JPH0688710B2

JPH0688710B2 - シートカール矯正装置

Info

Publication number: JPH0688710B2
Application number: JP63111655A
Authority: JP
Inventors: 皓桜林
Original assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd
Current assignee: Kobayashi Engineering Works Ltd
Priority date: 1988-05-10
Filing date: 1988-05-10
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2009-11-09
Also published as: EP0341970A2; JPH01285556A; EP0341970A3

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、巻取ロールから巻出されるプラスチックフィ
ルム、紙、金属箔等のシートのカールを矯正するシート
カール矯正装置に関する。

［従来の技術］例えばシート切断処理装置では、巻取ロールから巻出し
たシートを切断機で所定長さに切断している。この時、
巻取ロールから巻出されたシートをそのまま切断する
と、切断されたシートにカールが生じる。このカール
は、このシートの切断処理ライン内でのジャミング、あ
るいはこのシートが後に印刷機や各種機器に供される時
にそれらのシート導入部でのジャミングをひき起こす等
の不都合をもたらす。

そこで従来、特公昭60−48427号公報に記載の如く、巻
取ロールから巻出されるシートに一対のバックアップロ
ール間でデカーラバーを押し当て、シートに抱き角度を
与えることによりシートのカールを矯正するシートカー
ル矯正装置が提案されている。

ここで、上記シートカール矯正装置によるカールの矯正
量は、シートの抱き角度によって決定され、抱き角度が
大きいほどシートはデカーラバーによって強くしごかれ
カールの矯正量は大きくなる。

他方、巻取ロールからシートを巻出す場合に、シートに
内在するカール（巻きぐせ）の程度は、巻取ロール径が
巻出しの進行にともなって小さくなるほど強くなる。

したがって、上述のシートカール矯正装置を採用する場
合には、巻取ロール径の変化を監視し、巻取ロール径が
小さくなるに応じてシートの抱き角度が大きくなるよう
に、バックアップロールとデカーラバーの相対位置を調
整する抱き角度調整装置を設ける必要がある。

抱き角度調整装置は、例えばバックアップロールをシー
ト押込基準位置に設定する状態下で、デカーラバーを大
巻取ロール対応位置（押込小の位置）から、巻取ロール
径の減少に応じて小原反ロール対応位置（押込大の位
置）の側に変位させるように構成される。

ここで、特公昭60−48427号公報に記載のシートカール
矯正装置は、シートのカール矯正量を巻取ロール径の変
化に応じて自動的に調整すべく、巻取ロール径に応じて
カールを矯正するに最適なデカーラバー駆動量を図表に
てデジタルパターン化している。この図表は、シートの
品種や矯正装置の構成諸元等毎に個別化され、各図表
は、巻取ロール径がある幅で変化する毎に最適なデカー
ラバー駆動量を予め実験的にデータ収集することにて構
成される。

［発明が解決しようとする課題］ところで、シートカール矯正装置が用いられる例えばシ
ート切断処理装置では、近時ますますその操業の安定性
と高生産性が強く望まれているにもかかわらず、シート
カール矯正装置がネックとなってその操業性の向上を実
現するに至っていないのが現実である。これは、デカー
ラバー駆動量をデジタルパターン方式にて制御する従来
の制御方式に以下の如くの解決困難な問題点が内在し、
カール矯正の自動化を簡素な構成にて迅速かつ高精度で
達成できないことに原因がある。

カール矯正精度を向上するためには、巻取ロール径が
微少変化する毎に適正なデカーラバー駆動量を設定する
必要があり、データ量が膨大となる。このため、データ
収集に多大な工数が必要となる。

上記データはシートの品種や矯正装置の構成諸元等毎
に予め定められてデータ記憶装置に格納され、今回矯正
作業に適合するデータがデータ記憶装置から抱き角度調
整装置の制御装置に伝送されて用いられる。この時、前
述の如く、データ量が膨大であるから、データ記憶装置
や制御装置に大きな記憶容量スペースを確保する必要が
あり、データ記憶装置から制御装置へのデータ伝送にも
時間がかかる。

