JP3980264B2 - ウエブ巻き付け方法および装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、巻き替え機や裁断機に適用され、巻芯の外周面に長尺ウエブを巻き取るウエブ巻き付け方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、長尺ウエブ、例えば、長尺フイルムを巻芯に自動的に巻き取る巻き替え機や、幅広のフイルム原反を裁断して所定の幅寸法を有する長尺フイルムを得た後、この長尺フイルムを巻芯に自動的に巻き取る裁断機では、巻き取り位置で前記巻芯が回転される際に、該巻芯の外周面に前記長尺フイルムを支持するために巻き付け機構が採用されている。
【０００３】
この種の巻き付け機構では、例えば、特公昭５７−４００５２号公報（以下、従来技術１という）に開示されているように、ベルトラッパの先端にスプールを保持するホルダを備えるとともに、前記ホルダを回動自在に構成し、かつ前記ホルダに保持されたスプールの中心軸線を巻き取り胴の中心軸線に一致させるまで該ベルトラッパを往復移動させる駆動機構が設けられている。
【０００４】
また、実公昭４８−３８１４９号公報（以下、従来技術２という）に開示されたストリップコイラでは、ストリップをコイル状に巻き取るマンドレルと、該マンドレルの周辺近くに複数個配置されるラッパロールおよびラッパロールプレートと、前記ラッパロールをストリップの巻き始め位置に押し付け、あるいはこの位置から後退せしめる流体圧シリンダとが備えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記の従来技術１では、ベルトラッパの開口部がフイルムの進入方向、すなわち、フイルムテンションが作用する方向に一致している。このため、巻芯（スプール）に長尺フイルムを巻き付ける際に、フイルムテンションを介して前記巻芯が大きく撓んでしまうおそれがある。巻芯が撓むと、フイルムテンションがこの巻芯の両エッジ部に集中して長尺フイルムの走行が不安定となり易く、前記長尺フイルムの巻状が乱れてしまうという問題がある。
【０００６】
一方、上記の従来技術２では、巻始め部のコイル形状を良好に維持するために、巻き取るべきストリップ（長尺フイルムに対応）の厚さに応じてマンドレル（巻芯に対応）と各ラッパロール間のギャップを設定することを目的としており、ストリップテンションによるマンドレルの撓み防止に関する工夫はなされていない。すなわち、ストリップテンションとラッパロール押圧力とのバランスが考慮されておらず、このストリップテンションがマンドレルに作用して該マンドレルの撓みが発生し易いという問題が指摘されている。
【０００７】
さらに、上記の従来技術２では、マンドレルとラッパロールおよびラッパロールプレート間にギャップが設けられており、このギャップを介して前記マンドレルにストリップが巻き付けられている。しかしながら、特に、この方式で巻芯に長尺フイルムを巻き付けようとすると、この巻芯の外周面に前記長尺フイルムが密着し難くなり、巻き付け後のフイルムロールの端面では、巻状が不安定になるという問題がある。
【０００８】
本発明はこの種の問題を解決するものであり、簡単な工程で、巻芯に長尺ウエブを円滑かつ高精度に巻き付けることが可能なウエブ巻き付け方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、巻芯に長尺ウエブを巻き付ける際に、この巻芯に撓みが発生することを、簡単な構成で確実に阻止することが可能なウエブ巻き付け装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るウエブ巻き付け方法では、巻芯の外周面に複数のローラを介して長尺ウエブが支持されるとともに、複数のブロックを介して前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙が形成された状態で、前記巻芯を回転させる。そして、ローラおよびブロックは、長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、巻芯より退避し、前記長尺ウエブが前記巻芯の外周面に１周以上巻き付けられると、全ての前記ローラおよび全ての前記ブロックが該巻芯より退避される。
【００１１】
このように、ローラおよびブロックを、長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、巻芯より退避させるため、前記長尺ウエブの初期巻き付け時に、該長尺ウエブの先端のみが保持される。従って、ウエブテンションを介して巻芯の外周面で長尺ウエブに弛みが発生することがなく、簡単な工程で、所望の巻状を確実に維持して高品質な製品を効率的に得ることができる。
【００１２】
ここで、長尺ウエブを搬送するための基準ローラに設けられたエンコーダの出力信号に基づいて、ローラおよびブロックの移動タイミングが設定される。このため、長尺ウエブの巻き付け状態に対応して、ローラおよびブロックの移動が正確に遂行され、前記長尺ウエブの巻き付け不良を有効に回避することが可能になる。
【００１３】
また、本発明では、巻芯が回転する際にこの巻芯の外周面に長尺ウエブを案内する巻き付け機構が、前記巻芯の外周面に前記長尺ウエブを押圧支持するとともに、少なくとも該長尺ウエブのテンションが作用する方向に対向して該巻芯に押圧される進退自在な複数のローラと、前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙を形成する進退自在な複数のブロックと、前記長尺ウエブが前記巻芯の外周面に１周以上巻き付けられると、全ての前記ローラおよび全ての前記ブロックが該巻芯より退避されるように、前記ローラおよび前記ブロックを、前記長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、前記巻芯より退避させる駆動手段とを備えている。
【００１４】
