JP2014237534A - 薄膜シート巻取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原反ロールの半径（厚さ）に依存しない簡単な制御で高精度にシートをしわ無く巻き取ることができ、巻取りロールへのシートの接続時にシートが容易に引き出せるシート巻取装置を提供する。
【解決手段】薄膜シートが巻かれた原反ロールとこの原反ロールを回転することで巻き出された薄膜シートを巻取る巻取りロールを備えた薄膜シート巻取装置であって、前記原反ロールの表面に圧接して回転することで原反ロールを回転駆動する原反押圧ロールと、前記原反押圧ロールを原反ロールに圧接する位置と退避する位置に移動するロール移動部を備え、前記原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻取りロールへセットするに際し、前記ロール移動部により前記原反押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状部材をロールに巻き取るための薄膜シート巻取装置に関するものであり、より具体的には、長尺のシートが巻かれた原反ロールから、規定長さの小巻ロールを作成するシート巻取装置に関するものである。特に、数10μｍ以下の極薄シートを、しわなどの欠陥がなく、高速に巻き取る薄膜シート巻取装置を提供するものである。更には、シート張力を高精度に微小張力に制御保持し、微小張力制御を必要とするシートハンドリングする薄膜シート巻取装置に関わるものである。

シート状部材をハンドリングする装置では、しわ無くシートをハンドリングすることが非常に重要である。特に、シート巻取装置では、しわ無くシートを巻取ることは必須事項といっても過言ではない。また、シート上にコーティング処理やパターン形成処理などを行う装置でも、しわは、コーティングむらやパターン欠陥の要因になることから、しわの発生しないようにハンドリングすることが必要である。

シートのしわを抑制するためには、シートの張力管理が極めて重要である。シート張力が低下すると、張架区間内で、シートがたるむとともに、しわが発生しやすくなる。また、シート張力が高くなりすぎると、ポアソン比に相当して、シートは幅方向に圧縮されることになり、しわが発生する。

特許文献１および特許文献２は、巻出し速度の変動による張力変動に着目し、巻出し軸の回転速度を制御することで、張力変動を抑制する方式が開示されている。
特許文献１は、原反の偏心によって生じる原反の巻出し速度変動によって生じる張力変動を抑制する方法である。原反の偏心をセンサで検出して、原反の巻出速度を概略一定する方法を開示している。

特許文献２は、巻出しに伴ってテープ供給軸の直径の縮小により巻出し速度が変化し、この速度変化による張力変動を抑制するために、巻取ったテープ長さや巻出し軸の回転数からテープ供給軸側の直径を推定して、巻き出し速度を制御するものである。

特許文献１および特許文献２等の公知例では、駆動系の制御のみでは十分な張力制御が困難なために、ダンサーロールなどの位置可変ロールを併用することが前提とされている。

特許第２６８３８９２号公報 特許第４４３９１０３号公報

前述のように、薄膜シート巻取装置では、数１０μｍ以下の厚さの薄いプラスチックシートなどの非常に剛性の低いシート部材においても、しわ無く安定したハンドリングや巻取りが必要である。剛性の低いシートほど、低張力で大きく伸びることから、しわを防止するためには、より低張力に安定に制御することが求められる。

特許文献１（特許第２６８３８９２号公報）では、原反ロールの偏心による巻出し速度の脈動が大きい場合、ダンサーロールが上下動することで、著しい張力変動を生じることに対処するため、原反ロールの偏心を検出して、原反軸の１回転の中で周期的に回転変動を与えることで、原反の概略等速巻出しを実現している。しかし、この制御は複雑であって、この回転速度制御にも限界があるために、ダンサーロールを併用して張力の補正を行うことが前提の方式となっている。

特許文献２（特許第４４３９１０３号公報）は、巻取ったテープ長さや巻出し軸の回転数からテープ供給軸側の直径を推定して、巻き出し速度を制御するが、その制御は複雑であって、テープ供給軸側の直径の推定はどうしても推定誤差が生じてしまう恐れがある。特許文献２は、現実的にはダンサーロールなどを併用することを前提とした方式となっている。

また、薄膜シート巻取装置では、原反ロールから規定長さの小ロールを巻き終えた後の作業として、シートを切断して巻き終えたロールを外し、次サイクルの新たな巻取りロールを装着し、前サイクルで切断されたシートの先端を原反ロールから引き出して新たなロールに連結する作業が必要となる。しかし、特許文献１および特許文献２は、いづれも原反ロール（テープロール）が駆動用の巻出し駆動モータに連結されているため、切断されたシートの先端を手動で引き出す際に、巻き出し駆動モータのコギングトルクの抵抗により引出し作業が困難となっている。また、シートが掛けまわさせている各種ロールも、シート引出し時の抵抗となると共に作業の障害となって作業が困難となっている。

