JP4025993B2 - 塗布ヘッドの位置決め方法及び装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布ヘッドの位置決め方法及び装置に係り、特に、塗布ヘッドとウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを有し、このクリアランスに塗布液のビードを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドの位置決め方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗布ヘッドの位置決め精度は塗布精度を左右する重要な因子であり、塗布ヘッドを使用する塗布方法であればその種類に関係なく、塗布ヘッドを任意の位置に設定・変更でき、且つ精密な位置設定精度と位置再現精度が必要になる。特に、塗布ヘッドとウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを有し、このクリアランスに塗布液のビードを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドの場合、クリアランスは極く微小であるため、精度の良い位置決めが必要になる。このことから、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、架台を前記ロッドに対して押圧する油圧シリンダと、で塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする方法が知られている。
【０００３】
ところで、走行するウエブに塗布ヘッドで塗布液を塗布する場合、ウエブ送り出し装置に巻回されたウエブロールが終了したら塗布運転を停止して新しいウエブロールに切り換えるのではなく、旧ウエブの後端と新ウエブの前端を重ね合わせ接合又は突き合わせ接合することで、塗布運転を停止することなく連続運転することが一般的である。従って、接合されて厚くなったウエブ接合部が塗布ヘッドとコーティングロールとのクリアランスを通過すると、ビードが壊れてしまい、通過後のウエブに塗布された塗布面に塗布欠陥（塗布ムラ、塗布スジ等）が生じてしまう。
【０００４】
この対策として、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布ヘッドへの塗布液の給液を一時的に停止して通過後に給液を再開する方法、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布ヘッドをウエブから完全に離間させて、通過後に再び塗布ヘッドを塗布位置に位置決めして塗布を再開する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの対策は、何れもウエブ接合部のクリアランス通過時にはウエブに塗布液が塗布がされないことから、ウエブ接合部の前後何メートルかのウエブ部分は製品にはならず、製品ロスが大きくなるという問題がある。
【０００６】
このことから、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布を行ったままでも塗布面に塗布欠陥が生じることがない程度に塗布ヘッドを極微量移動してクリアランス量を広げることができ、ウエブ接合部が通過した後は、元のクリアランス量に速やかに且つ精度良く塗布ヘッドを戻すことができる塗布ヘッドの位置決め方法が必要になる。これを実現する方法として、油圧シリンダで塗布ヘッドの架台を押圧したままの状態、即ち油圧をかけたままの状態で位置決めストッパ装置のロッド長さ調整することで、クリアランス量を極微量広げたり元に戻したりする方法が考えられる。しかし、この方法はロッドにかかる負荷が大きすぎてロッドが変形し易く、ロッドの変形に起因する位置設定精度の悪化や位置再現精度の悪化が生じる。この場合、ロッドが変形しないように剛性を上げると、ロッドサイズが大きくなるだけでなく、ロッドの長さ調整を行う駆動部にも能力の大きな駆動部を使用しなくてはならず、装置コストがアップするという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精密な位置設定精度と位置変更精度を実現でき、例えばビード塗布方法において塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドをコーティングロールに対して極微量だけ精度良く位置決め変更することができ、塗布ヘッドを再び元の塗布位置に戻すことのできる塗布ヘッドの位置決め方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め方法において、前記架台が前記油圧シリンダの押圧力に対抗して移動するように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記油圧シリンダの油圧回路の作動油の流れを遮断した後で前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスされるように前記両側のシリンダ室における油圧を連結させてから前記ロッドの長さを調整し、前記架台を再び元の位置に戻すように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記ロッドの長さを元の長さに調整した後に前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室における油圧の前記連結を分離にした後で前記架台に前記油圧シリンダの押圧力がかかるように前記油圧回路の作動油の流れを元の流れに切り換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、架台が油圧シリンダの押圧力に対抗して移動するようにロッドの長さを調整する場合には、油圧回路の作動油の流れを遮断した後で油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスされるように油圧シリンダの油圧回路の作動油の流れを切り換えて両側のシリンダ室における油圧を連結させた後にロッドの長さを調整するようにした。これにより、ロッドにかかる油圧シリンダの押圧力がない状態で位置決めストッパ装置はロッドの長さを調整するので、ロッドが変形することがない。
