JP2008265966A - Tension controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート送出ロールから送出されたシートをシート巻取ロールに巻き取る際に、シート送出ロールとシート巻取ロールとの間でシートの張力を一定に制御するシート張力制御装置に関し、特に、数μm程度の厚さのシートを巻き取る場合においても、シートの巻取張力を一定に保持してシートのスムーズな巻取を可能とするシート張力制御装置に関するものである。 The present invention relates to a sheet tension control device for controlling the tension of a sheet between a sheet delivery roll and a sheet take-up roll when winding a sheet delivered from a sheet delivery roll onto a sheet take-up roll. Further, the present invention relates to a sheet tension control apparatus that enables a sheet to be wound smoothly by keeping the sheet winding tension constant even when winding a sheet having a thickness of about several μm.
従来より、比較的薄いシートを安定的に巻き取るべく、シート巻取時のシート張力を一定に保持する各種の張力制御装置が提案されている。 Conventionally, various tension control devices that maintain a constant sheet tension when winding a sheet have been proposed in order to stably wind a relatively thin sheet.
例えば、特公平2−34855号公報には、巻取張力制御装置が記載されており、かかる巻取張力制御装置では、図2に示されているように、ダンサローラの下流側に配置された案内ローラを張力検出ローラに兼用し、その浮動量に基づき張力検出装置で走行シートの張力が測定されるとともに、張力検出装置で測定された検出信号は制御装置に送られる。 For example, Japanese Patent Publication No. 2-34855 discloses a winding tension control device. In the winding tension control device, as shown in FIG. 2, a guide disposed on the downstream side of the dancer roller. The roller is also used as a tension detection roller, and the tension of the traveling sheet is measured by the tension detection device based on the floating amount, and the detection signal measured by the tension detection device is sent to the control device.
そして、制御装置及び駆動用流体圧回路を介して流体圧シリンダが駆動され、かかる流体圧シリンダの駆動に対応して発生するダンサローラの浮動量が浮動検出装置により検出される。かかる検出信号が巻取速度制御装置に送られると、巻取速度制御装置にて、ダンサローラを定位置に戻すに必要なシートの巻軸の回転速度が演算され、この後、その演算された巻軸の回転速度に基づき巻取モータに指令が行われる。これにより、張力を一定に保持しつつシートが巻軸に巻き取られる。
しかしながら、前記特許文献1に記載された巻取張力制御装置では、案内ローラと兼用される張力検出ローラを介して走行シートの張力が測定され、このように測定された張力に基づき制御装置を介して流体圧シリンダが駆動された後、ダンサローラの浮動量が浮動検出装置により検出されるように構成されており、かかる場合には、ダンサローラの浮動量を検出してから巻軸の回転速度を制御するに至るまでに機械的な応答時間の遅れが発生してしまう。 However, in the winding tension control device described in Patent Document 1, the tension of the traveling sheet is measured via a tension detection roller that is also used as a guide roller, and the control device is used based on the measured tension. After the fluid pressure cylinder is driven, the floating amount of the dancer roller is detected by the floating detector. In such a case, the rotational speed of the winding shaft is controlled after detecting the floating amount of the dancer roller. There will be a delay in the mechanical response time until this occurs.
このように、ダンサローラの浮動量を検出してから巻軸の回転速度を制御するに至るまでに機械的な応答時間の遅れが発生すると、数μm程度の厚さのシートを巻き取る場合には、微細な張力変化を制御することは困難となる。これより、巻取時に発生するシートの微細な巻取張力を一定に保持してシートのスムーズな巻取を行うことができないという問題がある。 As described above, when a mechanical response time is delayed from when the floating amount of the dancer roller is detected until the rotational speed of the winding shaft is controlled, when winding a sheet having a thickness of about several μm, It becomes difficult to control fine tension changes. As a result, there is a problem in that the sheet cannot be smoothly wound while the fine winding tension of the sheet generated during winding is kept constant.
本発明は前記従来の問題点を解消するためになされたものであり、数μm程度の厚さのシートを巻き取る場合に、ダンサローラによりシートを加圧してダンサローラの位置変化を検出した後に、かかるダンサローラの位置変化に基づき巻取ロールを回転するシート巻取モータの回転制御を行うことに起因して、機械的な応答時間の遅れが発生して微細な張力変化が生じた場合においても、かかる微細な張力変化を緩和吸収することによりシートの巻取張力を一定に保持してシートのスムーズな巻取を可能とするシート張力制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems. When a sheet having a thickness of about several μm is taken up, the sheet is pressed by the dancer roller, and the change in position of the dancer roller is detected. Even when a slight change in tension occurs due to a delay in the mechanical response time due to the rotation control of the sheet take-up motor that rotates the take-up roll based on the position change of the dancer roller. It is an object of the present invention to provide a sheet tension control device that enables a sheet to be wound smoothly by relaxing and absorbing fine tension changes to keep the sheet winding tension constant.
