JP5529503B2

JP5529503B2 - 帯状体の巻取装置及び巻取方法

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Publication number: JP5529503B2
Application number: JP2009259465A
Authority: JP
Inventors: 卓己下村
Original assignee: Lintec Corp
Current assignee: Lintec Corp
Priority date: 2009-11-13
Filing date: 2009-11-13
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2029-11-13
Also published as: JP2011105408A

Description

本発明は、帯状体の巻取装置及び巻取方法に係り、更に詳しくは、巻取軸の回転により帯状体を巻き取ることができる帯状体の巻取装置及び巻取方法に関する。

従来より、接着シートが剥離された後の剥離シート等からなる帯状体を巻き取り可能な巻取装置が広く利用されている。かかる巻取装置としては、帯状体を巻き取る巻取軸と、この巻取軸を回転させる駆動手段とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。巻取軸による帯状体の巻き取りにおいて、巻き取り当初から、巻取軸の回転速度を速くしたり回転トルクを大きくしたりすると、帯状体が巻取軸にきつく巻き取られ、当該巻取軸に巻き付いた帯状体を取り外すことが困難になる。一方、巻取軸の回転速度を遅くしたり回転トルクを小さくしたりすると、巻き取り中、巻取軸に巻き取られた帯状体が型崩れして巻き取り不良の原因となる。更に、図２に示されるように、巻取軸５０の近傍に、帯状体ＲＬの繰り出しを行うための駆動ローラ５２及びピンチローラ５３が配置される場合、ピンチローラ５３から巻取軸５０へ向かう帯状体ＲＬが弛むばかりでなく（同図中二点鎖線参照）、弛んだ帯状体ＲＬが駆動ローラ５２とピンチローラ５３との間に巻き込まれ、これによっても巻き取り不良が発生する場合がある。

ここで、巻取軸による帯状体の巻き取りを良好に行うべく、巻取軸の回転速度や回転トルクが次第に大きくなるように予め設定して当該回転を制御する方法（以下、「従来方法Ａ」と称する）が考えられる。これによれば、巻取軸に巻き取られた帯状体の巻取径の増大に伴う、巻き取り速度や回転トルクの低下を抑制することが可能となる。

特開２００５−１１６９２８号公報実用新案登録第２５９０６６１号公報

ところで、例えば、図３に示される巻取軸６０のように、ピン６０Ａを用いて帯状体ＲＬのリード端側を固定するタイプの場合、帯状体ＲＬが円形でなくカム形となって巻き取られて径寸法Ｒ１、Ｒ２が不均一となる。同図の巻取軸６０を用いて、従来方法Ａにより巻き取りを行った場合、径寸法Ｒ１、Ｒ２の変化によって巻き取り速度や回転トルクが巻き取り前の帯状体ＲＬに理想通りに伝わらず、結果として巻き取り不良を回避することが困難になる、という不都合がある。

ここで、特許文献２にあっては、巻き取られた帯状体に接するタッチロールを備えたセンサにより当該帯状体の巻取径を認識し、帯状体の張力が一定となるように巻取軸の回転を制御するようになっている。
しかしながら、同文献にあっては、タッチロール等により装置全体が大型化するばかりでなく、材料の巻径によって回転速度や回転トルクをいくつに設定するといったデータが必要であり、材料が変更になる度にその材料に適合するデータを入れ替えなければならず、制御が複雑になって多大な労力を費やさなければならない、という不都合を招来する。

［発明の目的］
本発明は、このような不都合に着目して案出されたものであり、その目的は、巻取軸での帯状体を巻き取るときに巻取不良を防止することができ、且つ、装置全体の小型化、制御の簡略化を図ることができる帯状体の巻取装置及び巻取方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、送り動作と停止とを所定間隔で繰り返すことで間欠送りされる帯状体に対し、当該帯状体の送り動作中に停止する一方、当該帯状体の停止中に当該帯状体を所定長さ巻き取ることで間欠巻取り可能な巻取軸と、この巻取軸に回転力を付与する駆動手段と、前記巻取軸の前段で前記帯状体に張力を付与するとともに、前記帯状体の間欠送りと間欠巻取りによって変位される変位体を有する張力付与手段と、前記駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを制御する機能と、前記変位体の変位時間を計測する機能とを含む制御手段と、前記変位体を検出可能な１つの検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記間欠送りにおける送り動作を停止させる毎に前記駆動手段を駆動して前記間欠巻取りにおける巻取り動作を行い、前記検出手段によって前記変位体を検出した時点で当該巻取り動作を停止させるとともに、当該間欠巻取り毎に前記変位体が変位する間の変位時間を計測し、当該計測結果を基にして、前回の変位体の変位時間を直前変位時間として基準時間と比較し、直前変位時間が基準時間より長い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを大きくする一方、直前変位時間が基準時間より短い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを小さくするよう制御する、という構成を採っている。