本発明の目的は、薄膜シートの巻出し側の原反ロールの半径（厚さ）に依存しない簡単な制御で高精度にシートをしわ無く巻き取ることができ、巻取りロールへのシートの接続時にシートが容易に引き出せるシート巻取装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、薄膜シートが巻かれた原反ロールとこの原反ロールを回転することで巻き出された薄膜シートを巻取る巻取りロールを備えた薄膜シート巻取装置において、
前記原反ロールの表面に圧接して回転することで原反ロールを回転駆動する原反押圧ロールと、
前記原反押圧ロールを駆動するシートの巻出しモータと、
前記巻出しモータを駆動してシートの送出量を制御する送出量制御手段と、
前記原反押圧ロールを原反ロールに圧接する位置と退避する位置に移動するロール移動部と、
前記ロール移動部を駆動する位置制御部と、
前記巻取りロールを回転駆動する巻取りモータと、
前記巻取りモータを駆動してシートの巻取量を制御する巻取量制御手段と、
前記送出量制御手段と巻取量制御手段に送り量差を持たせて制御する送り量差制御手段を設け、
前記原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻取りロールへセットするに際し、前記ロール移動部により前記原反押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、さらに、前記送り量差制御手段に制御信号を送出する巻取速度制御手段を設け、前記送り量差制御手段は前記制御信号により既定の送り量差を有する複数の搬送量指令信号を発生し、前記搬送量指令信号により前記送出量制御手段と前記巻取量制御手段とを既定の送り量差で制御することを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、前記原反押圧ロールは、薄膜シートの巻出しに応じて縮小する原反ロールの半径方向に移動し、その移動線が前記原反ロールの回転中心付近を通過するように設定されたことを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、前記ロール移動部は、一方端が支点に支えられ他方端に前記原反押圧ロールを回転自在に取付けられた支持部材と、この支持部材を前記支点を中心に回動制御するロール移動機からなり、前記ロール移動機の制御により前記支持部材を回動することにより、前記原反押圧ロールを薄膜シートの巻出しに応じて縮小する原反ロールの半径方向に移動させることを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、さらに、前記巻取りモータと前記巻取ロールに介在して前記巻取りモータにより回転制御され、巻き出されたシートを巻き付ける巻付ドラムと、前記巻付ドラムに圧接し巻き出された薄膜シートを前記巻付ドラムに押付ける巻付ドラム押圧ロールと、前記巻付ドラム押圧ロールを前記巻付ドラムに圧接する位置と退避する位置に移動する巻付ドラムのロール移動機を備え、
前記原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻付ドラムを経由して前記巻取りロールへセットするに際し、前記ロール移動部により前記原反押圧ロールを退避する位置に移動するとともに、前記ロール移動機により巻付ドラム押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、前記位置制御部は、装置の巻取り動作の停止に連動して前記ロール移動部を駆動し、前記原反押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする。

また、上記に記載の薄膜シート巻取装置において、前記位置制御部は、装置の巻取り動作の停止に連動して前記ロール移動部と前記ロール移動機を駆動し、前記原反押圧ロールと前記巻付ドラム押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする。

本発明によれば、原反押圧ロールの駆動によりシートを巻き出すので、原反ロールの直径（厚さ）およびに原反ロールの偏心に依存しない正確な速度を簡単な制御で実現できるので、しわ無く安定したハンドリングと巻取りが可能となる。

また、本発明によれば、巻取りロールに巻き終えた後の次サイクルで、原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻取りロールへセットするに際し、原反ロールから原反押圧ロールを退避させて作業を行うので、原反押圧ロールが邪魔にならないと共にモータのコギングトルクの影響がないので、引出し作業を容易に行うことができる。

また、本発明によれば、巻出しモータと巻取りモータを、既定の送り量差を持たせて制御するので、原反ロールからのシートの巻出量とシート巻付ドラム側での巻取量を高精度に低張力に安定に制御して薄膜シートのしわの無い巻取りが可能となる。

また、本発明によれば、原反押圧ロールをシート巻出しに応じて縮小する原反ロールの半径方向に移動させて、その移動線が前記原反ロールの回転中心付近を通過するようにしているので、安定して正確な送り量でしわ発生の無い状態でシート１を巻き出すことができる。

また、本発明によれば、装置の巻取り動作の停止に連動して前記ロール移動部を駆動し、原反押圧ロールを退避する位置に移動しているので、その後の薄膜シートの次サイクルの巻取りロールへの接続作業が効率良くなされる。

