WO2016157973A1 - アキューム装置 - Google Patents

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WO2016157973A1
WO2016157973A1 PCT/JP2016/052413 JP2016052413W WO2016157973A1 WO 2016157973 A1 WO2016157973 A1 WO 2016157973A1 JP 2016052413 W JP2016052413 W JP 2016052413W WO 2016157973 A1 WO2016157973 A1 WO 2016157973A1
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WO
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roller
accumulator
base material
roller group
rollers
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/052413
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English (en)
French (fr)
Inventor
吏 重原
努 岩川
隆範 田中
昌伸 辰巳
Original Assignee
株式会社フジシールインターナショナル
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社フジシールインターナショナル filed Critical 株式会社フジシールインターナショナル
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Priority to US15/561,340 priority patent/US10315875B2/en
Priority to JP2017509328A priority patent/JP6577023B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H20/00Advancing webs
    • B65H20/30Arrangements for accumulating surplus web
    • B65H20/32Arrangements for accumulating surplus web by making loops
    • B65H20/34Arrangements for accumulating surplus web by making loops with rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2301/00Handling processes for sheets or webs
    • B65H2301/40Type of handling process
    • B65H2301/44Moving, forwarding, guiding material
    • B65H2301/443Moving, forwarding, guiding material by acting on surface of handled material
    • B65H2301/4432Moving, forwarding, guiding material by acting on surface of handled material by means having an operating surface contacting only one face of the material, e.g. roller
    • B65H2301/44324Rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2403/00Power transmission; Driving means
    • B65H2403/50Driving mechanisms
    • B65H2403/52Translation screw-thread mechanisms

Definitions

  • the present invention is installed between a carry-in part for carrying in a long belt-like base material and a carry-out part for carrying out the base material, and reduces the margin of the base material caused by the difference between the carry-in speed and the carry-out speed of the base material.
  • the present invention relates to an accumulator that can accumulate.
  • an accumulator device 100 shown in FIG. 14 is known.
  • the accumulator 100 performs predetermined processing such as inspection and processing (printing, perforation formation, etc.) of the base material S, for example, on the long belt-like base material S such as a resin film fed out from the operation reel. After that, it can be used for a winding system on a winding reel.
  • the accumulator device 100 is installed between a processing device that performs a predetermined process and a winding unit that winds up a base material processed by the processing device.
  • the accumulator 100 is arranged on the upper side in the vertical direction, and is arranged on the lower side in the vertical direction of each of the fixed rollers 102. And a plurality of movable rollers 104 arranged in parallel at intervals.
  • Each fixed roller 102 is rotatably supported at both ends by a fixed frame (not shown).
  • both ends of each movable roller 104 are rotatably supported by a pair of support members 106 (only one is shown).
  • the support member 106 is configured to be movable up and down in a direction approaching or separating from the fixed roller 102.
  • the base material S is wound so as to alternate between the fixed roller 102 and the movable roller 104, and from the upstream side (right side in FIG. 14) to the downstream side. (Left side in FIG. 14). Further, a load F acts on the support member 106 vertically downward. In this way, during the steady operation in which the substrate S is continuously conveyed at a constant speed with the load F acting on the support member 106, the substrate S is conveyed in a state where a certain tension is applied. .
  • the base material unloading speed by unillustrated unloading rollers is set to be faster than that in the steady operation, and FIG. As shown in c), the base material S stored in the accumulator 100 is carried out while the support member 106 supporting the movable roller 104 is moved upward. And if the support member 106 raises to the home position at the time of steady operation, the carrying-out speed
  • Patent Documents 1 and 2 are documents related to such an accumulator.
  • the accumulator disclosed in these documents is a cylindrical label that is installed between a base material delivery device that is an upstream device and a labeling device that is a downstream device, and is folded into a sheet during steady operation. While the base material is accumulated, it is continuously transported to the labeling device at a constant speed, and the label base material feed is temporarily stopped along with the work to replace the long roll of the label base material of the base material feed device.
  • the labeling apparatus can be continuously operated by continuing the carry-out of the label base material accumulated in the accumulator apparatus.
  • the accumulating device 100 When the accumulating device 100 performs an accumulating operation (accumulating operation) as the movable roller 104 moves downward, the movable rollers 104 are supported by the same supporting member 106, so that the movement responsiveness of the supporting member 106 is slightly dull. In this case, the tension of the base material S suddenly decreases, and the base material S slacks momentarily with respect to one or more movable rollers 104 located on the upstream side in the base material transport direction (right side in FIG. 14). A floating phenomenon may occur. This tendency becomes more remarkable as the number of the movable rollers 104 increases.
  • the base material S When the base material S floats from the movable roller 104 in this way, an air layer is caught between the base material S and the movable roller 108a. As a result, the base material S is meandered or twisted, causing wrinkles or breakage. There was a bug that occurred. Further, even when the air layer is not caught as described above, if the tension variation occurs in the base material S being conveyed, the base material S may meander or twist to cause wrinkles or breakage. . In particular, in the case of a cylindrical label base material in which a long resin film is folded and bonded on both side edges, the joining portion is thick, and wrinkles and twisting during transportation are likely to occur during transportation. Further, in the case of a cylindrical label base material, air in the cylindrical base material accumulates at a position immediately before each passing roller and swells in a balloon shape, which may hinder the transport of the base material.
  • An object of the present invention is to provide an accumulator that can reduce fluctuations in the tension of a base material during an accumulating operation, prevent the base material from floating from a movable roller, and suppress the occurrence of wrinkles and breakage in the accumulated base material. Is to provide.
  • An accumulator according to the present invention is installed between a carry-in unit for carrying in a long belt-like base material, a carry-out unit for carrying out the base material, and the carry-in unit and the carry-out unit.