これにより、ローラは、長尺ウエブのテンションが作用する方向に対向して巻芯を押圧し、この長尺ウエブのテンションと前記押圧ローラの押圧力とのバランスを取ることができる。従って、長尺ウエブを巻芯に巻き付ける際、この長尺ウエブのテンションにより前記巻芯が撓むことを有効に阻止し、簡単な構成で、安定した巻状を確実に得ることが可能になる。
【００１５】
さらに、ローラは、長尺ウエブのテンションが作用する方向に平行しかつ巻芯の直径方向に延在する仮想基準線に対し、互いに対称位置に配置される第１および第２押圧ローラを備え、前記第１および第２押圧ローラが、単一のブロックに回転可能に装着されている。
【００１６】
このため、第１および第２押圧ローラは、巻芯の外周面に安定した状態で強固に支持されており、この第１および第２押圧ローラが装着されるブロック自体の剛性に依存する必要がなく、前記ブロックと前記巻芯とのクリアランスを確実に維持することができる。従って、長尺ウエブの巻き付け作業が効率的かつ円滑に遂行可能になる。
【００１７】
さらにまた、第１および第２押圧ローラが装着されるブロックは、押圧力調整機能付きアクチュエータを介して巻芯に対し進退可能に構成されている。これにより、長尺ウエブのテンションに応じて第１および第２押圧ローラの押圧力を調整することができ、前記長尺ウエブのテンションと前記第１および第２押圧ローラの押圧力とのバランスを有効に取ることが可能になり、巻芯に撓みが発生することを可及的に阻止し得る。
【００１８】
また、巻き付け機構は、第１および第２押圧ローラに対向して巻芯に係合する受けローラを備え、前記第１および第２押圧ローラと前記受けローラとを介して巻芯を確実に保持することができる。しかも、巻き付け機構は、仮想基準線に交差する仮想線上に巻芯を挟んで配置され、それぞれ進退可能な第３押圧ローラおよび巻き付けニップローラを備えており、前記第３押圧ローラと前記巻き付けニップローラとの押圧力のバランスを取ることが可能になる。
【００１９】
さらに、巻き付け機構は、巻芯の軸方向に複数台配列されるとともに、前記巻芯の軸長に応じて、所定数の該巻き付け機構のみを長尺ウエブの巻き付け位置に配置可能である。従って、巻芯の軸方向全体に均一な押圧力が付与され、前記巻芯を全長にわたって直線状に維持するとともに、種々の軸長の異なる巻芯にも容易に対応することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施形態に係るフイルム（ウエブ）巻き付け装置１０が組み込まれるフイルム加工裁断機１２の概略構成説明図である。
【００２１】
フイルム加工裁断機１２は、ＰＥＴフイルム、ＴＡＣフイルム、ＰＥＮフイルムまたは印画紙等をベースとしたロール状感光材料（以下、フイルムロール１４という）が配置され、このフイルムロール１４を回転させて長尺フイルム原反（ウエブ原反）１６を送り出すフイルム送出装置１８と、この長尺フイルム原反１６を、次段の工程に、順次、搬送する搬送装置２０と、前記搬送装置２０により搬送される前記長尺フイルム原反１６を幅方向に裁断するとともに耳落としをして所定の幅寸法を有する長尺フイルム（長尺ウエブ）２４ａ、２４ｂを形成する裁断装置２６と、前記長尺フイルム２４ａ、２４ｂを巻芯２８に巻き付けた後に所定の長さ毎に切断して製品３０ａ、３０ｂを得るためのフイルム巻き付け装置１０と、前記長尺フイルム原反１６から排出された耳部３２を処理するための耳部処理装置３４とを備える。
【００２２】
フイルム送出装置１８は、一組のフイルムロール１４が割り出し可能に支持される送出軸３６を備えており、このフイルムロール１４が図示しない繰り出しモータの作用下に繰り出される。搬送装置２０は、メインフィードローラであるサクションドラム（基準ローラ）３８と、複数のローラ４０とを備えており、このサクションドラム３８は、図示しないサーボモータを介して周速が所定のパターンになるように速度制御されるとともに、前記サクションドラム３８の回転軸（図示せず）にはエンコーダ４１が連結されている。
【００２３】
送出軸３６とサクションドラム３８との間に配置されているいずれかのローラ４０には、張力検出器（テンションピックアップ）４２が装着されており、この間におけるフイルム張力が前記張力検出器４２および前記送出軸３６に装着された繰り出しモータ（図示せず）によって制御される。送出軸３６側には、長尺フイルム原反１６の端部位置を検出して位置調整するためのＥＰＣセンサ４４と、前記長尺フイルム原反１６の終端と新たな長尺フイルム原反１６の先端とを接合するための接合用サクションテーブル４６とが配設される。
【００２４】
裁断装置２６は、左右に配置された複数組の回転カッタ４８ａ、４８ｂを備えており、裁断幅に対応して選択的に裁断位置に配置され、長尺フイルム原反１６を所望の幅寸法に裁断する機能を有する。裁断装置２６の下方には、それぞれ２本ずつ裁断された長尺フイルム２４ａ、２４ｂを互いに異なる方向に分離するための分離ローラ５０ａ、５０ｂが配置され、この分離ローラ５０ａ、５０ｂの下流側には、ニップローラ対５２ａ、５２ｂを介してフイルム巻き付け装置１０が配設される。
【００２５】
フイルム巻き付け装置１０は、長尺フイルム２４ａ、２４ｂに対応して、図１中、左右一組ずつ設けられているが、以下、長尺フイルム２４ａ側についてのみ説明し、長尺フイルム２４ｂ側については、同一の構成要素に同一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
【００２６】
図２に示すように、ニップローラ対５２ａは、図示しない回転駆動源が連結されるバックアップローラ５４と、前記バックアップローラ５４に対して進退自在なニップローラ５６とを備える。このバックアップローラ５４は、矢印Ｂ方向に対してサクションドラム３８よりも速い送り速度になるように周速が設定されている。ニップローラ５６がバックアップローラ５４に長尺フイルム２４ａを挟んで押し付けられることにより、このニップローラ５６の下流側の長尺フイルム２４ａにテンションが付与されていない状態でも、裁断装置２６に所定のテンションを付与可能に構成されている。
【００２７】