抱き角度調整装置によるデカーラバーの制御動作が巻
取りロール径の変化に対して間欠的（階段状）となり、
時々刻々と変化する各巻取ロール径毎に最適な抱き角度
を設定するには至らない。

本発明は、カール矯正の自動化を、簡素な構成にて迅速
かつ高精度に実現することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は、巻取ロールから巻出されるシートに一対のバ
ックアップロール間でデカーラバーを押し当て、シート
に抱き角度θを与えることによりシートのカールを矯正
するシートカール矯正装置において、バックアップロー
ルとデカーラバーの両者を相対的に変位させてシートの
抱き角度を調整する抱き角度調整装置と、巻取ロール径
Ｄに対する最適抱き角度θを算定できる算定式［θ＝A/
D^q＋Ｂ］（ただし、Ａ、Ｂ、ｑは予め定まる定数）を用
い、巻取ロール径の変化に応じて最適抱き角度を算定
し、この算定結果により抱き角度調整装置を制御する制
御装置とを有してなるようにしたものである。

［作用］以下、本発明成立の根拠について説明する。

（Ａ）シートカール矯正装置は、巻取ロール上にてシー
トに与えられる巻ぐせカールを矯正し改善可能とする。
そこで、巻ぐせカールについて考察すれば以下のとおり
である。第６図に示す如く、丸棒（直径Ｈ）に巻付いて
いるシートにおいて、シート厚みｔ、抱き角度αとする
時、巻付シートの中立ライン長Lm、外周長Lo、内周長Li
は、 Lm＝（Ｈ＋ｔ）α/2 …（１） Lo＝（Ｈ＋2t）α/2 …（２） Li＝Ｈα/2 …（３）である、中立ラインに対する外周、内周の伸び差ΔＬ
は、 ΔＬ＝±ｔα/2 …（４）である。したがって、シートのひずみεは、 ε＝ΔL/Lm＝±t/（Ｈ＋ｔ） …（５）である。

（Ｂ）上記（５）式によれば、巻ぐせカールの原因であ
る巻取ロール（直径Ｄ）での原反ひずみε１は、 ε１＝±t/（D/t） …（６）である、これを矯正しようとするデカーラバー（直径
ｄ）での矯正ひずみε２は、 ε２＝±t/（d/t） …（７）である。原反ひずみε１と矯正ひずみε２の比をλとす
ると、 λ＝ε1/ε２＝（ｄ＋ｔ）／（Ｄ＋ｔ） …（８）である。本発明者の実験結果に基づく経験則によれば、
抱き角度θと上記λとの間には、 θ＝λ^q …（９）の関係がある。ここで、上記（８）式にて、ｔはＤに比
し十分小であるのでλの分母からｔを外し、ｄ、ｔはシ
ートの品種や矯正装置の構成諸元等が定まれば一定であ
るのでλの分子は定数成分とする。これにより、 θ＝A/D^q＋Ｂ …（10）が成立する。なお、（10）においてＢはカール矯正量を
強化するための定数であり、適用にあたっては、Ｂ＝０
のこともあり得える。

（Ｃ）しかして、上記（10）式の指数係数ｑについてさ
らに考察した結果、以下に延べる如く、ｑとして0.25〜
0.75の範囲にあるいずれかの値を選定するものとすれ
ば、巻取ロール径Ｄの広範な変化に対し常に適正なθを
提供できることが認められた。

すなわち、（10）式についてｑ＝０〜２の範囲でテスト
を行なった。テストは、直径12mmφのデカーラバーを用
い、シート材質を白板紙、その坪量を270〜450g/m²、シ
ート速度を常用300〜330m/min.（最大380m/min.）とし
た。

テスト結果は、第５図に示す如く、以下の〜のとお
りである。なお、矯正後の適正製品カールは一定の弱い
下カール（山型カール）を付与されることが好ましく、
図において曲線a1は許容下カール上限限界（カール強
目）、曲線b1は許容下カール下限限界（カール弱目）で
あり、a1とb1に挟まれる範囲が適正領域である。