  • An accumulator comprising an accumulator capable of accumulating a margin of a base material generated due to a difference between a speed and a carry-out speed, wherein the accumulator is a plurality of rotatable first members arranged in parallel with a space between each other.
  • a first roller group including one roller, and a plurality of second rotatable rollers which are movable in a direction approaching or separating from the first roller group and arranged in parallel with a distance from each other.
  • a second roller group, and the base material is conveyed in a state of being alternately wound between the first roller and the second roller, and the first roller group, Relative in the direction away from the second roller group
  • the substrate is configured to be accumulated by moving, and each of the second rollers is supported by a support member movable with respect to the first roller group, and the second roller At least a part of the first roller is provided by an elastic member provided corresponding to the second roller, or by the weight of the second roller and a movable member that movably supports the second roller with respect to the support member. It is urged independently in a direction away from the group.
  • each of the first roller and the second roller includes a roller portion and a shaft that rotatably supports the roller portion via a bearing member, and the shaft is connected to the roller portion. It is preferable that a tendency mechanism that rotates in the same direction at the same rotational speed is provided.
  • each second roller is supported by a support structure movable with respect to the first roller group, and is separated from the first roller group by an elastic member or its own weight. It is energized independently. Therefore, when the base material is about to float from the second roller during the accumulating operation, the second roller can follow and move in contact with the base material by the urging force of the elastic member or its own weight. Thereby, the tension
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a film processing system including an accumulator according to an embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which looked at the tension
  • FIG. 4 is a view taken along the line CC in FIG. 3. It is a perspective view which shows the tendency mechanism provided in each roller of an accumulation part. It is a graph which shows the tendency of the tension
  • FIG. 9 is a flowchart illustrating an accumulation operation control process executed in the controller illustrated in FIG. 1 following FIG. 8.
  • FIG. It is a figure which shows the accumulation operation state in an accumulation apparatus. It is a figure which shows the accumulator which made the lower roller of the accumulator part the independent suspension system.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line DD in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a state when the accumulating unit illustrated in FIG. 11 performs an accumulating operation. It is a figure which shows an example of the conventional accumulator, (a) shows at the time of steady operation, (b) shows at the time of carrying out stop, (c) shows at the time of carrying out acceleration, respectively.
  • a long belt-like substrate conveyed through an accumulator is a cylindrical resin film that is joined and folded on both side edges of a printed heat-shrinkable film.
  • the present invention is not limited to this, and the base material may not be cylindrical, and may be composed of a material other than the resin film, for example, paper, cloth, metal, or the like.
  • FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a film processing system 1 including an accumulator 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the horizontal direction along the conveying direction of the substrate S is indicated by an arrow X
  • the direction orthogonal to the arrow X in the horizontal plane is indicated by an arrow Y
  • the arrows X and Y The vertical directions perpendicular to each other are indicated by arrows Z.
  • the film processing system 1 includes a film supply unit 2 that supplies a substrate S made of a long cylindrical resin film, a processing device 4 that performs a predetermined process on the substrate S supplied from the film supply unit 2, and a predetermined unit And a winding unit 5 that winds up the base material S that has been subjected to the above process via the accumulator 10.
  • the film supply unit 2 includes an operation reel 3 around which the substrate S is wound.
  • the operation reel 3 feeds the substrate S while being driven to rotate by the arrow A.
  • the base material S fed out from the film supply unit 2 is supplied to the processing device 4.
  • the processing device 4 performs a predetermined process on the substrate S fed out from the film supply unit 2.
  • the base material S is inspected by photographing the base material S and image-processing, or processing such as printing or perforation formation is performed on the base material S. Illustrated.
  • the cylindrical base material S that is sent out from the processing device 4 and folded into a sheet is conveyed to the winding unit 5 via the accumulator 10.
  • the winding unit 5 is wound up by a winding reel 6 that is rotationally driven in the direction of arrow B.
  • the take-up unit 5 is provided with a substrate take-up amount detection sensor 7 at a position facing the outer periphery of the take-up reel 6.
  • the substrate winding amount detection sensor 7 detects that the winding amount of the substrate S wound on the winding reel 6 has reached a predetermined amount.
  • the detection value by the substrate winding amount detection sensor 7 is transmitted as a signal to the controller 90 of the accumulator 10 described later.
  • the accumulator 10 includes a carry-in unit 20, a tension applying unit 30, an accumulator unit 50, a carry-out unit 80, and a controller 90 in order from the upstream side along the conveyance direction of the base material S.
  • the carry-in unit 20 has a function of carrying the base material S sent out from the processing device 4 into the accumulation device 10.
  • the carry-in part 20 is installed in the most upstream side of the accumulator 10 in the substrate transport direction.
  • the carry-in unit 20 includes a drive roller 22 that is rotationally driven by the infeed motor M ⁇ b> 1 and a driven roller 24 that can be driven and rotated while forming a nip between the drive roller 22.
  • the infeed motor M1 is preferably configured by a servo motor, for example.
  • the carry-in unit 20 is provided with a rotation speed detection sensor 26 that detects the rotation speed of the driven roller 24.
  • the value detected by the rotation speed detection sensor 26 is transmitted to the controller 90 as a signal S1 and can be used for calculating the carry-in speed of the substrate S.
  • the rotational speed of the drive roller 22 can be derived based on the rotational speed of the infeed motor M1, and therefore based on the rotational speed of the infeed motor M1.
  • the carry-in speed of the substrate S can be calculated. Therefore, in this case, the rotation speed detection sensor 26 may be omitted.
  • the unloading unit 80 has a function of unloading the base material S from the accumulator device 10.
