JPH07187457A - 薄物の巻取装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プラスチックフィルム、紙、布などの素材に
化学処理を施して製造する薄物の表面に傷をつけること
なく静電気を除去できるようにする。 【構成】 接地電位に接続された導電材を薄物（ウェ
ブ）の最外層表面に非接触状態で接近させ、薄物の表面
と導電材との距離ｄがほぼ一定になるように間隔をあけ
て支持し、巻き取られる薄物の直径の変化に応じてその
距離ｄを維持しながらその表面に帯電した静電気を導電
材に放電させる。 【効果】 製造された薄物の品質を向上させるととも
に、製造歩留りをよくして製品コストを低減することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラスチックフィル
ム、紙、布、その他素材、その素材に化学処理が施され
た磁気テープ、写真フィルム、その他薄物（慣用的には
「ウェブ」と呼ばれる）の製造に利用する。本発明は、
製造工程で薄物に発生する静電気を除去するための技術
に関する。本発明は、非導電性あるいは弱導電性の薄物
の巻取時または巻出時に発生する静電気を除去する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、磁気テープや写真フィルムなどの
製造においては、製造された弱導電性の薄物を軸に巻取
ったり、あるいは軸に巻取られた薄物を巻き出す作業が
繰り返して行われる。このような薄物の巻取りあるいは
巻出し作業の際には、薄物相互間に摩擦を生じ、この摩
擦によって静電気が発生する。発生した静電気は薄物の
表面に帯電して放電されないために、その薄物の表面に
塵埃が付着する原因となり、製品の品質低下や製造歩留
りに大きな影響を与えている。

【０００３】そこで、このような問題を解決するために
さまざまな工夫がなされた。これまでに、薄物の端部に
集中する電荷に注目してその側面に導電体を当接する方
法（特開平４−１９１２３１号公報）、薄物表面に導電
材を当接する方法（特開平４−３２４２９７号公報）、
あるいは薄物表面と薄物側面に導電材を同時に接触させ
る方法（特開平２−２０９３４９号公報）などが提案さ
れてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】これらの方法は、それ
ぞれが静電気を除去するにはかなり有効であるが、薄物
の表面に導電材を当接する方法では製品に傷をつけてし
まう問題があり、薄物の側面に導電材を当接する方法で
は製品表面に傷をつけることは避けられるものの幅の広
い薄物の場合にその中央部に電荷が残存する問題があ
る。さらに薄物の表面および側面に導電材を接触させる
方法では前述の二つの問題が同時に発生する欠点があ
る。

【０００５】本発明はこのような背景のもとに行われた
ものであって、薄物の表面を傷つけることなく静電気を
放電することができ、また、幅の広い薄物であってもそ
の全域にわたって静電気を除くことができる装置を提供
することを目的とする。本発明は薄物の製品品質を向上
させ製造歩留りを改善することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、非導電性ある
いは弱導電性の薄物の巻取装置に関するものであって、
回転軸に巻取られる薄物の最外層表面に接近して配置さ
れ電気的に接地電位に接続された導電材と、前記薄物の
巻取外径の変化に応じてこの導電材を前記最外層表面に
接近した状態を維持しつつ移動させる手段とを備えたこ
とを特徴とする。この導電材が導電材支持手段により支
持され、回転軸に巻取られる薄物の巻取外径を検出する
手段を備え、上記移動させる手段はその検出する手段に
より検出される巻取外径にしたがって上記導電材支持手
段の位置を導電材と薄物とが非接触であってしかも除電
に有効な距離に制御する手段を含む構造とすることが望
ましい。

【０００７】上記導電材は、導電材支持手段により回転
軸と平行に支持される場合には、回転軸に巻取られた薄
物の幅にほぼ等しいもしくはその幅を越える幅を有する
ことが望ましい。導電材はカーボン繊維を含む線材か、
あるいは金属材であり、前記距離ｄは１〜５０ｍｍ、好
ましくは５〜３０ｍｍであることが望ましい。上記カー
ボン繊維を含む線材は、有機高分子を焼成して形成され
るいわゆるカーボン繊維を丸くまたは板状に束ねて固め
たもしくは編んだものであり、体積固有抵抗１０^-2Ω・
ｃｍ〜１０⁵Ω・ｃｍ程度で、その径または幅は２ｍｍ
〜５０ｍｍ程度のものである。

