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アキューム装置
Description
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本発明は、搬送される長尺帯状の基材を蓄積可能なアキューム装置に関する。
従来、図１４に示すアキューム装置１００が知られている。このアキューム装置１００は、操出リールから繰り出された例えば樹脂フィルム等の長尺帯状の基材Ｓに、例えば基材Ｓの検査や加工（印刷、ミシン目形成等）などの所定の処理を施した後、巻取リールに巻き取るシステムに用いることができる。このシステムにおいて、アキューム装置１００は、所定の処理を施す処理装置と、この処理装置で処理された基材を巻き取る巻取ユニットとの間に設置される。
アキューム装置１００は、図１４（ａ）に示すように、鉛直方向上側に配置され、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の固定ローラ１０２と、各固定ローラ１０２の鉛直方向下側に配置され、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の可動ローラ１０４とを備える。各固定ローラ１０２は、両端部が図示しない固定フレームに回転可能に支持されている。一方、各可動ローラ１０４は、両端部が一対の支持部材１０６（一方のみ図示）によって回転可能に支持されている。支持部材１０６は、固定ローラ１０２に対して接近または離間する方向に昇降移動可能に構成されている。
このように構成されるアキューム装置１００において、基材Ｓは、固定ローラ１０２と可動ローラ１０４との間を交互に行き来するように巻き掛けられて、上流側（図１４中の右側）から下流側（同図１４中の左側）に搬送される。また、支持部材１０６には鉛直下方へ荷重Ｆが作用している。このように荷重Ｆが支持部材１０６に作用した状態で基材Ｓが一定速度で連続搬送される定常運転時には、基材Ｓは一定の張力が付与された状態で搬送されるようになっている。
アキューム装置１００の下流側に位置する例えば巻取ユニット等の下流側装置がリール交換等のために停止したとき、図１４（ｂ）に示すように、アキューム装置１００の下流側において基材Ｓの搬出が停止するが、アキューム装置１００の上流側からは基材Ｓの連続的な搬入が継続される。この場合、アキューム装置１００は、可動ローラ１０４を支持する支持部材１０６を固定ローラ１０２から離間させる方向、すなわち、鉛直下方（矢印Ｇ方向）へ移動させる。これにより、搬出停止した状態で継続的に搬入される基材Ｓをアキューム装置１００において蓄積することができる。
一方、下流側装置の稼働が開始されてアキューム装置１００からの基材Ｓの搬出が再開されると、図示しない搬出ローラによる基材搬出速度を定常運転時よりも速く設定するとともに、図１４（ｃ）に示すように、可動ローラ１０４を支持した支持部材１０６を上昇移動させながらアキューム装置１００に蓄勢された基材Ｓを搬出する。そして、支持部材１０６が定常運転時のホーム位置まで上昇すると、基材Ｓの搬出速度を搬入速度と同じに設定して定常運転状態となる。
なお、このようなアキューム装置に関連する文献として、下記特許文献１および２がある。これらの文献に開示されるアキューム装置は、上流側装置である基材送出装置と下流側装置であるラべリング装置との間に設置され、定常運転時にはシート状に折り畳まれた筒状のラベル基材を蓄積した状態としながら一定速度でラべリング装置へ連続搬送し、基材送出装置のラベル基材の長尺ロールを交換する作業に伴いラベル基材の送出が一時的に停止されている間、アキューム装置に蓄積されたラベル基材の搬出を継続することにより、ラべリング装置の稼働を継続することができるというものである。
上記アキューム装置１００では、固定ローラ１０２と可動ローラ１０４とに巻き掛けられた基材Ｓに所定の張力を付与しようとすると、各可動ローラ１０４を支持する支持部材１０６に作用させる荷重Ｆは可動ローラ１０４の数が多くなるほど大きな荷重となる。また、アキューム装置１００での基材蓄積長さを長く確保するためには固定ローラ１０２および可動ローラ１０４の数を増やして、アキューム動作時に各ローラ１０４，１０６間に巻き掛けられる基材Ｓの長さを延ばすことが必要である。そのため、支持部材１０６に作用させる荷重Ｆはそれにしたがって大きくなる。
このように大きな荷重Ｆが掛かった状態で、図１４（ａ）に示す定常運転時から図１４（ｂ）に示す搬出停止時に移行する際、基材Ｓの搬出が停止される一方で搬入動作が継続されることで、基材Ｓの余剰分を蓄積するために可動ローラ１０４を下降移動させて基材蓄積動作を行うものの定常運転時の張力に比べて基材Ｓの張力が小さくなる傾向にある。また、図１４（ｂ）に示す搬出停止状態から図１４（ｃ）に示す搬出加速状態に移行する際には、可動ローラ１０４を定常運転時の高さ位置まで戻すために基材Ｓの搬出速度を定常運転時よりも速く設定して基材Ｓを搬出するために、可動ローラ１０４を上昇移動させるものの基材Ｓに作用する張力が定常運転時よりも大きくなる傾向にある。このようにアキューム装置１００では、各可動ローラ１０４に大きな荷重Ｆが作用した状態で基材Ｓのアキューム動作を実行すると基材Ｓに作用する張力に変動が生じ、その結果、基材Ｓの走行状態に蛇行や捻じれが発生して皺や破断等の原因となる可能性がある。さらに、上記のような張力変動（特に、張力の減少）が搬送中の基材Ｓに生じると、基材搬送方向上流側に位置する可動ローラ１０４に対して基材Ｓが弛んで浮いてしまって空気層が巻き込まれることがあり、これによっても基材Ｓが蛇行して皺等が発生する原因となる。特に長尺の樹脂フィルムを折り畳んで両側縁を重ね合せて接合した筒状のラベル基材の場合は、接合部が厚く搬送中に蛇行や捻れから皺や搬送時の浮き等が発生しやすい。また、筒状のラベル基材の場合、通過する各ローラの直前位置で筒状の基材内の空気が溜まって風船状に膨らみ基材の搬送に支障が生じることがある。
本発明の目的は、長尺帯状の基材を所定速度で連続搬送する定常運転時と、基材の搬出を停止しつつ搬入される基材を蓄積するアキューム動作時との間で運転状態が切り替わる際や、基材を蓄積した状態で定常運転し一定速度でラベリング装置等へ連続搬出しながら、ラベル基材の搬入を停止しラベルロールの切り替え作業を行い再び基材の搬入を開始する時にも基材に作用する張力の変動を抑制することができるアキューム装置を提供することである。
本発明に係るアキューム装置は、長尺帯状の基材を搬入する搬入部と、前記基材を搬出する搬出部と、前記搬入部と前記搬出部との間であって基材搬送方向の上流側に設置され、前記基材に所定の張力を付与する張力付与部と、前記搬入部と前記搬出部との間であって基材搬送方向に関して前記張力付与部の下流側に設置され、前記搬入部による基材搬入速度と前記搬出部による基材搬出速度との差により生じる基材の余裕分を蓄積するアキューム部と、前記搬入部、前記搬出部および前記アキューム部の各動作を制御するコントローラと、を備える。前記張力付与部は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の回転可能な固定ローラと、前記固定ローラに対して平行で且つ前記固定ローラに接近および離間するように移動可能に配置される少なくとも１つの回転可能な可動ローラとを含み、前記基材は前記固定ローラと前記可動ローラとの間を交互に行き来するように巻き掛けられた状態で搬送され、前記可動ローラに対して前記固定ローラから離間する方向に一定の荷重を作用させることによって前記基材に所定の張力が付与されるように構成される。前記コントローラは、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持するように制御する。
本発明に係るアキューム装置において、前記コントローラは、アキューム動作時に、前記アキューム部による前記基材のアキューム動作を制御することにより、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持してもよい。