  • the carry-out unit 80 is installed on the most downstream side in the substrate conveyance direction in the accumulator 10.
  • the carry-out unit 80 includes a driving roller 82 that is rotationally driven by the outfeed motor M ⁇ b> 2 and a driven roller 84 that can be driven and rotated while forming a nip between the driving roller 82.
  • the outfeed motor M2 is preferably configured by a servo motor, for example.
  • the carry-out unit 80 is provided with a rotation speed detection sensor 86 that detects the rotation speed of the driven roller 84.
  • the value detected by the rotation speed detection sensor 86 is transmitted to the controller 90 as a signal S2, and can be used for calculating the carry-out speed of the substrate S.
  • the rotational speed of the drive roller 82 can be derived based on the rotational speed of the outfeed motor M2, and therefore based on the rotational speed of the outfeed motor M2.
  • the rotation speed detection sensor 86 may be omitted.
  • the tension applying unit 30 is installed between the carry-in unit 20 and the carry-out unit 80 and on the upstream side in the substrate conveyance direction. That is, the tension applying unit 30 is installed adjacent to the carry-in unit 20 on the downstream side in the substrate transport direction.
  • the tension applying unit 30 is disposed in parallel with a plurality of rotatable fixed rollers 32 spaced in parallel to each other, and is movable in parallel with the fixed rollers 32 so as to approach and separate from the fixed rollers 32.
  • a plurality of rotatable movable rollers 34 In the present embodiment, an example in which three fixed rollers 32 and three movable rollers 34 are provided is shown.
  • the tension applying unit 30 is not limited to this, and can be moved vertically or vertically to at least two fixed rollers 32 and a corresponding lower position between the two fixed rollers 32. It may be configured to include at least one movable roller 34 provided.
  • the base material S sent out from the carry-in unit 20 is guided by the outer peripheral surface of the support roller 36 that is rotatably arranged, and the transport direction is changed from the horizontal direction to the vertical direction.
  • the base material S is wound around the tension applying unit 30 so as to alternate between the fixed roller 32 and the movable roller 34.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the tension applying unit 30 of the accumulator 10 illustrated in FIG. 1 is viewed from the downstream side in the substrate transport direction.
  • both end portions of each fixed roller 32 are rotatably supported by the fixed frames 12 and 14 of the accumulator device 10.
  • both ends of each movable roller 34 are rotatably supported by a support member 38.
  • the support member 38 is provided so as to be movable along the arrow E direction (or the vertical direction Z) by a guide rail (not shown) fixedly disposed on the accumulator 10.
  • a movable unit 40 is configured by the movable roller 34 and the support member 38.
  • the movable roller 34 may be referred to as a “dancer roller”.
  • one end of the wire 42 is connected to one end in the Y direction (width direction).
  • the wire 42 extends upward from one end of the support member 38, and its direction is changed downward via the outer peripheral surfaces of the two support pulleys 44a and 44b.
  • the other end part of the wire 42 is wound around the tension pulley 46 connected with the rotating shaft of the tension motor M3.
  • the tension motor M3 is fixed to a fixed frame 16 constituting the accumulator device 10.
  • the tension applying unit 30 configured in this way is configured to apply a predetermined tension to the base material S by gravity acting in a direction away from the fixed roller 32 with respect to the movable unit 40.
  • downward tension F ⁇ b> 1 acts on one end portion side of the wire 42 in the tension applying unit 30 due to the weight of the movable roller 34 and the support member 38.
  • downward tension F ⁇ b> 2 acts on the other end side of the wire 42 by the tension control of the tension motor M ⁇ b> 3 by the controller 90.
  • the tension F2 is set smaller than the tension F1.
  • a downward load Ft F1 ⁇ F2 acts on the movable unit 40, and as a result, it is bridged between the fixed roller 32 and the movable roller 34.
  • a predetermined tension is applied to the substrate S that is continuously conveyed in the delivered state.
  • the load Ft applied to the movable unit 40 can be adjusted quickly and accurately. Therefore, when the type (for example, thickness, material, etc.) of the base material S is changed, an adjustment operation for applying a desired tension can be easily performed.
  • the configuration for applying a predetermined tension to the substrate S in the tension applying unit 30 is not limited to a configuration using a torque control motor.
  • the load Ft is set only by the weight of the movable unit 40.
  • the load Ft can be adjusted by attaching a weight to the support member 38, or the tension F2 can be adjusted by attaching a counterweight to the other end of the wire 42 instead of the tension motor M3. You may do it.
  • the tension applying unit 30 is provided with a height position sensor 39 for detecting the height position of the support member 38 of the movable unit 40.
  • the height position sensor 39 transmits the detection result as a signal to the controller 90.
  • the controller 90 performs control so as to maintain the height position of the movable unit 40, that is, the height position of the movable roller 34 based on the detection result of the height position sensor 39.
  • the height position sensor 39 can be constituted by, for example, an encoder that detects the operation length of the wire 48 connected to the support member 38.
  • the height position sensor 39 is not limited to this, for example, an optical sensor provided with a light emitting element and a light receiving element, a contact that contacts the support member 38 and detects the height position of the movable unit 40. You may be comprised with the sensors of other systems, such as a type sensor.
  • FIG. 3 is a side view showing the drive mechanism of the accumulator 50.
  • 4 is a view taken along the line CC in FIG.
  • the accumulator 50 includes an upper roller group (first roller group) 54 including a plurality of rotatable upper rollers (first rollers) 52 arranged in parallel and spaced from each other, and an upper side A lower roller group (second roller group) 58 including a plurality of lower rollers (second rollers) 56 disposed so as to be movable toward and away from the upper roller group 54 below the roller group 54; Is provided.
