JP2016210585A - ウェブ材料加工装置および加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく、しかも高精度にウェブ材料に対して行うべき加工を行うことができるウェブ材料加工装置及びウェブ材料加工方法を提供する。【解決手段】ウェブ材料の搬送に伴って加工ユニット２をウェブ材料搬送方向に沿って移動させる。ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニットの移動速度とが同じになったときに、ウェブ材料をその速度で搬送しながら、加工ユニットにてウェブ材料に対して加工を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブ材料加工装置および加工方法に関するものである。

ウェブ材料（フィルム、非鉄金属、不織布などのシート状素材）に対して、塗布、転写、切断（切り抜き）等の種々の加工を施す場合がある。すなわち、特許文献１には、薄型電池及びその製造方法が記載され、特許文献２には、ウェブ搬送装置およびインクジェットプリンタが記載され、特許文献３には、フィーダおよびプレス機が記載されている。

特許文献１は、リチウム一次電池の製造方法であって、塗布工程、乾燥工程、及び切断工程を備えたものである。この場合、塗布工程及び乾燥工程では、ウェブ材料を搬送した状態で行い、切断工程では、ウェブ材料の搬送を停止して行うものである。

また、特許文献２では、記録媒体（ウェブ材料）が搬送されている間に、インクジェットプリンタが画像形成動作を行うものである。特許文献３では、板状の被加工材料にプレス機にて、曲げ加工や、打ち抜き加工等を行うものである。

そして、このようなウェブ材料加工装置として、従来では、図４に示すように、ウェブ材料Ｗを上流側から下流側へ搬送するウェブ材料搬送手段５１と、ウェブ材料搬送手段５１にて搬送されているウェブ材料Ｗに対して加工を行う加工ユニット５２と、設定された移動許容範囲Ｈ内で、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側への加工ユニット５２の移動と、前記ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側への加工ユニット５２の移動とを行う移動手段５３と、少なくとも加工ユニット５２の移動許容範囲で、ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット５２の上流側から下流側への移動速度とを合わせる同期手段（図示省略）と、ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット５２の上流側から下流側への移動速度とが合ったウェブ材料搬送状態で、加工ユニット５２のウェブ材料Ｗへの加工を行わせる指令手段（図示省略）とを備えたものが提案されている。

ウェブ材料搬送手段５１は、複数のローラを有するローラ機構６０にて構成される。すなわち、ウェブ材料Ｗが巻設されてそのウェブ材料Ｗを巻き出す巻出ローラ６１と、ウェブ材料Ｗを巻き取る巻取ローラ６２と、巻出ローラ６１から巻き出されたウェブ材料Ｗを加工ユニット５２に案内するガイドローラ６３、６４を有する上流側ローラ群６７と、加工ユニット５２にて加工されたウェブ材料Ｗを、巻取ローラ６２に案内するガイドローラ６５，６６を有する下流側ローラ群６８とを備える。

巻出ローラ６１が矢印Ａ方向に回転するとともに、巻取ローラ６２が矢印Ｂ方向に回転する。このため、巻出ローラ６１に巻設されたウェブ材料Ｗは、矢印Ｃ１のように巻き出されて、ガイドローラ６３、６４にてガイド（案内）されて、加工ユニット５２を通過し、ガイドローラ６５，６６にてガイド（案内）されて、矢印Ｃ１のように巻取ローラ６２にて巻き取られることになる。

加工ユニット５２は、上型７１と、下型７２と、上型７１と下型７２とを連結する連結バー７３とを有するものであって、リニアガイド機構７４上に配置されている。このため、加工ユニット５２は、リニアガイド機構７４のガイドレールに沿って、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側への移動と、前記ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側への移動とが可能となっている。

前記図４に示すウェブ材料加工装置によれば、ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット５２の上流側から下流側への移動速度とを合わせた状態で、加工ユニット５２のウェブ材料Ｗへの加工を行わせることができるので、加工ユニット５２によるウェブ材料Ｗに対する加工位置は、位置ずれしない状態とすることができた。このため、ウェブ材料Ｗの搬送を停止させることなく、ウェブ材料Ｗの被加工部位に対して加工ユニット５２にて加工することができた。

特開２００６−３４４５１８号公報 特開２００４−９１１５１号公報 特開２０１１−８８１９３号公報

特許文献１の切断工程や特許文献３では、ウェブ材料の搬送の一時停止を行う必要がある。このため、停止させることによって、生産性に劣るとともに、搬送を停止する場合、その被加工部位を高精度に所定位置で停止させる必要があり、制御性にも問題があった。