また、本発明に係るアキューム装置において、前記コントローラは、定常運転時に、前記搬出部による基材搬出速度又は前記搬入部による基材搬入速度のいずれかを制御して、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持してもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記アキューム部は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の第１ローラを含む第１ローラ群と、該第１ローラ群の下方において前記第１ローラ群に対して接近および離間するように移動可能に配置される複数の第２ローラを含む第２ローラ群と、前記第１ローラ群と前記第２ローラ群との間の距離を変更するように前記第１ローラ群および前記第２ローラ群を開閉動作させる駆動機構とを備え、前記基材は前記第１ローラと前記第２ローラとの間を交互に行き来するように巻き掛けられた状態で搬送される構成とする。その場合に、前記第１ローラおよび第２ローラは、ローラ部分と、該ローラ部分を軸受部材を介して回転可能に支持するシャフトとをそれぞれ有し、前記シャフトを前記ローラ部分と同じ回転速度で同方向に回転させるテンデンシー機構が設けられていてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記コントローラは、アキューム動作時に、前記第１ローラ群および前記第２ローラ群の開閉動作を制御することにより、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記駆動機構は、第１ローラ群を移動させる第１ボールねじ、第２ローラ群を移動させる第２ボールねじ、前記第１ボールねじの端部に固定された第１ギヤ、前記第２ボールねじの端部に固定され、前記第１ギヤと互いに噛合する第２ギヤ、前記第２ギヤに同軸状に連結されるプーリ、並びに、前記第２ギヤおよび前記プーリを回転駆動するアキュームモータを含み、前記第１ボールねじに作用するトルクと前記第２ボールねじに作用するトルクが前記第１ギヤと前記第２ギヤの噛合部において互いに打ち消し合う構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記張力付与部は、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成を有するものとしてもよい。その場合に、前記荷重を調整する構成が、張力モータを用いた構成であり、前記コントローラは、前記張力モータをトルク制御することによって、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成としてもよい。また、前記荷重を調整する構成が、重りを用いた構成であり、前記重りの重さによって、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記各第２ローラは、前記第１ローラ群に対して移動可能な支持部材にそれぞれ支持されるとともに、前記第２ローラの少なくとも一部は、当該第２ローラを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材と前記支持部材との間に設けられた弾性部材によって、又は前記第２ローラとこれを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材との自重によって、前記第１ローラ群から離間する方向に個別に独立して付勢される独立懸架方式で支持されることによって、前記付勢された第２ローラに対して離れる方向に前記基材が移動する際に前記付勢された第２ローラが個別に独立して前記基材に追従して移動する構成としてもよい。その場合に、前記第１ローラ群から離間する方向に個別に独立して付勢されている第２ローラが、少なくとも前記第２ローラ群の基材搬送方向の上流側に位置する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記各第２ローラは、前記第１ローラ群に対して移動可能な支持部材にそれぞれ支持されるとともに、複数の第２ローラは、当該第２ローラを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材と前記支持部材との間に設けられた弾性部材によって、又は前記第２ローラとこれを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材との自重によって、前記第１ローラ群から離間する方向にそれぞれ個別に独立して付勢される独立懸架方式で支持されることによって、前記付勢された各第２ローラに対して離れる方向に前記基材が移動する際に前記付勢された各第２ローラが個別に独立して前記基材に追従して移動する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記コントローラは、アキューム動作時に、前記第１ローラ群および前記第２ローラ群の開閉動作を制御することにより、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記駆動機構は、第１ローラ群を移動させる第１ボールねじ、第２ローラ群を移動させる第２ボールねじ、前記第１ボールねじの端部に固定された第１ギヤ、前記第２ボールねじの端部に固定され、前記第１ギヤと互いに噛合する第２ギヤ、前記第２ギヤに同軸状に連結されるプーリ、並びに、前記第２ギヤおよび前記プーリを回転駆動するアキュームモータを含み、前記第１ボールねじに作用するトルクと前記第２ボールねじに作用するトルクが前記第１ギヤと前記第２ギヤの噛合部において互いに打ち消し合う構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記張力付与部は、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成を有するものとしてもよい。その場合に、前記荷重を調整する構成が、張力モータを用いた構成であり、前記コントローラは、前記張力モータをトルク制御することによって、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成としてもよい。また、前記荷重を調整する構成が、重りを用いた構成であり、前記重りの重さによって、前記可動ローラに作用させる荷重を調整する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記各第２ローラは、前記第１ローラ群に対して移動可能な支持部材にそれぞれ支持されるとともに、前記第２ローラの少なくとも一部は、当該第２ローラを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材と前記支持部材との間に設けられた弾性部材によって、又は前記第２ローラとこれを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材との自重によって、前記第１ローラ群から離間する方向に個別に独立して付勢される独立懸架方式で支持されることによって、前記付勢された第２ローラに対して離れる方向に前記基材が移動する際に前記付勢された第２ローラが個別に独立して前記基材に追従して移動する構成としてもよい。その場合に、前記第１ローラ群から離間する方向に個別に独立して付勢されている第２ローラが、少なくとも前記第２ローラ群の基材搬送方向の上流側に位置する構成としてもよい。
さらに、本発明に係るアキューム装置において、前記各第２ローラは、前記第１ローラ群に対して移動可能な支持部材にそれぞれ支持されるとともに、複数の第２ローラは、当該第２ローラを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材と前記支持部材との間に設けられた弾性部材によって、又は前記第２ローラとこれを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材との自重によって、前記第１ローラ群から離間する方向にそれぞれ個別に独立して付勢される独立懸架方式で支持されることによって、前記付勢された各第２ローラに対して離れる方向に前記基材が移動する際に前記付勢された各第２ローラが個別に独立して前記基材に追従して移動する構成としてもよい。