また、本発明の巻取方法は、送り動作と停止とを所定間隔で繰り返すことで間欠送りされる帯状体に対し、当該帯状体の送り動作中に停止する一方、当該帯状体の停止中に当該帯状体を所定長さ巻き取ることで間欠巻取り可能な巻取軸と、この巻取軸に回転力を付与する駆動手段と、前記巻取軸の前段で前記帯状体に張力を付与するとともに、前記帯状体の間欠送りと間欠巻取りによって変位される変位体を有する張力付与手段と、前記駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを制御する機能と、前記変位体の変位時間を計測する機能とを含む制御手段と、前記変位体を検出可能な１つの検出手段とを用い、
前記間欠送りにおける送り動作を停止させる毎に前記駆動手段を駆動して前記間欠巻取りにおける巻取り動作を行い、前記検出手段によって前記変位体を検出した時点で当該巻取り動作を停止させるとともに、当該間欠巻取り毎に前記変位体が変位する間の変位時間を計測し、当該計測結果を基にして、前回の変位体の変位時間を直前変位時間として基準時間と比較し、直前変位時間が基準時間より長い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを大きくする一方、直前変位時間が基準時間より短い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを小さくするよう制御する、という方法を採っている。

本発明によれば、帯状体に張力を付与する変位体の変位時間を計測して駆動手段を制御するので、従来のタッチロールを省略でき、装置のコンパクト化を図ることができる。また、変位体の変位時間を計測するので、当該変位時間から巻取径の変化に応じた帯状体の巻き取り速度や回転トルクの変化を容易に検出できる。これにより、帯状体の巻取径が変化しても張力を安定して一定に保つことができ、前述した巻取軸への巻き取り不良等を解消することが可能となる。
また、前回の帯状体の巻き取りによって所定タイミング間で変位体が変位する変位時間を基に、次回の駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを決定するだけなので、材料の巻径によって回転速度や回転トルクをいくつに設定するといったデータは必要なくなり、それに伴う制御の複雑化を回避して制御の簡略化を図ることができる。

実施形態に係る巻取装置を用いたシート貼付装置の概略正面図。従来例に係る巻取装置の不具合の説明図。他の従来例に係る巻取装置の不具合の説明図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１において、実施形態に係るシート貼付装置１０は、帯状体としての剥離シートＲＬに接着シートＳが所定間隔を隔てて仮着された原反Ｒを繰り出す繰出手段１１と、接着シートＳに所定の印字を施す印字手段１２と、剥離シートＲＬを折り返して当該剥離シートＲＬから接着シートＳを剥離するピールプレート１３と、このピールプレート１３で剥離された接着シートＳを被着体Ｗに押圧して貼付する押圧手段１５と、ピールプレート１３で接着シートＳが剥離された剥離シートＲＬを巻き取る巻取装置１７とを備えて構成されている。なお、被着体Ｗは、ベルトコンベア等からなる搬送手段１９によって、図１中左方向に向かって搬送される。

前記繰出手段１１は、ロール状に巻回された原反Ｒを支持する支持軸２２と、この支持軸２２から繰り出されてピールプレート１３を経た後の剥離シートＲＬを挟み込む駆動ローラ２３及びピンチローラ２４と、ピールプレート１３上に繰り出された接着シートＳを所定位置で検出するセンサＳｅとを備えている。剥離シートＲＬは、モータＭ１の駆動によって駆動ローラ２３を介して、送り動作と停止とを所定間隔で繰り返すことで間欠送りされる。