本発明実施例の構成説明図である。 一般的なプラスチックシートの引張試験時の応力歪線図の例を示す図である。 送入ロールと送出ロール間のシート張架部を模式的に示す図である。 送入出ロールの（ａ）シート搬送速度と（ｂ）張架部のシート長（無張力時）と（ｃ）張架部のシート伸びと（ｄ）張架部のシート張力の関係を説明する図である。 無張力のシートが搬送量差駆動によってシート張力安定化するまでの張力変化を模式的に示した図である。 送入出ロールの搬送量に偏心振動がある場合の搬送力差駆動によってシート張力安定化するまでの挙動を模式的に示した図である。 本発明実施例の動作の説明図である。 本発明実施例の原反ロールと原反押圧ロールの関係を示す図である。 原反ロールに対する原反押圧ロールの配置位置の第1例を示す図である。 原反ロールに対する原反押圧ロールの配置位置の第２例を示す図である。

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。図１は、本発明を適用した薄膜シート巻取装置の実施例の構成説明図である。図１において、薄膜シート巻取装置は、原反と呼ばれる巻取るシートの元となるシートが巻かれた原反ロール２からシート１を巻出し、巻取ロール３と呼ばれる小径の芯材に、規定の長さずつシート１を巻取る装置である。

原反ロール２に巻かれたシート１は、数１０μｍ以下の厚さの薄膜シートで、原反ロール２の外周の巻き出し部分には、原反押圧ロール５が圧接している。この原反押圧ロール５は、エンコーダ１９ａ付きのサーボモータからなる巻出しモータ１９によって回転することにより、原反ロール２を回転駆動し、シート１が巻出される。巻出されたシート１は、巻付ドラム４の外周の一部分に巻付けられる。巻付ドラム４の外周のシートの巻き始め部分には押圧ロール８が押付けられ、シート１は押圧ロール８と巻付ドラム４とに挟まれた状態で巻付けられる。巻付ドラム４は、例えばサーボモータからなる巻取りモータ１３によって駆動され、回転することで外周の約四半分にシート１を巻付ける。

巻付けドラム４に巻き付けられたシート１上には、横方向から巻取ロール３が圧接しており、巻付ドラム４の回転に従動回転することにより、巻付ドラム４上の四半分に巻付いたシート１を巻き取るように構成されている。１５は巻取りモータ１３の駆動力を減速して巻付ドラム４に伝える減速機である。

原反押圧ロール５は、一方端が固定支点１１に軸支された支持部材１０の他方端に回転自在に取付けられる。６は、シリンダー（アクチュエータ）からなるロール移動機であり、支持部材１０を固定支点１１を中心に回動駆動することにより原反押圧ロール５を上下に移動する。原反押圧ロール５は、ロール移動機６の駆動により原反ロール２に圧接する状態の位置５（ａ）と、原反ロール２から離間して退避する状態の位置５（ｂ）に移動する。なお、ロール移動機６と支持部材１０でロール移動部を構成する。

９は、シリンダー（アクチュエータ）からなるロール移動機であり、押圧ロール８を巻付ドラム４に圧接する位置と、巻付ドラム４から離間した退避位置に上下駆動する。

前記ロール移動機６と９は、位置制御部１２によって圧接する位置と退避する位置に動作制御される。位置制御部１２は、操作盤（図示せず）に内蔵され、装置の巻取り動作の停止時に手動操作によって、または装置の巻取り動作の停止に連動して、前記ロール移動機６と９を駆動し、押圧ロール５と８が上昇して退避する位置になるように移動制御する。

原反押圧ロール５は、原反ロール２に圧接する位置では、図示しないばね等の付勢手段によって圧接するように付勢される。そして、原反押圧ロール５は、シート１の巻出しの進行に伴って原反ロール２の半径ｒが減少していくが、この減少に伴って変化する原反ロール２の外周に圧接しながら原反ロール２の回転中心に向かって半径方向に下降移動し、原反ロール２の外周に圧接した状態が保たれる。原反押圧ロール５は、原反ロール２の最大半径での位置５（ａ）から、原反ロール２の最小半径の位置５（ｃ）まで移動する。

装置の構成としては比較的単純な構成であるが、薄膜シートを高速できれいに巻取るためには、下記するような工夫や高度な制御が必要となる。まず、原反２ロールからしわ無くシート１を巻き出すことが非常に難しい。シート材をしわ無く巻出すためには、均一な張力を与えることが必要である。しかし、張力が強くなるとシートは張力方向に伸びるとともに、幅方向が縮もうとするために、しわが発生してしまう。特に、厚さが数１０μｍ程度の薄い樹脂製のシート材では、小さい張力で伸びを生じることから、非常にしわが発生しやすい。引き出したシートにしわが発生すると、当然のことながらきれいに巻取ロール３に巻き取ることはできない。