図１および図２に示すように、フイルム巻き付け装置１０は、巻芯２８を保持して回転可能な巻芯回転機構５８と、この巻芯２８に長尺フイルム２４ａを所定の長さまで巻き付けて巻回体３０を得る複数（例えば、１４台）のブロックラッパ（巻き付け機構）６０と、前記巻芯２８に巻き付けられた前記長尺フイルム２４ａの周面をテンションが付与された状態で把持するとともに、前記ブロックラッパ６０から相対的に離間可能な製品受け取り機構６４と、前記製品受け取り機構６４により前記長尺フイルム２４ａにテンションが付与された状態で該長尺フイルム２４ａを幅方向に切断する切断機構６６と、前記巻芯２８を前記ブロックラッパ６０に自動的に供給する巻芯供給機構６８とを備える。
【００２８】
図３に示すように、巻芯回転機構５８は、例えば、２本の巻芯２８を同軸上に配置して、各巻芯２８に長尺フイルム２４ａを同時に巻回可能に矢印Ｄ方向（巻芯２８の軸方向）に延在するガイドレール７２ａ、７２ｂおよびボールねじ７４を介して位置調整可能に配置されている。
【００２９】
図３および図４に示すように、巻芯回転機構５８は、ガイドレール７２ａ、７２ｂおよびボールねじ７４に支持されるそれぞれ２台の可動ベース７６ａ、７６ｂを備え、前記可動ベース７６ａ、７６ｂには、ボールねじ７４が螺合するナット部７８ａ、７８ｂと、前記ナット部７８ａ、７８ｂをベルト・プーリ手段８０ａ、８０ｂを介して個別に回転可能なサーボモータ８２ａ、８２ｂとが設けられる。
【００３０】
可動ベース７６ａ、７６ｂには、シリンダ８４ａ、８４ｂが固定されており、このシリンダ８４ａ、８４ｂから突出するロッド８６ａ、８６ｂに巻き取りアーム８８ａ、８８ｂが固着される。巻き取りアーム８８ａ、８８ｂには、巻芯チャック９０ａ、９０ｂが回転自在に装着されるとともに、前記巻芯チャック９０ａは、サーボモータ９２を介して回転駆動される。
【００３１】
このサーボモータ９２は、可動ベース７６ａに固定されており、その駆動軸９４にベルト・プーリ手段９６を介して回転筒体９８が連結される。この回転筒体９８は、可動ベース７６ａに支持されるとともに、内周面にスプライン溝が形成されており、このスプライン溝にスプラインシャフト１００が嵌合する。スプラインシャフト１００は、巻き取りアーム８８ａに固着されたケーシング１０２に回転自在に支持されており、このスプラインシャフト１００の端部には、ベルト・プーリ手段１０４を介して巻芯チャック９０ａが連結されている。
【００３２】
図５に示すように、複数のブロックラッパ６０は、ユニット本体２００に対して、巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に交差する方向（矢印Ｃ方向）に個別に進退自在に配設されるとともに、このユニット本体２００は、駆動手段２０２を介して矢印Ｃ方向に進退可能である。駆動手段２０２は、矢印Ｄ方向に所定の間隔だけ離間した一対の枠体２０４を備え、少なくとも一方の枠体２０４にはサーボモータ２０６が装着される。サーボモータ２０６の駆動軸２０８には、ベルト・プーリ手段２１０を介してボールねじ２１２が連結されており、このボールねじ２１２が枠体２０４の上部に回転自在に支持されている。ボールねじ２１２は、可動本体２１４に設けられている図示しないナット部に螺合するとともに、前記可動本体２１４は、前記枠体２０４上に設けられたガイドレール２１６に支持される。
【００３３】
一対の可動本体２１４間には、ユニット本体２００が取り外し可能に固定されており、各ブロックラッパ６０は、前記ユニット本体２００に対して巻き付け位置Ｐ１と退避位置Ｐ２とに選択的に固定可能である。
【００３４】
図６に示すように、基台２５４上には、ブロックラッパ６０を構成する上部ラッパ３００が昇降手段３０２を介して昇降自在に設けられるとともに、側面ラッパ３０４が進退手段３０６を介して水平方向に進退自在に配設される。昇降手段３０２は、基台２５４上に設けられて鉛直上方向に延在する支持角筒３０８を備え、この支持角筒３０８の一側面部に鉛直上方向に向かって押圧力調整機能付きアクチュエータ、例えば、シリンダ３１０が固定される。シリンダ３１０から上方向に延在するロッド３１２には、昇降ベース３１４が固定されるとともに、この昇降ベース３１４は、支持角筒３０８の別の側面に固着されたガイドレール３１６に昇降自在に支持される。昇降ベース３１４の先端部底面側に、上部ラッパ３００が装着される。
【００３５】
上部ラッパ３００は、昇降ベース３１４に固定されるブロック３１７を備え、このブロック３１７の巻芯２８側の端部には、この巻芯２８の外径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面３１８が設けられており、前記ガイド面３１８と巻芯２８との間には、長尺フイルム２４ａを挿通するための間隙３１９が形成される。ブロック３１７には、ガイド面３１８側に位置して巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを押圧支持するとともに、前記長尺フイルム２４ａのテンションが作用する方向（矢印Ｖ１方向）に対向（矢印Ｖ２方向）して前記巻芯２８に押圧される進退自在な第１および第２フリーローラ（第１および第２押圧ローラ）３２０ａ、３２０ｂが回転自在に支持される。
【００３６】
第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、長尺フイルム２４ａのテンションが作用する方向に平行しかつ巻芯２８の直径方向に延在する仮想基準線ＬＶに対し、互いに対象位置に配置される。具体的には、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、巻芯２８の仮想基準線ＬＶを基準に線対称として左右に同一距離Ｋに設定されている。
【００３７】
進退手段３０６は、基台２５４上に水平方向に装着される押圧力調整機能付きアクチュエータ、例えば、シリンダ３２２を備え、このシリンダ３２２から水平方向に延在するロッド３２４には、進退ベース３２６が固着される。進退ベース３２６は、基台２５４上に設けられたレール３２８に支持されて矢印Ｃ方向に進退可能であり、この進退ベース３２６上に側面ラッパ３０４が装着される。
