、左側のエアーシリンダー29の基部が回転自在に取り付けられている。この左側のエアーシリンダー29の伸縮部30の先端は、左側のタッチアーム28の基部であって、左側のタッチ軸27よりも外方に回転自在に取り付けられている。また、左側のタッチアーム28から左側のタッチ軸27を介してバランス用の左側の錘26が設けられている。右側の補助アーム7と180°反対の位置にある右側の補助アーム8には、右側のエアーシリンダー29の基部が回転自在に取り付けられている。この右側のエアーシリンダー29の伸縮部30の先端は、右側のタッチアーム28の基部であって、右側のタッチ軸27よりも外方に回転自在に取り付けられている。また、右側のタッチアーム28から右側のタッチ軸27を介してバランス用の右側の錘34が設けられている。タッチロール21は、エアーシリンダー29の伸縮部30が伸縮することによりタッチ軸27を中心に回転し、新巻取りロール11に巻き取られるウエブWの外周部に接触する。この接触圧Tは、エアーシリンダー29の空気圧によって伸縮部30が伸縮して調整できる。
【0023】
(3)切断装置16の構造
次に、切断装置16について
図4、
図6に基づいて説明する。
【0024】
切断装置16は、一対の支持腕161,161の間に、案内ロール162とカッター移動装置163と押圧ロール164が順番に架設されている。案内ロール162と押圧ロール164は回転自在に取り付けられている。また、カッター移動装置163には、カッター165が取り付けられ、ウエブWの幅方向に沿って移動する。
【0025】
一対の支持腕161,161は、回転軸166を中心に回転可能であり、一対の支持腕161,161を回転軸166を中心に回転させることにより、ウエブWに近づいたり、離れたりする。
【0026】
(4)巻取り装置1の電気的構成
次に、巻取り装置1の電気的構成について
図5のブロック図に基づいて説明する。
【0027】
図5に示すように、マイクロコンピュータよりなる制御部17には、旧巻取りロール10のモータ14、新巻取りロール11のモータ15、回転支持軸4のモータ13、切断装置16が接続されている。
【0028】
また、制御部17には、主アーム5の回転角度を検出する角度検出装置7が接続され、エアーシリンダー24とエアーシリンダー29の空気圧を調整するレギュレーター31,32が接続されている。
【0029】
(5)接触圧Tの補正方法
制御部17が接触圧Tを補正する方法は、次の2種類がある。これらの補正方法を説明する前にまず、本明細書における角度の定義について
図2に基づいて説明する。
【0030】
図2において回転支持軸4を中心に新巻取りロール11の位置が角度0°、案内ロール18の位置が角度90°、旧巻取りロール10の位置が角度180°、案内ロール19の位置が角度270°と設定する。また、旧巻取りロール10の回転角度をα°、タッチロール20の回転角度をθ°とする。回転角度α°は、制御部17が角度検出装置7を用いて検出した主アーム5の回転角度から求める。例えば、主アーム5の回転角度が0°のときは、旧巻取りロール10を有する主アーム6の回転角度α°が180°となる。
【0031】
まず、第1の補正方法について説明する。
図2において主アーム5が回転支持軸4を中心に時計回りに回転した場合に、タッチロール20の接触位置が
図6〜
図11のように下方から上方に変化する。
図6においては、ウエブWの下方から接触していたタッチロール20が主アーム5の回転と共に接触位置が変化し、
図10においてはウエブWの上方から接触する。そのため、制御部17は、タッチロール20がウエブWの下方に位置していても、上方に位置していてもその接触圧Tが変化しないようにする必要がある。
【0032】
制御部17は、
図12に示すように、タッチロール20がウエブWの下方に位置していているときは、旧巻取りロール10(主アーム6)の回転角度α°に対応した補正圧力hを基準圧力T0に加えて基準接触圧T0に補正し、上方に位置しているときは旧巻取りロール10(主アーム6)のタッチロール20の角度θ°に対応した補正圧力hを基準圧力T0から差し引いて基準接触圧T0に補正する。この補助圧力hは、旧巻取りロール10(主アーム6)の回転角度α°に対応して予め実験で求めておき、記憶部35に記憶させておく。また、基準接触圧T0は、微圧(例えば0.005kg/cm
2)とした設定し、この基準接触圧T0を維持できるように、角度θ°が小さくなるほど基準接触圧T0に補助圧力hを付加していく。
【0033】
次に、第2の補正の方法について説明する。旧巻取りロール10がウエブWを
図3に示すように巻き取っていくと巻径rが増加し、ウエブWの下方から接触しているタッチロール20の角度θ°が次第に減少する。この角度θ°が減少すると、接触圧Tが次第に減少していく。そのため、制御部17は、旧巻取りロール10の巻径rの増加と共に、タッチロール20の接触圧Tを増加させて基準接触圧T0になるように制御する。具体的には、ウエブWの搬送速度Vと巻取り時間とウエブWの厚みによって巻径rの増加寸法は計算できる。一方、
図12に示すように、巻径r、タッチロール20と回転支持軸4との距離から角度θ°が計算できる。制御部17は、この計算した角度θ°を回転角α°に対応させると、補助圧力hが計算できる。また、制御部17は、基準接触圧T0を維持できるように、巻径rが増加して角度θ°が小さくなるほど接触圧Tに大きな補助圧力hを付加していく。
【0034】
(6)巻取り装置1の動作の工程
以下、ウエブWの巻取り装置1の動作の工程を
図3と
図11〜
図16に基づいて説明する。初期状態では、
図2に示すようにタッチロール20,21は収納状態にある。
【0035】
(6−1)第1工程
図6に示すように、第1工程において、制御部17は、回転角度α°=180°の位置で主アーム5に取り付けられた旧巻取りロール10をモータ14で回転する。旧巻取りロール10は、外部の装置で塗工、加熱などの処理が終了したウエブWを案内ロール18を経て巻き取る。角度=0°の位置で主アーム6には、新巻取りロール11が取り付けられている。