図２は、一般的なプラスチックシートの引張試験時の応力−歪線図の例を示している。シートに付加する張力を増加するとシートは伸びる。ある程度以上の張力以上をかけるとシートは、クリープなどが発生して、シートが塑性変形してしまう。シートの塑性変形が、顕著な領域の張力をシートに付与するとシート面にしわが発生する。実際に、しわの無い均一面を形成可能な張力は、歪量が２〜３％以下の極めて変形の少ない領域３４であった。シート材質や厚さにもよるが、シート種によっては０．２％〜０．３％以下の歪量となる張力に制御しなければ、しわの発生を防止できないものもあった。

本実施例の装置で扱うシート１として、想定している数１０μｍ厚程度以下の極薄プラスチックフィルムの場合、シート材質で異なるものの一般的には、シートのしわを予防してシート平面を作るために必要な応力は約１ＭＰａ程度またはそれ以下となり、厚さ１０μｍ、幅３０ｃｍを仮定すると、約３００ｇｆ以下（約３Ｎ以下）に張力値を安定制御することが必要となる。より薄いシートやより弾性率の小さいシートでは、数１０ｇｆ程度の張力に調整が必要な場合もありえる。

一般に、シートハンドリング装置では、一定の力でシートを押すダンシングロールなどの部材を押しつけることで、シート張力を調整するが、このようなシートに部材を押し当てる方法では、上記のような微小な張力を安定にシートに付加することは難しい。さらに、接触部材を用いる方法では、シート材の搬送速度が可変するような場合に、接触している部材自身の慣性重量によって、シートを引っ張ってしまうことから、張力変動の要因となってしまう。

そのような点から、図１の実施例１では、シート巻出部である原反ロール２と巻付ドラム４間に、接触式の張力制御部材を配置していない。図１に示した本発明の実施例の装置では、原反ロール２からのシートの巻出量と巻付ドラム４側での巻取量を高精度に制御することで、原反ロール２からシート巻付ドラム４間のシート張架部分７のシート張力を高精度に低張力に制御可能に構成している。まず、原反ロール２からのシート巻出量を、高精度に制御するために、原反ロール２へ原反押圧ロール５を接触させて回転駆動するときの、その回転量を巻出しモータ１９のエンコーダ１９ａによって回転数の信号Ｓ４として検出することで巻出量を計測するように構成した。

原反押圧ロール５の半径は一定なので、その回転数でシート１の巻き出し量が正確に把握でき、原反押圧ロール５と同期回転している巻出しモータ１９のエンコーダ１９ａによってシート１の巻き出し量が正確に把握できる。また、原反ロール２は巻き出しが進むと半径が縮小するが、原反押圧ロール５の回転数でシート１の巻き出し量を検出しているので、上記原反ロール２の半径の変動に関係なくシート１の巻き出し量（送出量）を常に正確に把握できる。なお、エンコーダ１９ａは巻出しモータ１９の代わりに原反押圧ロール５の回転軸に設けても良く、この場合、巻出しモータ１９と原反押圧ロール５の間の駆動力伝達用のベルトの滑りやギアの遊びの影響が無くなり、原反押圧ロール５の回転数をより正確に検出でき、巻き出し量を正確に把握できる。

シート巻付ドラム４は、剛体ドラム（本実施例では、アルミ製）で構成されており、その回転で巻取量を制御することから、比較的安定に巻取量（または、巻取速度）を制御可能である。ただし、シート巻付ドラム４の偏心も、同様に巻取量に影響することから、これを測定して補正することで、より高精度な巻取量の制御ができる。但し、図１の実施例では、シート巻取ドラム４側の偏心補正手段については割愛した。原反ロール２からの巻出量とシート巻付ドラム４による巻取量を高精度に制御する必要性から、巻出モータ１９および巻取モータ１３として、本実施例の装置では、エンコ―ダ付きの高精度サーボモータ（例えば１２ビット，分解能０．１ｄｅｇ以上）を利用した。

図１に示した実施例の装置では、原反ロール２からのシートの巻出量とシート巻付ドラム４側での巻取量を高精度に制御することで、原反ロール２から巻付ドラム４間のシート張架部分７のシート張力を低張力に高精度に安定制御するように構成し、しわの無いシートの巻取を可能としている。そして、これを実現するために、シートの送り量差制御手段（搬出量差制御手段）１７を設けた。送り量差制御手段１７は、巻取速度制御手段１６の制御信号Ｓ１に合わせて、巻出モータ１９および巻取モータ１３間の回転量（または回転速度）に規定の微小差を与えた駆動信号Ｓ２、Ｓ３を供給する手段である。これらの構成によって、本発明実施例の装置では、原反ロール２からのシート巻出量と巻付ドラム４によるシート巻取量に微小な差（巻出量より巻取量が大きい）を与えて、シート１を搬送することを可能とした。