  • first roller group first roller group
  • second roller group including a plurality of lower rollers (second rollers) 56 disposed so as to be movable toward and away from the upper roller group 54 below the roller group 54; Is provided.
  • the accumulator 50 includes eight upper rollers 52 and seven lower rollers 56 located at corresponding lower positions between the upper rollers 52.
  • the numbers of the upper roller 52 and the lower roller 56 can be changed as appropriate based on the length of the base material to be accumulated in the accumulator 10, the base material conveyance speed, and the like.
  • each upper roller 52 is rotatably supported by a pair of upper support members 60 at the distal end portion of an arm portion 61 that protrudes in a comb-tooth shape.
  • each lower roller 56 is rotatably supported at the distal end portion of the arm portion 63 whose both end portions protrude in a comb-like shape by the pair of lower support members 62.
  • the base material S is conveyed in the direction of the arrow while being wound so as to alternate between the upper roller 52 and the lower roller 56.
  • FIG. 1 only one of each of the pair of upper support member 60 and lower support member 62 is shown.
  • the accumulator 50 is a drive mechanism that opens and closes the upper roller group 54 and the lower roller group 58 so as to change the distance between the upper roller group 54 and the lower roller group 58.
  • the drive mechanism 64 includes an upper ball screw 66U and a lower ball screw 66L, an upper gear 68U and a lower gear 68L fixed to the lower ends of the ball screws 66U and 66L, and a lower gear 68L. And a lower gear 68L and an accumulator motor M4 that rotationally drives the pulley 69.
  • a nut portion 65U formed integrally with the upper support member 60 is screwed into the upper ball screw 66U.
  • the lower ball screw 66L is integrally formed with the lower support member 62, and a nut portion 65L is screwed therein.
  • each of the ball screws 66U and 66L is supported by a fixed frame (not shown) of the accumulator 10 so as to be parallel and rotatable in the vertical direction.
  • the two ball screws 66U and 66L are drawn while being shifted in the X direction for easy viewing, but the two ball screws 66U and 66L are aligned in the Y direction. May be provided.
  • the pulley 69 connected to the lower end of the lower ball screw 66L is preferably a timing pulley, and the endless belt 70 spanned around the pulley 69 is a timing belt. Preferably there is.
  • a drive mechanism having substantially the same configuration excluding the accumulator motor M4 from that shown in FIG. 3 is also provided at each upstream end of the upper support member 60 and the lower support member 62.
  • the belt 70 is stretched over a pulley of a drive mechanism installed at the upstream end of the accumulator 50. Accordingly, the pulley 69 is rotationally driven by the accumulator motor M4, so that the two upper ball screws 66U and the lower ball screw 66L are respectively rotationally driven on both sides of the accumulator portion 50 in the X direction. ing.
  • a servo motor is preferably used as the accumulator motor M4.
  • the accumulator motor M4 is driven to rotate in response to a command from the controller 90.
  • the accumulator motor M4 is fixed to a fixed frame (not shown) of the accumulator device 10.
  • the upper gear 68U and the lower gear 68L are meshed with each other.
  • the upper ball screw 66U rotates in the opposite direction by the same amount of rotation.
  • the lower roller group 58 attached to the lower ball screw 66L via the nut portion 65L moves downward, while the upper roller attached to the upper ball screw 66U via the nut portion 65U.
  • the group 54 moves up. That is, the upper roller group 54 and the lower roller group 58 move away from each other, and the accumulator 50 opens. As a result, the distance between the upper roller group 54 and the lower roller group 58 is increased, and the length of the base material S accumulated in the accumulator 50 is increased.
  • the upper gear 68U connected to the upper ball screw 66U and the lower gear 68L connected to the lower ball screw 66L are engaged with each other.
  • Each ball screw 66U, 66L is rotationally driven by an accumulator motor M4. Therefore, the torque acting on the upper ball screw 66U to support the total weight of the upper roller group 54 and the upper support member 60 and the lower gravity to support the total gravity of the lower roller group 58 and the lower support member 62 are supported.
  • the torque acting on the side ball screw 66L acts in a direction that cancels each other at the meshing portions of the gears 68U and 68L. Therefore, the two ball screws 66U and 66L can be rotated with a light torque, and there is an advantage that the accumulator motor M4 can be made small and inexpensive.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a tendency mechanism provided in each roller of the accumulator 50.
  • FIG. FIG. 6 is a graph showing a tendency of tension acting on the substrate S in the accumulator 50.
  • the upper roller 52 and the lower roller 56 include a tendency mechanism as shown in FIG.
  • a roller portion 71 of each of the rollers 52 and 56 is rotatably supported by a bearing member 73 fixed to a shaft 72 on the inner peripheral surface.
  • the shaft 72 has a pulley 74 attached to an end protruding from the roller portion 71, and a belt 75 is stretched around the pulley 74.
  • the tension of the base material S at the inlet (upstream side) of the accumulator 50 becomes constant with a predetermined tension applied by the tension applying unit 30.
  • the rotation resistance of the bearing member of each of the rollers 52 and 56 accumulates so that the base material at the outlet (downstream side) of the accumulator 50 is accumulated.
  • the tension of S tends to increase in proportion to the conveyance speed of the substrate S as indicated by a two-dot chain line in FIG. This tendency becomes particularly noticeable when the conveyance speed of the substrate S is as high as several hundred meters / minute.
  • the accumulator 50 is provided with a home position sensor 76 that detects the height position of the lower support member 62.
  • the home position sensor 76 has a function of detecting whether or not the lower support member 62 and the lower roller group 58 are at a predetermined height position during steady operation.