【0036】
この第1工程では、
図3、
図6に示すように、タッチロール20が、旧巻取りロール10に巻き取られているウエブWの下方に接触するように位置している。このとき、制御部17は、主アーム5の回転角度α°(例えばθ°=150°)の位置における補助圧力hを記憶部35から呼び出し、基準接触圧T0に付加してタッチロール20を接触させている。一方、タッチロール21は、新巻取りロール11にウエブWが巻かれていないため、補助アーム8よりもやや回転した位置である待機位置で固定されている。
【0037】
(6−2)第2工程
図7に示すように、第2工程において、制御部17は、旧巻取りロール10に巻かれているウエブWが満巻になってくると、回転支持軸4を中心にして主アーム5,6を時計回りの方向に回転させ、旧巻取りロール10と新巻取りロール11の位置を180゜反対の位置に回転させる。
【0038】
この第2工程では、旧巻取りロール10が時計方向に回転を開始する(
図7では、回転角度α°=250°位まで回転している)。この場合に、タッチロール20の接触圧Tが基準接触圧T0になるように、制御部17は、エアーシリンダー24の伸縮部25の伸縮状態を調整している。調整する補正圧力hは、制御部17は、記憶部35から呼び出してくる。新巻取りロール11に対するタッチロール21は、補助アーム8と共に回転するが、第1工程と同様に待機位置で固定されたままである。
【0039】
(6−3)第3工程
図8に示すように、第3工程において、旧巻取りロール10が時計方向に回転を続けている(
図8では、回転角度α°=300°位まで回転している)。
【0040】
この第3工程では、タッチロール20の接触圧Tが基準接触圧T0になるように、制御部17は、引き続きエアーシリンダー24の伸縮部25の伸縮状態を調整している。新巻取りロール11に対するタッチロール21は、補助アーム8と共に回転するが、第1工程と同様に待機位置で固定されたままである。
【0041】
(6−4)第4工程
図9に示すように、第4工程において、制御部17は、旧巻取りロール10に巻き取られているウエブWに、切断装置16を、回転軸166を中心に回転させて近づける。
【0042】
この第4工程では、制御部17が、第3工程と同様に旧巻取りロール10の回転角度α°に応じてタッチロール20の接触圧Tを基準接触圧T0に調整し、タッチロール21については待機位置で固定している。
【0043】
(6−5)第5工程
図10に示すように、第5工程において、制御部17は、回転角度α°=0°の位置で旧巻取りロール10を固定し、回転角度180°の位置で新巻取りロール11を固定する。また、制御部17は、案内ロール162と押圧ロール164によって、回転を開始した新巻取りロール11の表面の両面接着テープ12にウエブWを押圧して、ウエブWを新巻取りロール11に固定し、その後に、カッター218で旧巻取りロール10に延びているウエブWを切断する。
【0044】
この第5工程では、回転角度0°に対応した補助圧力hで接触圧Tを基準接触圧T0に制御している。また、制御部17は、タッチアーム28を回転させ、新巻取りロール11の近くまでエアーシリンダー29によってタッチロール21を移動させる。
【0045】
(6−6)第6工程
図11に示すように、第6工程において、制御部17は、ウエブWを切断した後、回転している新巻取りロール11でウエブWを引き続き巻き取る。
【0046】
第6工程では、制御部17は、旧巻取りロール10によるウエブWの巻取りが終了したため、タッチアーム23をエアーシリンダー24で回転させて、タッチロール20を待機位置まで移動させる。また、制御部17は、タッチロール21をタッチアーム28で移動させ、新巻取りロール11に巻取り始められたウエブWの外周部に接触させる。この場合に、その接触圧Tは、新巻取りロール11が取り付けられている主アーム6の回転角度α°=180°に基づいて求める。
【0047】
(7)効果
本実施形態によれば、ウエブWに対しタッチロール20が下方から接触しているときは、タッチロール20の自重による下方への力を相殺するように接触圧Tを基準接触圧T0に補正し、タッチロール20がウエブWの上方から接触している場合にはタッチロール20の重さ分が軽くなるように補助圧力hにより補正して基準接触圧T0になるようにしている。これにより、主アーム5がどの角度に回転しても、タッチロール20の接触圧Tは常に一定であり、非接触状態になったり、接触圧Tが強すぎてウエブWにダメージを与えることがない。この基準接触圧Tとしては、例えば約0.005kg/cm
2であり、このような微圧のときにはタッチロール20,21の重量や重心変化により非接触状態になってしまうことがあるが、本実施形態ではそのような状態になることがない。
【0048】
また、常に微圧で接触を維持できるため、強い接触圧を嫌うウエブWであっても、蛇行などを極力抑えることができる。
【0049】
また、ラミネートされたウエブWを巻き取る場合には、ラミネートされた塗工液の状態が接触したタッチロール20,21によって変化することがなく、ウエブWにダメージを与えることがない。
【0050】
(8)変更例
上記実施形態では、2本の主アームと2本の補助アームの巻取り装置1で説明したが、これに限らず3本以上の主アームと補助アームを有する巻取り装置に適用しても良い。
【0051】
また、上記実施形態では、接触圧Tの調整手段としてエアーシリンダーを用いたが、これに限らずモータによってタッチアームを回転させても良い。
【0052】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の主旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。