図１の薄膜シート巻取装置は、巻取ロール３に巻取るための元のシートとなる原反ロール２と、前記原反ロール２からのシート１の送出量（巻き出し量）を巻き出しモータ１９の回転数で制御するシートの送出量制御手段１８と、前記シート巻付ドラム４によるシート１の巻取量を巻取りモータ１３の回転数で制御するシートの巻取量制御手段１４を有するとともに、前記送出量制御手段１８により制御される原反シートの送出量と、前記シート巻取量制御手段１４により制御されるシート巻取量とを、既定の送り量差に制御するシートの送り量差制御手段１７を具備している。前記送り量差制御手段１７は、前記巻取速度制御手段１６の搬送指令信号（制御信号）Ｓ１により、既定の送り量差を有する複数の搬送量指令信号Ｓ２とＳ３を発生し、前記送出量制御手段１８と前記シートの巻取量制御手段１４とを制御することを特徴とする。

前記した巻取量制御手段１４、送出量制御手段１８、送り量差制御手段１７、巻取速度制御手段１６は、制御盤（図示せず）内に配置され、制御盤での操作に基づいて前記巻取速度制御手段１６から搬送指令信号（制御信号）を発生することにより、上記各部の制御がなされる
巻出しモータ１９のエンコーダ１９ａから出力される回転数の信号Ｓ４は、前記送出量制御手段１８に供給され、巻出しモータ１９の回転数制御に反映されるが、装置の巻取り動作停止の判定にも用いられる。エンコーダ１９ａの回転数の信号Ｓ４の積算に基づいてシート１が規定長さだけ巻き取られると装置が停止制御される。この停止制御により巻出しモータ１９が完全に停止すると、エンコーダ１９ａから回転数ゼロの信号Ｓ４が出力され、この信号Ｓ４に基づいて前記送出量制御手段１８は停止信号Ｓ５を発生し、位置制御部１２に供給する。位置制御部１２はこの停止信号Ｓ５に基づいて、前記ロール移動機６と９を駆動し、前記押圧ロール５と８が上昇して退避する位置になるように制御する。このようにして、装置の巻取り動作の停止に連動して、押圧ロール５と８が自動的に上昇して退避する位置になるように制御する。

このように、装置の巻取り動作の停止に連動して、自動的に押圧ロール５と８が上昇して退避すると、その後の薄膜シートの次サイクルの巻取りロールへの接続作業が効率良くなされる。

次に、原反ロール２からのシート巻出量と巻付ドラム４によるシート巻取量に微小な差を与えることによって、シート張架領域７のシート張力を高精度に制御可能となる原理について、もう少し詳しく説明する。

図３および図４（ａ）〜図４（ｄ）は、実際にシート送出量とシート送入量に差を設けた場合の張架区間７の張力変化を説明する模式図である。図３は、図１の実施例の装置における原反ロール２から巻付ドラム４間のシート張架区間７をより単純化して示したものである。図３のようなシート巻出ドラム２２（原反ロール２に相当）とシート巻取ドラム２６（巻付ドラム４に相当）で張架されたシート区間７で、初期的に図中の一点鎖線２４のように弛んでいるシートがどのように変化するかを図４（ａ）〜図４（ｄ）で説明する。

図４（ａ）は、巻出および巻取ドラム２２，２６によるシート搬送速度を示す。シート搬送速度を基準に、シート巻出速度が、＋０．５％，−０．５％，−１．０％の３種について示した。図４（ｂ）は、それぞれのシート巻出速度において、シート張架区間７に存在するシートの無張力時の長さを示している。シート巻出ドラム２２とシート巻取ドラム２６間の距離（シート張架区間７）は、変わらないので実際のシートは伸ばされることになる。図４（ｂ）で、シート張架区間７に存在するシートの無張力時の長さが時間経過とともに、一定長さに収束しているが、これは張架区間７のシート２５が伸びることによって、巻取ドラム２６によって、巻取られるシート量が減少することに起因し、巻出ドラムにより張架区間７に搬送されるシート長とつりあった時点で、シート張架区間７に存在するシートの無張力時の長さが安定する。

図４（ｃ）は、張架区間７におけるシート伸びを示しており、こちらも一定伸びで安定する。図４（ｄ）は、シート伸びとシートの弾性率から予測されるシート張力を示しており、一定の張力に安定する。図４では、説明の上、模式的に示したが、いくつかの種類のシートで行った実験および解析的においても、この張力が一定に収束する現象を確認できている。