【００１０】
また、架台を再び元の位置に戻すようにロッドの長さを調整する場合には、ロッドの長さを元の長さに調整した後に、前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室における油圧の連結を分離した後で架台に油圧シリンダの押圧力がかかるように油圧回路の作動油の流れを元の流れに切り換えるようにした。これにより、ロッドを元の長さに調整する際にはロッド先端は架台から離間し、ロッドは油圧シリンダの影響を全く受けない状態で元の位置に戻されるので、元の位置に精度良く戻ることができる。その後で、油圧シリンダで架台を移動させてロッドに当接させる。これにより、塗布ヘッドは元の位置に位置決めされる。
【００１１】
尚、油圧回路の油圧を連結させるとは、請求項４における油圧回路のバイパス流路に設けた開閉制御弁を開いた状態を言い、油圧の連結を分離するとは、請求項４における油圧回路の開閉制御弁を閉じた状態を言う。
【００１２】
本発明の請求項２は、請求項１において、前記塗布ヘッドは、ウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドであって、前記位置決め方法は前記ウエブの接合部が前記クリアランスを通過する際に行うことを特徴とする。これは、本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を有効に利用することができるビード塗布方式の塗布ヘッドに特定したものである。即ち、塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドを極微量だけコーティングロールから離間することができ、ウエブ接合部がクリアランスを通過後は塗布ヘッドを元の塗布位置に精度良く戻すことができる。
【００１３】
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め装置において、前記油圧シリンダの油圧回路には、前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスするように前記油圧回路を切り換えるための切り換え手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、油圧シリンダの油圧回路には、油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスするように油圧回路を切り換えるための切り換え手段を設けたので、精密な位置設定精度と位置変更精度を備えた位置決め装置を構成することができる。
【００１５】
本発明の請求項４は、請求項３において、前記切り換え手段は、前記ピストンを挟んだ両側のシリンダ室と油圧ユニットとを繋ぐ一対の作動油流路の間に設けられたバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉制御する開閉制御弁と、前記バイパス流路を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁と、を備えたことを特徴とするもので、好適な切り換え手段を具体的に構成したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る塗布ヘッドの位置決め方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１７】
図１は、本発明の塗布ヘッドの位置決め装置を組み込んだ塗布装置の一例を示したものであり、ビード塗布方式の塗布装置の例で以下に説明する。尚、本発明はビード塗布方式の塗布装置に限定されるものではなく、塗布ヘッドの位置決めにおいて、精密な位置設定精度や位置変更精度を要求される全ての塗布装置に適用することができる。
【００１８】
図１に示すように、ビード塗布方式の塗布装置１０は、主として、エクストルージョン型の塗布ヘッド１２と、走行するウエブ１４を支持するコーティングロール１６と、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８を位置決めする位置決め装置２０とで構成される。
【００１９】
塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とは、適正なビードを形成するための所定のクリアランス２２を有して近接配置される。そして、塗布ヘッド１２のポケット部２４に供給された塗布液は、ポケット部２４で塗布幅方向（ウエブ幅方向）に拡流された後、スリット２６から吐出されてクリアランス２２にビード（塗布液の溜まり部）を形成し、このビードを介して塗布液が走行するウエブ１４に塗布される。従って、塗布ヘッド１２をコーティングロール１６に対して任意の位置に位置決めして塗布時のクリアランス２２を正確に形成する位置設定精度が必要であると共に、塗布時のクリアランス２２から位置決め変更した場合には、再び塗布時のクリアランス２２に位置決めするための位置再現精度が必要になる。
【００２０】
次に、精密な位置設定精度と位置再現精度を備えた塗布ヘッドの位置決め装置について図１〜図６に基づいて説明する。尚、図１〜図６において、接近方向とは塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に近づくように移動することを意味し、離間方向とは塗布ヘッド１２がコーティングロール１６から離れるように移動することを意味する。
【００２１】
塗布ヘッド１２の位置決め装置２０は、主として、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８と、基台２８と、複動式の油圧シリンダ３０と、ボールネジ３２（図５参照）付きのＡＣサーボストッパ装置３４とで構成される。図１に示すように、基台２８上には、コーティングロール１６の軸方向に対して直角な方向に一対のレール３６、３６が敷設され、このレール３６にリニアベアリング３８（図１参照）を介して架台１８がスライド自在に支持される。
【００２２】