前記印字手段１２は、ピールプレート１３に繰り出される前の原反Ｒの上部に位置する印字ヘッド２６と、原反Ｒの下部に設けられて印字ヘッド２６とで原反Ｒを挟み込むプラテン２７とからなる。印字ヘッド２６は、公知のサーマル印字装置等が採用され、ここでは、詳細な説明を省略する。

前記押圧手段１５は、下面を吸着面として接着シートＳを吸着保持可能な吸着ヘッド２９と、この吸着ヘッド２９を昇降させる直動モータ３０とを備えている。

前記巻取装置１７は、剥離シートＲＬを巻き取り可能な巻取軸３２と、この巻取軸３２を間欠的に回転可能な駆動手段としてのモータＭ２と、ピンチローラ２４を経て巻取軸３２に巻き取られる前の剥離シートＲＬに当接するダンサローラ３８及びそれを支持するアーム３９から構成され、剥離シートＲＬに張力を付与することで変位される変位体３７を有する張力付与手段３４と、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間に位置して変位体３７のアーム３９を検出する検出手段としてのセンサ３５と、印字ヘッド２６、直動モータ３０、モータＭ１、モータＭ２、センサ３５等を制御する制御手段３６とを備えている。巻取軸３２は、繰出手段１１から剥離シートＲＬが繰り出される動作中（送り動作中）に停止する一方、繰出手段１１からの剥離シートＲＬの繰り出しが停止中に剥離シートＲＬを所定長さ巻き取ることで間欠巻取りが行われる。

前記張力付与手段３４は、アーム３９と図示しないフレームとの間に連結され、アーム３９に図１中反時計回り方向に付勢力を付与する付勢手段としてのばね部材４０とを備えている。アーム３９は、巻取軸３２の中心を回転中心とし、当該巻取軸３２に追従することなく回動して変位できるようになっている。これにより、変位体３７は、繰出手段１１の間欠送り動作によって、図１中下方に変位される一方、巻取軸３２の間欠巻取り動作によって図１中上方に変位されるようになっている。

前記制御手段３６は、シーケンサやパーソナルコンピュータ等で構成することができる。制御手段３６には、操作パネル等からなる図示しない入力手段が接続され、この入力手段により各手段の作動条件やデータ等を入力可能となっている。また、制御手段３６は、センサＳｅやセンサ３５からの検出結果を入力する機能と、センサＳｅの検出結果が制御手段３６に入力された時点（以下「シート検知タイミング」という）から、センサ３５の検出結果が制御手段３６に入力された時点（以下「変位体検知タイミング」という）までの時間、すなわち、巻取軸３２による剥離シートＲＬの巻き取りによって所定タイミング間で変位体３７が変位する変位時間を計測する計測手段３６Ａと、この変位時間を基に、モータＭ２の回転開始及び停止、回転方向、回転速度、回転トルク等の条件を決定し、これらを制御する機能とを備えている。なお、制御手段３６は、巻取装置１７以外の装置や手段も制御可能に設けられている。具体的には、印字ヘッド２６による印字内容、印字のタイミングを制御する機能と、押圧手段１５の吸着ヘッド２９による接着シートＳの支持及びその解除、直動モータ３０の移動方向、移動量、移動速度等を制御する機能と、モータＭ１の回転開始及び停止、回転方向、回転速度、回転トルクを制御する機能とを備えている。

次に、本実施形態の全体的な動作について説明する。

初期作業として、支持軸２２に支持された原反Ｒを所定長さ引き出し、図１に示されるように、ピールプレート１３の先端で折り返すように原反Ｒを掛け回した後、駆動ローラ２３とピンチローラ２４との間に原反Ｒを通過させ、更に、ダンサローラ３８の下方に原反Ｒを掛け回した後、当該原反Ｒのリード端を巻取軸３２に固定する。このとき、変位体３７は、ばね部材４０により図１中二点鎖線で示される符号Ｐ０で示した位置（戻り限）に位置している。