  • a sensor such as a potentiometer or a linear encoder can be used.
  • the detection result by the home position sensor 76 is transmitted to the controller 90 as a signal S3.
  • a controller 90 includes a CPU (Central Processing Unit) that executes a control program, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like that store the control program, detection data of each sensor, and the like. It is preferably configured by a microcomputer including a storage device.
  • the controller 90 receives a signal from each sensor 7, 26, 39, 76, 86.
  • the controller 90 controls the operation of each motor by transmitting a signal to each motor M1, M2, M3, and M4.
  • the controller 90 may include an operation panel (not shown). The operator can instruct operation and stop of the system 100, setting of the substrate conveyance speed, and the like via the operation panel.
  • FIG. 7 is a flowchart showing processing of steady operation control executed by the controller 90 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the accumulation operation control process executed in the controller 90.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the accumulating operation control process executed in the controller 90, following FIG.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an accumulation operation state in the accumulation apparatus 10.
  • step S10 the controller 90 controls the tension motor M3 to apply a constant torque.
  • a predetermined speed for example, several hundred meters / minute
  • a desired tension can be applied to the base material S in the tension applying part 30. it can.
  • step S12 the controller 90 drives the infeed motor M1 of the carry-in unit 20 and the outfeed motor M2 of the carry-out unit 80 so as to rotate at a predetermined constant speed.
  • the controller 90 drives the infeed motor M1 of the carry-in unit 20 and the outfeed motor M2 of the carry-out unit 80 so as to rotate at a predetermined constant speed.
  • step S14 the controller 90 puts the accumulator motor M4 in the accumulator unit 50 into a locked state.
  • the upper roller group 54 and the lower roller group 58 are kept in a predetermined positional relationship close to each other.
  • Step S16 the controller 90 determines whether or not the dancer roller position, that is, the position of the movable roller 34 of the tension applying unit 30 is lower than a predetermined height. This determination is made based on a signal from the height position sensor 39 in the tension applying unit 30. If an affirmative determination is made in this determination (YES in step S16), the outfeed motor M2 is accelerated in the subsequent step S18. As a result, the opening and closing operation of each of the roller groups 54 and 58 in the accumulator 50 is not performed, so that the movable roller 34 moves upward in the tension applying unit 30 due to the acceleration of the outfeed motor M2. On the other hand, when a negative determination is made in step S16, that is, when it is determined that the dancer roller position is not lower than the predetermined height, the speed of the outfeed motor M2 is reduced in step S20.
  • the controller 90 determines whether or not there is a steady operation stop command in the subsequent step S22.
  • the steady operation stop command is generated in the controller 90 based on a detection signal of the substrate winding amount detection sensor 7 that detects that the winding amount of the substrate S by the winding reel 6 has reached a predetermined amount, for example.
  • the steady operation stop command is also generated when an operation for stopping the operation of the film processing system 1 is performed.
  • step S22 If a negative determination is made in step S22 (NO in step S22), steps S12 to S22 are repeatedly executed. Thus, the substrate S is continuously conveyed through the accumulator 10 at a steady speed while the movable roller 34 is maintained at a constant height while being applied with a predetermined tension by the tension applying unit 30. On the other hand, if it is determined in step S22 that there is a steady operation stop command (YES in step S22), the controller 90 ends the steady operation control.
  • the controller 90 controls to apply a constant torque to the tension motor M3 in step S10. This process is the same as in the case of the steady operation control described above.
  • the controller 90 rotates the infeed motor M1 at a constant speed during steady operation in step S23, while decelerating and stopping the outfeed motor M2 in step S24. Thereby, in the accumulator 10, while carrying in of the base material S is continued, carrying out is stopped.
  • step S26 the controller 90 determines whether or not the dancer roller position, that is, the height position of the movable roller 34 of the tension applying unit 30 is lower than a predetermined height. This determination is made based on a signal from the height position sensor 39 in the tension applying unit 30. If an affirmative determination is made in this determination (YES in step S26), in step S28, the accumulation motor 50 is opened by driving the accumulation motor M4 in the normal rotation direction. As a result, as shown in FIG. 10, the upper roller group 54 moves up and the lower roller group 58 moves down in the accumulator 50.
  • the tension applying unit 30 can maintain a state in which a predetermined tension is applied to the substrate S while maintaining the height position of the movable roller 34 constant.
  • step S32 the controller 90 determines whether or not there is an accumulation opening operation end command.
  • the accumulator opening operation end command is detected based on a signal from the substrate winding amount detection sensor 7 that, for example, the winding reel 5 is replaced in the winding unit 5 and the winding of the substrate S can be resumed. May be generated in the controller 90 at the time, or may be generated in the controller 90 when an operation for finishing the take-up reel replacement is performed by the operator.
  • step S32 If it is not determined in step S32 that there is an accumulation opening operation end command (NO in step S32), the controller 90 repeatedly executes steps S23 to S32. During this time, if it is not determined in step S26 that the dancer roller position is lower than the predetermined height (NO in step S26), the accumulator 50 is closed by driving the accumulator motor M4 in the reverse direction in step S30. However, while the accumulating operation, that is, the base material accumulating operation is continued, the accumulating unit 50 performs the opening operation up to a predetermined maximum position, and thus the process of step S30 is rare.
  • step S32 When it is determined in step S32 that there is an accumulation opening operation end command (YES in step S32), the controller 90 sets the outfeed motor M2 at a speed higher than the steady speed (for example, in step S34, for example, as shown in FIG. 9). To 1.2 times the steady speed).