ｑ＝0.75とする時、Ａ＝2685.2、Ｂ＝6.94とし、b2の
曲線を得た。b2は中間ロール径にて上記b1を逸脱してい
る。すなわち、ｑ＝0.75以上では曲線b3の如く小ロール
径にて抱き角度過大（矯正効果過大）となり、小ロール
径にて適合させると中間ロール径にて逸脱して抱き角度
過小（矯正効果過小）となり、全ロール径範囲に良く適
合することが不能である。よって、ｑ＝0.75を実用上の
上限使用限界として定めるのが好適となる。

ｑ＝0.25とする時、Ａ＝210.9、Ｂ＝−5.39とし、a2
の曲線を得た。a2は中間ロール径にて上記a1を逸脱して
いる。すなわち、ｑ＝0.25以下では曲線a3の如く小ロー
ル径にて抱き角度過小（矯正効果過小）となり、小ロー
ル径にて適合させると中間ロール径にてa1を逸脱して抱
き角度過大（矯正効果過大）となり、全ロール径範囲に
良く適合することが不能である。よって、ｑ＝0.25を実
用上の下限使用限界として定めるのが好適となる。

ｑ＝0.5とする時、Ａ＝648.2、Ｂ＝11.6とし、a1に合
致する曲線を得た。また、ｑ＝0.5とする時、Ａ＝716.
8、Ｂ＝０とし、b1に合致する曲線を得た。よって、ｑ
＝0.5とすることにより、全ロール径範囲で極めて良い
カール矯正効果を得ることができる。

なお、上記（10）式においてｑ＝0.25〜0.75（特に0.5
が好適）とし、上述の如くＡ、Ｂを定めてのテストの結
果、シートの坪量が270〜450g/m²の範囲で厚み変化（ｔ
＝0.35〜0.58mm、166％の変化率）があるにもかかわら
ず、単一の算定式にてＡ、Ｂを変更することなく実用上
十分に対応できることも判明した。すなわち、Ａ、Ｂは
シートの品種（材質と厚み）グループ毎に定めれば良
く、Ａ、Ｂの格納すべき定数データは少なくて足りる。

（Ｄ）また、本発明の実施において、抱き角度調整装置
は、バックアップロールとデカーラバーの両者間の相対
的な変位量Ｓと、前記抱き角度θとの間に、Ｓ＝Ｋθ …（11）なる関係が成立するように構成されるのが良い。この構
成の具体的な一例としては、デカーラバーの相対移動軌
跡を、両バックアップロールを結ぶ直線の垂直２等分線
上に設定することである。制御装置が上記（11）式を用
いるものとすれば、前述の（10）式にて演算されるθか
ら上記Ｓを極めて容易に演算でき、その演算作業性を向
上できる。

以上の（Ａ）〜（Ｄ）によって成立する本発明によれば
以下の作用がある。

シートの品種、矯正装置の構成諸元等毎に用意する定
数がＡ、Ｂ、ｑの３つ（ｑ＝0.25〜0.75、より好適には
ｑ＝0.5としてｑを固定すれば、Ａ、Ｂの２つ）であ
り、収集あるいは格納すべきデータ量が極めて少なくて
足りる。

上記定数データはシートの品種や矯正装置の構成諸元
等毎に予め定められてデータ記憶装置に格納され、今回
矯正作業に適合するデータがデータ記憶装置から抱き角
度調整装置の制御装置に伝送されて用いられる。この
時、上述の如く、データ量が少ないから、データ記憶装
置や制御装置の記憶容量スペースが極めて少なくてす
み、データ記憶装置から制御装置へのデータ伝送時間も
無視できる程度に短くできる。

また、算定式の演算処理速度は例えば数10m秒であ
り、巻取ロール径の変化に対し完全に連続作動コントロ
ールとみなせるので、時々刻々と変化する各巻取ロール
径毎に最適な抱き角度を設定できる。このため、高速に
おけるシートの搬送姿勢をより正しく制御でき、高速で
の操業の安定性ばかりでなく、紙粉の減少、積み姿の向
上等の付加的なメリットも提供できる。

［実施例］第１図は本発明が適用される一例としてのシート切断処
理装置を示す模式図、第２図はシートカール矯正装置の
一実施例を示す模式図、第３図はシートの抱き角度変化
を示す模式図、第４図はシートカール矯正装置の動作を
示す模式図、第５図は本発明の算定式によるテスト結果
の一例を示す線図、第６図はシートの巻ぐせカール発生
機構を示す模式図である。