その後、図示しない起動スイッチによって電源が供給されると、モータＭ２の回転をロックして停止させた状態で、モータＭ１によって駆動ローラ２３を回転させ、原反Ｒを繰り出しつつ、印字ヘッド２６により１枚目の接着シートＳ１に印字を施す。このとき、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間の剥離シートＲＬは、符号Ｐ０で示した位置にあるダンサローラ３８の下方に弛むように繰り出される。次いで、１枚目の接着シートＳ１がピールプレート１３の先端側に設けられたセンサＳｅにより検出され、この検出結果が制御手段３６に入力された時点でモータＭ１の回転をロックして原反Ｒの繰り出しを停止させると同時に、モータＭ２によって巻取軸３２を回転させて剥離シートＲＬを巻き取る。これにより、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間の剥離シートＲＬは、ダンサローラ３８の下方で弛んだ分が巻き取られた後、ダンサローラ３８に当接し、ばね部材４０の付勢力に抗して変位体３７を時計回りに変位させる。そして、図１中符号Ｐ１で示した位置まで変位体３７が変位すると、センサ３５によりアーム３９が検出され、この検出結果が制御手段３６に入力された時点でモータＭ２の回転をロックして停止させることで、シート貼付装置１０がスタンバイ状態となる。

そして、搬送手段１９によって、図１中左方向に向かって被着体Ｗが搬送されると、図示しないセンサによって検出され、吸着ヘッド２９の下方の所定位置で停止する。次いで、モータＭ２の回転をロックしたまま、モータＭ１によって駆動ローラ２３を回転させることで、原反Ｒが繰り出され、１枚目の接着シートＳ１がピールプレート１３の先端で剥離シートＲＬから剥離されて吸着ヘッド２９により吸着保持される。次いで、直動モータ３０によって吸着ヘッド２９を下降させ、吸着ヘッド２９の吸着を解除して初期位置に復帰させることで、１枚目の接着シートＳ１を被着体Ｗの上面に押圧して貼付する。

なお、１枚目の接着シートＳ１の繰り出しによって印字ヘッド２６の下方を通過した２枚目の接着シートＳ２は、印字ヘッド２６によって印字が施された後、センサＳｅによって検出され、シート検知タイミングでモータＭ１の回転がロックされて原反Ｒの繰り出しが停止される（間欠送り工程）。このとき、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間に繰り出された剥離シートＲＬによって、変位体３７は、巻取軸３２の中心を回転中心として図１中下方に変位され、図１中二点鎖線で示されるＰ２で示した位置に達する。また、シート検知タイミングでモータＭ２によって巻取軸３２を回転させると、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間に繰り出された剥離シートＲＬが巻き取られ（間欠巻取り工程）、変位体３７が図１中上方に変位されてセンサ３５によりアーム３９が検出され、変位体検知タイミングでモータＭ２の回転がロックされて原反Ｒの巻き取りが停止される。これにより、１回の接着シートＳの貼付動作が完了し、前述の制御を繰り返し行うことで接着シートＳの貼付間隔毎に、変位体３７がＰ１とＰ２との間を１往復することとなる。

ここで、制御手段３６は、接着シートＳの貼付間隔毎に変位体３７がＰ２からＰ１に復帰するまでの変位時間、すなわち、シート検知タイミングから、変位体検知タイミングまでの所定タイミング間の時間を計測する。次いで、計測された変位時間（以下、「直前変位時間」と称する）を基に、次回の間欠巻取りにおけるモータＭ２の回転速度や回転トルクを制御手段３６で決定する。

具体的には、先ず、直前変位時間と、予め設定した基準時間とを比較する。なお、基準時間は、ピンチローラ２４と巻取軸３２との間の剥離シートＲＬが適度な張力となる際の変位時間とされ、オペレータによって予め制御手段３６に入力されている。比較の結果、直前変位時間が基準時間より長い場合、次回の間欠巻取りにおけるモータＭ２の回転速度及び又は回転トルクが直前の接着シートＳの貼付における間欠巻取りより相対的に大きくなるように制御する一方、直前変位時間が基準時間より短い場合、モータＭ２の回転速度及び又は回転トルクが直前の接着シートＳの貼付における間欠巻取りより相対的に小さくなるように制御される。回転速度や回転トルクの変化量は、例えば、比較した直前変位時間と基準時間との差に比例して増減させてもよい。次回の間欠巻取りにおけるモータＭ２の回転速度及び又は回転トルクが決定すると、これに応じてモータＭ２による巻取軸３２の回転速度及び又は回転トルクが制御され、剥離シートＲＬの巻き取りが行われる。