【０００８】本発明の別の観点は、回転軸に巻取られま
たは巻出される薄物の静電気を除去する方法であって、
回転中の回転軸に巻取られた薄物の最外層表面に接地電
位に接続された導電材を非接触状態で接近させることを
特徴とする。回転軸に巻取られた薄物の巻取りまたは巻
出し時に継続的に、望ましくは始動から停止まで継続的
に、導電材を非接触状態で接近させておくことが望まし
い。

【０００９】

【作用】接地電位に接続され、回転軸に巻取られた薄物
の最外層表面に接近した導電材と薄物の表面との間で放
電が起きることにより薄物に帯電した静電気が除かれ
る。回転軸に薄物が巻取られるにしたがって、その回転
軸に巻取られた薄物の最外層表面の位置が移動するが、
それに追従して導電材が薄物の表面に接近した状態を維
持しつつ移動させることにより非接触の状態が保たれ
る。これにより導電材が薄物の表面に接触することがな
いから薄物表面に傷をつけることなくして静電気が除か
れる。この装置は、薄物の巻取外径を検出する手段を備
え、この検出する手段により検出される巻取外径にした
がって導電材支持手段の位置を制御する構成とすること
により、導電材と薄物の最外層表面の距離を常に適正に
制御することができるから、巻き初めから巻き終わりに
わたり放電を安定に行わせることができる。

【００１０】導電材が回転軸に平行に設置される場合に
は、導電材の長さが巻取られる薄物の幅にほぼ等しい
か、もしくはその幅を越える幅を有するように設定する
と、導電材が薄物の幅すべてに対向しているので、放電
はその端部および中央にかかわらず一様に行われ、幅の
広い薄物であってもムラなく静電気を除去することがで
きる。

【００１１】これにより、薄物の表面を傷つけることな
く、試験の結果は満足できる程度に静電気を放電するこ
とができることが確かめられた。これにより、製品の品
質を向上させるとともに、製造歩留りをよくして製品コ
ストの低減をはかることができる。

【００１２】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１３】（第一実施例）図１は本発明第一実施例の
要部の構成を示す斜視図、図２は本発明第一実施例の要
部の構成を示す側面図である。

【００１４】本発明第一実施例は、回転軸１に巻取られ
た薄物２の幅にほぼ等しいか、もしくはその幅を越える
幅方向長さ、さらに具体的には薄物の幅の９０％以上の
幅方向の長さを有し接地電位に接続された導電材３と、
この導電材３を回転軸１に巻取られた薄物２の最外層表
面に接近させた状態を維持しながら回転軸とほぼ平行に
支持する支持手段とを備える。

【００１５】前記支持手段は、薄物２を所定の圧力で押
圧し巻取り状態を均一にするタッチロール４と、このタ
ッチロール４を支持し軸５を支点として所定の圧力を与
えながら回動する支持アーム６と、この支持アーム６に
固定され導電材３を支持する手段である導電材支持アー
ム７とにより構成される。導電材３は支持アーム６およ
び導電材支持アーム７により回転軸１にほぼ平行に支持
される。薄物２はガイドロール８により回転軸１に与え
られた巻取り角度で巻取られる。

【００１６】薄物２の端部が回転軸１に固定され、回転
軸１がＡ矢方向に回転をはじめると、薄物２の表面はタ
ッチロール４によりＢ矢方向に所定の押圧力を受けなが
ら巻取られる。このＢ矢方向への押圧力は図外のエアシ
リンダにより付勢された支持アーム６によって与えら
れ、タッチロール４は巻取られる薄物２の回転に伴って
容易に回転するようにベアリングを介して支持されてい
る。