【００３８】
側面ラッパ３０４は、ブロック３２９を備え、このブロック３２９の巻芯２８側にこの巻芯２８の外径よりも若干大きな曲率半径を有するガイド面３３０を設けており、前記ガイド面３３０と前記巻芯２８との間には、長尺フイルム２４ａを挿通するための間隙３３１が形成される。ブロック３２９には、ガイド面３３０側に位置して第３および第４フリーローラ３３２、３３４が回転自在に支持される。
【００３９】
第３押圧ローラである第３フリーローラ３３２は、仮想基準線ＬＶに交差する巻芯２８の仮想線ＬＨ上に対応して配置されている。受けローラである第４フリーローラ３３４は、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂに対向して巻芯２８に係合するように配置されている。第４フリーローラ３３４は、側面ラッパ３０４に対して揺動ブロック３３６を介し回動可能に支持されるとともに、この揺動ブロック３３６にはエアシリンダ３３８がエアばねとして当接する。巻芯２８の外径寸法が多少変動しても、対応可能にするためである。
【００４０】
図２に示すように、ブロックラッパ６０に対向して巻き付け機構を構成する巻き付けニップローラユニット４００が組み込まれる。この巻き付けニップローラユニット４００は、図２および図７に示すように、第３フリーローラ３３２に対向して配置され、巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを押圧支持する巻き付けニップローラ（押圧ローラ）４０２と、切断された前記長尺フイルム２４ａの端部を前記巻芯２８の周面に倣わせる下部巻き付けローラ（押圧ローラ）４０４とを備える。巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４は、ブロックラッパ６０に対応して矢印Ｃ方向に複数、例えば、１４個配列されている。
【００４１】
巻き付けニップローラユニット４００を構成するユニット本体４０６には、上部プレート４０８が固定されており、この上部プレート４０８の先端側に巻き付けニップローラ４０２がそれぞれ個別に回転自在に装着される。上部プレート４０８の底面側には、下部プレート４１０がリニアガイド４１２を介して矢印Ｃ方向に進退自在に装着される。上部プレート４０８に一対のシリンダ４１４が固定されており、このシリンダ４１４から延在するロッド４１６が下部プレート４１０に固定されている。
【００４２】
下部プレート４１０の先端には、スプリング４１８を介して揺動アーム４２０が揺動自在に支持されるとともに、前記揺動アーム４２０の先端側に下部巻き付けローラ４０４が回転自在に装着される。下部プレート４１０には、一対のラック４２２が固定される一方、上部プレート４０８にこのラック４２２に対応して開口部４２４が形成され、前記開口部４２４を介して前記ラック４２２にピニオン４２６が噛合する。一対のピニオン４２６は、ロッド４２８を介して一体的に支持されている。
【００４３】
ユニット本体４０６には、切断機構６６が組み込まれる。図２および図８に示すように、ユニット本体４０６には、切断機構６６を構成するロッドレスシリンダ４３０が巻芯２８の軸方向（矢印Ｄ方向）に延在するロッド４３２を介して装着される。このロッドレスシリンダ４３０には、ベース部材４３４が固定されており、このベース部材４３４は、リニアガイド４３６を介して矢印Ｄ方向に案内される。リニアガイド４３６に平行してラック部材４３８が設けられており、このラック部材４３８に第１ピニオン４４０が噛合し、この第１ピニオン４４０に第２ピニオン４４２が噛合する。
【００４４】
第２ピニオン４４２には、円盤状クロスカッタ刃４４６が固着されるとともに、このクロスカッタ刃４４６の先端側には、長尺フイルム２４ａを案内するための振り分けガイド４４８が配設されている。長尺フイルム２４ａの切断は、クロスカッタ刃４４６単独で行ってもよく、またこのクロスカッタ刃４４６を上刃とし、この上刃に対向して下刃を配設することにより、該上刃と該下刃とで前記長尺フイルム２４ａを切断するようにしてもよい。さらに、ロッドレスシリンダ４３０に代替して、モータとタイミングベルトおよびプーリとを用いてベース部材４３４を進退させることもできる。
【００４５】
この切断機構６６の下方には、ユニット本体４０６に支持されてフリーローラ４５０が配設されている（図２参照）。
【００４６】
図２に示すように、製品受け取り機構６４は昇降フレーム５００を備え、この昇降フレーム５００は、サーボモータ５０２の作用下に上端位置、中間待機位置、フイルム切断位置および下端位置の４位置に停止可能である。サーボモータ５０２の駆動軸５０４には、鉛直方向に向かって配置されるボールねじ５０６が連結されるとともに、このボールねじ５０６には、昇降フレーム５００に設けられたナット部５０８が螺合する。
【００４７】
昇降フレーム５００には、シリンダ５１０が固定され、このシリンダ５１０から上方に延在するロッド５１２に本体部５１４が連結される。本体部５１４から上方に延在する第１アーム部５１６の先端に払い出しローラ５１８が設けられるとともに、この払い出しローラ５１８には、テンション付与用のサーボモータ５２０がベルト・プーリ手段５２２を介して連結される。本体部５１４を構成する第２アーム部５２４の先端には、フリーローラ５２６が回転自在に支持される。
【００４８】
第１および第２アーム部５１６、５２４の間には、製品３０ａを払い出すためのコンベア５２８が配設されている。昇降フレーム５００には、シリンダ５３０が固定され、このシリンダ５３０から上方に延在するロッド５３２には、揺動アーム５３６を介してライダローラ５３８が配設されている。
【００４９】
巻芯供給機構６８はプッシャ５５０を備え、このプッシャ５５０は、櫛歯状に構成されており、ブロックラッパ６０間の隙間に前記櫛歯の位相を合わせることによって、巻芯２８を巻芯受け渡し位置Ｐ３に円滑に供給可能に構成されている。
【００５０】
このように構成されるフイルム加工裁断機１２の動作について、本実施形態に係るフイルム巻き付け装置１０との関連で、以下に説明する。