図２及び図３に示すように、基台２８と架台１８との間に形成される空間には、一対のレール３６間の中央位置に、レール３６に平行な油圧シリンダ３０が配置され、シリンダ本体部４０が基台２８に固定されると共に、ピストンロッド４２の先端部が架台１８に固定されたブロック４４に連結される。これにより、図４に示すように、ピストンロッド４２が伸長すると、架台１８はレール３６上をコーティングロール１６から離間する方向に移動し、ピストンロッド４２が収縮すると、架台１８はレール３６上をコーティングロール１６に接近する方向に移動する。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、基台２８と架台１８との間の空間における油圧シリンダ３０の両側には、一対のＡＣサーボストッパ装置３４、３４がレール３６に平行に配置され、ストッパ本体部４５は基台２８に固定される。図２、図３、図５に示すように、ＡＣサーボストッパ装置３４は、ＡＣサーボモータ４６でボールネジ３２を回転させることによりボールネジ３２の先端部に一体的に形成されたストッパロッド４８の長さを伸縮可能であり、ストッパロッド４８先端は架台１８の基台２８側に曲折した当接部１８Ａに当接可能に形成される。これにより、ＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを、上述した塗布時のクリアランス２２を形成するように調整した状態で、塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向に油圧シリンダ３０で架台１８を移動させて架台１８の当接部１８Ａをストッパロッド４８に当接させることにより、塗布ヘッド１２は塗布時の位置に位置決めされる。図５は、架台１８の当接部１８Ａがストッパロッド４８に当接して、塗布ヘッド１２を塗布位置に位置決めした状態の図である。尚、ストッパロッド４８の長さ調整とクリアランス調整との関係を予めＡＣサーボストッパ装置３４のコントローラ部（図示せず）に入力しておくとよい。このように、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８と、基台２８との間に、油圧シリンダ３０とＡＣサーボストッパ装置を配置することで、位置決め装置２０をコンパクトに設計することができる。
【００２４】
図６（ａ）、（ｂ）は、油圧シリンダ３０を駆動する油圧回路５０の説明図である。
【００２５】
図６に示すように、作動油を供給する油圧源部５２と、油圧の大きさと流路を制御する圧力・流路制御部５４から成る油圧ユニット５６は、２本の流路５８、６０により油圧シリンダ３０のシリンダ室５５に接続される。一方の流路５８はシリンダ室５５のピストン６２を挟んでヘッド室６４側に接続され、他方の流路６０はピストン６２を挟んでロッド室６６側に接続される。また、この油圧回路５０には、シリンダ室５５のピストン６２を挟んだヘッド室６４とロッド室６６の油圧を均等にバランスさせるように油圧回路５０を切り換えるための切り換え手段６８が設けられる。切り換え手段６８は、２本の流路５８、６０の間に設けられたバイパス流路７０と、バイパス流路７０を開閉制御する開閉制御弁７２と、バイパス流路７０を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁７４と、で構成される。開閉制御弁７２としては電磁弁を好適に使用することができ、流量制御弁７４としてはスロットルバルブを好適に使用することができるが、これらに限定するものではない。
【００２６】
次に、上記の如く構成された塗布装置１０における塗布ヘッド１２の位置決め方法を、図７に示すように、旧ウエブ１４Ａの後端と新ウエブ１４Ｂの前端を重ね合わせ接合したウエブ接合部１４Ｃが塗布ヘッド１２とコーティングロール１６との間のクリアランス２２を通過する例で説明する。
【００２７】
図８は、コーティングロール１６に対する塗布ヘッド１２の塗布時における位置決め位置と、ウエブ接合部のクリアランス通過時における塗布ヘッド１２の位置決め位置を示したものである。
【００２８】
塗布ヘッド１２からコーティングロール１６に支持されて走行するウエブ１４に塗布液を塗布する塗布時には、塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とのクリアランス２２が設定クリアランス（Ｌ1 ）になるように、ＡＣサーボストッパ装置３４と油圧シリンダ３０とにより塗布ヘッド１２が位置決めされている。このときの油圧回路は、図６（ａ）に示すように、開閉制御弁７２が閉じてバイパス流路７０に作動油が流れない状態であり、油圧ユニット５６からの作動油はロッド室６６側に流入して塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向にピストンロッド４２を移動させる力が働いている。
【００２９】
そして、ウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過する場合には、油圧シリンダ３０の油圧回路５０を次のように操作して、塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とのクリアランス２２が通過時クリアランス（Ｌ2 ）になるように塗布ヘッド１２を位置決め変更する。ここで、通過時クリアランス（Ｌ2 ）とは、塗布したままでウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過しても塗布故障が発生しない程度に極く微量だけクリアランス２２を広げることを言い、塗布ヘッド１２の移動量（Ｌ3 ）としては２００μｍ以下の極微量な位置決め変更を言う。この場合、図５のように油圧シリンダ３０の油圧により架台１８がストッパロッド４８の方向に押圧力Ｆで押圧された状態で、ストッパロッド４８の長さを伸長して塗布ヘッド１２をコーティングロール１６から離間するようにＡＣサーボストッパ装置３４を駆動すると、押圧力Ｆによりストッパロッド４８が変形する虞がある。