本発明に係るアキューム装置によれば、基材に張力を付与する張力付与部と、基材の余裕分を蓄積するアキューム部とを別々に設けたため、張力付与部では比較的小さい荷重を掛けて基材に所望の張力を付与することができる。また、コントローラが張力付与部における固定ローラに対する可動ローラの位置を一定に維持するように制御するため、張力付与部において固定ローラに対して可動ローラが移動することによる基材の張力変動を低減できる。したがって、長尺帯状の基材を所定速度で連続搬送する定常運転時と、基材の搬出を停止しつつ搬入される基材を蓄積するアキューム動作時との間で運転状態が切り替わる際にも基材に作用する張力の変動を抑制することができる。また、アキューム部に蓄積した筒状のラベル基材をラベリング装置に搬出しながら、アキューム部へラベル基材を供給する長尺ロールを切り替えて再びラベル基材をアキューム部へ搬入する際の基材に作用する張力変動を抑制することができる。
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。この説明において、具体的な形状、材料、数値、方向等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等にあわせて適宜変更することができる。また、以下において複数の実施形態や変形例などが含まれる場合、それらの特徴部分を適宜に組み合わせて用いることは当初から想定されている。
下記においては、アキューム装置を介して搬送される長尺帯状の基材が印刷された熱収縮性フィルムの両側縁を接合して折り畳んだ筒状の樹脂フィルムである例について説明する。ただし、これに限定されるものではなく、基材は、筒状でなくても良く、また、樹脂フィルム以外の材料、例えば、紙、布、金属等で構成されるものでもよい。
図１は、本発明の一実施形態であるアキューム装置１０を含むフィルム処理システム１の全体構成を示す図である。図１（図２等でも同様）において、基材Ｓの搬送方向に沿った水平方向が矢印Ｘで示され、水平平面内で矢印Ｘに直交する方向が矢印Ｙで示され、矢印ＸおよびＹにそれぞれ直交する鉛直方向が矢印Ｚで示される。
フィルム処理システム１は、長尺筒状の樹脂フィルムからなる基材Ｓを供給するフィルム供給部２と、フィルム供給部２から供給された基材Ｓに所定の処理を施す処理装置４と、所定の処理が施された基材Ｓをアキューム装置１０を介して巻き取る巻取部５とを備える。
フィルム供給部２は、基材Ｓが巻回された操出リール３を備える。操出リール３は、矢印Ａに回転駆動されながら基材Ｓを繰り出す。
フィルム供給部２から繰り出された基材Ｓは、処理装置４に供給される。処理装置４は、フィルム供給部２から繰り出された基材Ｓに所定の処理を施すものである。ここで、「所定の処理」には、基材Ｓを撮影して画像処理することによって基材Ｓの検査を行ったり、あるいは、基材Ｓに印刷やミシン目形成等の加工を施すことが例示される。
処理装置４から送り出された、シート状に折り畳まれた筒状の基材Ｓは、アキューム装置１０を介して、巻取部５に搬送される。巻取部５は、矢印Ｂ方向に回転駆動される巻取リール６によって巻き取られる。また、巻取部５には、巻取リール６の外周に対向する位置に基材巻取量検出センサ７が設けられている。この基材巻取量検出センサ７は、巻取リール６に巻き取られた基材Ｓの巻取り量が所定量に達したことを検出するものである。基材巻取量検出センサ７による検出値は、信号として後述するアキューム装置１０のコントローラ９０に送信される。
アキューム装置１０は、基材Ｓの搬送方向に沿って上流側から順に、搬入部２０、張力付与部３０、アキューム部５０、搬出部８０およびコントローラ９０を備える。
搬入部２０は、処理装置４から送り出された基材Ｓをアキューム装置１０内に搬入する機能を有する。搬入部２０は、アキューム装置１０内において基材搬送方向の最上流側に設置されている。搬入部２０は、インフィードモータＭ１によって回転駆動される駆動ローラ２２と、駆動ローラ２２との間にニップを形成しつつ従動回転可能な従動ローラ２４とを備える。搬入部２０では、インフィードモータＭ１は例えばサーボモータによって好適に構成される。これにより、搬入部２０においてインフィードモータＭ１により駆動ローラ２２が回転駆動されると、駆動ローラ２２および従動ローラ２４によって挟持された基材Ｓがアキューム装置１０の張力付与部３０へと送り出される。
また、搬入部２０には、従動ローラ２４の回転数を検出する回転数検出センサ２６が設けられている。この回転数検出センサ２６による検出値は、信号Ｓ１としてコントローラ９０に送信され、基材Ｓの搬入速度の算出に用いることができる。ただし、インフィードモータＭ１自体が回転数を検出する機能を有する場合には、インフィードモータＭ１の回転数に基づいて駆動ローラ２２の回転数を導出できることから、インフィードモータＭ１の回転数に基づいて基材Ｓの搬入速度を算出することができる。したがって、この場合には回転数検出センサ２６を省略してもよい。
搬出部８０は、基材Ｓをアキューム装置１０から搬出する機能を有する。搬出部８０は、アキューム装置１０内において基材搬送方向の最下流側に設置されている。搬出部８０は、アウトフィードモータＭ２によって回転駆動される駆動ローラ８２と、駆動ローラ８２との間にニップを形成しつつ従動回転可能な従動ローラ８４とを備える。搬出部８０では、アウトフィードモータＭ２は例えばサーボモータによって好適に構成される。これにより、搬出部８０においてアウトフィードモータＭ２により駆動ローラ８２が回転駆動されると、駆動ローラ８２および従動ローラ８４によって挟持された基材Ｓがアキューム装置１０から巻取部５へ向けて搬出される。
また、搬出部８０には、従動ローラ８４の回転数を検出する回転数検出センサ８６が設けられている。この回転数検出センサ８６による検出値は、信号Ｓ２としてコントローラ９０に送信され、基材Ｓの搬出速度の算出に用いることができる。ただし、アウトフィードモータＭ２自体が回転数を検出する機能を有する場合には、アウトフィードモータＭ２の回転数に基づいて駆動ローラ８２の回転数を導出できることから、アウトフィードモータＭ２の回転数に基づいて基材Ｓの搬出速度を算出することができる。したがって、この場合には回転数検出センサ８６を省略してもよい。
張力付与部３０は、搬入部２０と搬出部８０との間であって基材搬送方向に関して上流側に設置されている。すなわち、張力付与部３０は、搬入部２０に対して基材搬送方向下流側に隣り合って設置されている。
張力付与部３０は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の回転可能な固定ローラ３２と、この固定ローラ３２に対して平行で且つ固定ローラ３２に接近および離間するように移動可能に配置される複数の回転可能な可動ローラ３４とを備える。本実施形態では、固定ローラ３２および可動ローラ３４がそれぞれ３本ずつ設けられている例が示される。ただし、張力付与部３０は、これに限定されるものではなく、少なくとも２本の固定ローラ３２と、これら２本の固定ローラ３２の間に対応する下方位置に鉛直方向又は上下方向に移動可能に設けられた少なくとも１本の可動ローラ３４とを含んで構成されてもよい。
搬入部２０から送り出された基材Ｓは、回転可能に配置された支持ローラ３６の外周面によってガイドされて、搬送方向が水平方向から鉛直方向に変更されている。そして、基材Ｓは、張力付与部３０において、固定ローラ３２と可動ローラ３４との間を交互に行き来するように巻き掛けられている。
図２は、図１に示したアキューム装置１０の張力付与部３０を基材搬送方向下流側から見た状態を示す図である。図１および図２を参照すると、各固定ローラ３２の両端部は、アキューム装置１０の固定フレーム１２，１４によって回転可能に支持されている。また、各可動ローラ３４の両端部は、支持部材３８によって回転可能に支持されている。支持部材３８は、アキューム装置１０に固定配置された図示しないガイドレールにより矢印Ｅ方向（または上下方向Ｚ）に沿って移動可能に設けられている。可動ローラ３４および支持部材３８によって可動ユニット４０が構成されている。なお、以下において、可動ローラ３４を「ダンサーローラ」ということがある。
可動ローラ３４を支持する支持部材３８において、Ｙ方向（幅方向）の一端部にはワイヤ４２の一端部が連結されている。ワイヤ４２は、支持部材３８の一端部から上方へ延びて、２つの支持プーリ４４ａ，４４ｂの各外周面を経由して下方に方向が変更されている。そして、ワイヤ４２の他端部は、張力モータＭ３の回転軸に連結されたテンションプーリ４６に巻き掛けられている。張力モータＭ３は、アキューム装置１０を構成する固定フレーム１６に固定されている。