シート切断処理装置10は、シート供給装置11、シート接
合装置12、カール矯正装置13、フィードロール14、切断
機15、制御装置16を有して構成されている。

シート供給装置11は、架台17に支持されている旋回アー
ム18の両端のそれぞれに、原反ロール19（旧原反ロール
19Aと新原反ロール19B）を支持し、原反ロール19からシ
ート20を巻出して供給する。

シート接合装置12は、押圧ローラー21とナイフ22を備
え、原反ロール19から連続的にシート20を巻出すに際
し、押圧ローラー21により旧原反ロール19Aのシート
終端側部分を新原反ロール19Bのシート始端側部分に貼
り付けられた両面テープに押圧し両シート部分を接合
し、ナイフ22により旧原反ロール19Aの上記接合部分
より終端側の最終端部分を切離す。

カール矯正装置13は、後に詳述するように、原反ロール
19の直径Ｄの変化に対応したシート20のカール矯正を行
なっている。

フィードロール14は、シート20を原反ロール19から巻出
す張力をシート20に付与する。

切断機15は、カール矯正装置13にてカール矯正されて連
続走行しているシート20を適宜長さに切断する。

制御装置16は、上記シート供給装置11、シート接合装置
12、カール矯正装置13、フィードロール14、切断機15の
それぞれを制御する。

この時、制御装置16は、旧原反ロール19Aの直径Ｄの変
化を監視するため、旧原反ロール19Aの回転速度N1を旋
回アーム18に設けた原反回転検出器16Aによりカウント
するとともに、中間ロール16Bの回転検出器16Cにより該
中間ロール16B（直径Ｅは既知）の回転速度N2をカウン
トする。制御装置16は、シート速度Ｖ＝πDN1＝πEN2の
関係から、CPUにて常時Ｄ＝Ｅ（N2/N1）を演算し、旧原
反ロール19Aの直径Ｄを常時求める。

なお、制御装置16は、旧原反ロール19Aの直径Ｄが交換
準備直径Ｆまで減少すると、シート供給装置11の旋回ア
ーム18を旋回させ、旧原反ロール19Aを第１図に示す接
合作業位置に位置決めし、その後シート接合装置12を前
述の如く駆動して旧原反ロール19Aと新原反ロール19Bの
シート接合を実行せしめる。

以下、カール矯正装置13の具体的構成について説明す
る。

カール矯正装置13は、デカーラバー31、デカーラバー31
の両側に設けられる一対の主バックアップロール32、主
バックアップロール32の両側に設けられる一対の副バッ
クアップロール33、デカーラバー31を駆動する抱き角度
調整装置34、主バックアップロール32を駆動する抱き角
度急変装置35を有して構成される。

すなわち、カール矯正装置13は、原反ロール19から巻き
出されるシート20に一対の主バックアップロール32の間
でデカーラバー31を押し当て、シート20に抱き角度θを
与えることによりシート20のカールを矯正する。

抱き角度調整装置34は、制御装置16が制御する駆動部
37により作動される例えばねじ式送り装置38にてデカー
ラバー31を駆動する。デカーラバー31は、左右の主バッ
クアップロール32を結ぶ直線の垂直２等分線上を上下に
変位せしめられる。

すなわち、制御装置16により制御される抱き角度調整装
置34は、主バックアップロール32がシート押込基準位
置（第２図の実線位置）に設定される状態下で、デカー
ラバー31を原反ロール19の直径の変化に応じて大原反ロ
ール対応位置（第２図の２点鎖線位置）から小原反ロー
ル対応位置（第２図の実線位置）に向けて変位させ、結
果としてシート20の抱き角度θを大原反ロールに対応す
る小角度θ１と小原反ロールに対応する大角度θ２の間
で調整する（第３図参照）。この時、制御装置16は、原
反ロール19の直径に応じてカールを矯正するに最適な抱
き角度θ（またはデカーラバー31の変位量Ｓ）を後述す
る算定式にて逐次決定可能としており、前述の如くにて
演算される直径Ｄに対応して決定される最適な抱き角度
θ（またはデカーラバー31の最適変位量Ｓ）が達成され
るように駆動部37を制御する。