そこで、架台１８が油圧シリンダ３０の押圧力Ｆに対抗する方向に移動するようにＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを調整する場合には、圧力・流路制御部５４で油圧回路５０に流れる作動油の流れを遮断した後で油圧回路５０におけるバイパス流路７０の開閉制御弁７２を開いてバイパス流路７０にも油圧が作用するようにして、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧が均等にバランスされるようにロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧を連結させた状態にする。即ち、ピストンロッド４２は塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向にも離間する方向にも移動しないニュートラルな状態になる。この場合、開閉制御弁７２を開くことにより、ロッド室６６側とヘッド室６４側の圧力が急激に変動すると塗布品質への悪影響が考えられるので、バイパス流路７０に設けた流量制御弁７４の絞りを調整して、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧バランスが徐々に均等になるようにする。そして、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧バランスが均等になった後で、ＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを移動量（Ｌ3 ）だけ伸長して、架台１８をコーティングロール１６から離間する方向に移動する。これにより、クリアランスは通過時クリアランス（Ｌ2 ）に広げられる。このように、ストッパロッド４８に大きな負荷がかからない状態でＡＣサーボストッパ装置３４を駆動するので、ストッパロッド４８の長さ調整の精度が良くなると共にストッパロッド４８が変形することもない。従って、塗布ヘッド１２の移動量としては２００μｍ以下の極微量な位置決め変更であっても精度良く位置決め変更することができる。
【００３０】
次に、ウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過し終わったら、クリアランス２２を元の塗布時の設定クリアランス（Ｌ1 ）に戻す必要があるので、その場合には、ＡＣサーボストッパ装置３４を駆動してストッパロッド４８の長さを移動量（Ｌ3 ）だけ収縮して元の長さに調整した後に、油圧回路５０のバイパス流路７０に設けられた開閉制御弁７２を閉じた後、圧力・流路制御部５４で作動油が元の流れになるようにする。これにより、油圧シリンダ３０のピストン６２を挟んだヘッド室６４とロッド室６６とがバランスした、いわゆる両室６４、６６における油圧が連結した状態から、両室６４、６６における油圧の連結が分離された状態になる。従って、ストッパロッド４８を元の長さに調整する際にはストッパロッド４８の先端は架台１８の当接部１８Ａから離間し、ストッパロッド４８は油圧シリンダ３０による油圧の影響を受けない状態で元の位置に戻されるので、元の位置に精度良く戻ることができる。その後に、油圧シリンダ３０で架台１８を移動して架台１８をストッパロッド４８に当接させる。これにより、塗布ヘッドは再び塗布時の位置に精度良く位置決めされる。
【００３１】
尚、本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を、ウエブ接合部がクリアランスを通過する例で説明したが、これに限定されるものではなく、精密な位置設定精度と位置変更精度が要求される全ての位置決めに適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布ヘッドの位置決め方向及び装置によれば、精密な位置設定精度と位置変更精度を実現することができる。
【００３３】
従って、例えばビード塗布方法において塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドをコーティングロールに対して位置決め変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布ヘッドの位置決め装置を組み込んだビード塗布方式の塗布装置の側面図
【図２】位置決め装置の構成を説明する平面図
【図３】位置決め装置の構成を説明する側面図
【図４】位置決め装置の油圧シリンダを説明する側面図
【図５】位置決め装置のＡＣサーボストッパ装置を説明する側面図
【図６】油圧シリンダの油圧回路を説明する説明図
【図７】塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する状態を説明する説明図
【図８】本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を説明する説明図
【符号の説明】
１０…ビード塗布方式の塗布装置、１２…塗布ヘッド、１４…ウエブ、１４Ｃ…ウエブ接合部、１６…コーティングロール、１８…架台、２０…位置決め装置、２２…クリアランス、２４…ポケット部、２６…スリット、２８…基台、３０…油圧シリンダ、３２…ボールネジ、３４…ＡＣサーボストッパ装置、３６…レール、３８…リニアベアリング、４２…ピストンロッド、４４…ブロック、４６…ＡＣサーボモータ、４８…ストッパロッド、５０…油圧回路、５２…油圧源部、５４…圧力・流路制御部、５５…シリンダ室、５６…油圧ユニット、５８、６０…作動油の流路、６２…ピストン、６４…ヘッド室、６６…ロッド室、６８…切り換え手段、７０…バイパス流路、７２…開閉制御弁、７４…流量制御弁
【発明の属する技術分野】
本発明は塗布ヘッドの位置決め方法及び装置に係り、特に、塗布ヘッドとウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを有し、このクリアランスに塗布液のビードを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドの位置決め方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
