JP2022094641A - ロール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送時にフィルムに生じるシワやエアーフィルムを効率的に除去可能なロール装置を提供する。【解決手段】搬送または巻回されるフィルムの表面を押圧可能な１以上のタッチロール機構を備えるロール装置であって、タッチロール機構が、中心軸周りに回転可能に支持される円柱状のロールと、ロールをフィルムの面方向に移動可能な第１の駆動装置と、ロールを、フィルムの表面に近づく方向及びフィルムの表面から離れる方向に移動可能な第２の駆動装置と、ロールを、ロールの中心軸と直交する軸を中心として回転可能な第３の駆動装置とを備える、ロール装置。【選択図】図１

Description

本発明は、ロール装置に関する。

フィルム製品の製造において、フィルムの搬送時に基材の伸縮によってフィルムに生じるシワを抑制／除去する方法について検討されており、例えば、タッチロールで搬送中のフィルムを押圧することにより、フィルム内での張力の変動や反りを低減してシワの抑制／除去する方法が知られている（特許文献１）。また、より精度よくシワを抑制／除去するために、ロールの形状や材質を特殊なものにすることも検討されており、例えば、ヘリカルロール、クラウンロール、エキスパンダーロールなどが知られている。また、搬送中のフィルムのズレ量を検出し、当該ズレ量に応じてフィルムの搬送方向を調整するガイドロール機構（自動蛇行修正装置）を用いて、シワを抑制する方法も知られている。

また、フィルムの巻き取り時に空気を巻き込むことで生じるエアーフィルムの除去の方法についても検討されている（特許文献２）。エアーフィルムの除去の方法として、例えば、タッチロールで搬送中のフィルムを均一な圧力及び温度で押圧することで、フィルムの巻取部への密着性を高めてエアーフィルムを除去する方法が知られている。

特開２０１４－０１５３１９号公報 特開２０１４－０５７９０５号公報

しかし、シワを抑制／除去するために用いられるヘリカルロールやクラウンロールは、発生したシワの発生位置や形状に応じてロール自体の設計が必要になるという問題がある。特に、クラウンロールの加工難易度は高く、ゴム系の材質であった場合はさらに加工精度が低くなり再現性も低くなる。エキスパンダーロールは、ロール軸を湾曲させることで様々なシワに対応することができるため、ヘリカルロールやクラウンロールのようなロールの再設計の必要はないが、ロールの機構変更は必要なため、コストや時間を要するという問題がある。自動蛇行修正装置においても、シワの発生状況に応じてガイドロール等の機構変更が必要となるため、コストや時間を要するという問題がある。

それ故に、本発明は、搬送時にフィルムに生じるシワやエアーフィルムを効率的に除去可能なロール装置を提供することを目的とする。

本発明に係るロール装置は、搬送または巻回されるフィルムの表面を押圧可能な１以上のタッチロール機構を備えるロール装置であって、タッチロール機構が、中心軸周りに回転可能に支持される円柱状のロールと、ロールをフィルムの面方向に移動可能な第１の駆動装置と、ロールを、フィルムの表面に近づく方向及びフィルムの表面から離れる方向に移動可能な第２の駆動装置と、ロールを、ロールの中心軸と直交する軸を中心として回転可能な第３の駆動装置とを備える。

本発明によれば、搬送時にフィルムに生じるシワやエアーフィルムを効率的に除去可能なロール装置を提供できる。

実施形態に係るタッチロール機構の概略構成を示す正面図 実施形態に係るロール装置の使用状態の一例を示す斜視図 実施形態に係るロール装置の使用状態の他の一例を示す斜視図 実施形態に係るロール装置とフィルムの部分平面図 実施形態に係るロール装置とフィルムの部分平面図

図１は、実施形態に係るタッチロール機構の概略構成を示す正面図であり、図２及び図３は実施形態に係るロール装置の使用状態を示す斜視図である。図２及び図３においては、ロール装置１００を構成するロール４のみを記載し、他の構成の記載を省略している。なお、図２及び図３において、ロール４の数は７個であるが、１以上であれば任意に変更可能とする。