また、特許文献１の塗布工程及び乾燥工程や特許文献２ではウェブ材料の走行（搬送）動作を停止させずに、各種の加工を行うことができるものであって、生産性の向上を図ることができる。しかしながら、ウェブ材料が走行するものであるので、加工種類によってはできないものある。

また、前記図４に記載のウェブ材料加工装置では、高速化していくとウェブ材料の被加工部位と加工ユニットとの位置を保つことが難しくなり、良好な加工精度が得られなくなった。

本発明は、上記課題に鑑みて、効率よく、しかも高精度にウェブ材料に対して行うべき加工を行うことができるウェブ材料加工装置及びウェブ材料加工方法を提供する。

本発明のウェブ材料加工装置は、上流側から下流側へ搬送されているウェブ材料に対して加工を行う加工ユニットを有するウェブ材料加工装置であって、加工ユニットの移動許容範囲内において、上流側から下流側へのウェブ材料搬送中に、そのウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させる逆方向移動手段を備え、同期手段にて、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲で、ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニットの上流側から下流側への移動速度とを合わせた状態で、指令手段の指令にて加工ユニットのウェブ材料への加工を行うものである。

本発明のウェブ材料加工装置によれば、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内において、上流側から下流側へのウェブ材料搬送中に、そのウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させる逆方向移動手段を備えることで、搬送されているウェブ材料の加工ユニットとの移送速度との相対的な関係において、加工ユニットの速度を逆方向移動手段を有さないものに比べて遅くすることができる。これにより、効率よくしかも高精度にウェブ材料に対して行うことができる。

前記ウェブ材料を上流側から下流側へ搬送するウェブ材料搬送手段を備え、このウェブ材料搬送手段は、複数のローラを有するローラ機構にて構成され、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内において、ウェブ材料が水平方向に沿って搬送されるように案内するガイドローラを具備するものであってもよい。

ウェブ材料搬送手段を、複数のローラを有するローラ機構にて構成することによって、簡単な構成で安定してウェブ材料を搬送することができる。しかも、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内では、ウェブ材料が水平方向に沿って搬送されるものであり、加工ユニットの移動方向としても、水平方向に沿った移動となる。

逆方向移動手段が、前記ガイドローラをウェブ材料の搬送方向と逆方向に移動させる機構であるのが好ましい。

本発明のウェブ材料加工方法は、搬送されているウェブ材料に対して加工ユニットにて加工を行うウェブ材料加工方法であって、加工ユニットは、設定される移動許容範囲内において、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側への移動と、前記ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側への移動とが可能であり、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内において、上流側から下流側へのウェブ材料搬送中に、ウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させつつ、ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニットの上流側から下流側への移動速度とを合わせた状態で、加工ユニットのウェブ材料への加工を行うものである。

本発明のウェブ材料加工方法によれば、搬送されているウェブ材料の加工ユニットとの移送速度との相対的な関係において、加工ユニットの速度を逆方向移動手段を有さないものに比べて遅くすることができる。この際、加工ユニットの移動速度がウェブ材料の搬送速度の１／２であるように設定でき、加工ユニットと逆方向へ移動させるユニットとを連動させることにより、反力を打消し合い装置振動成分（要因）を小さくすることができる。

本発明では、搬送中のウェブ材料を、その搬送方向と逆方向に移動させるものであり、加工ユニットをウェブ材料の搬送速度に合わせる際における加工ユニットの振動を比較的小さくなるように抑制でき、また、加工ユニットの移動速度を抑えることができるので、ウェブ材料と加工ユニットとの速度同期性の向上を図ることができる。このため、加工精度の向上を図ることができる。さらには、加工ユニットの移動距離を小さくでき、加工ユニットを移動させるにも関わらず、装置全体のスペースを小さく設定できる。

ウェブ材料搬送手段を、複数のローラを有するローラ機構にて構成することによって、簡単な構成で安定してウェブ材料を搬送することができる。しかも、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内では、ウェブ材料が水平方向に沿って搬送されるものであり、加工ユニットの移動方向としても、水平方向に沿った移動となって、制御性の向上を図ることができ、しかも、加工ユニットの移動機構の簡略化を図ることができる。

逆方向移動手段が、前記ガイドローラをウェブ材料の搬送方向と逆方向に移動させる機構であれば、逆方向移動手段の機構の簡略化を図ることができる。この場合、加工ユニットの移動速度がウェブ材料の搬送速度の１／２であるように設定できる。このように設定すれば、加工ユニットの移動速度を、搬送中のウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させない場合に比べて、１／２にすることができ、安定した加工を継続することができる。また、装置振動成分（要因）を小さくすることができ、安定したウェブ材料の搬送が可能である。