塗布ヘッドの位置決め精度は塗布精度を左右する重要な因子であり、塗布ヘッドを使用する塗布方法であればその種類に関係なく、塗布ヘッドを任意の位置に設定・変更でき、且つ精密な位置設定精度と位置再現精度が必要になる。特に、塗布ヘッドとウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを有し、このクリアランスに塗布液のビードを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドの場合、クリアランスは極く微小であるため、精度の良い位置決めが必要になる。このことから、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、架台を前記ロッドに対して押圧する油圧シリンダと、で塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする方法が知られている。
【０００３】
ところで、走行するウエブに塗布ヘッドで塗布液を塗布する場合、ウエブ送り出し装置に巻回されたウエブロールが終了したら塗布運転を停止して新しいウエブロールに切り換えるのではなく、旧ウエブの後端と新ウエブの前端を重ね合わせ接合又は突き合わせ接合することで、塗布運転を停止することなく連続運転することが一般的である。従って、接合されて厚くなったウエブ接合部が塗布ヘッドとコーティングロールとのクリアランスを通過すると、ビードが壊れてしまい、通過後のウエブに塗布された塗布面に塗布欠陥（塗布ムラ、塗布スジ等）が生じてしまう。
【０００４】
この対策として、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布ヘッドへの塗布液の給液を一時的に停止して通過後に給液を再開する方法、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布ヘッドをウエブから完全に離間させて、通過後に再び塗布ヘッドを塗布位置に位置決めして塗布を再開する方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの対策は、何れもウエブ接合部のクリアランス通過時にはウエブに塗布液が塗布がされないことから、ウエブ接合部の前後何メートルかのウエブ部分は製品にはならず、製品ロスが大きくなるという問題がある。
【０００６】
このことから、ウエブ接合部のクリアランス通過時に塗布を行ったままでも塗布面に塗布欠陥が生じることがない程度に塗布ヘッドを極微量移動してクリアランス量を広げることができ、ウエブ接合部が通過した後は、元のクリアランス量に速やかに且つ精度良く塗布ヘッドを戻すことができる塗布ヘッドの位置決め方法が必要になる。これを実現する方法として、油圧シリンダで塗布ヘッドの架台を押圧したままの状態、即ち油圧をかけたままの状態で位置決めストッパ装置のロッド長さ調整することで、クリアランス量を極微量広げたり元に戻したりする方法が考えられる。しかし、この方法はロッドにかかる負荷が大きすぎてロッドが変形し易く、ロッドの変形に起因する位置設定精度の悪化や位置再現精度の悪化が生じる。この場合、ロッドが変形しないように剛性を上げると、ロッドサイズが大きくなるだけでなく、ロッドの長さ調整を行う駆動部にも能力の大きな駆動部を使用しなくてはならず、装置コストがアップするという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、精密な位置設定精度と位置変更精度を実現でき、例えばビード塗布方法において塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドをコーティングロールに対して極微量だけ精度良く位置決め変更することができ、塗布ヘッドを再び元の塗布位置に戻すことのできる塗布ヘッドの位置決め方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は前記目的を達成するために、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め方法において、前記架台が前記油圧シリンダの押圧力に対抗して移動するように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記油圧シリンダの油圧回路の作動油の流れを遮断した後で前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスされるように前記両側のシリンダ室における油圧を連結させてから前記ロッドの長さを調整し、前記架台を再び元の位置に戻すように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記ロッドの長さを元の長さに調整した後に前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室における油圧の前記連結を分離にした後で前記架台に前記油圧シリンダの押圧力がかかるように前記油圧回路の作動油の流れを元の流れに切り換えることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、架台が油圧シリンダの押圧力に対抗して移動するようにロッドの長さを調整する場合には、油圧回路の作動油の流れを遮断した後で油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスされるように油圧シリンダの油圧回路の作動油の流れを切り換えて両側のシリンダ室における油圧を連結させた後にロッドの長さを調整するようにした。これにより、ロッドにかかる油圧シリンダの押圧力がない状態で位置決めストッパ装置はロッドの長さを調整するので、ロッドが変形することがない。
【００１０】
また、架台を再び元の位置に戻すようにロッドの長さを調整する場合には、ロッドの長さを元の長さに調整した後に、前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室における油圧の連結を分離した後で架台に油圧シリンダの押圧力がかかるように油圧回路の作動油の流れを元の流れに切り換えるようにした。これにより、ロッドを元の長さに調整する際にはロッド先端は架台から離間し、ロッドは油圧シリンダの影響を全く受けない状態で元の位置に戻されるので、元の位置に精度良く戻ることができる。その後で、油圧シリンダで架台を移動させてロッドに当接させる。これにより、塗布ヘッドは元の位置に位置決めされる。
【００１１】