このように構成される張力付与部３０では、可動ユニット４０に対して固定ローラ３２から離間する方向に作用する重力によって基材Ｓに所定の張力が付与されるように構成されている。具体的には、張力付与部３０において、ワイヤ４２の一端部側には可動ローラ３４および支持部材３８の重量によって下向きの張力Ｆ１が作用する。これに対し、ワイヤ４２の他端側には、コントローラ９０により張力モータＭ３がトルク制御されることによって下向きの張力Ｆ２が作用している。ここで、張力Ｆ２は張力Ｆ１より小さく設定される。これにより、基材Ｓが所定速度で搬送される定常運転時には、可動ユニット４０に対して下向きの荷重Ｆｔ＝Ｆ１−Ｆ２が作用し、その結果、固定ローラ３２と可動ローラ３４との間に架け渡された状態で連続搬送される基材Ｓに所定の張力が付与されることになる。
本実施形態では、上記のように張力モータＭ３をトルク制御することによって、可動ユニット４０に作用させる荷重Ｆｔの調整を迅速かつ正確に行うことができる。したがって、基材Ｓの種類（例えば、厚み、材質等）が変更された際に所望の張力を付与するための調整作業を容易に行うことができる。ただし、張力付与部３０において基材Ｓに所定の張力を付与するための構成はトルク制御のモータを用いる構成に限定されるものではなく、例えば、可動ユニット４０の自重だけで荷重Ｆｔを設定してもよいし、支持部材３８にウエイトを付けて荷重Ｆｔを調整できるようにしてもよいし、あるいは、張力モータＭ３に代えてワイヤ４２の他端部にカウンタウエイトを取り付けて張力Ｆ２を調整できるようにしてもよい。
図１に示すように、張力付与部３０には、可動ユニット４０の支持部材３８の高さ位置を検出するための高さ位置センサ３９が設けられている。高さ位置センサ３９は、検出結果を信号としてコントローラ９０に送信する。コントローラ９０は、後述するように、高さ位置センサ３９の検出結果に基づいて可動ユニット４０の高さ位置、すなわち可動ローラ３４の高さ位置を一定に維持するように制御を行う。
高さ位置センサ３９は、図２に示すように、例えば、支持部材３８に連結されたワイヤ４８の操出長さを検出するエンコーダによって構成することができる。ただし、高さ位置センサ３９は、これに限定されるものではなく、例えば、発光素子および受光素子を備えた光学式センサ、支持部材３８に接触して可動ユニット４０の高さ位置を検出する接触式センサ等の他の方式のセンサで構成されてもよい。
次に、図１に加えて、図３および図４を参照して、アキューム装置１０のアキューム部５０について説明する。図３は、アキューム部５０の駆動機構を示す側面図である。図４は、図３におけるＣ−Ｃ線矢視図である。
図１に示すように、アキューム部５０は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の回転可能な上側ローラ（第１ローラ）５２を含む上側ローラ群（第１ローラ群）５４と、上側ローラ群５４の下方において上側ローラ群５４に対して接近および離間するように移動可能に配置される複数の下側ローラ（第２ローラ）５６を含む下側ローラ群（第２ローラ群）５８とを備える。本実施形態では、アキューム部５０は、８本の上側ローラ５２と、各上側ローラ５２の間に対応する下方位置にある７本の下側ローラ５６を含む例が示される。ただし、上側ローラ５２および下側ローラ５６の本数はアキューム装置１０において蓄積したい基材長や基材搬送速度等に基づいて適宜に変更可能である。
図１および図３に示すように、各上側ローラ５２は、その両端部が一対の上側支持部材６０において櫛歯状にそれぞれ突出するアーム部６１の先端部に回転可能に支持されている。また、各下側ローラ５６は、その両端部が一対の下側支持部材６２において櫛歯状にそれぞれ突出するアーム部６３の先端部に回転可能に支持されている。アキューム部５０において基材Ｓは、上側ローラ５２と下側ローラ５６との間を交互に行き来するように巻き掛けられた状態で矢印方向に搬送される。なお、図１において、各一対の上側支持部材６０および下側支持部材６２の各一方のみが示されている。
また、図３に示すように、アキューム部５０は、上側ローラ群５４および下側ローラ群５８との間の距離を変更するように上側ローラ群５４および下側ローラ群５８を開閉動作させる駆動機構６４を備える。駆動機構６４は、上側用ボールねじ６６Ｕおよび下側用ボールねじ６６Ｌと、各ボールねじ６６Ｕ，６６Ｌの下端部にそれぞれ固定された上側用ギヤ６８Ｕおよび下側用ギヤ６８Ｌと、下側用ギヤ６８Ｌの下部に同軸状に連結されるプーリ６９と、下側用ギヤ６８Ｌおよびプーリ６９を回転駆動するアキュームモータＭ４とを含む。
上側用ボールねじ６６Ｕには、上側支持部材６０に一体的に形成されたナット部６５Ｕが螺合している。また、下側用ボールねじ６６Ｌには、下側支持部材６２に一体的に形成されてナット部６５Ｌが螺合している。さらに、各ボールねじ６６Ｕ，６６Ｌは、アキューム装置１０の図示しない固定フレームによって互いに鉛直方向に沿って平行に且つ回転可能に支持されている。なお、図３（図４も同様）においては、見やすくするために２本のボールねじ６６Ｕ，６６ＬをＸ方向にずらして描いているが、２本のボールねじ６６Ｕ，６６ＬはＹ方向に揃う位置に設けられてもよい。
図３および図４に示すように、下側用ボールねじ６６Ｌの下端部に連結されたプーリ６９はタイミングプーリであることが好ましく、このプーリ６９に架け渡される無端状のベルト７０はタイミングベルトであることが好ましい。このようにタイミングプーリおよびタイミングベルトを用いることで、ベルトのスリップによるボールねじ６６Ｕ，６６Ｌの回転量のばらつきが生じるのを防止して、アキューム部５０における上側ローラ群５４および下側ローラ群５８の開閉動作量を正確に制御することができる。
図３に示されるものからアキュームモータＭ４を除いたほぼ同様の構成の駆動機構が上側支持部材６０および下側支持部材６２の各上流側端部にも設けられている。そして、上記ベルト７０は、アキューム部５０の上流側端部に設置された駆動機構のプーリに架け渡されている。これにより、アキュームモータＭ４によってプーリ６９が回転駆動されることによって、アキューム部５０のＸ方向両側において各２本の上側用ボールねじ６６Ｕおよび下側用ボールねじ６６Ｌがそれぞれ回転駆動されるようになっている。
アキュームモータＭ４は、例えばサーボモータが好適に用いられる。アキュームモータＭ４は、コントローラ９０からの指令に応じて回転駆動される。アキュームモータＭ４は、アキューム装置１０の図示しない固定フレームに固定されている。
図４に示すように、駆動機構６４において上側用ギヤ６８Ｕと下側用ギヤ６８Ｌとは、互いに噛合されている。これにより、アキュームモータＭ４によって下側用ボールねじ６６Ｌが回転駆動されると、上側用ボールねじ６６Ｕは反対方向に同じ回転量だけ回転することになる。その結果、下側用ボールねじ６６Ｌにナット部６５Ｌを介して取り付けられている下側ローラ群５８は下降移動する一方で、上側用ボールねじ６６Ｕにナット部６５Ｕを介して取り付けられている上側ローラ群５４は上昇移動する。すなわち、上側ローラ群５４および下側ローラ群５８は、互いに離間するように移動して、アキューム部５０が開動作する。これにより、上側ローラ群５４および下側ローラ群５８間の距離が長くなって、アキューム部５０において蓄積される基材Ｓの長さが長くなる。
これとは逆に、アキュームモータＭ４によって各ボールねじ６６Ｕ，６６Ｌが反対方向に回転駆動されると、下側ローラ群５８は上昇移動する一方で上側ローラ群５４は下降移動する。すなわち、上側ローラ群５４および下側ローラ群５８が互いに接近するように移動して、アキューム部５０が閉動作する。これにより、上側ローラ群５４および下側ローラ群５８間の距離が短くなって、アキューム部５０において蓄積される基材Ｓの長さが短くなる。
本実施形態におけるアキューム部５０では、上側用ボールねじ６６Ｕに連結された上側用ギヤ６８Ｕと、下側用ボールねじ６６Ｌに連結された下側用ギヤ６８Ｌとを互いに噛合させた状態として、１つのアキュームモータＭ４によって各ボールねじ６６Ｕ，６６Ｌを回転駆動する構成としている。そのため、上側ローラ群５４および上側支持部材６０の総重量を支持するために上側用ボールねじ６６Ｕに作用するトルクと、下側ローラ群５８および下側支持部材６２の総重力を支持するために下側用ボールねじ６６Ｌに作用するトルクが、各ギヤ６８Ｕ，６８Ｌの噛合部において互いに打ち消し合う方向に作用することになる。したがって、軽いトルクで２本のボールねじ６６Ｕ，６６Ｌを回転させることができ、アキュームモータＭ４を小型化で安価なものにできる利点がある。