このように、張架区間７のシート巻出量とシート巻取量に差を設けた状態で、一定以上の長さをシート搬送を行うことで、張架区間７のシート張力を既定の張力値に安定化することができる。本手法を用いることで、非常に高精度な微小張力制御が実現できるものである。

広く一般に用いられるダンサーロール等の接触部材を用いての張力制御や検知する手法は、張力の検知や制御をするためのシートへの接触部材の摩擦負荷などのために、対象区間のシート張力が影響を受けてしまう。特に、シートの加減速動作時においては、接触部材の慣性力も影響することから、さらなる張力変動要因となることは言うまでもない。また、シートの張力を制御するために、モータのトルクを制御する方式なども考えられるが、モータトルクは、直接シート張力に反映されるわけではなく、モータ軸受け部などを含む各所に発生する摩擦などが、モータトルクとシート張力間における相関関係を乱す外乱となる。このために、シート張力を高精度に制御することは難しい。

これらの一般的方式に比較して、本実施例は張力制御区間における張力の外乱となりうる接触部材を配置する必要が無い。また、シートの搬送量差をもって前記当区間の張力制御することから、各部の摩擦などの変動を受けることが無い。これらの理由により、本発明の実施例では、高精度高安定な張力制御区間を提供できる。さらに、本発明の実施例では、シート自身の質量以外は慣性力とならないために、急激な加減速時においても、きわめて安定した張力を維持することが可能となるものである。

さらに、図１の実施例の装置におけるシート張架区間長さとシート張力の安定性について、簡単に説明する。図５は、無張力のシートが、搬送量差駆動によってシート張力安定化するまでの挙動を模式的に示したものである。高精度張力制御区間のシート張架長さが長いほど、規定のシート張力に到達するまでの搬送時間または搬送長が長くなる。図中の７Ｓは、７Ｍに対してシート張架長さが半分の場合を示し、７Ｌは、７Ｍに対してシート張架長さが２倍の場合を示す。

図６は、巻出ドラム２２および巻取ドラム２６の搬送量に偏心振動がある場合の、搬送力差駆動によってシート張力安定化するまでの挙動を模式的に示したものである。搬送ロールの偏心による張力変動は、シート張架区間７が長いほど、その影響が少なくなる。図中では、巻取ドラム２６の速度変動を３１、巻出ドラム２２の速度変動を３２とした時、シート張架部７におけるシート張力にどのように影響するかを示す。最もシート張架長さが短い７Ｓの張力変動が最も大きく、最もシート張架長さが長い７Ｌの張力変動が最も小さくなる。

実際の装置では、必要とされる張力精度を考慮して、搬送ロールの駆動精度やシート張架区間７を決める必要がある。その上で、高精度張力制御区間の規定張力付与までのシート搬送長および搬送時間などを決定する必要がある。

シート張架区間の張力に対する巻出側や巻取側の偏心の影響も、シート張架長によるところが大きい。シート張架長を適切に選択した場合、目標張力変動値によっては、図１で説明した偏心補正回路は不要となる場合もある。

また、図１の実施例の原反の駆動方式では、原反ロール２の外周に原反ロール２を回転駆動する原反押圧ロール５が圧接している。これは、原反ロール２の駆動部が簡単になると共に、原反ロール２の直径変化や偏心に関係なく、既定の巻出量を精度よく制御するためである。

図１の本発明の実施例１の装置に関する補足であるが、シート張架区間７に近接して設けられたガイド部材３０は、基本的に、シート１に接触する部材ではない。しかし、シート張架区間７に近接してこのような部材を設けているのは、シート１の装置へのセット時の取扱いの容易性（例えば、シート落下防止）の改善やシート１の以上振動防止（異常振動時に、シート１が接触することで、振幅が大きくなるのを防ぐ。）などを目的としている。本ガイド部材３０は、シート張架区間７に近接していることが必要であるので、本実施例の装置では、原反が巻出されて原反ロール２の直径が変化した場合のシート張架パスの変化に追従して移動するように構成した。

次に、図１、図７、図８に基づいて、本実施例の動作について説明する。シート１の巻取り動作時には、原反押圧ロール５が原反ロール２に圧接状態の位置５（ａ）〜５（ｃ）にあり、送出量制御手段１８と巻取量制御手段１４の制御による巻き出しモータ１９と巻取りモータ１３の回転駆動により、既定の送り量差をもたせてシート１が搬送され、巻き取ロール３に巻き取られる。

シート１が原反ロール２から巻出されて規定長さだけ巻き取ロール３に巻き取られると装置が停止し、図示しないカッターによってシート１がカットされて、巻き終えた巻取りロールが装置から外される。次いで、次サイクルの新たな巻取ロールを装着し、前サイクルで切断されたシートの先端を引き出して新たなロールに接続（先端を巻き込む）する作業が行われる。