尚、油圧回路の油圧を連結させるとは、請求項４における油圧回路のバイパス流路に設けた開閉制御弁を開いた状態を言い、油圧の連結を分離するとは、請求項４における油圧回路の開閉制御弁を閉じた状態を言う。
【００１２】
本発明の請求項２は、請求項１において、前記塗布ヘッドは、ウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドであって、前記位置決め方法は前記ウエブの接合部が前記クリアランスを通過する際に行うことを特徴とする。これは、本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を有効に利用することができるビード塗布方式の塗布ヘッドに特定したものである。即ち、塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドを極微量だけコーティングロールから離間することができ、ウエブ接合部がクリアランスを通過後は塗布ヘッドを元の塗布位置に精度良く戻すことができる。
【００１３】
本発明の請求項３は前記目的を達成するために、塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め装置において、前記油圧シリンダの油圧回路には、前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスするように前記油圧回路を切り換えるための切り換え手段が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、油圧シリンダの油圧回路には、油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスするように油圧回路を切り換えるための切り換え手段を設けたので、精密な位置設定精度と位置変更精度を備えた位置決め装置を構成することができる。
【００１５】
本発明の請求項４は、請求項３において、前記切り換え手段は、前記ピストンを挟んだ両側のシリンダ室と油圧ユニットとを繋ぐ一対の作動油流路の間に設けられたバイパス流路と、前記バイパス流路を開閉制御する開閉制御弁と、前記バイパス流路を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁と、を備えたことを特徴とするもので、好適な切り換え手段を具体的に構成したものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る塗布ヘッドの位置決め方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００１７】
図１は、本発明の塗布ヘッドの位置決め装置を組み込んだ塗布装置の一例を示したものであり、ビード塗布方式の塗布装置の例で以下に説明する。尚、本発明はビード塗布方式の塗布装置に限定されるものではなく、塗布ヘッドの位置決めにおいて、精密な位置設定精度や位置変更精度を要求される全ての塗布装置に適用することができる。
【００１８】
図１に示すように、ビード塗布方式の塗布装置１０は、主として、エクストルージョン型の塗布ヘッド１２と、走行するウエブ１４を支持するコーティングロール１６と、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８を位置決めする位置決め装置２０とで構成される。
【００１９】
塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とは、適正なビードを形成するための所定のクリアランス２２を有して近接配置される。そして、塗布ヘッド１２のポケット部２４に供給された塗布液は、ポケット部２４で塗布幅方向（ウエブ幅方向）に拡流された後、スリット２６から吐出されてクリアランス２２にビード（塗布液の溜まり部）を形成し、このビードを介して塗布液が走行するウエブ１４に塗布される。従って、塗布ヘッド１２をコーティングロール１６に対して任意の位置に位置決めして塗布時のクリアランス２２を正確に形成する位置設定精度が必要であると共に、塗布時のクリアランス２２から位置決め変更した場合には、再び塗布時のクリアランス２２に位置決めするための位置再現精度が必要になる。
【００２０】
次に、精密な位置設定精度と位置再現精度を備えた塗布ヘッドの位置決め装置について図１〜図６に基づいて説明する。尚、図１〜図６において、接近方向とは塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に近づくように移動することを意味し、離間方向とは塗布ヘッド１２がコーティングロール１６から離れるように移動することを意味する。
【００２１】
塗布ヘッド１２の位置決め装置２０は、主として、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８と、基台２８と、複動式の油圧シリンダ３０と、ボールネジ３２（図５参照）付きのＡＣサーボストッパ装置３４とで構成される。図１に示すように、基台２８上には、コーティングロール１６の軸方向に対して直角な方向に一対のレール３６、３６が敷設され、このレール３６にリニアベアリング３８（図１参照）を介して架台１８がスライド自在に支持される。
【００２２】
図２及び図３に示すように、基台２８と架台１８との間に形成される空間には、一対のレール３６間の中央位置に、レール３６に平行な油圧シリンダ３０が配置され、シリンダ本体部４０が基台２８に固定されると共に、ピストンロッド４２の先端部が架台１８に固定されたブロック４４に連結される。これにより、図４に示すように、ピストンロッド４２が伸長すると、架台１８はレール３６上をコーティングロール１６から離間する方向に移動し、ピストンロッド４２が収縮すると、架台１８はレール３６上をコーティングロール１６に接近する方向に移動する。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、基台２８と架台１８との間の空間における油圧シリンダ３０の両側には、一対のＡＣサーボストッパ装置３４、３４がレール３６に平行に配置され、ストッパ本体部４５は基台２８に固定される。図２、図３、図５に示すように、ＡＣサーボストッパ装置３４は、ＡＣサーボモータ４６でボールネジ３２を回転させることによりボールネジ３２の先端部に一体的に形成されたストッパロッド４８の長さを伸縮可能であり、ストッパロッド４８先端は架台１８の基台２８側に曲折した当接部１８Ａに当接可能に形成される。