【００１７】タッチロール４が移動することにより支持
アーム６が軸５を支点として回動するから、回転軸１に
巻取られた薄物の外径が検出できる。すなわち、この実
施例ではタッチロール４、支持アーム６および軸５によ
って回転軸１に巻取られた薄物の外径を検出する手段が
実現され、検出された上記薄物の外径は、タッチロール
４の支持アーム６の回動量に対応づけられる。タッチロ
ール４の支持アーム６に導電材支持アーム７が固定され
ているので、上記検出された巻取外径に応じて導電材３
は移動することになる。導電材３が移動しても導電材３
は回転軸１にほぼ平行に支持される。

【００１８】導電材３と薄物２の最外層表面との距離ｄ
は、回転軸１と軸５との距離、支持アーム６の長さ、導
電材支持アーム７の長さ、タッチロール４の半径、導電
材支持アーム７の鴟尾アーム６への取付け角度によっ
て、回転軸１に巻取られる薄物２の外径が増加してもほ
ぼ一定に保たれるように設定され、したがって、薄物２
の表面に帯電した電荷は導電材３と非接触の状態で均一
に放電される。

【００１９】このとき上記距離ｄは最も近づいたときで
少なくとも１ｍｍ、好ましくは５ｍｍ以上離れているこ
とが、薄物の振動等による接触防止の点から好ましく、
また放電を維持するために最も離れたときでも５０ｍｍ
以下好ましくは３０ｍｍ以下の距離であることが望まし
い。

【００２０】導電材３としては、銅線あるいはカーボン
繊維を含む線材を用いることができる。試験の結果では
表１に表わすように、その帯電電位が銅線の場合には、
１．０９ｋＶとなり、カーボン繊維を含む素材の場合は
同じく０．２６ｋＶとなって、いずれも実用上問題のな
いレベルまで帯電を減少させることができるが、カーボ
ン繊維を含む線材を用いた場合の方が銅線を用いた場合
に比べ放電効果は大きい。

【００２１】ここで用いたカーボン繊維を含む線材は有
機高分子を焼成して形成される繊維を丸くまたは板状に
束ねて固めたもしくは編んだものであり、その体積固有
抵抗は１０^-2Ω・ｃｍ〜１０⁵ Ω・ｃｍ程度で、その径
または幅は２ｍｍ〜５０ｍｍ程度のものから選択する。
この実施例では幅１５ｍｍの板状のものを用いた。

【００２２】本第一実施例は、少ない部品で簡単な構造
にすることができ、また、導電材３を薄物２の幅全域に
対応して平行に配置されるので、薄物２全体を均一に除
電できる利点がある。ただし、薄物２の巻き初めと巻き
終わりではその径が大きく変わるので、距離ｄもそれに
伴って変化する。そのために、導電材支持アーム７の取
り付け角度とその長さをはじめ、各部材の大きさや位置
関係を巻取り過程の中で最も有効に放電が行われるよう
に、すなわち距離ｄが好ましくは５〜３０ｍｍの範囲で
変化するように設定する必要ことが望ましい。

【００２３】

【表１】 （第二実施例）図３（ａ）は本発明第二実施例の要部の
構成を示す斜視図、（ｂ）はＡ視拡大図、図４は本発明
第二実施例の要部の構成を示す側面図である。

【００２４】本発明第二実施例は、接地電位に接続され
た導電材１３と、薄物２を所定の圧力で押圧し巻取り状
態を均一にするタッチロール４等で構成される巻取外径
を検出する手段と、導電材１３を回転軸１に巻取られた
薄物２の最外層表面に接近させその表面と導電材１３と
の距離ｄ（１〜５０ｍｍ）をほぼ一定に制御する制御手
段と、この制御手段の制御にしたがって導電材１３の支
持手段である導電材ベース１８を移動する手段とを備え
る。

【００２５】制御手段は、タッチロール４と、このタッ
チロール４を支持し薄物の外径の変化に伴って回動する
支持アーム１１と、この支持アーム１１に固定された回
転板１１ａと、この回転板１１ａの移動量を検出するエ
ンコーダ１２とから構成される巻取外径を検出する手段
によって検出された巻取外径を表すエンコーダ１２の検
出出力を入力して、導電材ベース１８を移動させるため
の制御信号を出力する制御回路１４とを備える。