本発明のウェブ材料搬送装置の簡略図である。 前記図１のウェブ材料搬送装置の簡略構成図である。 前記図１のウェブ材料搬送装置を用いたウェブ材料搬送方法のフローチャート図である。 従来の第２のウェブ材料搬送装置の簡略図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１と図２とは本発明に係るウェブ材料加工装置を示し、このウェブ材料加工装置は、
ウェブ材料Ｗを上流側から下流側へ搬送するウェブ材料搬送手段１と、ウェブ材料搬送手段１にて搬送されているウェブ材料Ｗに対して加工を行う加工ユニット２と、加工ユニット２の移動を行う移動手段３と、ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット２の移動速度とを合わせる同期手段４と、加工ユニットのウェブ材料Ｗへの加工を行わせる指令手段５とを備える。ウェブ材料Ｗとしては、フィルム、非鉄金属、不織布などのシート状素材である。加工ユニット２としては、塗布、転写、切断（型抜き）等の種々の加工を施すユニットである。

ウェブ材料搬送手段１は、複数のローラを有するローラ機構１０にて構成される。すなわち、ウェブ材料Ｗが巻設されてそのウェブ材料Ｗを巻き出す巻出ローラ１１と、ウェブ材料Ｗを巻き取る巻取ローラ１２と、巻出ローラ１１から巻き出されたウェブ材料Ｗを加工ユニット２に案内する上流側ローラ群１７と、加工ユニット２にて加工されたウェブ材料Ｗを巻取ローラ１２に案内する下流側ローラ群１８とを備える。この場合の上流側ローラ群１７は、一対の固定ローラ３０，３１と、可動ローラ３２とを有し、下流側ローラ群１８も、一対の固定ローラ３３，３４と、可動ローラ３５とを有する。

巻出ローラ１１には図示の巻出用モータ（巻出制御モータ）が付設されるとともに、巻取ローラ１２には図示の巻取用モータ（巻取制御モータ）が付設されている。このため、巻出用モータ及び巻取用モータの駆動によって、巻出ローラ１１が矢印Ａ方向に回転するとともに、巻取ローラ１２が矢印Ｂ方向に回転する。このため、巻出ローラ１１に巻設されたウェブ材料Ｗは、矢印Ｃ１のように巻き出されて、上流側ローラ群１７にてガイド（案内）されて、加工ユニット２を通過し、下流側ローラ群１８にてガイド（案内）されて、矢印Ｃ１のように巻取ローラ１２にて巻き取られることになる。

加工ユニット２は、上型２１と、下型２２と、上型２１と下型２２とを連結する連結バー２３とを有するものであって、リニアガイド機構２４上に配置されている。このため、加工ユニット２は、リニアガイド機構２４のガイドレールに沿って、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側への移動と、前記ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側への移動とが可能となっている。

この場合、加工ユニット２は、予め設定された移動許容範囲Ｈ内を矢印Ｃ方向に往復動が可能とされている。また、この移動許容範囲Ｈ内をウェブ材料Ｗが搬送される際には、上流側ローラ群１７と下流側ローラ群１８とで、水平方向に沿って搬送される。

また、加工ユニット２の上型２１は、リンク機構、シリンダ機構、リニアガイド機構等の往復動機構にて、矢印Ｄのように上下動が可能となっている。この際、上型２１の上下動は連結バー２３にてガイドされて上下動することになる。そして、上型２１が下降することによって、ウェブ材料Ｗに対して、加工（例えば、切断（型抜き））を行うことができる。

また、ウェブ材料搬送手段１は、図２に示すように、ウェブ材料Ｗの搬送速度を検出する速度検出手段２５を備えている。速度検出手段２５としては、例えば、ウェブ材料Ｗのマーカを設け、このマーカを検出することによって、ウェブ材料Ｗの搬送速度を検出することができる。このマーカ検出器としては、接触式であっても、非接触式であってもよい。また、巻出ローラ１１の巻出用モータ（巻出制御モータ）及び、巻取ローラ１２の巻取用モータ（巻取制御モータ）の回転数等から、ウェブ材料Ｗの搬送速度を検出するものであってもよい。

さらに、この装置は、加工ユニット２の移動速度を検出する速度検出手段２６を備えている。速度検出手段２６としては、前記のようにリニアガイド機構を備えたものであれば、このリニアガイド機構のスライダーの速度を検出するもの等で構成できる。

ウェブ材料Ｗの搬送速度と加工ユニット２の移動速度とを合わせる同期手段４としては、ウェブ材料Ｗの搬送速度に加工ユニット２の移動速度を合わせるように移動手段３を制御することになる。また、速度が同期すれば、指令手段５は、加工ユニット２にてウェブ材料Ｗへの加工を行わせる。