【００５１】
図１に示すように、フイルム送出装置１８に装着されたフイルムロール１４は、図示しない繰り出しモータの回転作用下に巻き戻され、長尺フイルム原反１６が搬送装置２０を構成するサクションドラム３８に導かれる。このサクションドラム３８は、例えば、図示しないＡＣサーボモータの作用下に所定の速度パターンで速度制御されるとともに、エンコーダ４１を介して長尺フイルム原反１６の搬送長さが検出されている。
【００５２】
サクションドラム３８によって速度調整がなされた長尺フイルム原反１６は、裁断装置２６に送られて回転カッタ４８ａ、４８ｂの作用下に両方の耳部３２が裁断されるとともに、所定の幅寸法を有する２本ずつの長尺フイルム２４ａ、２４ｂとなってフイルム巻き付け装置１０に搬送される。一方、耳部３２は、耳部処理装置３４により所定のテンションパターンで巻き取られる。長尺フイルム２４ａ、２４ｂでは、同様の処理が施されるため、以下、長尺フイルム２４ａ側の処理についてのみ説明する。
【００５３】
フイルム巻き付け装置１０では、巻芯２８に長尺フイルム２４ａを巻き付ける際には、図９に示すように、この巻芯２８がブロックラッパ６０に周面を把持されて巻き取り処理位置に配置されるとともに、前記巻芯２８の両端が巻芯チャック９０ａ、９０ｂに支持される。
【００５４】
一方、巻き付けニップローラユニット４００では、ユニット本体４０６の移動作用下に、巻き付けニップローラ４０２が巻芯２８側に移動し、この巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを支持する。さらに、図７に示すように、シリンダ４１４の作用下に、下部プレート４１０が上部プレート４０８に対して前方（矢印Ｃ１方向）に移動し、前記下部プレート４１０に装着されている下部巻き付けローラ４０４が前記長尺フイルム２４ａの先端部を前記巻芯２８の周面に約９０゜の範囲にわたって巻き付ける。
【００５５】
この状態で、サクションドラム３８が回転するとともに、図３および図４に示すように、サーボモータ９２の駆動トルクによりベルト・プーリ手段１０４を介して巻芯チャック９０ａが回転を開始する。このため、巻芯２８が回転し、この巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａが下部巻き付けローラ４０４に保持された位置から約１８０゜だけ（巻芯２８の外周面には、実際上、長尺フイルム２４ａが約２７０゜だけ）巻き付けられた後、巻き付けニップローラユニット４００を構成する巻き付けニップローラ４０２および前記下部巻き付けローラ４０４が前記巻芯２８から離間する（図１０参照）。
【００５６】
サーボモータ９２の作用下に、巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａがさらに約９０゜（合計約３６０゜）だけ巻き付けられた後、図１１に示すように、各ブロックラッパ６０を構成する側面ラッパ３０４が、シリンダ３２２の作用下に前記巻芯２８から離間する方向に移動する。その後、巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａが１周以上巻き付けられると、図１２に示すように、各ブロックラッパ６０を構成する上部ラッパ３００が、シリンダ３１０を介して上方に退避するとともに、ニップローラ５６がバックアップローラ５４から離間する。
【００５７】
このように、本実施形態では、巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａの巻き付けを開始する際には、図９に示すように、この巻芯２８の外周面に対応して巻き付け機構を構成する上部ラッパ３００、側面ラッパ３０４、巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４が配置される。次いで、巻芯回転機構５８の作用下に、巻芯２８が、図１０中、矢印Ｅ方向に回転し、この巻芯２８の外周面に長尺フイルム２４ａを巻き付けるとともに、上部ラッパ３００、側面ラッパ３０４、巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４が、順次、前記巻芯２８から退避される。
【００５８】
具体的には、長尺フイルム２４ａが、巻芯２８の外周面に対して下部巻き付けローラ４０４に保持された位置から１８０゜だけ巻き付けられた後、巻き付けニップローラ４０２および前記下部巻き付けローラ４０４が前記巻芯２８から離間する。そして、長尺フイルム２４ａが、巻芯２８の外周部に対してさらに９０゜だけ巻き付けられた後、側面ラッパ３０４が前記巻芯２８から離間し、さらに、前記長尺フイルム２４ａが、前記巻芯２８の外周面に対して、１周以上（例えば、約５４０゜だけ）巻き付けられると、上部ラッパ３００が該巻芯２８から離間する。
【００５９】
このため、長尺フイルム２４ａの初期巻き付け時に、この長尺フイルム２４ａの先端部がブロックラッパ６０を構成する第１乃至第４フリーローラ３２０ａ、３２０ｂ、３３２および３３４に押圧支持されて、ブロック３１７、３２９と巻芯２８との間隙３１９、３３１で弛みが生ずることがない。すなわち、長尺フイルム２４ａは、先端部のみを保持されながら巻芯２８に巻き付けられるため、この長尺フイルム２４ａのテンションによって弛みが発生することを阻止し、簡単な工程で、所望の巻状を確実に維持して高品質な製品３０ａを効率的に得ることができるという効果がある。
【００６０】
さらに、上部ラッパ３００、側面ラッパ３０４，巻き付けニップローラ４０２および下部巻き付けローラ４０４の移動タイミングは、基準ローラであるサクションドラム３８に連結されているエンコーダ４１の出力信号に基づいて設定されている。これにより、巻芯２８への長尺フイルム２４ａの巻き付け状態を正確に検出し、この長尺フイルム２４ａの巻き付け状態に対応した最適な退避動作が確実に行われ、該長尺フイルム２４ａの巻き付け不良を有効に回避することが可能になるという利点がある。従って、巻芯２８には、安定した巻状を有して長尺フイルム２４ａが円滑に巻き取られ、高品質な巻回体３０が得られる。