これにより、ＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを、上述した塗布時のクリアランス２２を形成するように調整した状態で、塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向に油圧シリンダ３０で架台１８を移動させて架台１８の当接部１８Ａをストッパロッド４８に当接させることにより、塗布ヘッド１２は塗布時の位置に位置決めされる。図５は、架台１８の当接部１８Ａがストッパロッド４８に当接して、塗布ヘッド１２を塗布位置に位置決めした状態の図である。尚、ストッパロッド４８の長さ調整とクリアランス調整との関係を予めＡＣサーボストッパ装置３４のコントローラ部（図示せず）に入力しておくとよい。このように、塗布ヘッド１２を搭載する架台１８と、基台２８との間に、油圧シリンダ３０とＡＣサーボストッパ装置を配置することで、位置決め装置２０をコンパクトに設計することができる。
【００２４】
図６（ａ）、（ｂ）は、油圧シリンダ３０を駆動する油圧回路５０の説明図である。
【００２５】
図６に示すように、作動油を供給する油圧源部５２と、油圧の大きさと流路を制御する圧力・流路制御部５４から成る油圧ユニット５６は、２本の流路５８、６０により油圧シリンダ３０のシリンダ室５５に接続される。一方の流路５８はシリンダ室５５のピストン６２を挟んでヘッド室６４側に接続され、他方の流路６０はピストン６２を挟んでロッド室６６側に接続される。また、この油圧回路５０には、シリンダ室５５のピストン６２を挟んだヘッド室６４とロッド室６６の油圧を均等にバランスさせるように油圧回路５０を切り換えるための切り換え手段６８が設けられる。切り換え手段６８は、２本の流路５８、６０の間に設けられたバイパス流路７０と、バイパス流路７０を開閉制御する開閉制御弁７２と、バイパス流路７０を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁７４と、で構成される。開閉制御弁７２としては電磁弁を好適に使用することができ、流量制御弁７４としてはスロットルバルブを好適に使用することができるが、これらに限定するものではない。
【００２６】
次に、上記の如く構成された塗布装置１０における塗布ヘッド１２の位置決め方法を、図７に示すように、旧ウエブ１４Ａの後端と新ウエブ１４Ｂの前端を重ね合わせ接合したウエブ接合部１４Ｃが塗布ヘッド１２とコーティングロール１６との間のクリアランス２２を通過する例で説明する。
【００２７】
図８は、コーティングロール１６に対する塗布ヘッド１２の塗布時における位置決め位置と、ウエブ接合部のクリアランス通過時における塗布ヘッド１２の位置決め位置を示したものである。
【００２８】
塗布ヘッド１２からコーティングロール１６に支持されて走行するウエブ１４に塗布液を塗布する塗布時には、塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とのクリアランス２２が設定クリアランス（Ｌ1 ）になるように、ＡＣサーボストッパ装置３４と油圧シリンダ３０とにより塗布ヘッド１２が位置決めされている。このときの油圧回路は、図６（ａ）に示すように、開閉制御弁７２が閉じてバイパス流路７０に作動油が流れない状態であり、油圧ユニット５６からの作動油はロッド室６６側に流入して塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向にピストンロッド４２を移動させる力が働いている。
【００２９】
そして、ウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過する場合には、油圧シリンダ３０の油圧回路５０を次のように操作して、塗布ヘッド１２とコーティングロール１６とのクリアランス２２が通過時クリアランス（Ｌ2 ）になるように塗布ヘッド１２を位置決め変更する。ここで、通過時クリアランス（Ｌ2 ）とは、塗布したままでウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過しても塗布故障が発生しない程度に極く微量だけクリアランス２２を広げることを言い、塗布ヘッド１２の移動量（Ｌ3 ）としては２００μｍ以下の極微量な位置決め変更を言う。この場合、図５のように油圧シリンダ３０の油圧により架台１８がストッパロッド４８の方向に押圧力Ｆで押圧された状態で、ストッパロッド４８の長さを伸長して塗布ヘッド１２をコーティングロール１６から離間するようにＡＣサーボストッパ装置３４を駆動すると、押圧力Ｆによりストッパロッド４８が変形する虞がある。そこで、架台１８が油圧シリンダ３０の押圧力Ｆに対抗する方向に移動するようにＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを調整する場合には、圧力・流路制御部５４で油圧回路５０に流れる作動油の流れを遮断した後で油圧回路５０におけるバイパス流路７０の開閉制御弁７２を開いてバイパス流路７０にも油圧が作用するようにして、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧が均等にバランスされるようにロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧を連結させた状態にする。即ち、ピストンロッド４２は塗布ヘッド１２がコーティングロール１６に接近する方向にも離間する方向にも移動しないニュートラルな状態になる。この場合、開閉制御弁７２を開くことにより、ロッド室６６側とヘッド室６４側の圧力が急激に変動すると塗布品質への悪影響が考えられるので、バイパス流路７０に設けた流量制御弁７４の絞りを調整して、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧バランスが徐々に均等になるようにする。そして、ロッド室６６側とヘッド室６４側の油圧バランスが均等になった後で、ＡＣサーボストッパ装置３４のストッパロッド４８の長さを移動量（Ｌ3 ）だけ伸長して、架台１８をコーティングロール１６から離間する方向に移動する。これにより、クリアランスは通過時クリアランス（Ｌ2 ）に広げられる。このように、ストッパロッド４８に大きな負荷がかからない状態でＡＣサーボストッパ装置３４を駆動するので、ストッパロッド４８の長さ調整の精度が良くなると共にストッパロッド４８が変形することもない。従って、塗布ヘッド１２の移動量としては２００μｍ以下の極微量な位置決め変更であっても精度良く位置決め変更することができる。