また、この装置では逆方向移動手段２７を備える。逆方向移動手段２７としては、ローラ機構１０の上流側ローラ群１７の可動ローラ(ガイドローラ)３２と、ローラ機構１０の下流側ローラ群１８の可動ローラ(ガイドローラ)３５と、各可動ローラ３２，３５を、ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側へ移動させる移動機構とを備えたものである。移動機構としては、駆動源としての駆動用モータ（例えば、サーボモータ）と、この駆動源の駆動にて可動ローラ３２，３５を駆動させるための連動機構と、ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側へ移動させるためのガイド機構等で構成できる。

移動機構としては、シリンダ機構、リニアガイド機構等の往復動機構を用いることができる。さらに、移動機構として、可動ローラ３２，３５に対して１個であっても、それぞれに付設されるものであってもよい。この場合、可動ローラ３２，３５が同期して、同時に移動して、その際の移動速度及び移動範囲を同一に設定する必要がある。

この加工装置では、この逆方向移動手段２７にて移動する可動ローラ３２，３５の速度を検出する速度検出手段２８が設けられている。なお、この速度検出手段２８としては、図４に示す加工装置等に用いられる従来の構成と同様の手段にて構成できる。

次に、前記のように構成された装置を用いてウェブ材料Ｗを加工する方法を図３に示すフローチャート図を用いて説明する。ウェブ材料Ｗの搬送を開始し（ステップＳ１１）、この搬送中に、加工ユニット２を図１に示す矢印Ｃ１方向に、つまりこのウェブ材料搬送方向の上流側から下流側へ移動させると同時に可動ローラ３３，３５を、図１に示す矢印Ｃ２方向に、ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側へ移動させる(ステップＳ１２)。

その後、ステップＳ１３へ移行して、ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニット２の移動速度とが同じ速度になったか（同期したか）を判断する。この際、この実施形態では、前記図４に示したように、逆方向移動手段２７を有さない装置におけるウェブ材料Ｗの半分の速度になるように加工ユニット２を加速する。その加速に伴って、可動ローラ３３，３５を、ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側へ加工ユニット２の速度となるように加速する。

これによって、加工ユニット２の移動許容範囲Ｈ内でウェブ材料Ｗの搬送速度と加工ユニット２とが同一速度で、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側へ移動することになる。このように、ステップＳ１３で同期すれば、ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット２の移動速度とをそのままの状態で、ステップＳ１４へ移行して、加工ユニット２にて加工することになる。

その後は、ステップＳ１５へ移行して、加工工程を終了するか判断する。ステップＳ１５で終了すると判断すれば、終了し、終了しない場合は、加工ユニット２を初期位置に戻す。すなわち、加工ユニット２を、このウェブ材料搬送方向の下流側から上流側へ移動させて、初期位置に戻す(ステップＳ１６)。このように初期位置に戻れば、ステップＳ１１に戻る。

このように、逆方向移動手段２７を備えたものでは、搬送されているウェブ材料Ｗの加工ユニット２との移送速度との相対的な関係において、加工ユニット２の速度を、逆方向移動手段２７を有さないものに比べて遅くすることができる。搬送中のウェブ材料Ｗを、その搬送方向と逆方向に移動させるものでは、加工ユニット２をウェブ材料Ｗの搬送速度に合わせる際における加工ユニット２の振動を比較的小さくなるように抑制でき、また、加工ユニット２の移動速度を抑えることができるので、ウェブ材料Ｗと加工ユニット２との速度同期性の向上を図ることができる。このため、加工精度の向上を図ることができる。さらには、加工ユニット２の移動距離を小さくでき、加工ユニット２を移動させるにも関わらず、装置全体のスペースを小さく設定できる。

ウェブ材料搬送手段１を、複数のローラ３０、３１、３２、３３、３４、３５を有するローラ機構１０にて構成することによって、簡単な構成で安定してウェブ材料Ｗを搬送することができる。しかも、少なくとも加工ユニット２の移動許容範囲内では、ウェブ材料Ｗが水平方向に沿って搬送されるものであり、加工ユニット２の移動方向としても、水平方向に沿った移動となって、制御性の向上を図ることができ、しかも、加工ユニット２の移動機構の簡略化を図ることができる。