従って、このような実施形態によれば、変位体３７の変位時間を計測して巻取軸３２の回転速度や回転トルク等を制御するので、装置全体を構成する部品点数の削減、装置の小型化を図ることができる。また、巻き取られた剥離シートＲＬが円形にならずにカム形等になって巻取径が不均一になっても、これに伴う剥離シートＲＬの巻き取り速度や回転トルクの変化を容易に検出でき、巻取軸３２への剥離シートＲＬの巻き付け力を常時良好に保って剥離シートＲＬの巻き取り不良を防止することが可能となる。

以上のように、本発明を実施するための最良の構成、方法等は、前記記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。
すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上説明した実施形態に対し、形状、位置若しくは配置等に関し、必要に応じて当業者が様々な変更を加えることができるものである。
従って、上記に開示した形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

前記検出手段は、種々の設計変更が可能であり、例えば、ダンサローラ３８及びアーム３９の可動範囲の全ての位置を検出可能なセンサとしてもよい。

また、前記アーム３９やばね部材４０は、前述した作用を奏する限りにおいて、他の支
持部材や付勢手段に設計変更を行ってもよい。

１７巻取装置
３２巻取軸
３４張力付与手段
３５センサ（検出手段）
３６制御手段
３７変位体
ＲＬ剥離シート（帯状体）
Ｍ２モータ（駆動手段）

Claims

送り動作と停止とを所定間隔で繰り返すことで間欠送りされる帯状体に対し、当該帯状体の送り動作中に停止する一方、当該帯状体の停止中に当該帯状体を所定長さ巻き取ることで間欠巻取り可能な巻取軸と、この巻取軸に回転力を付与する駆動手段と、前記巻取軸の前段で前記帯状体に張力を付与するとともに、前記帯状体の間欠送りと間欠巻取りによって変位される変位体を有する張力付与手段と、前記駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを制御する機能と、前記変位体の変位時間を計測する機能とを含む制御手段と、前記変位体を検出可能な１つの検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記間欠送りにおける送り動作を停止させる毎に前記駆動手段を駆動して前記間欠巻取りにおける巻取り動作を行い、前記検出手段によって前記変位体を検出した時点で当該巻取り動作を停止させるとともに、当該間欠巻取り毎に前記変位体が変位する間の変位時間を計測し、当該計測結果を基にして、前回の変位体の変位時間を直前変位時間として基準時間と比較し、直前変位時間が基準時間より長い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを大きくする一方、直前変位時間が基準時間より短い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを小さくするよう制御することを特徴とする帯状体の巻取装置。
送り動作と停止とを所定間隔で繰り返すことで間欠送りされる帯状体に対し、当該帯状体の送り動作中に停止する一方、当該帯状体の停止中に当該帯状体を所定長さ巻き取ることで間欠巻取り可能な巻取軸と、この巻取軸に回転力を付与する駆動手段と、前記巻取軸の前段で前記帯状体に張力を付与するとともに、前記帯状体の間欠送りと間欠巻取りによって変位される変位体を有する張力付与手段と、前記駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを制御する機能と、前記変位体の変位時間を計測する機能とを含む制御手段と、前記変位体を検出可能な１つの検出手段とを用い、
前記間欠送りにおける送り動作を停止させる毎に前記駆動手段を駆動して前記間欠巻取りにおける巻取り動作を行い、前記検出手段によって前記変位体を検出した時点で当該巻取り動作を停止させるとともに、当該間欠巻取り毎に前記変位体が変位する間の変位時間を計測し、当該計測結果を基にして、前回の変位体の変位時間を直前変位時間として基準時間と比較し、直前変位時間が基準時間より長い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを大きくする一方、直前変位時間が基準時間より短い場合、次回の間欠巻取りにおける巻取り動作のための駆動手段の回転速度及び又は回転トルクを小さくするよう制御することを特徴とする帯状体の巻取方法。