【００２６】また、移動手段は、制御回路１４からの制
御信号にしたがって回転駆動するモータ１５と、このモ
ータ１５の駆動力により回転するウォームホイール１６
と、このウォームホイール１６に噛合し回転するウォー
ム１７と、導電材１３が取り付けられウォーム１７の回
転に伴って移動する導電材ベース１８とを備える。薄物
２はガイドロール８により回転軸１に与えられた巻取り
角度で巻取られる。ここで導電材ベース１８は移動手段
であると同時に導電材支持手段としても機能する。

【００２７】薄物２の端部が回転軸１に固定され、回転
軸１がＣ矢方向に回転をはじめると、薄物２の表面はタ
ッチロール４によりＤ矢方向に所定の押圧力を受けなが
ら巻取られる。このＤ矢方向への押圧力は第一実施例同
様に図外のエアシリンダにより付勢された支持アーム１
１によって与えられ、タッチロール４は巻取られる薄物
２の回転に伴って容易に回転するようにベアリングを介
して支持されている。

【００２８】回転軸１上に薄物２が巻取られるに伴って
その外径が大きくなりタッチロール４が回転板１１ａの
軸芯を中心にＥ矢方向に移動する。この移動量はエンコ
ーダ１２が検出する回転板１１ａの回転角として制御回
路１４に検出される。制御回路１４はこの検出された回
転角より薄物２の表面と導電材３との距離ｄを一定に保
つための演算を行い、制御信号をモータ１５に出力す
る。

【００２９】モータ１５はこの制御回路１４からの制御
信号にしたがって回転し、ウォームホイール１６からウ
ォーム１７に回転を与える。ウォーム１７の回転に伴っ
て導電材ベース１８がＥ矢方向に移動し、この導電材ベ
ース１８に取り付けられた導電材１３と薄物２の表面と
の距離をほぼ一定に維持する。なお、導電材ベース１８
は図３（ｂ）に示すようにウォーム１７に平行に渡した
レール１９によって、ウォーム１７に合わせて回転しな
いように構成される。

【００３０】本第二実施例の構成では、回転軸１に薄物
２が巻き初められたときと、巻き終わるときとではその
径が大きく異なるので、巻き取られる薄物２が時間当た
り一定の長さで供給されるとすれば、径が大きくなるに
ともなって巻取られた薄物の径の単位時間当たりの増加
量は減少する。巻取られた薄物の径の単位時間当たりの
増加量が減少すると、ウォーム１７の回転によって移動
する導電材ベース１８の移動速度を遅くしないと、導電
材１３と薄物２の表面との距離ｄを一定に保てなくな
る。

【００３１】そこで、制御回路１４はエンコーダ１２が
検出する回転板１１ａの回転角を取り込み、導電材ベー
ス１８が回転軸１の回転速度に対応して距離ｄをほぼ一
定（１〜５０ｍｍ、好ましくは５〜３０ｍｍ）に保つよ
うに演算し、その制御信号をモータ１５に出力する。

【００３２】これにより、導電材１３が薄物２の表面に
接触することなく距離ｄがほぼ一定に保たれ、薄物２か
ら導電材１３への放電が行われ静電気が除去される。本
第二実施例の場合導電材１３として一本の導電材を巻取
られた薄物の表面の中央付近に近接して設けているの
で、第一実施例と比較して、薄物２表面の帯電電位は試
験の結果では表１に示すように、カーボン繊維を含む線
材で０．６５ｋＶ、銅線で２．５ｋＶと放電効率は低下
するが、放電を行わなかった場合には帯電電位３．２ｋ
Ｖであるので、実用上問題のないレベルまで放電を行う
ことができる。

【００３３】この第二実施例の場合も導電材１３にカー
ボン繊維を用いた方がその放電効果を高めることができ
た。

【００３４】また、この第二実施例では導電材１３が一
本の棒状であるために、薄物表面の放電範囲が狭くなっ
てしまうが、薄物の幅が狭く、例えば５０ｍｍ以下であ
れば、全体にかつ第一実施例と同程度まで除電すること
ができる。