逆方向移動手段２７が、前記ガイドローラ３２，３５をウェブ材料の搬送方向と逆方向に移動させる機構であれば、逆方向移動手段２７の機構の簡略化を図ることができる。加工ユニット２の質量と、可動ローラ３３，３５の質量とを同一とした場合に、搬送中の加工ユニット２の移動速度がウェブ材料Ｗの搬送速度の１／２であるように安定よく設定できる。このように設定すれば、加工ユニット２の移動速度を、搬送中のウェブ材料Ｗをその搬送方向と逆方向に移動させない場合に比べて、１／２にすることができ、安定した加工を継続することができる。また、加工ユニット２と逆方向へ移動させるユニット（可動ローラ３２，３５等）とを連動させることにより、反力を打消し合い装置振動成分（要素）を小さくすることができ、安定したウェブ材料の搬送が可能である。

搬送中の加工ユニット２の移動速度がウェブ材料Ｗの搬送速度の１／２に設定する場合に限るものではない。例えば、ウェブ材料Ｗの移動速度をＶ１とし、加工ユニット２の移動速度Ｖ２とした場合に、０＜Ｖ２／Ｖ１＜１であればよい。なお、加工ユニット２の質量と、可動ローラ３３，３５の質量とが相違する場合であってもよい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、加工ユニット２として、前記実施形態では、上型２１と下型２２を備えたプレス機械であり、切断（型抜き）するものであったが、いわゆるミシン目等を入れるものであってもよい。また、加工ユニット２としてレーザースキャナや画像転写装置等であってもよい。レーザースキャナ等では、照射されたレーザをウェブ材料Ｗの搬送方向に対して直交する方向に走査することになる。

ウェブ材料搬送装置として、上流側ローラ群１７及び下流側ローラ群１８のローラ数としては、図例のものに限るものではなく、増減が任意である。また、加工ユニット２を搬送方向に沿って移動させる機構、上型２１の上下動機構、及び可動ローラ３３，３５の移動機構としては、公知公用の各種の往復動機構を用いることができる。

ウェブ材料Ｗの搬送速度と、加工ユニット２の上流側から下流側への移動速度とを合わせる際に、前記実施形態では、ウェブ材料Ｗの搬送速度を基準として、この速度に加工ユニット２の移動速度を合わせるように制御していたが、逆に加工ユニット２の移動速度を基準にウェブ材料Ｗの搬送速度を合わせるようにしてもよい。また、ウェブ材料Ｗの搬送速度と加工ユニット２の移動速度をともに調整するようにしてもよい。

１ ウェブ材料搬送手段
２ 加工ユニット
３ 移動手段
４ 同期手段
５ 指令手段
１０ ローラ機構
２７ 逆方向移動手段
３０，３１、３３，３４ ガイドローラ（固定ローラ）
３２，３５ ガイドローラ（可動ローラ）
Ｈ 移動許容範囲
Ｗ ウェブ材料

Claims (6)

1. 上流側から下流側へ搬送されているウェブ材料に対して加工を行う加工ユニットを有するウェブ材料加工装置であって、
   加工ユニットの移動許容範囲内において、上流側から下流側へのウェブ材料搬送中に、そのウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させる逆方向移動手段を備え、同期手段にて、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲で、ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニットの上流側から下流側への移動速度とを合わせた状態で、指令手段の指令にて加工ユニットのウェブ材料への加工を行うことを特徴とするウェブ材料加工装置。
2. 前記ウェブ材料を上流側から下流側へ搬送するウェブ材料搬送手段を備え、このウェブ材料搬送手段は、複数のローラを有するローラ機構にて構成され、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内において、ウェブ材料が水平方向に沿って搬送されるように案内するガイドローラを具備することを特徴とする請求項１に記載のウェブ材料加工装置。
3. 逆方向移動手段が、前記ガイドローラをウェブ材料の搬送方向と逆方向に移動させる機構であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウェブ材料加工装置。
4. 搬送されているウェブ材料に対して加工ユニットにて加工を行うウェブ材料加工方法であって、
   加工ユニットは、設定される移動許容範囲内において、ウェブ材料搬送方向の上流側から下流側への移動と、前記ウェブ材料搬送方向の下流側から上流側への移動とが可能であり、少なくとも加工ユニットの移動許容範囲内において、上流側から下流側へのウェブ材料搬送中に、ウェブ材料をその搬送方向と逆方向に移動させつつ、ウェブ材料の搬送速度と、加工ユニットの上流側から下流側への移動速度とを合わせた状態で、加工ユニットのウェブ材料への加工を行うことを特徴とするウェブ材料加工方法。
5. 搬送中の加工ユニットの移動速度がウェブ材料の搬送速度の１／２であることを特徴とする請求項４に記載のウェブ材料加工方法。
6. 加工ユニットと逆方向へ移動させるユニットとを連動させることにより、反力を打消し合い装置振動成分（要素）を小さくしたことを特徴とする請求項５に記載のウェブ材料加工方法。

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