前記目的を達成するため請求項1に係るシート張力制御装置は、シート送出ロールと、前記シート送出ロールから送出されたシートを巻き取るシート巻取ロールと、前記巻取ロールを回転駆動するシート巻取モータと、前記シート送出ロールと前記シート巻取ロールとの間に配設され、シートを加圧するダンサローラと、前記シートの加圧時にダンサローラの位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段からの位置検出信号に基づき前記シート巻取モータの回転を制御する第1回転制御手段とを備えたシート張力制御装置において、前記シート送出ロールとシート巻取ロール間で形成されるシート走行経路に沿って、シート巻取ロールを移動可能に支持する巻取ロール支持機構と、前記巻取ロール支持機構にて、シート巻取ロールをシート走行経路に沿って移動させる巻取ロール移動モータと、前記ダンサローラの下流側に配設され、シートの張力を検出するシート張力検出手段と、前記シート張力検出手段を介して検出された張力検出信号に基づき前記巻取ロール移動モータの回転を制御する第2回転制御手段とを備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sheet tension control device according to claim 1 includes a sheet delivery roll, a sheet take-up roll for taking up a sheet fed from the sheet delivery roll, and a sheet winding for rotationally driving the take-up roll. A take-off motor, a dancer roller that is disposed between the sheet feeding roll and the sheet take-up roll, presses the sheet, position detection means that detects the position of the dancer roller when the sheet is pressed, and the position detection means In a sheet tension control device comprising a first rotation control means for controlling the rotation of the sheet winding motor based on a position detection signal from the sheet, a sheet travel path formed between the sheet feeding roll and the sheet winding roll A sheet take-up roll is supported by a take-up roll support mechanism that movably supports the sheet take-up roll and the take-up roll support mechanism. A take-up roll moving motor that moves along the travel path, a sheet tension detecting means that is disposed downstream of the dancer roller and detects the tension of the sheet, and a tension detection detected via the sheet tension detecting means And a second rotation control means for controlling the rotation of the take-up roll moving motor based on the signal.
請求項1に係るシート張力制御装置では、位置検出手段を介してシートの加圧時にダンサローラの位置を検出するとともに、第1回転制御手段を介して位置検出手段からの位置検出信号に基づきシート巻取モータの回転を制御することにより、シート送出ロールとシート巻取ロール間でシートの張力を基本的に制御すると同時に、ダンサローラの下流側に配設されたシート張力検出手段を介して検出された張力検出信号に基づき、第2回転制御手段により巻取ロール移動モータの回転を制御することにより、ダンサローラの位置を検出した後にシート巻取モータの回転制御を行うことに起因して、機械的な応答時間の遅れに起因する微細な張力変化を緩和吸収して微調整することができる。これにより、シートの巻取張力を一定に保持してシートのスムーズな巻取が可能となる。 In the sheet tension control device according to the first aspect, the position of the dancer roller is detected when the sheet is pressed through the position detection unit, and the sheet winding is performed based on the position detection signal from the position detection unit through the first rotation control unit. By controlling the rotation of the take-up motor, the tension of the sheet is basically controlled between the sheet feeding roll and the sheet take-up roll, and at the same time, it is detected via the sheet tension detecting means arranged on the downstream side of the dancer roller. Based on the tension detection signal, the rotation of the take-up roll moving motor is controlled by the second rotation control means, and the rotation of the sheet take-up motor is controlled after detecting the position of the dancer roller. The fine tension change caused by the delay in response time can be relaxed and absorbed and finely adjusted. As a result, the sheet winding tension can be kept constant and the sheet can be wound smoothly.
以下、本発明に係るシート張力制御装置について、本発明を具体化した実施形態に基づき図面を参照しつつ説明する。図1は本実施形態に係るシート張力制御装置の主要部の制御ブロック図である。 Hereinafter, a sheet tension control device according to the present invention will be described based on an embodiment of the present invention with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram of the main part of the sheet tension control apparatus according to the present embodiment.