図５は、アキューム部５０の各ローラに設けられるテンデンシー機構を示す斜視図である。また、図６は、アキューム部５０において基材Ｓに作用する張力の傾向を示すグラフである。本実施形態におけるアキューム部５０において、上側ローラ５２および下側ローラ５６は、図５に示すように、テンデンシー機構を備えるのが好ましい。このテンデンシー機構は、各ローラ５２，５６のローラ部分７１が内周面においてシャフト７２に固定された軸受部材７３によって回転可能に支持されている。また、シャフト７２は、ローラ部分７１から突出した端部にプーリ７４が取り付けられており、このプーリ７４にベルト７５が掛け渡されている。これにより、各ローラ５２，５６のローラ部分７１が基材Ｓの走行によって矢印方向に回転するとき、図示しないモータによってベルト７５を回転駆動させることによりシャフト７２をローラ部分７１と同じ回転速度で同方向に回転させることができる。その結果、軸受部材７３によって生じる回転抵抗が実質的に解消されて、アキューム部５０において多数の上側ローラ５２および下側ローラ５６の回転抵抗が累積的に付加されることによる基材Ｓの張力増大を抑制できる。
より詳しくは、図６に示すように、アキューム部５０の入口（上流側）での基材Ｓの張力は、張力付与部３０によって付与された所定の張力で一定になる。これに対し、アキューム部５０の各ローラ５２，５６にテンデンシー機構を設けない場合、各ローラ５２，５６の軸受部材の回転抵抗が累積することによって、アキューム部５０の出口（下流側）における基材Ｓの張力は、図６中の二点鎖線で示すように基材Ｓの搬送速度に比例して大きくなる傾向にある。この傾向は、基材Ｓの搬送速度が数百メートル／分といった高速になると、特に顕著になる。しかし、本実施形態のように各ローラ５２，５６にテンデンシー機構を設けることによって、アキューム部５０の出口における軸受部材の回転抵抗に起因した基材Ｓの張力増加を小さく抑制することができる。したがって、後述する張力付与部３０およびアキューム部５０の制御による作用とともに、アキューム装置１０における基材Ｓの張力変動の抑制に寄与することができる。
図１を再び参照すると、アキューム部５０には、下側支持部材６２の高さ位置を検出するホームポジションセンサ７６が設置されている。ホームポジションセンサ７６は、下側支持部材６２および下側ローラ群５８が定常運転時の所定の高さ位置にあるか否かを検出する機能を有する。ホームポジションセンサ７６には、例えば、ポテンションメータ、リニアエンコーダ等のセンサを用いることができる。ホームポジションセンサ７６による検出結果は、信号Ｓ３としてコントローラ９０に送信される。
図１に示すように、コントローラ９０は、制御プログラムを実行するＣＰＵ(Central Processing Unit)、制御プログラム、各センサの検出データ等を記憶するＲＯＭ(Read Only Memory)やＲＡＭ(Random Access Memory)等の記憶装置を含むマイクロコンピュータによって好適に構成される。コントローラ９０は、各センサ７，２６，３９，７６，８６からの信号を受け取る。また、コントローラ９０は、各モータＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に信号を送信して、各モータの動作を制御する。また、コントローラ９０は、操作パネル（図示せず）を備えてもよい。オペレータは、操作パネルを介してシステム１００の稼働および停止、基材搬送速度の設定等を指示できる。
続いて、上述した構成を有するアキューム装置１０の制御について図７ないし図１０を参照して説明する。図７は、図１に示したコントローラ９０において実行される定常運転制御の処理を示すフローチャートである。図８は、コントローラ９０において実行されるアキューム動作制御の処理を示すフローチャートである。図９は、コントローラ９０において実行されるアキューム動作制御の処理を図８に続いて示すフローチャートである。また、図１０は、アキューム装置１０におけるアキューム動作状態を示す図である。
まず、図７を参照して、アキューム装置１０の定常運転制御について説明する。コントローラ９０は、ステップＳ１０において、張力モータＭ３に一定のトルクを掛けるように制御する。これにより、基材Ｓが搬入部２０および搬出部８０によって所定速度（例えば、数百メートル／分）で連続搬送されるとき、張力付与部３０において所望の張力を基材Ｓに付与することができる。
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１２において、搬入部２０のインフィードモータＭ１および搬出部８０のアウトフィードモータＭ２を同期させて所定の一定速度で回転するように駆動する。これにより、フィルム処理システム１において、フィルム供給部２から繰り出されて処理装置４において所定の処理が施された基材Ｓが一定速度でアキューム装置１０を経由して搬送されて、巻取部５において巻き取られる。
次に、コントローラ９０は、ステップＳ１４において、アキューム部５０におけるアキュームモータＭ４をロックした状態にする。すなわち、この場合、アキューム部５０では上側ローラ群５４および下側ローラ群５８は互いに接近した所定の位置関係に保たれることになる。
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ１６において、ダンサーローラ位置、すなわち張力付与部３０の可動ローラ３４の位置が、所定高さより低いか否かについて判定する。この判定は、張力付与部３０における高さ位置センサ３９からの信号に基づいて行われる。そして、この判定において肯定判定されると（ステップＳ１６でＹＥＳ）、続くステップＳ１８においてアウトフィードモータＭ２を加速させる。これにより、アキューム部５０での各ローラ群５４，５８の開閉動作を行われないことから、アウトフィードモータＭ２の増速によって張力付与部３０では可動ローラ３４が上方に移動することになる。一方、上記ステップＳ１６において否定判定された場合、すなわち、ダンサーローラ位置が所定高さより低くないと判定された場合、ステップＳ２０においてアウトフィードモータＭ２の速度を減速する。
そして、コントローラ９０は、続くステップＳ２２において、定常運転の停止命令があるか否かを判定する。定常運転の停止命令は、例えば、巻取リール６による基材Ｓの巻取り量が所定量に達したことを検出した基材巻取量検出センサ７の検出信号に基づいてコントローラ９０において生成される。また、上記定常運転の停止命令は、フィルム処理システム１の稼働自体を停止させる操作が行われたときにも生成される。
上記ステップＳ２２において否定判定されると（ステップＳ２２でＮＯ）、上記のステップＳ１２〜Ｓ２２を繰り返し実行する。これにより、基材Ｓは張力付与部３０で所定の張力を付与されつつ可動ローラ３４が一定高さに維持された状態で、アキューム装置１０を定常速度で連続搬送される。一方、上記ステップＳ２２において、定常運転の停止命令があると判定された場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、コントローラ９０は定常運転制御を終了する。
次に、図８および図９を参照して、アキューム装置１０のアキューム動作制御について説明する。この制御は、巻取部５の基材巻取量検出センサ７の検出結果に基づいて、巻取リールを自動で又は手動で交換する場合に実行される。
図８に示すように、コントローラ９０は、ステップＳ１０において、張力モータＭ３に一定のトルクを掛けるように制御する。この処理は、上述した定常運転制御の場合と同じである。
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２３においてインフィードモータＭ１を定常運転時の一定速度で回転させる一方で、ステップＳ２４においてアウトフィードモータＭ２を減速して停止させる。これにより、アキューム装置１０において、基材Ｓの搬入が継続される一方で搬出が停止される。