  • the controller 90 determines whether or not the dancer roller position is lower than a predetermined height in the subsequent step S36. This determination is similar to steps S16 and S26 described above. If an affirmative determination is made in this determination (YES in step S36), the accumulator 50 is opened by forward rotation of the accumulator motor M4 in the subsequent step S38. However, in this case, since the carry-out speed of the base material S in the carry-out unit 80 is set higher than the carry-in speed in the carry-in part 20, the dancer roller position is not lower than the predetermined height in the determination in step S36. In most cases, it is determined that the height is higher than the above.
  • step S36 a negative determination is made in step S36, and in the subsequent step S40, the accumulator motor M4 is driven in reverse, and the accumulator unit 50 performs a closing operation. Specifically, the upper roller group 54 moves downward and the lower roller group 58 moves upward to move toward each other.
  • the controller 90 determines whether or not the accumulator 50 has reached the steady operation position in the subsequent step S42. This determination is made based on the detection signal of the home position sensor 76 that detects the height position of the lower support member 62 that supports the lower roller group 58. If a negative determination is made in this determination (NO in step S42), steps S36 to S42 described above are repeatedly executed. On the other hand, when it is determined that the accumulator unit 50 has returned to the steady operation position (YES in step S42), the outfeed motor M2 is decelerated to a steady speed in the subsequent step S44. That is, in this state, the infeed motor M1 and the outfeed motor M2 are driven at the same constant speed, and the base material S shifts to a steady operation state in which the substrate S is continuously conveyed at a predetermined speed.
  • the tension applying unit 30 that applies tension to the base material S, and the margin of the base material that is generated by stopping the carry-out while continuing the carry-in. Since the accumulating portion for storing the pressure is provided separately, the tension applying portion can apply a relatively small load Ft to apply a desired tension to the substrate S. Further, the controller 90 controls the substrate carry-out speed by the carry-out unit 80 during steady operation so that the height position of the movable roller 34 with respect to the fixed roller 32 in the tension applying unit 30 is kept constant, and the accumulator 50 during the accumulating operation. Controls the opening and closing operation.
  • the tension fluctuation of the base material S due to the movement of the movable roller 34 relative to the fixed roller 32 in the tension applying unit 30 can be reduced. Therefore, when the operation state is switched between the steady operation in which the long belt-like substrate S is continuously conveyed at a predetermined speed and the accumulating operation in which the substrate S that is carried in is stored while stopping the unloading of the substrate. Moreover, the fluctuation
  • FIG. 11 is a diagram showing an accumulator 50a in which the lower roller 56 of the accumulator 50a is an independent suspension system.
  • 12 is a cross-sectional view taken along the line DD in FIG. Below, the same code
  • the pair of lower support members 62a in the accumulator portion 50a has comb-like arm portions 63 that rotatably support the lower rollers 56 protruding downward (-Z direction). Is formed. And the lower roller 56 is connected to the front-end
  • the drive mechanism 64 that moves the pair of lower support members 62a up and down is as described above with reference to FIGS.
  • a connecting member 89 is installed at the lower end of each arm portion 63 of the pair of lower support members 62a by, for example, bolting or the like.
  • Two through holes 89a are formed in the connecting member 89 at intervals in the Y direction.
  • two concave portions 89b are formed on the lower surface of the connecting member 89 to accommodate end portions of coil springs to be described later.
  • a movable member 88 is attached to a connecting member 89 installed between the arm portions 63 of the pair of lower support members 62a.
  • a plurality of shaft members 94 are erected on the upper surface of the movable member 88, and these shaft members 94 are inserted into the through holes 89 a of the connecting member 89.
  • a stopper 95 having a diameter larger than that of the through hole 89a is provided at the upper end of the shaft member 94.
  • the movable member 88 has two side wall portions 92 depending on both ends in the Y direction.
  • a lower roller 56 is rotatably supported by these side wall portions 92.
  • the lower roller 56 includes a shaft 72 serving as a rotation center axis, and a cylindrical roller portion 71 that is rotatably supported by two bearing members 73 fixed to both end portions of the shaft 72. Both ends of the shaft 72 are fixed to the two side wall portions 92 of the movable member 88. Thereby, the lower roller 56 is rotatably supported by the movable member 88.
  • Two concave portions 93 are formed on the upper surface of the movable member 88 so as to face the concave portion 89b of the connecting member 89.
  • a coil spring constituting the elastic member 87 is provided between the connecting member 89 and the movable member 88.
  • the two coil springs constituting the elastic member 87 are positioned by fitting both ends into the recesses 89 b and 93 of the connecting member 89 and the movable member 88.
  • FIG. 12 shows a state during steady operation in which the substrate S is continuously conveyed at a constant speed in the accumulator 50a.
  • the movable member 88 that supports the lower roller 56 is lifted against the urging force of the elastic member 87. . That is, the coil spring which is the elastic member 87 is in a compressed state, and the lower roller 56 is biased downward.
  • the present invention is not limited to this example, and any force that generates a downward biasing force on the lower roller 56 may be used.
  • other elastic members such as a leaf spring and an air spring may be used.
  • the lower roller 56 is urged by the elastic member 87, but the present invention is not limited to this, and the lower roller 56 and the movable member 88 alone are used for the lower roller. 56 may be biased against the substrate S.
  • the elastic member 87 and the recesses 89b and 93 can be omitted.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating a state when the accumulating unit 50a illustrated in FIG. 11 performs an accumulating operation.
  • the accumulator unit 50a when the accumulator unit 50a is in a steady operation state, the carry-in unit 12 and the carry-out unit 14 are driven at the same speed, so the accumulator unit 50a includes a plurality of lower rollers 56.
  • the substrate S is conveyed at a constant speed while being maintained at a certain height position.
  • each lower roller 56 is lifted against the urging force of the elastic member 87 as described above due to the tension acting on the conveyed substrate S.