【００６１】
一方、巻芯回転機構５８を介して巻芯２８に長尺フイルム２４ａを巻き付けている間、各ブロックラッパ６０が装着されたユニット本体２００は、サーボモータ２０６の作用下にベルト・プーリ手段２１０を介して回転駆動されるボールねじ２１２により巻芯２８から離間する方向（図５中、矢印Ｃ１方向）に一旦移動する。そこで、図１３に示すように、巻芯供給機構６８を構成するプッシャ５５０が新たな巻芯２８を保持して上方に移動して、この巻芯２８を巻芯受け渡し位置Ｐ３に配置する。
【００６２】
新たな巻芯２８が巻芯受け渡し位置Ｐ３に配置されると、この巻芯２８の軸長に対応して配置されている所定数のブロックラッパ６０は、ユニット本体２００を介してこの巻芯受け渡し位置Ｐ３に一体的に移動された後、まず、図６に示すように、昇降手段３０２を構成するシリンダ３１０の作用下に、上部ラッパ３００が下降して前記巻芯２８の上部側を支持する。次いで、巻芯供給機構６８による巻芯２８の把持が解除されるとともに、進退手段３０６を構成するシリンダ３２２が駆動され、側面ラッパ３０４が前進して前記巻芯２８の側部および下部側を支持する（図１４参照）。さらに、プッシャ５５０が下降することにより、新たな巻芯２８をブロックラッパ６０に受け渡す作業が終了する。
【００６３】
巻芯回転機構５８を介して巻芯２８に長尺フイルム２４ａが規定の長さまで巻き取られると、図１４に示すように、ニップローラ５６がバックアップローラ５４側に移動してフイルムパス上流側のテンション変動を抑える一方、製品受け取り機構６４が上昇する。この製品受け取り機構６４では、ライダローラ５３８、払い出しローラ５１８およびフリーローラ５２６により巻回体３０が保持される。製品受け取り機構６４では、サーボモータ５０２の駆動作用下に、ボールねじ５０６が回転され、本体部５１４が巻回体３０を切断高さ位置まで下降する。その際、巻回体３０は、長尺フイルム２４ａを巻き解しながら下降することにより、前記長尺フイルム２４ａのテンションを維持している。
【００６４】
次に、駆動手段２０２の作用下にユニット本体２００が前進（矢印Ｃ２方向）し、新たな巻芯２８が巻芯回転機構５８に保持されるとともに、ユニット本体４０６が前進して巻き付けニップローラ４０２により長尺フイルム２４ａが前記巻芯２８の外周部に押し付けられる。
【００６５】
この状態で、図８に示すように、切断機構６６を構成するロッドレスシリンダ４３０が駆動され、このロッドレスシリンダ４３０と一体的にベース部材４３４がフイルム幅方向（矢印Ｄ方向）に移動する。このため、矢印Ｄ方向に延在するラック部材４３８に噛合する第１ピニオン４４０およびこの第１ピニオン４４０に噛合する第２ピニオン４４２を介し、クロスカッタ刃４４６が回転しながら矢印Ｄ方向に移動し、振り分けガイド４４８の案内作用下に長尺フイルム２４ａを幅方向に切断（クロスカット）する。
【００６６】
長尺フイルム２４ａが切断された後、図７に示すように、シリンダ４１４が駆動されて下部プレート４１０と一体的に下部巻き付けローラ４０４が前進（矢印Ｃ１方向）する。このため、図１５に示すように、長尺フイルム２４ａの切断された先端部は、巻芯２８の周面に約９０゜の範囲にわたって巻き付けられる。
【００６７】
次いで、図１６に示すように、巻芯２８の外周部に長尺フイルム２４ａの巻き取り作業が遂行されるとともに、製品受け取り機構６４側では、サーボモータ５２０が駆動されることにより、製品３０ａが巻き取り方向に回転し、切断された長尺フイルム２４ａの後端が適当な長さまで巻き取られる。この製品３０ａは、製品受け取り機構６４からコンベア５２８に受け渡され、このコンベア５２８を介して次段の工程に供給される。
【００６８】
この場合、本実施形態では、図６に示すように、巻芯２８の外周面に第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂが押圧されるとともに、この第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂの押圧方向（矢印Ｖ２方向）は、前記巻芯２８に巻き付けられる長尺フイルム２４ａのテンションが作用する方向（矢印Ｖ１方向）に対向している。
【００６９】
このため、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、長尺フイルム２４ａの巻き取り時に巻芯２８に作用するテンションとバランスするようにしてこの巻芯２８に押圧力を付与することが可能になり、該巻芯２８が撓むことを確実に阻止することができる。従って、長尺フイルム２４ａの走行が不安定になることがなく、前記長尺フイルム２４ａを巻芯２８の外周面に円滑かつ確実に巻き付けて安定した巻状を確実に得ることが可能になる。
【００７０】
さらに、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、仮想基準線ＬＶに対し左右に同一距離Ｋだけ離間して配置されている。このため、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂは、巻芯２８の外周面に安定した状態で強固に支持されており、前記第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂが装着されるブロック３１７は、それ自体の剛性に依存する必要がなく、前記ブロック３１７と前記巻芯２８との間隙３１９を確実に維持することができる。
【００７１】
これにより、長尺フイルム２４ａは、間隙３１９に沿って円滑に巻き付けられ、前記長尺フイルム２４ａの巻き付け作業が効率的かつ高精度に遂行可能になる。その際、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂに対向して第４フリーローラ３３４が配置されており、巻芯２８を確実に支持することができる。
【００７２】
一方、仮想線ＬＨ上には、巻芯２８を挟んで第３フリーローラ３３２と、巻き付けニップローラ４０２とが対向して配置されている。従って、第３フリーローラ３３２と巻き付けニップローラ４０２との押圧力のバランスを取ることができ、巻芯２８が仮想線ＬＨ方向に撓むことがない。