図1において、シート張力制御装置1は、基本的に、シート送出ロール2及びシート巻取ロール3を備えており、フィルムシート(厚さ:25〜300μm、幅:500〜900nmを有するPET(ポリエチレンフタレート)、、PP(ポリプロピレン)、PE(ポリエチレン)、TAC(トリ酢酸セルロース)等のプラスチックフィルム。以下、「シート」と称する)4は、図1中、左側から右側に向かって搬送される。尚、シート巻取ロール3は、巻取ユニットUに回転可能に支持されている。巻取ユニットUの構成については後述する。
また、シート送出ロール2の下流側には、一対の支持ローラ5、5が配置されており、各支持ローラ5間には、ダンサローラ6が上下方向に移動可能に設けられている。かかるダンサローラ6は、シート4の上面に接触して下方に加圧する作用を行う。ダンサローラ6が上方に移動するとシート4に加えられる圧力は、小さくなり、これに伴いシート4の張力も小さくなる。また、ダンサローラ6が下方に移動するとシート4に加えられる圧力は大きくなり、これに伴いシートの張力も大きくなる。
In FIG. 1, a sheet tension control device 1 basically includes a
A pair of support rollers 5 and 5 are disposed on the downstream side of the
ダンサローラ6は、その移動機構が付設された圧力コントローラ7により上下方向に移動される。ここに、圧力コントローラ7には、シート張力制御装置1の稼働時にシート4の目標張力値(N)が設定され、圧力コントローラ7は、その設定された目標張力値をダンサローラ6に加えられる圧力に換算してダンサローラ6に圧力を加える。尚、シート巻取ロール3にシート4が巻き取られていくと、その巻取径が変化していくが、圧力コントローラ7はシート4の巻取径の変化に対応してダンサローラ6に加えられる圧力を所定の率で変化させていく。
ここに、圧力コントローラ7に付設されるダンサローラ6の移動機構としては、一般に、回転軸を中心として上下に揺動可能な支持部材の一端をダンサローラ6の支持軸に固定するとともに、支持部材の他端をシリンダに付設されるシリンダ軸の端部に固定し、シリンダ軸を上下に移動して支持部材を回転軸の回りに揺動させ、これによりダンサローラ6の上下動を行う機構が採用されている。かかる機構を採用する場合、回転軸には多相回転機(JISC4906)又はポテンショメータが付設され、かかる多相回転機又はポテンショメータを介して回転軸の回転角度が検出される。このように検出される回転軸の回転角度とダンサローラ6に加えられる圧力との間には相関関係が存在しており、従って、シリンダ軸の揺動に応じて回転軸の回転角度が検出されていき、所定の回転角度が検出された時点でダンサローラ6には、その回転角度に対応する圧力が加えられ、これによりシート4に対して目標張力値が付与されるものである。
The dancer roller 6 is moved in the vertical direction by a
Here, as a moving mechanism of the dancer roller 6 attached to the
また、ダンサローラ6には、圧力コントローラ7を介して加圧された際にダンサローラ6に生じる基準位置からの位置変化量(mm)を検出する位置検出器8が接続されている。かかる位置検出器8により検出されたダンサローラ6の位置変化量は、巻取モータコントローラ9に出力される。
The dancer roller 6 is connected to a position detector 8 that detects a position change amount (mm) from the reference position that is generated in the dancer roller 6 when pressure is applied via the
巻取モータコントローラ9には、ダンサローラ6の位置変化量と、ダンサローラ6を基準位置まで戻すに必要なシート巻取モータ10の回転速度との関係がテーブル化されて予め設定記憶されている。かかる巻取モータコントローラ9は、ダンサローラ6の位置変化量を示す検出信号が位置検出器8から出力された場合、テーブルを参照してその位置変化量に対応するシート巻取モータ10の回転速度を読み出すとともに、その回転速度に基づきシート巻取モータ10の回転制御を行う。
前記のようにシート巻取モータ10回転駆動が行われることに基づき、シート巻取ロール3のロール軸11が回転され、シート4がシート巻取ロール3に巻き取られる。
In the take-
Based on the rotational drive of the
また、ダンサローラ6の下流側には、シート4の裏面に接触してシート4の張力を検出する張力検出器12が配設されている。かかる張力検出器12を介して検出されたシート4の張力値は、張力コントローラ13に出力される。ここに、張力コントローラ13には、シート張力制御装置1の稼働時にシート4の目標張力値(N)が設定され、張力コントローラ13は、張力検出器12を介して検出されたシート2の張力値と、予め設定されている目標張力値との差を演算する。
A
前記張力コントローラ13にて演算された張力値の差は、ユニット移動モータコントローラ14に出力される。ここに、ユニット移動モータコントローラ14には、張力コントローラ13から出力される張力値の差と、その張力値の差を解消してシート4の張力を目標張力値にするために必要なユニット移動モータ15の回転速度との関係がテーブル化されて予め設定記憶されている。かかるユニット移動モータコントローラ14は、張力検出器12を介して検出されたシート4の張力値と目標張力値と差を示す信号が張力コントローラ13から出力された場合、テーブルを参照してその張力差に対応するユニット移動モータ15の回転速度を読み出すとともに、その回転速度に基づきユニット移動モータ15の回転制御を行う。
The difference between the tension values calculated by the