ここで、制御装置16は、巻取ロール径Ｄの変化に応じて
上述の如く最適抱き角度θ（またはデカーラバー31の変
位量Ｓ）を算定するに際し、算定式［θ＝A/D^q＋Ｂ］ま
たは［Ｓ＝Ｋθ］を用いる。ここで、定数Ａ、Ｂ、ｑの
データは、予め、シート20の品種および矯正装置の構成
諸元等毎に定められてデータ記憶装置100に格納され、
今回矯正に適合するＡ、Ｂ、ｑのデータがデータ記憶装
置100から制御装置16に供給される。なお、ｑは前述の
毎く0.25〜0.75、特に好適には0.5とするのが良い。

また、制御装置16により制御される抱き角度調整装置34
は、制御装置16が前述の如くシート接合装置12をして
旧原反ロール19Aと新原反ロール19Bのシート接合を行な
うように制御する時、デカーラバー31を小原反ロール対
応位置から大原反ロール対応位置に復帰させる。

抱き角度急変装置35は、制御装置16が制御する駆動部
39により作動される例えばシリンダ40にて主バックアッ
プロール32を駆動する。

すなわち、制御装置16により制御される抱き角度急変装
置35は、制御装置16が上述の如く抱き角度調整装置34を
してデカーラバー31を小原反ロール対応位置から大原反
ロール対応位置に復帰開始させると略同一タイミング
で、主バックアップロール32を前記シート押込基準位置
から非押込（もしくは押込緩和）方向に退避させてシー
ト20の抱き角度θを急変させる。

副バックアップロール33は、前述の如くデカーラバー
31、主バックアップロール32の両側に予め固定的に設定
され、抱き角度急変装置35が主バックアップロール32を
シート押込基準位置から退避させる時、シート20の抱き
角度θが大径の新原反ロール19Bの直径に適合する値
（θ１）となるようにシート20を案内する。

次に、上記実施例の作用について説明する。

カール矯正装置13は以下の如く動作する。

（Ａ）同一原反ロール19からのシート巻出し時には抱き
角度調整装置34が機能し、主バックアップロール32がシ
ート押込基準位置に設定される状態下で、デカーラバー
を原反ロール径の変化に応じて大原反ロール対応位置か
ら小原反ロール対応位置に向けて変位させることによ
り、シート20の抱き角度θを現時点の原反ロール径Ｄに
対して最適な状態に設定し、結果としてカールの適切な
矯正を行なう（第４図（Ａ）参照）。

（Ｂ）シート接合装置12による新旧原反ロール19A、19B
のシート接合時には、下記〜による。

抱き角度調整装置34がデカーラバー31を小原反ロール
対応位置から大原反ロール対応位置に復帰開始する。

上記の復帰動作開始と略同一タイミングで、抱き角
度急変装置35が主バックアップロール32をシート押込基
準位置から非押込（もしくは押込緩和）方向に退避させ
てシート20の抱き角度θを急変させる。この時、シート
20は副バックアップロール33に案内されることとなり、
シート20の抱き角度θは大径の新原反ロール径に適合す
る状態に瞬時切換設定され、結果として大径の新原反ロ
ール19Bから巻出されるシート20のカールを適切に矯正
することとなる（第４図（Ｂ）参照）。

なお、抱き角度急変装置35は主バックアップロール32を
シート押込基準位置と退避位置の２位置に選択的に切換
えすれば足りるから、その切換動作を瞬時に完了するこ
とは容易である。

抱き角度調整装置34がデカーラバー31を大原反ロール
対応位置に復帰完了する（第４図（Ｃ）参照）。

抱き角度急変装置35が主バックアップロール32を上記
の退避位置からシート押込基準位置に再設定する（第
４図（Ｄ）参照）。

（Ｃ）前記（Ａ）におけると同様に、新原反ロール19B
のロール径Ｄの減少に応じて、抱き角度調整装置34がデ
カーラバー31を大原反ロール対応位置から小原反ロール
対応位置に向けて変位せしめ、シート20の抱き角度を現
時点の原反ロール径に対して最適な状態に設定し、結果
としてカールの適切な矯正を行なう（第４図（Ｅ）、
（Ｆ）参照）。