【００７３】
さらにまた、巻芯２８の軸方向に、その軸長に対応した所定数のブロックラッパ６０を配列し、前記ブロックラッパ６０を介して前記巻芯２８の全長にわたって押圧力を付与している。このため、巻芯２８の軸方向全体に均一な押圧力を付与することができ、前記巻芯２８を全長にわたって直線状に維持することが可能になる。具体的には、図１７に示すように、巻芯２８が巻芯チャック９０ａ、９０ｂにのみ保持された状態で、巻芯回転機構５８の作用下に回転されて長尺フイルム２４ａを巻き取る際、この巻芯２８の中央側が大きく撓むおそれがある。一方、図１８に示すように、巻芯２８の全長にわたって複数のブロックラッパ６０により押圧力が付与された状態で、前記巻芯２８が回転されると、前記巻芯２８を全長にわたって直線状に維持することができ、長尺フイルム２４ａの巻状が乱れることがない。
【００７４】
また、ブロック３１７、３２９と巻芯２８との間に設けられる間隙３１９、３３１の寸法を設定することにより、前記巻芯２８に長尺フイルム２４ａを良好に巻き付けることが可能となる。具体的には、長尺フイルム２４ａの基材がＰＥＴ、厚さが０．１ｍｍで、巻芯２８の外径が５０ｍｍ〜９０ｍｍである際に、間隙３１９、３３１が０．１ｍｍ〜０．８ｍｍ、すなわち、前記長尺フイルム２４ａの厚さ以上でかつ０．８ｍｍ以下の範囲内である際に、安定した巻き付け状態が得られた。間隙３１９、３３１が０．８ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内では、長尺フイルム２４ａと巻芯２８との間に浮きが生じ易く、さらに、１．２ｍｍ以上であると、巻き付け状態が不安定となって巻き付け不良が惹起していた。従って、間隙３１９、３３１は、長尺フイルム２４ａの厚さ以上でかつ０．８ｍｍ以下の範囲内に設定されることが好ましい。
【００７５】
さらにまた、本実施形態では、第１および第２フリーローラ３２０ａ、３２０ｂが装着されるブロック３１７を、押圧力調整機能付アクチュエータ、例えば、シリンダ３１０の作用下に、巻芯２８に対して進退可能に構成している。ここで、フイルム巻き付け時の長尺フイルム２４ａのテンションは、フイルム幅１００ｍｍ当たり９．８Ｎ（ニュートン）〜２９．４Ｎ（ニュートン）であり、巻芯回転機構５８を構成するサーボモータ９２によりトルク制御されている。なお、サーボモータ９２に代替して、インダクションモータとパウダーブレーキの組み合わせ、インダクションモータとヒステリシスクラッチの組み合わせ、あるいは速度制御されたモータとダンサとの組み合わせでも対応可能である。
【００７６】
上部ラッパ３００の押圧力は、上記のテンション値と同値になるようにレギュレータで設定されている。例えば、ブロックラッパ６０の幅寸法が１００ｍｍであり、シリンダ３１０のボア径が１０ｍｍであり、上部ラッパ３００の重量が４．９Ｎ（ニュートン）である場合に、フイルムテンション値が１００ｍｍ当たり１９．６Ｎ（ニュートン）であれば、前記上部ラッパ３００の押圧力は１８．６×１０⁴Ｐａ（パスカル）となる。
【００７７】
その際、巻芯２８の軸方向に対して部分的に撓み易い部位が存在し易く、例えば、この巻芯２８の中央部分に配置されるブロックラッパ６０の押圧力を他のブロックラッパ６０に比べて高く設定すれば、該巻芯２８の撓み矯正が精密に遂行可能となる。
【００７８】
さらに、巻き取り時の長尺フイルム２４ａのテンション設定値と連動して、自動的に圧力を制御可能な機構を備えることにより、フイルム幅サイズ別にテンションを変更する際にも、サイズ切り替えが自動的に遂行される。さらにまた、各ブロックラッパ６０を構成するシリンダ３１０を個別に駆動制御することにより、巻芯２８をテンションによる撓みとは逆方向に若干撓ませるように押圧することができる。これによって、長尺フイルム２４ａの走行安定性が一層向上し、より良好な巻状を確実に得ることが可能になる。
【００７９】
なお、本実施形態では、巻き付けニップローラユニット４００を用いているが、これに代替して、例えば、図１９に示す巻き付けニップローラユニット４００ａを採用してもよい。この巻き付けニップローラユニット４００ａでは、巻き付けニップローラ４０２を矢印Ｃ方向に進退させるために、シリンダ５７０を備えている。このシリンダ５７０から延在するロッド５７２に可動型上部プレート４０８ａが連結されており、前記シリンダ５７０の作用下に前記上部プレート４０８ａと一体的に巻き付けニップローラ４０２が進退可能である。
【００８０】
また、長尺ウエブとして長尺フイルム２４ａ、２４ｂを用いて説明したが、これに限定されるものではなく、樹脂シートや紙類等、種々の長尺ウエブが使用可能である。
【００８１】
【発明の効果】
本発明に係るウエブ巻き付け方法では、巻芯の外周面に複数のローラおよびブロックが配置された状態で、前記巻芯が回転されるとともに、このローラおよびこのブロックが、長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、前記巻芯より退避される。このため、長尺ウエブの先端のみが巻芯の外周面に維持され、ウエブテンションの作用下に前記長尺ウエブに弛みが発生することがなく、簡単な工程で、所望の巻状を確実に維持して高品質な製品を効率的に得ることができる。
【００８２】
また、本発明に係るウエブ巻き付け装置では、少なくとも長尺ウエブのテンションが作用する方向に対向して巻芯に押圧される進退自在な押圧ローラを備え、前記長尺ウエブのテンションと前記押圧ローラの押圧力とのバランスを取ることができる。従って、長尺ウエブを巻芯に巻き付ける際、この長尺ウエブのテンションにより前記巻芯が撓むことがなく、簡単な構成で、安定した巻状を確実に得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るフイルム巻き付け装置が組み込まれるフイルム加工裁断機の概略構成説明図である。
【図２】前記フイルム巻き付け装置の構成説明図である。