続いて、コントローラ９０は、ステップＳ２６において、ダンサーローラ位置、すなわち、張力付与部３０の可動ローラ３４の高さ位置が、所定高さより低いか否かを判定する。この判定は、張力付与部３０における高さ位置センサ３９からの信号に基づいて行われる。そして、この判定において肯定判定されると（ステップＳ２６でＹＥＳ）、ステップＳ２８において、アキュームモータＭ４を正転方向に駆動してアキューム部５０を開動作させる。これにより、図１０に示すように、アキューム部５０において上側ローラ群５４が上昇移動するとともに下側ローラ群５８が下降移動する。その結果、搬出が停止される一方で搬入が継続されているために生じる基材Ｓの余裕分をアキューム部５０が開動作することによって吸収および蓄積することができる。そのため、張力付与部３０では、可動ローラ３４の高さ位置を一定に維持して、基材Ｓに所定の張力が付与された状態を保つことができる。
コントローラ９０は、続くステップＳ３２において、アキューム開動作終了指令があるか否かを判定する。アキューム開動作終了指令は、例えば、巻取部５で巻取リールが交換されて基材Ｓの巻取り再開が可能になったことを基材巻取量検出センサ７からの信号に基づいて検出したときにコントローラ９０において生成されてもよいし、あるいは、オペレータによって巻取リール交換終了の操作が行われたときにコントローラ９０において生成されてもよい。
上記ステップＳ３２においてアキューム開動作終了指令があると判定されない場合（ステップＳ３２でＮＯ）、コントローラ９０は上記ステップＳ２３〜Ｓ３２を繰り返し実行する。この間に、ステップＳ２６においてダンサーローラ位置が所定高さより低いと判定されない場合（ステップＳ２６でＮＯ）、ステップＳ３０においてアキュームモータＭ４を逆転方向に駆動してアキューム部５０を閉動作させる。ただし、アキューム動作、すなわち基材蓄積動作が継続している間、アキューム部５０では所定の最大位置まで開動作が行われることになるため、上記ステップＳ３０の処理は稀である。
上記ステップＳ３２においてアキューム開動作終了指令があると判定されたとき（ステップＳ３２でＹＥＳ）、コントローラ９０は、図９に示すように、ステップＳ３４において、アウトフィードモータＭ２を定常速度より高い速度（例えば、定常速度の１．２倍）まで加速させる。
そして、コントローラ９０は、続くステップＳ３６においてダンサーローラ位置が所定高さより低いか否かを判定する。この判定は、上述したステップＳ１６およびＳ２６と同様である。この判定において肯定判定されると（ステップＳ３６でＹＥＳ）、続くステップＳ３８においてアキュームモータＭ４の正転駆動によりアキューム部５０を開動作させる。ただし、この場合、搬出部８０における基材Ｓの搬出速度が搬入部２０における搬入速度より高く設定されているため、上記ステップＳ３６の判定ではダンサーローラ位置が所定高さより低くない、すなわち、所定高さより高いと判定される場合が殆どである。したがって、この場合、ステップＳ３６で否定判定されて、続くステップＳ４０においてアキュームモータＭ４が逆転駆動されてアキューム部５０では閉動作が行われる。具体的には、上側ローラ群５４が下降移動するとともに下側ローラ群５８が上昇移動して、互いに接近する方向に移動する。
そして、コントローラ９０は、続くステップＳ４２において、アキューム部５０が定常運転位置になったか否かを判定する。この判定は、下側ローラ群５８を支持する下側支持部材６２の高さ位置を検出するホームポジションセンサ７６の検出信号に基づいて判定される。この判定において否定判定されると（ステップＳ４２でＮＯ）、上述したステップＳ３６〜Ｓ４２を繰り返し実行する。他方、アキューム部５０が定常運転位置に戻ったと判定された場合（ステップＳ４２でＹＥＳ）、続くステップＳ４４において、アウトフィードモータＭ２を定常速度にまで減速する。すなわち、この状態ではインフィードモータＭ１とアウトフィードモータＭ２とが同じ一定速度で駆動され、基材Ｓが所定速度で連続搬送される定常運転状態に移行する。
上述したように本実施形態のアキューム装置１０によれば、基材Ｓに張力を付与する張力付与部３０と、搬出が停止される一方で搬入が継続されることにより生じた基材の余裕分を蓄積するアキューム部とを別々に設けたため、張力付与部では比較的小さい荷重Ｆｔを掛けて基材Ｓに所望の張力を付与することができる。また、コントローラ９０が張力付与部３０における固定ローラ３２に対する可動ローラ３４の高さ位置を一定に維持するように、定常運転時には搬出部８０による基材搬出速度を制御し、アキューム動作時にはアキューム部５０の開閉動作を制御する。そのため、張力付与部３０において固定ローラ３２に対して可動ローラ３４が移動することによる基材Ｓの張力変動を低減できる。したがって、長尺帯状の基材Ｓを所定速度で連続搬送する定常運転時と、基材の搬出を停止しつつ搬入される基材Ｓを蓄積するアキューム動作時との間で運転状態が切り替わる際にも基材Ｓに作用する張力の変動を抑制することができる。その結果、基材Ｓの張力変動によって生じる蛇行や弛みを防止して、これに起因する基材Ｓの皺や破断等の発生を抑制できる。
次に、図１１〜図１３を参照して、下側ローラ５６の支持構造の変形例について説明する。図１１は、アキューム部５０ａの下側ローラ５６を独立懸架方式としたアキューム装置の変形例を示す図である。図１２は、図１１中のＤ−Ｄ線断面図である。
図１１に示すように、この変形例における一対の下側支持部材６２ａは、各下側ローラ５６を回転可能に支持する櫛歯状のアーム部６３が下側（−Ｚ方向）へそれぞれ突出して形成されている。そして、各アーム部６３の先端部に、弾性部材８７を介して、下側ローラ５６が連結されている。なお、一対の下側支持部材６２ａを昇降移動させる駆動機構６４は、上述した実施形態と同様である。
図１２に示すように、一対の下側支持部材６２ａにおける各アーム部６３の下端には、連結部材８９が例えばボルト留め等によって架設されている。連結部材８９には、Ｙ方向に間隔を開けて２つの貫通孔８９ａが形成されている。また、連結部材８９の下面には、後述するコイルばねの端部をそれぞれ収容する２つの凹部８９ｂが形成されている。
一対の下側支持部材６２ａのアーム部６３間に架設された連結部材８９には、可動部材８８が取り付けられている。可動部材８８の上面には複数の軸部材９４が立設されており、これらの軸部材９４が上記連結部材８９の貫通孔８９ａに挿通されている。そして、軸部材９４の上端には、貫通孔８９ａの直径よりも大径のストッパ９５が設けられている。
これにより、可動部材８８は、連結部材８９（すなわち一対の下側支持部材６２ａ）に対して上下方向に移動可能に支持されている。また、ストッパ９５により可動部材８８の上下方向の移動可能長さが規定されている。
これにより、可動部材８８は、連結部材８９（すなわち一対の下側支持部材６２ａ）に対して上下方向に移動可能に支持されている。また、ストッパ９５により可動部材８８の上下方向の移動可能長さが規定されている。
上記可動部材８８は、Ｙ方向の両端部に垂下する２つの側壁部９２を有する。これらの側壁部９２には、下側ローラ５６が回転可能に支持されている。具体的には、下側ローラ５６は、回転中心軸となるシャフト７２と、このシャフト７２の両端部分に固定された２つの軸受部材７３によって回転可能に支持される円筒状のローラ部分７１とを備え、シャフト７２の両端部が可動部材８８の２つの側壁部９２に固定されている。これにより、下側ローラ５６は、可動部材８８によって回転可能に支持されている。
上記可動部材８８の上面には、上記連結部材８９の凹部８９ｂに対向して２つの凹部９３が形成されている。そして、上記弾性部材８７を構成するコイルばねが連結部材８９と可動部材８８との間に設けられている。弾性部材８７を構成する２つのコイルばねは、両端部が連結部材８９および可動部材８８の各凹部８９ｂ，９３に嵌まり込んで位置決めされている。
図１２は、アキューム部５０ａにおいて、基材Ｓが一定速度で連続搬送される定常運転時の状態を示している。この定常運転時には、搬送される基材Ｓに所定の張力が作用しているため、下側ローラ５６を支持する可動部材８８が弾性部材８７の付勢力に抗して持ち上がった状態になっている。すなわち、弾性部材８７であるコイルばねが圧縮状態にあって、下側ローラ５６を下方に付勢した状態になっている。
なお、この変形例では弾性部材８７としてコイルばねを用いた例について説明するが、これに限定されるものではなく、下側ローラ５６に対して下方への付勢力を生じさせるものであれば、例えば、板ばね、空気ばね等の他の弾性部材を用いてもよい。