  • the carry-out unit 14 reduces the rotation speed in response to a command from the controller 90 as shown in FIG. While stopping, the carry-in unit 12 continues to carry in the substrate S at the same speed as during steady operation. Therefore, a margin is generated in the base material S due to the difference between the unloading speed of the base material S by the unloading section 14 and the loading speed of the loading section 12.
  • the accumulator 50a performs an accumulating operation so as to absorb the margin of the substrate S.
  • the upper roller group 54 moves up and the lower roller group 58 is moved as shown in FIG. Moves downward in the direction of arrow G.
  • the distance between the upper roller group 54 and the lower roller group 58 becomes longer, so that the margin of the base material S is absorbed and accumulated in the accumulator 50a.
  • the lower roller group 58 can be lowered to a predetermined height position separated from the upper roller group 54 by the maximum separation distance, but the downward urging force of the elastic member 87 against the lower roller 56 is the predetermined value. It is always active until and after reaching the height position. Note that the urging force by the elastic member 87 is constant because the amount of compression of the elastic member 87 does not change unless the tension acting on the base material S varies.
  • the operation of lowering each lower roller 56 by the drive mechanism 64 may be executed so that no tension fluctuation occurs in the base material S, but the responsiveness of this accumulating operation. Is slightly dull, as described above with reference to FIG. 11, the base material S is momentarily applied to one or more lower rollers 56 a located on the upstream side in the base material transport direction (the right side in FIG. 11). A phenomenon of loosening and floating may occur. This state is indicated by a broken line St in FIG. When the transport speed of the base material S is as high as several hundred meters / minute, such a phenomenon that the base material S loosens and floats becomes more prominent. If such slack occurs even for a moment, the base material S may meander and wrinkles may be formed on the base material S to be wound.
  • the accumulator 50a of the present embodiment employs an “independent suspension system” in which each lower roller 56 is supported while being urged downward by an elastic member 87.
  • each lower roller 56 is supported while being urged downward by an elastic member 87.
  • the tension variation of the base material S can be absorbed, and an air layer can be prevented from being caught between the base material S and the lower roller 56, and the meandering of the base material S and the generation of wrinkles resulting therefrom It can be effectively suppressed.
  • each lower roller 56 is provided by the independent suspension system as described above, when the pressure of the air accumulated in the cylindrical base material S increases, the elastic member The lower roller 56 is pushed up against the urging force of 87, and the air inside the substrate S escapes downstream. Therefore, the conveyance trouble of the base material S by an air pocket can also be suppressed.
  • the accumulator according to the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and various modifications and improvements can be made within the scope of matters described in the claims of the present application and their equivalents. Is possible.
  • the present invention is not limited to this, and some of the lower rollers 56 (particularly on the upstream side in the substrate conveyance direction). Only one or a plurality of lower rollers 56a) positioned may be supported in an independent suspension manner. Alternatively, instead of or in addition to the lower roller 56, the upper roller 52 may be supported by an independent suspension system using the same configuration as described above.
  • the upper roller group 54 is raised and the lower roller group 58 is moved downward in the accumulating operation of the accumulating parts 50 and 50a so that the length of the base material that can be accumulated can be increased. Is not to be done.
  • the upper roller group 54 is fixedly arranged, only the lower roller group 58 may be movable, or vice versa.
  • the type of accumulator 10 that moves the upper roller group 54 and the lower roller group 58 included in the accumulators 50 and 50a in the vertical direction has been described, but the present invention is not limited thereto.
  • a first roller group including a plurality of rotatable first rollers and a second roller group including a plurality of rotatable second rollers movable toward and away from the first roller group
  • the present invention may be applied to a type of accumulator that changes the distance between the first roller group and the second roller group relative to the first roller group, for example, in the horizontal direction or in a direction crossing the second roller group.
  • the present invention is not limited to this.
  • the opening / closing operation in the accumulating unit 50 may be executed together with the accumulating operation to control the position of the movable roller 34 of the tension applying unit 30 to be constant.
  • the film processing system 1 in which the accumulator 10 is installed between the processing device 4 and the take-up unit 5 has been described as an example.
  • the present invention is not limited to this. May be applied to a label-fitting system as described in.
  • a steady operation is performed in which an accumulator is installed between the substrate feeding device as the upstream device and the label fitting device as the downstream device, and the label substrate is fed out from the substrate feeding device at a constant speed.
  • the accumulator is open and accumulates the label base material, and the accumulator The operation of the label fitting device can be continued by continuing the carry-out of the accumulated label base material while closing.
  • the height of the movable roller 34 of the accumulator 30 is changed by changing the carry-in speed of the carry-in unit 20 that carries the substrate sent from the substrate feed device into the accumulator. It is preferable to control the position to be kept constant.