【００３５】この第二実施例は前記第一実施例と異な
り、各部材の長さや位置などの制約によらず距離ｄをあ
る範囲に保てるので、巻取装置の構成上、部品の配置等
に制約がある場合に好適である。

【００３６】また巻取られた薄物２の外径は超音波セン
サ、光センサなど非接触型の検出手段を用いることも可
能であるが、本実施例のように接触型の検出手段を用い
る方が雑音などによる誤検出を防ぐ点から望ましい。

【００３７】本実施例のようにタッチロールを検出手段
の一部に構成することにより、他の接触型の検出手段と
比べて薄物の表面が検出手段により傷つくことがないの
で好ましい。

【００３８】（第三実施例）図５は本発明第三実施例の
要部の構成を示す斜視図である。

【００３９】本発明第三実施例は第二実施例で用いたウ
ォーム１７、導電材ベース１８、およびモータ１５を対
にして設け、それぞれの導電材ベース１８に支柱を備
え、この支柱１８間に第一実施例で用いた導電材３を懸
架させたものである。この場合にも導電材３は回転軸１
にほぼ平行に保持される。この第三実施例の場合は、第
二実施例同様に、薄物２の外周面と導電材３との距離が
常に一定に維持されるように制御できるとともに、第一
実施例同様に導電材３が薄物２の幅にほぼ等しいか、も
しくはその幅を越える幅方向の長さをもって支持される
ので、薄物２に帯電した電荷が均一に放電される利点が
ある。その他第二実施例における有用な効果はこの第三
実施例でも同様に有用な効果となる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、回
転軸に巻き取られる薄物に帯電した静電気を非接触状態
で導電材に放電することができるとともに、製品となる
薄物表面に傷がつけられることが回避され、製品品質を
向上させることができるとともに、製造歩留りをよくし
て製品コストを低減することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第一実施例の要部の構成を示す斜視図。

【図２】本発明第一実施例の要部の構成を示す側面図。

【図３】（ａ）は本発明第二実施例の要部の構成を示す
斜視図、（ｂ）はＡ視拡大図。

【図４】本発明第二実施例の要部の構成を示す側面図。

【図５】本発明第三実施例の要部の構成を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 回転軸 ２ 薄物 ３、１３ 導電材 ４ タッチロール ５ 軸 ６、１１ 支持アーム ７ 導電材支持アーム ８ ガイドロール １１ａ 回転板 １２ エンコーダ １４ 制御回路 １５ モータ １６ ウォームホイール １７ ウォーム １８ 導電材ベース １９ レール

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に巻取られる薄物の最外層表面に
   接近して配置され電気的に接地電位に接続された導電材
   と、前記薄物の巻取外径の変化に応じてこの導電材を前
   記最外層表面に接近した状態を維持しつつ移動させる手
   段とを備えたことを特徴とする薄物の巻取装置。
2. 【請求項２】 前記導電材が導電材支持手段により支持
   され、前記回転軸に巻取られる薄物の巻取外径を検出す
   る手段を備え、前記移動させる手段は前記検出する手段
   により検出される巻取外径にしたがって前記導電材支持
   手段の位置を制御する手段を含む請求項１記載の薄物の
   巻取装置。
3. 【請求項３】 前記導電材は、前記導電材支持手段によ
   り前記回転軸に平行に支持され、回転軸に巻取られた薄
   物の幅にほぼ等しいもしくはその幅を越える幅方向長さ
   を有する請求項１記載の薄物の巻取装置。
4. 【請求項４】 前記導電材がカーボン繊維を含む線材で
   ある請求項１記載の薄物の巻取装置。
5. 【請求項５】 前記回転軸に巻取られた薄物の最外層表
   面と前記導電材との距離は１〜５０ｍｍである請求項１
   記載の薄物の巻取装置。
6. 【請求項６】 回転中の回転軸に巻取られた薄物の最外
   層表面に接地電位に接続された導電材を非接触状態で接
   近させてその薄物の静電気を除去する方法。