この作業では図７に示すように、位置制御装置１２の制御により移動機６と９が駆動され、原反押圧ロール５が矢印方向に移動して原反ロール２から離間する。同時に、押圧ロール８が矢印方向に移動して巻付ドラム４から離間する。このときロール５と８がシート１から離れているためシート１がフリーな状態となり、前サイクルで切断されたシートの先端を引き出して新たな巻取ロールに連結する。この連結作業はロール５と８が邪魔にならないのでシート１を扱うのが容易となる。

また、原反押圧ロール５が原反ロール２から離間している状態では、原反ロール２がフリーに回転できる状態となるので、連結作業でのシートの先端の引き出しが容易に行える。すなわち、巻き出しモータ１９は原反押圧ロール５に連結されているのであって、原反ロール２には連結されてないので、手動でシートを引き出すに際し原反ロール２が回転しても、モータのコギングトルクが抵抗となる悪影響がなく、作業を簡単に行うことができる。

さらに、シートが掛け回されるダンサーロール等の各種ロールも設けられてないので、これらのロールがシートの引出し時の抵抗となることがない。なお、原反押圧ロール５は、巻出しモータ１９に２点鎖線で示すベルトまたはギアによって連結され、回転駆動される。

図８は、原反ロール２と原反押圧ロール５の関係を側面から見た図である。原反押圧ロール５は原反ロール２とほぼ同一幅を有し、支持部材１０の端部で二股に分かれた腕部１０ａ、１０ｂに回転自在に取付けられる。支持部材１０は、その中央部に軸支されたロール移動機６の駆動軸によって、支点１１を中心に回動駆動され、原反押圧ロール５を上下に移動する。

次に、図９、図１０基づいて、原反押圧ロール５と原反ロール２の設置時の最適位置について説明する。支持部材１０はロール移動機６によって、支点１１を中心に回動駆動される。原反ロール２は、シート１の巻き出しに伴って縮小する巻厚（半径）に応じて移動するが、支持部材１０の先端に取付けられているので、その移動線２０は支点１１を中心とする円弧となる。原反押圧ロール５の設置時の最適位置は、図９に示すように、上記移動線２０が原反ロール２の回転中心２１または中心付近を通過する位置である。

この最適位置にあるとき、原反押圧ロール５は、移動線に沿って移動したとき、５（ａ）の位置から５（ｃ）の位置に移動しても、原反ロール２に対して常に回転中心２１を向いた同じ圧接条件で接することができ、シート１を同じ条件で巻き出すことができる。したがって、原反ロール２の半径の変化に影響されてシート１の送り量に変動を与えることが無く、安定して正確な送り量でシート１を巻き出すことができ、原反２ロールからしわ無くシート１を巻き出すことができる。

上記最適条件から外れた場合とは、例えば、図１０に示すように原反押圧ロール５の移動線２０が原反ロール２の回転中心２１を外れて通過する場合である。原反押圧ロール５が５（ａ）の位置にあるとき、すなわち、原反ロール２の半径が大きい場合は、原反押圧ロール５が原反ロール２に対して回転中心２１を向いて圧接している。しかし、原反ロール２の半径が小さいときで原反押圧ロール５が５（ｃ）の位置にあるときは、原反押圧ロール５の押圧方向が原反ロール２の回転中心２１を外れて、外周からも外れそうな状態になっている。このような状態では、シート１が原反押圧ロール５に掛け回されるような状態で変形さされた状態で巻き出されるので、シート１に抵抗が加わって張力変動によりしわが生じる恐れがある。

このような状態では、原反押圧ロール５が、原反ロール２に対して常に回転中心２１を向いた同じ圧接条件で接することができなくなり、原反ロール２の半径の変化に影響されてシート１の送り量にも変動を与える恐れがあり、原反２ロールからしわ無くシート１を巻き出すことができることが困難となる。