Abstract

アキューム動作時に可動ローラから基材が浮くのを防止して、蓄積される基材に皺が発生するのを抑制できるアキューム装置を提供する。アキューム装置(10)は、複数の回転可能な第1ローラを含む第1ローラ群と、第1ローラ群に対して接近または離間する方向に移動可能であって複数の回転可能な第2ローラ(56)を含む第2ローラ群(58)とを備える。基材(S)は第1ローラと第2ローラ(56)との間に交互に行き来するように掛け渡された状態で搬送され、第1ローラ群と第2ローラ群(58)とが離間する方向に相対移動することにより基材(S)が蓄積される。各第2ローラ(56)は、第1ローラ群に対して移動可能な支持部材(62a)に支持されるとともに、各第2ローラ(56)に対応して支持部材(62a)にそれぞれ設けられた弾性部材(87)によって第1ローラ群から離間する方向にそれぞれ独立して付勢されている。

Description

アキューム装置
 本発明は、長尺帯状の基材を搬入する搬入部と基材を搬出する搬出部との間に設置されて、基材の搬入速度と搬出速度との差により生じる基材の余裕分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。
特開2007-62884号公報 特開2007-161409号公報
 上記アキューム装置100において可動ローラ104が下降移動することによりアキューム動作(蓄積動作)するとき、各可動ローラ104が同一の支持部材106によって支持されているため、支持部材106の移動応答性が若干鈍い場合には、基材Sの張力が急に低下し、基材搬送方向上流側(図14中の右側)に位置する1つ又は複数の可動ローラ104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。この傾向は、可動ローラ104の本数が多くなればなるほどより顕著になる。
 このように基材Sが可動ローラ104から浮くと、基材Sと可動ローラ108aとの間に空気層が巻き込まれ、その結果、基材Sに蛇行や捻じれが生じて皺や破断等が発生するという不具合があった。また、上記のような空気層の巻き込みが生じない場合でも、搬送中の基材Sに張力変動が生じると、基材Sの蛇行や捻じれが生じて皺や破断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。
 このような不具合に対処するため、固定ローラ102および可動ローラ104として、軸方向の中央領域が両端部よりも大径になったクラウン形状のローラを用いたり、あるいは、基材Sの蛇行を規制するための段部を形成したローラを用いる等の対策を行ったが、基材の薄肉化につれて基材強度が低下することに起因する基材の折れが発生し、上記不具合の解消はできなかった。
 本発明の目的は、アキューム動作時に基材の張力変動を低減して可動ローラから基材が浮くのを防止し、蓄積される基材に皺や破断等が発生するのを抑制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に設置され、前記基材の搬入速度と搬出速度との差により生じる基材の余裕分を蓄積可能なアキューム部とを備えるアキューム装置であって、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回転可能な第1ローラを含む第1ローラ群と、該第1ローラ群に対して接近または離間する方向に移動可能であって、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第2ローラを含む第2ローラ群と、を有し、前記基材は前記第1ローラと前記第2ローラとの間に交互に行き来するように掛け渡された状態で搬送され、かつ、前記第1ローラ群と前記第2ローラ群とが離間する方向に相対移動することにより前記基材が蓄積されるように構成されており、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ローラに対応して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独立して付勢されているものである。
 本発明に係るアキューム装置において、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のが好ましい。
 本発明に係るアキューム装置によれば、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構造にそれぞれ支持されるとともに、弾性部材又は自重によって第1ローラ群から離間する方向にそれぞれ独立して付勢されている。そのため、アキューム動作するときに基材が第2ローラから浮こうとしたとき、弾性部材又は自重による付勢力によって第2ローラが追従移動して基材と接触した状態を維持することができる。これにより、基材の張力変動を吸収できるとともに基材と第2ローラとの間に空気層が巻き込まれるのを防止でき、基材の蛇行や捻じれによる皺や破断等の発生を抑制できる。
本発明の一実施形態であるアキューム装置を含むフィルム処理システムの全体構成を示す図である。 図1に示したアキューム装置の張力付与部を基材搬送方向下流側から見た状態を示す図である。 アキューム装置のアキューム部の駆動機構を示す側面図である。 図3におけるC-C線矢視図である。 アキューム部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。 アキューム部において基材に作用する張力の傾向を示すグラフである。 図1に示したコントローラ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1に示したコントローラ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1に示したコントローラ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。 アキューム装置におけるアキューム動作状態を示す図である。 アキューム部の下側ローラを独立懸架方式としたアキューム装置を示す図である。 図11中のD-D線断面図である。 図11に示したアキューム部がアキューム動作するときの状態を示す図である。 従来のアキューム装置の一例を示す図であり、(a)は定常運転時、(b)は搬出停止時、(c)は搬出加速時をそれぞれ示す。
 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、アキューム装置10において、下側ローラ56を独立懸架構造とした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部50aを示す図である。図12は、図11中のD-D線断面図である。以下では、上述したアキューム装置10と同一の構成については同一符号を付して、重複する説明を繰り返さない。
 図11に示すように、アキューム部50a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は図3及び図4を参照して上述したとおりである。
 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。
 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、本実施形態では弾性部材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、本実施形態では、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、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、本実施形態のアキューム部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の張力変動を吸収できるとともに基材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。本実施形態のアキューム部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、本発明に係るアキューム装置は、上記の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。
 例えば、上記においては全ての下側ローラ56を独立懸架方式で支持するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、一部の下側ローラ56(特に、基材搬送方向上流側に位置する1つの又は複数の下側ローラ56a)だけを独立懸架方式で支持する構成としてもよい。あるいは、下側ローラ56に代えて又は加えて、上側ローラ52を上述したのと同様の構成を用いて独立懸架方式で支持してもよい。
 また、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

Claims (2)

  1.  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に設置され、前記基材の搬入速度と搬出速度との差により生じる基材の余裕分を蓄積可能なアキューム部とを備えるアキューム装置であって、
     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回転可能な第1ローラを含む第1ローラ群と、
     該第1ローラ群に対して接近または離間する方向に移動可能であって、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第2ローラを含む第2ローラ群と、を有し、
     前記基材は前記第1ローラと前記第2ローラとの間に交互に行き来するように掛け渡された状態で搬送され、かつ、前記第1ローラ群と前記第2ローラ群とが離間する方向に相対移動することにより前記基材が蓄積されるように構成されており、
     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ローラに対応して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独立して付勢されている、
     アキューム装置。
  2.  請求項1に記載のアキューム装置において、
     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、アキューム装置。
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