本実施形態のロール装置１００は、タッチロール機構１０を１以上備える。図２に示す例では、ロール装置１００を構成する複数のタッチロール機構１０が、搬送装置等に設けられる任意の２つの処理ロール６（搬送用ロール）の間のフィルム５の上面側に配置されている。また、図３に示す例では、ロール装置１００を構成する複数のタッチロール機構１０が、フィルム５をロール状に巻き取る巻取部７あるいは巻取部７の直前に設けられる。

図１に示すように、タッチロール機構１０は、第１の駆動装置１、第２の駆動装置２、第３の駆動装置３、及びロール４を備えており、フィルム５の表面を押圧可能に設けられる。ロール装置１００がタッチロール機構１０を複数備える場合、ロール装置１００は、各タッチロール機構１０の第１の駆動装置１、第２の駆動装置２、及び第３の駆動装置３をそれぞれ独立して駆動することができる。

第１の駆動装置１は、ロール４をフィルム５の面方向に移動可能にする装置であり、シワまたはエアーフィルムの発生場所や形状に応じて、適切な場所にロール４を移動させることができる。第１の駆動装置１は、例えば、モータやシリンダー等の動力を備え、当該動力を伝達するために必要なギア、ベルト、チェーン等の部品を備えてもよい。シリンダーの駆動量は、例えば、電気、空気、磁力等で調整することができる。

第２の駆動装置２は、ロール４をフィルム５の表面に近づく方向及びフィルム５の表面から離れる方向に移動可能にする装置であり、シワまたはエアーフィルムの形状や濃淡に応じて、ロール４のフィルム５表面への押圧力を調整することができる。第２の駆動装置２は、例えば、モータやシリンダー等の動力を備え、当該動力を伝達するために必要なギア、ベルト、チェーン等の部品を備えてもよい。

第３の駆動装置３は、ロール４を、ロール４の中心軸Ａと直交する軸Ｂを中心として回転可能にする装置であり、シワやエアーフィルムの発生場所や形状に応じて、ロール４の搬送方向に対する角度を調整することができる。第３の駆動装置３は、例えば、モータやシリンダー等の動力を備え、当該動力を伝達するために必要なギア、ベルト、チェーン等の部品を備えてもよい。

ロール４は、フィルム５に発生したシワの近傍、またはエアーフィルムの発生部分を、中心軸Ａを軸として回転しながら押圧することで、シワまたはエアーフィルムを除去する部材である。ロール４は、例えば円柱形状をしており、フィルム５と接する部分であるロール４の表面の材質は、例えば金属やゴムである。タッチロール機構１０が複数ある場合、複数のタッチロール機構１０のそれぞれのロール４の材質または大きさ（直径、長さ）は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。

ロール４は、中心軸Ａを軸とした回転が制御される駆動ロールであってもよいし、フィルム５の搬送に伴って回転するフリーロールであってもよい。駆動ロールの場合、ロール４は、周辺に設けられる処理ロールやモータ等の動力と、ギア、ベルト、チェーン等を介して接続されることで駆動する。

（シワの除去）
ロール装置１００によるシワの除去の方法について、図４を用いて説明する。図４は、実施形態に係るロール装置とフィルムの部分平面図である。図４においては、タッチロール機構１０のうちロール４以外の部分は省略し、搬送方向は白抜き矢印の方向とする。

フィルム５に発生したシワを除去する場合、ロール装置１００の各タッチロール機構１０は、例えば、任意の２つの処理ロール６の間に設けられる（図２参照）。また、タッチロール機構１０は、図４（ａ）～（ｆ）に示すように、シワに沿って配置され、ロール４がシワから離れる方向に回転することで、シワが除去される。以下に、ロール４をロール４ａ～４ｔとして図４（ａ）～（ｆ）を説明する。

図４（ａ）は、搬送方向に沿ってシワが発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。タッチロール機構１０は、搬送方向に沿って発生したシワ（直線シワ）をフィルム５の幅方向から挟むように配置され、ロール４ａ及びロール４ｂが、直線シワから離れる方向（図４（ａ）の矢印の方向）に回転する。各タッチロール機構１０のロール４の材質、大きさ、回転速度は同じである。ロール４の回転方向は、直線シワに対して幅方向の同じ側に配置されるロールどうしで同じとなる。具体的には、紙面においてシワの左側に配置された３つのロール４ａがそれぞれ同じ方向に回転し、シワの右側に配置された３つのロール４ｂは、ロール４ａの回転方向と直線シワを軸に線対称となる方向に回転する。これにより、フィルム５に発生した直線シワは両側から延ばされ、除去される。