ここで、シート巻取ロール3を回転可能に支持する巻取ユニットUの構成について説明する。巻取ユニットUは、一対の支持板16(図1には一方の支持板16のみを示す)を備えており、両支持板16の下端はベース部19を介して連結されている。また、シート巻取ロール3のロール軸11は、両支持板16に形成された支持孔18に支持されている。
Here, the configuration of the winding unit U that rotatably supports the sheet winding roll 3 will be described. The winding unit U includes a pair of support plates 16 (only one
また、ベース部19の下側には、巻取ユニットUが載置されるとともに、巻取ユニットUをシート送出ロール2とシート巻取ロール3との間で形成されるシート走行経路に沿って(図1中、左右方向に沿って)移動可能に支持する巻取ユニット支持機構Sが配設されている。
In addition, the winding unit U is placed below the
かかる巻取ユニット支持機構について、図2を参照して説明する。図2は巻取ユニット支持機構の概略斜視図である。
図2において、巻取ユニット支持機構Sは、ベース部19を載置するスライダ20と、スライダ20を移動可能に支持するレール21と、ユニット移動モータ15の回転軸に連結されるとともにレール21に内設されたボールネジ(図示せず)と、スライダ20に固設されボールネジのネジ溝に噛合する噛合部材(図示せず)とから構成される。かかる構成では、ユニット移動モータ15が回転されると、その回転軸に連結されたボールネジが回転され、かかるボールネジの回転に基づきスライダ20の噛合部材がボールネジのネジ溝を介して送られ、これによりスライダ20が矢印方向に往復動されるものである。尚、巻取ユニット支持機構Sについては、従来より公知である各種の構成を採用することができる。
Such a winding unit support mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic perspective view of the winding unit support mechanism.
In FIG. 2, the winding unit support mechanism S is connected to the
前記のように構成されたシート張力制御装置1において行われる動作について説明する。先ず、シート4の先端をシート巻取ロール3の固定し、図1に示す状態に張設する。続いて、圧力コントローラ7に目標張力値が設定されるとともに、張力コントローラ13に目標張力値が設定される。
An operation performed in the sheet tension control apparatus 1 configured as described above will be described. First, the front end of the
この後張力制御装置1を稼働すると、圧力コントローラ7は、その設定された目標張力値をダンサローラ6に加えられる圧力に換算してダンサローラ6に圧力を加える。また、位置検出器8はダンサローラ6の基準位置からの位置変化量を検出するとともに、その検出した位置変化量を巻取モータコントローラ9に出力する。
巻取モータコントローラ9は、ダンサローラ6の位置変化量を示す検出信号が位置検出器8から出力された場合、テーブルを参照してその位置変化量に対応するシート巻取モータ10の回転速度を読み出すとともに、その回転速度に基づきシート巻取モータ10の回転制御を行う。
Thereafter, when the tension control device 1 is operated, the
When a detection signal indicating the position change amount of the dancer roller 6 is output from the position detector 8, the take-up
このように、シート巻取モータ10回転駆動が行われることに基づき、シート巻取ロール3のロール軸11が回転され、シート4がシート巻取ロール3に巻き取られていくが、このとき、ダンサローラ6の位置変化量に対応してシート巻取モータ10の回転速度を制御しているので、シート4の張力は基本的に略一定値に保持される。
Thus, based on the fact that the sheet take-up
また、前記した動作と同時に、張力検出器12を介してシート4の張力が検出されるとともに、その検出されたシート4の張力値は、張力コントローラ13に出力される。また、張力コントローラ13においては、張力検出器12を介して検出されたシート2の張力値と、予め設定されている目標張力値との差が演算され、その演算された張力値の差は、ユニット移動モータコントローラ14に出力される。更に、ユニット移動モータコントローラ14では、張力コントローラ13から出力される張力値の差と、その張力値の差を解消してシート4の張力を目標張力値にするために必要なユニット移動モータ15の回転速度との関係を記憶したテーブルに基づき、その張力差に対応するユニット移動モータ15の回転速度を読み出されるともに、その回転速度に基づきユニット移動モータ15の回転制御が行われる。
Simultaneously with the above-described operation, the tension of the
このようにユニット移動モータ15の回転駆動が行われると、その回転方向に従って、巻取ユニットUは巻取ユニット支持機構
19において矢印方向に微細な移動制御が行われる。かかる巻取ユニットUの微細移動制御に基づき、張力検出器12を介して検出される張力値が張力コントローラ13に設定された目標張力値となるようシート4の張力が補正されることとなる。
When the