また、この変形例では、弾性部材８７により下側ローラ５６を付勢するように構成したが、これに限定されるものではなく、下側ローラ５６および可動部材８８などの自重だけで下側ローラ５６が基材Ｓに対して付勢されてもよい。この場合、弾性部材８７および各凹部８９ｂ，９３を省略できる。
また、この変形例では、弾性部材８７により下側ローラ５６を付勢するように構成したが、これに限定されるものではなく、下側ローラ５６および可動部材８８などの自重だけで下側ローラ５６が基材Ｓに対して付勢されてもよい。この場合、弾性部材８７および各凹部８９ｂ，９３を省略できる。
続いて、図１１に加えて図１３も参照して、この変形例のアキューム部５０ａの動作について説明する。図１３は、図１１に示すアキューム部５０ａがアキューム動作するときの状態を示す図である。
図１１に示すように、アキューム部５０ａが定常運転状態にあるとき、搬入部１２および搬出部１４が同一速度で駆動されているため、アキューム部５０ａでは複数の下側ローラ５６を含む下側ローラ群５８は或る高さ位置に維持された状態で基材Ｓが一定速度で搬送される。このとき、各下側ローラ５６は、搬送される基材Ｓに作用する張力によって、上述したように弾性部材８７の付勢力に抗して持ち上がった状態になっている。
アキューム装置１０の基材搬送方向下流側に設置される下流側装置の稼働が一時停止したとき、図１０に示すように、コントローラ９０からの指令を受けて搬出部１４は回転速度を減速させて停止する一方で、搬入部１２では定常運転時と同じ速度で基材Ｓの搬入が継続される。そのため、搬出部１４による基材Ｓの搬出速度と搬入部１２による搬入速度との差によって基材Ｓに余裕分が生じる。この基材Ｓの余裕分を吸収するようにアキューム装置１０のアキューム部５０ａはアキューム動作を実行する。
具体的には、搬出部１４が減速を開始すると、それに応じて生じる基材Ｓの余裕分を蓄積するために、上側ローラ群５４は上昇移動し、下側ローラ群５８は図１３に示すように矢印Ｇ方向へ下降移動する。これにより、上側ローラ群５４と下側ローラ群５８との間の距離が長くなることによって、アキューム部５０ａにおいて基材Ｓの余裕分が吸収されて蓄積される。このとき、下側ローラ群５８は、上側ローラ群５４から最大離間距離だけ離れた所定の高さ位置まで下降可能であるが、弾性部材８７による下側ローラ５６に対する下方への付勢力は上記所定の高さ位置に至るまで及びそこに到達した後も常に作用している。なお、弾性部材８７による付勢力は、基材Ｓに作用する張力に変動が無ければ、弾性部材８７の圧縮量が変わらないため一定となる。
このアキューム動作の際、駆動機構６４（図３参照）によって各下側ローラ５６を下降移動させる動作が基材Ｓに張力変動が生じないように実行されれば良いが、このアキューム動作の応答性が若干鈍い場合には図１１を参照して上述したように基材搬送方向上流側（図１１中の右側）に位置する１つ又は複数の下側ローラ５６ａに対して基材Ｓが一瞬、弛んで浮く現象が生じることがある。その状態が図１１中の破線Ｓｔで示される。基材Ｓの搬送速度が数百メートル／分といった高速になると、このような基材Ｓが弛んで浮く現象がより顕著になる。このような弛みが一瞬でも生じると、基材Ｓが蛇行してしまって、巻き取られる基材Ｓに皺が形成されることがある。
これに対し、この変形例のアキューム部５０ａでは、各下側ローラ５６が弾性部材８７によってそれぞれ独立して下方に付勢された状態で支持された「独立懸架方式」を採用している。これにより、上記のようにアキューム動作する際に基材Ｓに張力変動が生じた場合でも、その張力変動によって基材Ｓが下側ローラ５６から浮こうとしたときそれに追従するように各下側ローラ５６、特に基材搬送方向の上流側に位置する１つ又は複数の下側ローラ５６ａがその自重と弾性部材８７の付勢力とによって下方に移動する。そのため、下側ローラ５６が基材Ｓに接触した状態を維持することができる。その結果、基材Ｓと下側ローラ５６との間に空気層が巻き込まれるのを防止でき、基材Ｓの蛇行とこれに起因する皺の発生をより効果的に抑制できる。
また、定常運転時に基材Ｓを一定速度で搬送する場合、図１４中に破線１０１で示すように、下側ローラ５６の直前位置で筒状の基材Ｓの内部に空気が溜まって風船状に膨らむ現象がある。この変形例のアキューム部５０ａによれば、上述したように各下側ローラ５６が独立懸架方式で設けられているため、筒状の基材Ｓの内部にたまった空気の圧力が高くなると弾性部材８７の付勢力に抗して下側ローラ５６が押し上げられ、基材Ｓ内部の空気が下流側へと抜ける。そのため、空気溜りによる基材Ｓの搬送障害も抑制できる。
なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項およびその均等な範囲内において種々の変更や改良が可能である。
上記においてはアキューム部５０，５０ａのアキューム動作において上側ローラ群５４を上昇させるとともに下側ローラ群５８を下降移動させて蓄積可能な基材長を長くできるように構成したが、これに限定されるものではない。例えば、上側ローラ群５４を固定配置する一方で下側ローラ群５８だけを可動としてもよいし、あるいは、この逆としてもよい。
また、上記においては、アキューム部５０，５０ａに含まれる上側ローラ群５４および下側ローラ群５８を上下方向に移動させるタイプのアキューム装置１０について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、複数の回転可能な第１ローラを含む第１ローラ群と、この第１ローラ群に対して接近および離間する方向に移動可能な複数の回転可能な第２ローラを含む第２ローラ群とを備え、第１ローラ群に対して第２ローラ群を例えば水平方向あるいはこれと交差する方向に相対移動させて両者間の距離を変更するタイプのアキューム装置に本発明を適用してもよい。
さらに、上記においてはアキューム装置１０の定常運転時にはアキューム部５０の開閉動作を行わずに基材搬出速度を変更することによって張力付与部３０における可動ローラ３４の高さ位置を一定に維持する制御を実行したが、これに限定されるものではない。例えば、アキューム動作時と同様にアキューム部５０における開閉動作を併せて実行して、張力付与部３０の可動ローラ３４の位置を一定に維持するように制御してもよい。
さらにまた、上記では、アキューム装置１０を処理装置４と巻取部５との間に設置したフィルム処理システム１を例に説明したが、これに限定されるものではなく、上記特許文献１および２に記載されるようなラベル被嵌システムに適用されてもよい。この場合、上流側装置としての基材送出装置と下流側装置としてのラべル被嵌装置との間にアキューム装置が設置され、基材送出装置からラベル基材が一定速度で繰り出される定常運転時にはアキューム装置は開動作した状態にあってラベル基材を蓄積しており、基材送出装置の基材リール交換作業に伴いラベル基材の送り出しが一時的に停止されている間、アキューム装置が閉動作しながら蓄積されていたラベル基材の搬出を継続することにより、ラべル被嵌装置の稼働を継続することができる。また、この場合、アキューム装置の定常運転時には、基材送出装置から送り出された基材をアキューム装置に搬入する搬入部２０の搬入速度を変更することによって、アキューム部３０の可動ローラ３４の高さ位置を一定に維持するように制御するのが好ましい。
１ フィルム処理システム
２ フィルム供給部
３ 操出リール
４ 処理装置
５ 巻取部
６ 巻取リール
７ 基材巻取量検出センサ
１０，１００ アキューム装置
１２，１４ 固定フレーム
２０ 搬入部
２２，８２ 駆動ローラ
２４，８４ 従動ローラ
２６，８６ 回転数検出センサ
３０ 張力付与部
３２ 固定ローラ
３４ 可動ローラ
３６ 支持ローラ
３８ 支持部材
３９ 高さ位置センサ
４０ 可動ユニット
４２，４８ ワイヤ
４４ａ，４４ｂ 支持プーリ
４６ テンションプーリ
５０，５０ａ アキューム部
５２ 上側ローラ
５４ 上側ローラ群
５６ 下側ローラ
５８ 下側ローラ群
６０ 上側支持部材
６１，６３ アーム部
６２，６２ａ 下側支持部材
６４ 駆動機構
６５Ｌ，６５Ｕ ナット部
６８Ｌ 下側用ギヤ
６８Ｕ 上側用ギヤ
６９，７４ プーリ
７０，７５ ベルト
７１ ローラ部分
７２ シャフト
７３ 軸受部材
７６ ホームポジションセンサ
８０ 搬出部
８６ 回転数検出センサ
８７ 弾性部材
８８ 可動部材
８９ 連結部材