図４（ｂ）も図４（ａ）と同様、直線シワが発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。図４（ｂ）では、直線シワを挟んだフィルム５の幅方向に、直線シワから離れる方向（図４（ｂ）の矢印の方向）に回転するロール４ｃと、ロール４ｃによってフィルム５に発生する張力をカットする張力カットロール４ｄとが配置される。このとき、張力カットロール４ｄは、例えば、フリーロールとすることができる。張力カットロール４ｄでフィルム５を押圧することにより、ロール４ｃがシワを伸ばすためにフィルム５に与える張力が、張力を与える必要のない部分にまで及ぶことを阻止することができる。これにより、フィルム５に発生したシワは好適に延ばされ、除去される。

図４（ｃ）は、シワの形状（幅、長さ）及び濃淡（深さ）の異なる２種類の直線シワが発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。いずれのシワも、図３（ｂ）のように、直線シワから離れる方向（図４（ｃ）の矢印の方向）に回転するロール４e、４ｆと、張力カットロール４ｇ、４ｈとで、シワを除去することができる。ただし、シワの形状や濃淡、発生場所に応じてロールの数や材質を変更してもよく、例えば、図４（ｃ）において直線シワから離れる方向に回転するロール４ｅ、ロール４ｆ、及び張力カットロール４ｇ、ロール４ｈは、それぞれ材質が異なっていてもよい。これにより、発生状況に応じてより好適にシワの除去を行うことが可能となる。

図４（ｄ）も図４（ａ）、（ｂ）と同様、直線シワが発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。ただし、図４（ｄ）では、フィルム５の幅方向に並んだ、径の異なる複数のロール４ｌ～４ｐが直線シワから離れる方向（図４（ｄ）の矢印の方向）に回転することによってシワの除去が行われる。ロール４ｌ～４ｐが駆動ロールである場合、ロールの径に応じてロールの周速が異なるため、ロールによってフィルム５に与える張力を変えることができる。そのため、発生状況に応じてより好適にシワの除去を行うことが可能となる。

図４（ｅ）は、搬送方向に対して斜めにシワが発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。タッチロール機構１０は、搬送方向に対して斜めに発生したシワ（斜めシワ）をフィルム５の幅方向から挟むように配置され、ロール４が、斜めシワから離れる方向（図４（ｅ）の矢印の方向）に回転する。このとき、図４（ｅ）のように、シワを挟んでフィルム５の幅方向に配置されるロール４ｑの回転方向と搬送方向とがなす角度は、ロール４ｒの回転方向と搬送方向とがなす角度と異なる。また、ロール４ｑとロール４ｒとは押圧力が異なっていてもよい。これにより、フィルム５に斜めシワが発生した場合であっても、好適にシワの除去が可能となる。

図４（ｆ）は、直線シワと斜めシワの両方が発生した場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。図４（ｆ）では、両シワを挟んで配置されるロール４ｓとロール４ｔとが、それぞれ最も近いシワから離れる方向（図４（ｆ）の矢印の方向）に回転する。このとき、ロール４ｓとロール４ｔとの径及び長さが異なる。また、ロール４ｓの回転方向と搬送方向とのなす角度は、ロール４ｔの回転方向と搬送方向とのなす角度と異なっていてもよく、ロール４ｓとロール４ｔとは押圧力が異なっていてもよい。これにより、フィルム５に直線及び斜めシワが発生した場合であっても、好適にシワの除去が可能となる。

（エアーフィルムの除去）
ロール装置１００によるエアーフィルムの除去の方法について図５を用いて説明する。図５は、実施形態に係るロール装置とフィルムの部分平面図である。図５においては、タッチロール機構１０のうちロール４以外の部分は省略し、搬送方向は白抜き矢印の方向とする。また、フィルム５においてパターン塗りを施した部分がエアーフィルムの発生している部分とする。