【図３】前記フイルム巻き付け装置を構成する巻芯回転機構の斜視図である。
【図４】前記巻芯回転機構の平面図である。
【図５】フイルム巻き取り機構を構成するブロックラッパおよびユニット本体の斜視図である。
【図６】前記ブロックラッパの構成を示す正面図である。
【図７】前記フイルム巻き付け装置を構成する巻き付けニップローラの斜視図である。
【図８】前記フイルム巻き付け装置を構成する切断機構の斜視図である。
【図９】前記巻芯に長尺フイルムを巻き付け開始する際の動作説明図である。
【図１０】前記巻芯から巻き付けニップローラユニットを離脱する際の動作説明図である。
【図１１】前記巻芯から側面ラッパを離脱する際の動作説明図である。
【図１２】前記巻芯から上部ラッパを離脱する際の動作説明図である。
【図１３】前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き付ける際の動作説明図である。
【図１４】巻き付け後の巻回体を払い出す際の動作説明図である。
【図１５】前記巻回体から前記長尺フイルムを切断する際の動作説明図である。
【図１６】前記移動機構を構成する駆動ロッドにより作動ピンを押圧する際の斜視図である。
【図１７】前記ブロックラッパを使用せずに前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き取る際の動作説明図である。
【図１８】前記ブロックラッパを使用して前記巻芯に前記長尺フイルムを巻き取る際の動作説明図である。
【図１９】別の巻き付けニップローラユニットの説明図である。
【符号の説明】
１０…フイルム巻き付け装置 １２…フイルム加工裁断機
１４…フイルムロール １８…フイルム送出装置
２０…搬送装置 ２４ａ、２４ｂ…長尺フイルム
２６…裁断装置 ３８…サクションドラム
４１…エンコーダ ４８ａ、４８ｂ…回転カッタ
５２ａ、５２ｂ…ニップローラ対 ５８…巻芯回転機構
６０…ブロックラッパ ６４…製品受け取り機構
６６…切断機構 ６８…巻芯供給機構
８２ａ、８２ｂ、９２、２０６、５０２、５２０…サーボモータ
８４ａ、８４ｂ、３１０、３２２、４１４、５１０、５３０、５７０…シリンダ
９０ａ、９０ｂ…巻芯チャック ２００、４０６…ユニット本体
２０２…駆動手段 ３００…上部ラッパ
３０２…昇降手段 ３０４…側面ラッパ
３０６…進退手段 ３１７、３２９…ブロック
３１８、３３０…ガイド面 ３１９、３３１…間隙
３２０ａ、３２０ｂ、３３２、３３４…フリーローラ
４００、４００ａ…巻き付けニップローラユニット
４０２…巻き付けニップローラ ４０４…下部巻き付けローラ

Claims (7)

1. 巻芯の外周面に複数のローラを介して長尺ウエブが支持されるとともに、複数のブロックを介して前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙が形成された状態で、前記巻芯を回転させる工程と、
   前記ローラおよび前記ブロックを、前記長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、前記巻芯より退避させ、前記長尺ウエブが前記巻芯の外周面に１周以上巻き付けられると、全ての前記ローラおよび全ての前記ブロックが該巻芯より退避される工程と、
   を有することを特徴とするウエブ巻き付け方法。
2. 請求項１記載の方法において、前記長尺ウエブを搬送するための基準ローラに設けられたエンコーダの出力信号に基づいて、前記ローラおよび前記ブロックの移動タイミングが設定されることを特徴とするウエブ巻き付け方法。
3. 巻芯を回転させる巻芯回転機構と、
   前記巻芯が回転する際に、該巻芯の外周面に長尺ウエブを案内する巻き付け機構と、
   を備え、
   前記巻き付け機構は、前記巻芯の外周面に前記長尺ウエブを押圧支持するとともに、少なくとも該長尺ウエブのテンションが作用する方向に対向して該巻芯に押圧される進退自在な複数のローラと、
   前記巻芯の外周面との間に前記長尺ウエブを挿通するための間隙を形成する進退自在な複数のブロックと、
   前記長尺ウエブが前記巻芯の外周面に１周以上巻き付けられると、全ての前記ローラおよび全ての前記ブロックが該巻芯より退避されるように、前記ローラおよび前記ブロックを、前記長尺ウエブの先端が通過した部位から、順次、前記巻芯より退避させる駆動手段と、
   を備えることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
4. 請求項３記載の装置において、前記ローラは、前記長尺ウエブのテンションが作用する方向に平行しかつ前記巻芯の直径方向に延在する仮想基準線に対し、互いに対象位置に配置される第１および第２押圧ローラを備え、
   前記第１および第２押圧ローラは、単一の前記ブロックに回転可能に装着されることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
5. 請求項４記載の装置において、前記第１および第２押圧ローラが装着される前記ブロックは、前記駆動手段である押圧力調整機能付きアクチュエータを介して前記巻芯に対し進退可能に構成されることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
6. 請求項４または５記載の装置において、前記巻き付け機構は、前記第１および第２押圧ローラに対向して前記巻芯に係合する受けローラと、
   前記仮想基準線に交差しかつ巻芯の直径方向に延在する仮想線上に前記巻芯を挟んで配置され、それぞれ進退可能な第３押圧ローラおよび巻き付けニップローラと、
   を備えることを特徴とするウエブ巻き付け装置。
7. 請求項３乃至６のいずれか１項に記載の装置において、前記巻き付け機構は、前記巻芯の軸方向に複数台配列されるとともに、
   前記巻芯の軸長に応じて、所定数の該巻き付け機構のみが前記長尺ウエブの巻き付け位置に配置されることを特徴とするウエブ巻き付け装置。

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