以上説明した通り、本実施形態に係る張力制御装置1によれば、位置検出器8を介してシート4の加圧時にダンサローラ6の位置を検出するとともに、巻取モータコントローラ9を介して位置検出器8からの位置変化量に基づきシート巻取モータ10の回転を制御することにより、シート送出ロール2とシート巻取ロール3間でシートの張力を基本的に略一定に制御することができ、これと同時に、ダンサローラ6の下流側に配設された張力検出器12を介して検出された張力値と目標張力値との張力差に対応して、ユニット移動モータコントローラ14によりユニット移動モータ15の回転制御を行うことにより、ダンサローラ6の位置を検出した後にシート巻取モータ10の回転制御を行うことに起因して、機械的な応答時間の遅れに起因する微細な張力変化を緩和吸収して微調整することができる。これにより、シートの巻取張力を一定に保持してシートのスムーズな巻取が可能となる。
As described above, according to the tension control device 1 according to the present embodiment, the position of the dancer roller 6 is detected when the
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲内において種々の変更、改良が可能であることは勿論である。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, Of course, a various change and improvement are possible within the range which does not change the summary of this invention.
1 張力制御装置
2 シート送出ロール
3 シート巻取ロール
4 シート
5 支持ローラ
6 ダンサローラ
7 圧力コントローラ
8 位置検出器
9 巻取モータコントローラ
10 シート巻取モータ
11 ロール軸
12 張力検出器
13 張力コントローラ
14 ユニット移動モータコントローラ
15 ユニット移動モータ
S 巻取ユニット支持機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記シート送出ロールから送出されたシートを巻き取るシート巻取ロールと、
前記巻取ロールを回転駆動するシート巻取モータと、
前記シート送出ロールと前記シート巻取ロールとの間に配設され、シートを加圧するダンサローラと、
前記シートの加圧時にダンサローラの位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段からの位置検出信号に基づき前記シート巻取モータの回転を制御する第1回転制御手段とを備えたシート張力制御装置において、
前記シート送出ロールとシート巻取ロール間で形成されるシート走行経路に沿って、シート巻取ロールを移動可能に支持する巻取ロール支持機構と、
前記巻取ロール支持機構にて、シート巻取ロールをシート走行経路に沿って移動させる巻取ロール移動モータと、
前記ダンサローラの下流側に配設され、シートの張力を検出するシート張力検出手段と、
前記シート張力検出手段を介して検出された張力検出信号に基づき前記巻取ロール移動モータの回転を制御する第2回転制御手段とを備えたことを特徴とするシート張力制御装置。 A sheet delivery roll;
A sheet take-up roll for taking up the sheet sent from the sheet feed roll;
A sheet winding motor that rotationally drives the winding roll;
A dancer roller disposed between the sheet delivery roll and the sheet take-up roll to pressurize the sheet;
Position detecting means for detecting the position of the dancer roller when the sheet is pressed;
A sheet tension control device comprising: a first rotation control unit that controls rotation of the sheet winding motor based on a position detection signal from the position detection unit;
A winding roll support mechanism that movably supports the sheet winding roll along a sheet traveling path formed between the sheet feeding roll and the sheet winding roll;
In the winding roll support mechanism, a winding roll moving motor that moves the sheet winding roll along the sheet traveling path;
A sheet tension detecting means disposed on the downstream side of the dancer roller for detecting the tension of the sheet;
A sheet tension control device comprising: second rotation control means for controlling rotation of the take-up roll moving motor based on a tension detection signal detected through the sheet tension detection means.
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