【００３０】
次に、ウエブ接合部１４Ｃがクリアランス２２を通過し終わったら、クリアランス２２を元の塗布時の設定クリアランス（Ｌ1 ）に戻す必要があるので、その場合には、ＡＣサーボストッパ装置３４を駆動してストッパロッド４８の長さを移動量（Ｌ3 ）だけ収縮して元の長さに調整した後に、油圧回路５０のバイパス流路７０に設けられた開閉制御弁７２を閉じた後、圧力・流路制御部５４で作動油が元の流れになるようにする。これにより、油圧シリンダ３０のピストン６２を挟んだヘッド室６４とロッド室６６とがバランスした、いわゆる両室６４、６６における油圧が連結した状態から、両室６４、６６における油圧の連結が分離された状態になる。従って、ストッパロッド４８を元の長さに調整する際にはストッパロッド４８の先端は架台１８の当接部１８Ａから離間し、ストッパロッド４８は油圧シリンダ３０による油圧の影響を受けない状態で元の位置に戻されるので、元の位置に精度良く戻ることができる。その後に、油圧シリンダ３０で架台１８を移動して架台１８をストッパロッド４８に当接させる。これにより、塗布ヘッドは再び塗布時の位置に精度良く位置決めされる。
【００３１】
尚、本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を、ウエブ接合部がクリアランスを通過する例で説明したが、これに限定されるものではなく、精密な位置設定精度と位置変更精度が要求される全ての位置決めに適用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の塗布ヘッドの位置決め方向及び装置によれば、精密な位置設定精度と位置変更精度を実現することができる。
【００３３】
従って、例えばビード塗布方法において塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する場合でも、塗布を行ったままで塗布欠陥が生じないように塗布ヘッドをコーティングロールに対して位置決め変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の塗布ヘッドの位置決め装置を組み込んだビード塗布方式の塗布装置の側面図
【図２】位置決め装置の構成を説明する平面図
【図３】位置決め装置の構成を説明する側面図
【図４】位置決め装置の油圧シリンダを説明する側面図
【図５】位置決め装置のＡＣサーボストッパ装置を説明する側面図
【図６】油圧シリンダの油圧回路を説明する説明図
【図７】塗布ヘッドとコーティングロールとの間のクリアランスをウエブ接合部が通過する状態を説明する説明図
【図８】本発明の塗布ヘッドの位置決め方法を説明する説明図
【符号の説明】
１０…ビード塗布方式の塗布装置、１２…塗布ヘッド、１４…ウエブ、１４Ｃ…ウエブ接合部、１６…コーティングロール、１８…架台、２０…位置決め装置、２２…クリアランス、２４…ポケット部、２６…スリット、２８…基台、３０…油圧シリンダ、３２…ボールネジ、３４…ＡＣサーボストッパ装置、３６…レール、３８…リニアベアリング、４２…ピストンロッド、４４…ブロック、４６…ＡＣサーボモータ、４８…ストッパロッド、５０…油圧回路、５２…油圧源部、５４…圧力・流路制御部、５５…シリンダ室、５６…油圧ユニット、５８、６０…作動油の流路、６２…ピストン、６４…ヘッド室、６６…ロッド室、６８…切り換え手段、７０…バイパス流路、７２…開閉制御弁、７４…流量制御弁
Claims (4)
- 塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め方法において、
前記架台が前記油圧シリンダの押圧力に対抗して移動するように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記油圧シリンダの油圧回路の作動油の流れを遮断した後で前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスされるように前記両側のシリンダ室における油圧を連結させてから前記ロッドの長さを調整し、
前記架台を再び元の位置に戻すように前記ロッドの長さを調整する場合には、前記ロッドの長さを元の長さに調整した後に前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室における油圧の前記連結を分離にした後で前記架台に前記油圧シリンダの押圧力がかかるように前記油圧回路の作動油の流れを元の流れに切り換えることを特徴とする塗布ヘッドの位置決め方法。 - 前記塗布ヘッドは、ウエブを走行支持するコーティングロールとの間に狭隘なクリアランスを形成して塗布するビード塗布方式の塗布ヘッドであって、前記位置決め方法は前記ウエブの接合部が前記クリアランスを通過する際に行うことを特徴とする請求項１の塗布ヘッドの位置決め方法。
- 塗布ヘッドを搭載して位置決め軌道上を移動可能な架台をロッドに当接させて位置決めするロッド長さ調整可能な位置決めストッパ装置と、前記架台を前記位置決めストッパ装置側に押圧する油圧シリンダと、で前記塗布ヘッドを所望の位置に位置決めする塗布ヘッドの位置決め装置において、
前記油圧シリンダの油圧回路には、前記油圧シリンダのピストンを挟んだ両側のシリンダ室の油圧が均等にバランスするように前記油圧回路を切り換えるための切り換え手段が設けられていることを特徴とする塗布ヘッドの位置決め装置。 - 前記切り換え手段は、
前記ピストンを挟んだ両側のシリンダ室と油圧ユニットとを繋ぐ一対の作動油流路の間に設けられたバイパス流路と、
前記バイパス流路を開閉制御する開閉制御弁と、
前記バイパス流路を流れる作動油の流量を制御する流量制御弁と、を備えたことを特徴とする請求項３の塗布ヘッドの位置決め装置。
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