エアーフィルムの除去を行う場合、ロール装置１００の各タッチロール機構１０は、フィルム５の巻き取りを行う巻取部７、または搬送方向に対して巻取部７の直前に設けられる（図３参照）。図５においてエアーフィルムの除去に用いるロール４は、フリーロールとするが、これに限定されず、駆動ロールであってもよい。

図５（ａ）は、フィルム５の両端からの空気の巻き込みを防ぐことによりエアーフィルムを除去する場合のタッチロール機構１０の配置例を示す。ロール４は、フィルム５の両端に巻き込まれる空気を排出するように、フィルム５の両端にそれぞれ配置される。ロール４の大きさ及び配置角度は、図５（ａ）のように、径が小さく、長さのあるロールであってもよく、また、左右で搬送方向に対する角度が異なっていてもよい。これにより、フィルム５のエアーフィルムを好適に除去することができる。

図５（ｂ）は、フィルムの両端のみエアーフィルムを除去する場合を示す。図に示すように、ロール４は、全体的に発生したエアーフィルムのうち、フィルム５の両端のエアーフィルムのみ除去するように、フィルム５の両端にそれぞれ配置される。このように、特定箇所のエアーフィルムを残すことで、フィルムのブロッキングを抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態においては、ロール装置１００のタッチロール機構１０は、第１の駆動装置１、第２の駆動装置２、及び第３の駆動装置３を備えるため、ロール４の、フィルム５の面方向への移動、フィルム５の表面に直交する方向への移動、及び軸Ｂを中心とした回転が可能となる。そのため、搬送時にフィルムに生じるシワやエアーフィルムを効率的に除去可能なロール装置１００を提供することができる。

また、タッチロール機構１０が複数設けられる場合は、単数の場合よりも精度よくシワの除去が可能となる。

また、複数のタッチロール機構１０のそれぞれのロール４の大きさ（直径、長さ）および材質は自由に組み合わせ可能であるため、シワ及びエアーフィルムの発生状況に応じて適宜組み合わせることで、より精度よくシワ及びエアーフィルムの除去が可能となる。

本発明は、フィルム製品の製造時において発生するシワの抑制／除去及びエアーフィルムの除去をするロール装置として利用できる。

１ 第１の駆動装置
２ 第２の駆動装置
３ 第３の駆動装置
４ ロール
５ フィルム
７ 巻取部
１０ タッチロール機構
１００ ロール装置

Claims (7)

1. 搬送または巻回されるフィルムの表面を押圧可能な１以上のタッチロール機構を備えるロール装置であって、
   前記タッチロール機構が、
   中心軸周りに回転可能に支持される円柱状のロールと、
   前記ロールを前記フィルムの面方向に移動可能な第１の駆動装置と、
   前記ロールを、前記フィルムの表面に近づく方向及び前記フィルムの表面から離れる方向に移動可能な第２の駆動装置と、
   前記ロールを、前記ロールの中心軸と直交する軸を中心として回転可能な第３の駆動装置とを備える、ロール装置。
2. 前記タッチロール機構が複数設けられる、請求項１に記載のロール装置。
3. 複数の前記タッチロール機構のそれぞれの前記ロールの外径が同じである、請求項２に記載のロール装置。
4. 複数の前記タッチロール機構の１つの前記ロールの外径と、複数の前記タッチロール機構の他の１つの前記ロールの外径とが異なる、請求項２に記載のロール装置。
5. 前記ロールは、前記ロールの回転が制御させる駆動ロール、または前記ロールが接触する前記フィルムに伴って回転するフリーロールである、請求項１～４のいずれかに記載のロール装置。
6. 搬送に伴って生じた前記フィルムのシワを、前記フィルムの幅方向から挟むように前記タッチロール機構の前記ロールを配置可能であり、前記ロールが前記シワから離れる方向に回転する、請求項２～５のいずれかに記載のロール装置。
7. 前記タッチロール機構の前記ロールは、前記フィルムをロール状に巻き取る巻取部に設けられる、請求項１～６のいずれかに記載のロール装置。

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