したがって、上記実施例によれば、上記（Ｂ）における
原反ロールの新旧切換時に、シート切断処理装置10のラ
イン速度を例えば切断機15の処理能力にて定まる高速状
態に維持する状態下で、シート20の抱き角度を原反ロー
ル径の急変に追随して瞬時切換えできる。よってライン
の生産性を維持しながら、シート20のカールを確実に適
正な状態に矯正できる。

なお、第４図において、（Ａ）、（Ｆ）は原反ロール19
の直径最小の時で、デカーラバー31は小原反ロール対応
位置にあり、シート20の抱き角度θは最大値θ２であ
る。また、（Ｃ）は原反ロール19の直径最大の時で、デ
カーラバー31は大原反ロール対応位置にあり、シート20
の抱き角度θは最小値θ１である。

また、第４図において、シート20の抱き角度θは、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）のそれぞれで僅かに変動する
が、主バックアップロール32の設置間隔Ｋに対し、副バ
ックアップロール33の設置間隔Ｌを十分大きくとれば、
その抱き角度θの変動は微小となり実用上無視できる。

さらに、上記実施例にあっては、制御装置16において前
述の如くの、θ、Ｓの算定式を用いたので以下の作用が
ある。

また、算定式の演算処理速度は例えば数10m秒であ
り、巻取ロール径の変化に対し安全に連続作動コントロ
ールとみなせるので、時々刻々と変化する各巻取ロール
径毎に最適な抱き角度を設定できる。このため、高速に
おけるシートの搬送姿勢をより正しく制御でき、高速で
の操業の安定性ばかりでなく、紙粉の減少、積み姿の向
上等の付加的なメリットも提供できる。

また、本発明の実施において、抱き角度調整装置は、デ
カーラバーの変位を制御するのでなく、主バックアップ
ロールの変位を巻取ロール径の変化に応じて制御するこ
とにて、抱き角度を調整するものであってもよい。この
時、抱き角度急変装置は、デカーラバーの側をシート押
込み基準位置と退避位置との間で瞬時切換えすることと
なる。

また、本発明の実施において、抱き角度調整装置は、主
バックアップロールとデカーラバーの前記他方を直線上
に変位させることに限らず、旋回動作等にて曲線状に変
位させるものであってもよい。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、カール矯正の自動化
を、簡素な構成にて迅速かつ高精度に実現することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用される一例としてのシート切断処
理装置を示す模式図、第２図はシートカール矯正装置の
一実施例を示す模式図、第３図はシートの抱き角度変化
を示す模式図、第４図はシートカール矯正装置の動作を
示す模式図、第５図は本発明の算定式によるテスト結果
の一例を示す線図、第６図はシートの巻ぐせカール発生
機構を示す模式図である。 13……カール矯正装置、 16……制御装置、 19……原反ロール（巻取ロール）、 20……シート、 31……デカーラバー、 32……主バックアップロール（バックアップロール）、 34……抱き角度調整装置。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】巻取ロールから巻出されるシートに一対の
バックアップロール間でデカーラバーを押し当て、シー
トに抱き角度θを与えることによりシートのカールを矯
正するシートカール矯正装置において、バックアップロ
ールとデカーラバーの両者を相対的に変位させてシート
の抱き角度を調整する抱き角度調整装置と、巻取ロール
径Ｄに対する最適抱き角度θを算定できる算定式［θ＝
A/D^q＋Ｂ］（ただし、Ａ、Ｂ、ｑは予め定まる定数）を
用い、巻取ロール径の変化に応じて最適抱き角度を算定
し、この算定結果により抱き角度調整装置を制御する制
御装置とを有してなることを特徴とするシートカール矯
正装置。
【請求項２】前記算定式の定数ｑが0.25〜0.75である請
求項１記載のシートカール矯正装置。
【請求項３】前記抱き角度調整装置は、バックアップロ
ールとデカーラバーの両者間の相対的な変位量Ｓと、前
記抱き角度θとの間に、［Ｓ＝Ｋθ］なる関係が成立す
るように構成される請求項１または２記載のシートカー
ル矯正装置。