８９ａ 貫通孔
８９ｂ，９３ 凹部
９０ コントローラ
９２ 側壁部
９４ 軸部材
９５ ストッパ
Ｆｔ 荷重
Ｍ１ インフィードモータ
Ｍ２ アウトフィードモータ
Ｍ３ 張力モータ
Ｍ４ アキュームモータ
Ｓ 基材
Ｓ１，Ｓ２ ，Ｓ３ 信号
２ フィルム供給部
３ 操出リール
４ 処理装置
５ 巻取部
６ 巻取リール
７ 基材巻取量検出センサ
１０，１００ アキューム装置
１２，１４ 固定フレーム
２０ 搬入部
２２，８２ 駆動ローラ
２４，８４ 従動ローラ
２６，８６ 回転数検出センサ
３０ 張力付与部
３２ 固定ローラ
３４ 可動ローラ
３６ 支持ローラ
３８ 支持部材
３９ 高さ位置センサ
４０ 可動ユニット
４２，４８ ワイヤ
４４ａ，４４ｂ 支持プーリ
４６ テンションプーリ
５０，５０ａ アキューム部
５２ 上側ローラ
５４ 上側ローラ群
５６ 下側ローラ
５８ 下側ローラ群
６０ 上側支持部材
６１，６３ アーム部
６２，６２ａ 下側支持部材
６４ 駆動機構
６５Ｌ，６５Ｕ ナット部
６８Ｌ 下側用ギヤ
６８Ｕ 上側用ギヤ
６９，７４ プーリ
７０，７５ ベルト
７１ ローラ部分
７２ シャフト
７３ 軸受部材
７６ ホームポジションセンサ
８０ 搬出部
８６ 回転数検出センサ
８７ 弾性部材
８８ 可動部材
８９ 連結部材
８９ａ 貫通孔
８９ｂ，９３ 凹部
９０ コントローラ
９２ 側壁部
９４ 軸部材
９５ ストッパ
Ｆｔ 荷重
Ｍ１ インフィードモータ
Ｍ２ アウトフィードモータ
Ｍ３ 張力モータ
Ｍ４ アキュームモータ
Ｓ 基材
Ｓ１，Ｓ２ ，Ｓ３ 信号
Claims (8)
Hide Dependent
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- 長尺帯状の基材を搬入する搬入部と、
前記基材を搬出する搬出部と、
前記搬入部と前記搬出部との間であって基材搬送方向の上流側に設置され、前記基材に所定の張力を付与する張力付与部と、
前記搬入部と前記搬出部との間であって基材搬送方向に関して前記張力付与部の下流側に設置され、前記搬入部による基材搬入速度と前記搬出部による基材搬出速度との差により生じる基材の余裕分を蓄積するアキューム部と、
前記搬入部、前記搬出部、前記張力付与部および前記アキューム部の各動作を制御するコントローラと、
前記張力付与部における固定ローラに対する可動ローラの位置を検出する検出手段を備えるアキューム装置であって、
前記張力付与部は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の回転可能な前記固定ローラと、前記固定ローラに対して平行で且つ前記固定ローラに接近および離間するように移動可能に配置される少なくとも１つの回転可能な前記可動ローラとを含み、前記基材は前記固定ローラと前記可動ローラとの間を交互に行き来するように巻き掛けられた状態で搬送され、前記可動ローラに対して前記固定ローラから離間する方向の荷重を調整することによって前記基材に所定の張力が付与されるように構成されており、
前記アキューム部は、互いに間隔をおいて平行に配置された複数の第１ローラ群と、
前記第１ローラ群の下方において該第１ローラ群に対して接近および離間するように移動可能に配置される複数の第２ローラを含む第２ローラ群と、
前記第１ローラ群と前記第２ローラ群との間の距離を変更させるように前記第１ローラ群および前記第２ローラ群を開閉動作させる駆動機構を備え、
前記基材は前記第１ローラと前記第２ローラとの間を交互に行き来するように巻き掛けられた状態で搬送され、
前記コントローラは、
定常運転制御とアキューム動作制御の処理を行うものであって、
前記定常運転制御では、
前記搬入部および前記搬出部によって前記基材が搬出を行い、
前記アキューム部の前記第１ローラ群と前記第２ローラ群との間を所定の位置関係に保ち、
前記検出手段による検出結果に基づいて、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持するように、前記搬出部における搬出速度を制御し、
前記アキューム動作制御では、
前記搬入部によって前記基材の搬入が継続され前記搬出部による搬出を停止し、前記検出手段による検出結果に基づいて、前記張力付与部における前記固定ローラに対する前記可動ローラの位置を一定に維持するように、前記駆動機構の前記開閉動作を行うことを特徴とする、アキューム装置。 - 前記搬入部は基材を挟持するローラを回転駆動する第１モータを備え、
前記搬出部は基材を挟持するローラを回転駆動する第２モータを備え、
前記固定ローラは、前記可動ローラよりも高い位置にあり、
前記コントローラは、前記定常運転制御において、前記可動ローラの高さ位置が所定高さより低いと判断すると、前記第２モータを加速させ、前記可動ローラの高さ位置が所定高さよりも高いと判断すると、前記第２モータを減速することを特徴とする、請求項１記載のアキューム装置。 - 前記コントローラは、
前記アキューム動作制御において、前記可動ローラの高さ位置が所定高さより低いと判断すると、前記アキューム部を開動作させ、前記可動ローラの高さ位置が所定高さより高いと判断すると、前記アキューム部を閉動作させる、請求項２に記載のアキューム装置。 - 前記第１ローラおよび第２ローラは、ローラ部分と、該ローラ部分を軸受部材を介して回転可能に支持するシャフトとをそれぞれ有し、前記シャフトを前記ローラ部分と同じ回転速度で同方向に回転させるテンデンシー機構が設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のアキューム装置。
- 前記搬出部から搬出される前記基材をリールに巻き取る巻取部と、
前記巻取部における前記基材の巻取量を検出する巻取量検出手段とを更に備え、
前記巻取量検出手段による検出の結果に基づき前記リールを交換する際に、少なくとも前記アキューム動作制御を実行することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のアキューム装置。 - 前記アキューム部が定常運転位置になったか否かを判定するために前記第２ローラ群を支持する支持部材の高さ位置を検出する位置検出手段を更に備え、
前記コントローラは、前記巻取量検出手段の検出結果に基づきアキューム部開動作指令を生成し、またはオペレータによって前記リール交換終了の操作が行われたとき、該アキューム部開動作指令を生成し、
前記アキューム部開動作指令があると判定されたとき、前記第２モータを定常速度よりも高い速度まで加速させ、前記位置検出手段による検出の結果、前記アキューム部が定常運転位置になったと判断すると、前記第２モータを定常速度にまで減速する請求項５記載のアキューム装置。 - 前記駆動機構は、第１ローラ群を移動させる第１ボールねじ、前記第１ローラ群の下方の第２ローラ群を移動させる第２ボールねじ、前記第１ボールねじの端部に固定された第１ギヤ、前記第２ボールねじの端部に固定され、前記第１ギヤと互いに噛合する第２ギヤ、前記第２ギヤに同軸状に連結されるプーリ、並びに、前記第２ギヤおよび前記プーリを回転駆動するアキュームモータを含み、前記第１ローラ群および該第１ローラ群を支持する第１支持部材の総重量を支持するために前記第１ボールねじに作用するトルクと前記第２ローラ群および該第２ローラ群を支持する第２支持部材の総重量を支持するために前記第２ボールねじに作用するトルクが前記第１ギヤと前記第２ギヤの噛合部において互いに打ち消し合う構成である、請求項１から６のいずれか一項に記載のアキューム装置。
- 前記各第２ローラは、前記第１ローラ群に対して移動可能な支持部材にそれぞれ支持されるとともに、前記第２ローラの少なくとも一部は、当該第２ローラを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材と前記支持部材との間に設けられた弾性部材によって、又は前記第２ローラとこれを前記支持部材に対して移動可能に支持する可動部材との自重によって、前記第１ローラ群から離間する方向に個別に独立して付勢される独立懸架方式で支持されることによって、前記基材の前記付勢された第２ローラに接触すべき部分が、前記付勢された第２ローラに対して浮こうとしたときに前記付勢された第２ローラが独立して前記基材に追従して下方に移動する構成である、請求項１から７のいずれか一項に記載のアキューム装置。