１・・・薄膜シート
２・・・原反ロール
３・・・巻取りロール
４・・・巻付ドラム
５・・・原反押圧ロール
５（ａ）・・原反ロールに圧接する位置
５（ｂ）・・原反押圧ロールから退避する位置
６・・・原反押圧ロール移動機
７・・・シート張架区間（区間長：７Ｓ＝７Ｍ÷２，７Ｌ＝７Ｍｘ２）
８・・・巻付ドラム押圧ロール
９・・・ドラム押圧ロール移動機
１０・・・支持部材
１１・・・支点
１２・・・位置制御部
１３・・・巻取モータ（サーボモータなど）
１４・・・巻取量制御手段
１５・・・減速機
１６・・・巻取速度制御手段
１７・・・送り量差制御手段（シート巻取量差制御手段）
１８・・・送出量制御手段
１９・・・巻出モータ（サーボモータなど）
１９ａ・・エンコーダ
２０・・・原反押圧ロールの移動線
２１・・・原反ロール２の回転中心
２２・・・シート巻出ドラム（原反２に相当）
２３・・・シートの搬送方向
２４・・・初期的に弛んでいるシートの状態（一点鎖線）
２５・・・シート
２６・・・シート巻取ドラム（巻付ドラム４に相当）
２７・・・シート送入速度が送出速度より０．５％早い場合の結果
２８・・・シート送入速度が送出速度より０．５％遅い場合の結果
２９・・・シート送入速度が送出速度より１．０％遅い場合の結果
３０・・・張架区間のシートが弛んでいる領域（無張力状態）
３１・・・巻取ドラムの速度変動
３２・・・巻出ドラムの速度変動
４０・・・ガイド部材
ｒ・・・原反ロールの半径
Ｓ１・・・制御信号
Ｓ２、Ｓ３・・・搬送量制御信号

Claims (7)

1. 薄膜シートが巻かれた原反ロールとこの原反ロールを回転することで巻き出された薄膜シートを巻取る巻取りロールを備えた薄膜シート巻取装置において、
   前記原反ロールの表面に圧接して回転することで原反ロールを回転駆動する原反押圧ロールと、
   前記原反押圧ロールを駆動するシートの巻出しモータと、
   前記巻出しモータを駆動してシートの送出量を制御する送出量制御手段と、
   前記原反押圧ロールを原反ロールに圧接する位置と退避する位置に移動するロール移動部と、
   前記ロール移動部を駆動する位置制御部と、
   前記巻取りロールを回転駆動する巻取りモータと、
   前記巻取りモータを駆動してシートの巻取量を制御する巻取量制御手段と、
   前記送出量制御手段と巻取量制御手段に送り量差を持たせて制御する送り量差制御手段を設け、
   前記原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻取りロールへセットするに際し、前記ロール移動部により前記原反押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする薄膜シート巻取装置。
2. 請求項１に記載の薄膜シート巻取装置において、
   さらに、前記送り量差制御手段に制御信号を送出する巻取速度制御手段を設け、前記送り量差制御手段は前記制御信号により既定の送り量差を有する複数の搬送量指令信号を発生し、前記搬送量指令信号により前記送出量制御手段と前記巻取量制御手段とを既定の送り量差で制御することを特徴とする薄膜シート巻取装置。
3. 請求項１または２に記載の薄膜シート巻取装置において、
   前記原反押圧ロールは、薄膜シートの巻出しに応じて縮小する原反ロールの半径方向に移動し、その移動線が前記原反ロールの回転中心付近を通過するように設定されたことを特徴とする薄膜シート巻取装置。
4. 請求項１〜３いずれか一項に記載の薄膜シート巻取装置において、
   前記ロール移動部は、一方端が支点に支えられ他方端に前記原反押圧ロールを回転自在に取付けられた支持部材と、この支持部材を前記支点を中心に回動制御するロール移動機からなり、前記ロール移動機の制御により前記支持部材を回動することにより、前記原反押圧ロールを薄膜シートの巻出しに応じて縮小する原反ロールの半径方向に移動させることを特徴とする薄膜シート巻取装置。
5. 請求項１〜４いずれか一項に記載の薄膜シート巻取装置において、
   さらに、前記巻取りモータと前記巻取ロールに介在して前記巻取りモータにより回転制御され、巻き出されたシートを巻き付ける巻付ドラムと、前記巻付ドラムに圧接し巻き出された薄膜シートを前記巻付ドラムに押付ける巻付ドラム押圧ロールと、前記巻付ドラム押圧ロールを前記巻付ドラムに圧接する位置と退避する位置に移動する巻付ドラムのロール移動機を備え、
   前記原反ロールから薄膜シートを引出して前記巻付ドラムを経由して前記巻取りロールへセットするに際し、前記ロール移動部により前記原反押圧ロールを退避する位置に移動するとともに、前記ロール移動機により巻付ドラム押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする薄膜シート巻取装置。
6. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜シート巻取装置において、
   前記位置制御部は、装置の巻取り動作の停止に連動して前記ロール移動部を駆動し、前記原反押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする薄膜シート巻取装置。
7. 請求項５に記載の薄膜シート巻取装置において、
   前記位置制御部は、装置の巻取り動作の停止に連動して前記ロール移動部と前記ロール移動機を駆動し、前記原反押圧ロールと前記巻付ドラム押圧ロールを退避する位置に移動することを特徴とする薄膜シート巻取装置。

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