JP2003341893A - 帯状体巻取装置 - Google Patents

帯状体巻取装置

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JP2003341893A
JP2003341893A JP2002145873A JP2002145873A JP2003341893A JP 2003341893 A JP2003341893 A JP 2003341893A JP 2002145873 A JP2002145873 A JP 2002145873A JP 2002145873 A JP2002145873 A JP 2002145873A JP 2003341893 A JP2003341893 A JP 2003341893A
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roller
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Akira Sasaki
旭 笹木
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型かつ簡素な機構によって巻き取り軸の幅
方向の位置ズレを防止できる帯状体巻取装置を得る。 【解決手段】 巻き出しリール13aから繰り出された
帯状体Aを、ガイドローラ17a〜17eを備えた通路
15にて案内して巻き取り軸19に巻き取る帯状体巻取
装置11において、通路にエッジ位置調整装置41を設
ける。このエッジ位置調整装置41を、外円周の一部分
に沿うように帯状体が掛け渡される上流円筒ローラと、
上流円筒ローラの帯状体繰り出し方向下流側に位置して
上流円筒ローラと平行な軸線で回動自在な下流円筒ロー
ラと、上流円筒ローラ及び下流円筒ローラとを支持する
ローラ保持フレームと、上流円筒ローラに帯状体が最初
に接触する円周上の位置を通る接線と略同軸の回転駆動
軸をローラ保持フレームに固定した回転駆動手段とで構
成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばリチウムイ
オン二次電池の電極素材等を巻き取るのに好適な帯状体
巻取装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばリチウムイオン二次電池の製造工
程においては、図7に示すそれぞれ別個の巻き出しリー
ル1、3、5、7に巻き取られている帯状体A1、セパ
レータB1、帯状体A2、セパレータB2が、それぞれ
の巻き出しリール1、3、5、7から繰り出されて、こ
れらが同じ巻き取り軸9上に順次積層される状態にし
て、2枚の帯状体A1、A2と2枚のセパレータB1、
B2の合計4枚の部材が同時に巻き取られる。このよう
な帯状体巻取装置10では、高速に巻き取ると巻きズレ
等を起こす虞がある。そこで、この種の装置において
は、帯状体A1、A2及びセパレータB1、B2(以下
の説明では、これら帯状体A1、A2及びセパレータB
1、B2を総称して単に「帯状体」と言う)を巻き取る
ときに、巻きズレを修正するための手段が設けられてい
る。
【0003】従来、この種の巻きズレ修正手段は、巻き
出しリール1、3、5、7をその軸芯に沿って平行移動
させることで、巻き出しリール内に生じている巻き乱れ
分を補正しながら送り出すことで、巻き取り軸9上に順
次積層される状態にして巻き取られる帯状体の巻きズレ
を修正していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た巻き出しリールを軸芯に沿って平行移動させて巻きズ
レを修正する従来の巻きズレ修正手段では、巻き取り軸
までの通路が長くなり、途中の外乱・ノイズ成分(ガイ
ドローラの撓み、振れ精度等)により、送り出したエッ
ジ位置とは変わってしまう可能性があった。このため、
通路に設けられるガイドローラ等の案内機構には、高精
度・高剛性が要求され、帯状体巻取装置全体が大型とな
りかつ高価となる不利があった。また、大きな巻き出し
軸を可動するため、この可動機構も大きくなり、これに
よっても帯状体巻取装置全体のコストが高くなる傾向に
あった。本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、小
型かつ簡素な機構によって巻き取り軸の幅方向の位置ズ
レを防止できる帯状体巻取装置を提供し、高精度な整列
巻きを可能にしつつ、装置コスト全体の低減を図ること
を目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る請求項1記載の帯状体巻取装置は、巻き
出しリールから繰り出された帯状体を、ガイドローラを
備えた通路にて案内して巻き取り軸に巻き取る帯状体巻
取装置であって、前記通路に帯状体の幅方向の位置を調
整するエッジ位置調整装置が設けられ、該エッジ位置調
整装置が、外円周の一部分に沿うように前記帯状体が掛
け渡される上流円筒ローラと、該上流円筒ローラの帯状
体繰り出し方向下流側に位置して該上流円筒ローラと平
行な軸線で回動自在な下流円筒ローラと、前記上流円筒
ローラ及び該下流円筒ローラとを支持するローラ保持フ
レームと、前記上流円筒ローラに前記帯状体が最初に接
触する円周上の位置を通る接線と略同軸の回転駆動軸を
該ローラ保持フレームに固定した回転駆動手段とを具備
したことを特徴とする。
【0006】この帯状体巻取装置では、回転駆動手段が
回転されると、ローラ保持フレームが揺動され、上流円
筒ローラを中心として下流円筒ローラが帯状体の幅方向
に所定の揺動角度で振られる。従って、下流円筒ローラ
によってガイドされる帯状体が、幅方向に所望の移動量
で補正移動されることになる。そして、このエッジ位置
調整装置は、少なくとも一対の上流円筒ローラ及び下流
円筒ローラを通路に介装すればよいので、装置が小型と
なり、巻き取り軸に極めて近い場所に設置可能となる。
これにより、巻き取り軸までの通路が短くなり、外乱・
ノイズ成分(ガイドローラの撓み、振れ精度等)の影響
が低減され、高精度な整列巻きが可能となる。また、大
きな巻き出し軸を可動する従来の機構に比べて、装置が
小型かつ簡素となるので、帯状体巻取装置全体のコスト
低減が可能となる。
【0007】請求項2記載の帯状体巻取装置は、請求項
1記載の帯状体巻取装置において、前記エッジ位置調整
装置が、前記下流円筒ローラの帯状体繰り出し方向下流
側に設けられ帯状体の幅方向の位置ズレを検出する位置
検出手段と、該位置検出手段によって検出した検出位置
情報に基づき前記回転駆動軸の回転角度を制御する傾斜
角制御手段とを具備したことを特徴とする。
【0008】この帯状体巻取装置では、位置検出手段が
帯状体の位置ズレを検出すると、この検出位置情報に基
づき、傾斜角制御手段が回転駆動手段へ回転角度制御信
号を送出する。これにより、回転駆動手段が所定の回転
角度でローラ保持フレームを回転させる。ローラ保持フ
レームは、回転駆動軸が回転されることによって、上流
円筒ローラを中心にして下流円筒ローラが揺動され、こ
の結果、下流円筒ローラに案内される帯状体が幅方向に
所望の移動量で補正移動される。
【0009】請求項3記載の帯状体巻取装置は、請求項
2記載の帯状体巻取装置において、前記傾斜角制御手段
が、位置情報と該位置情報に対応した補正角とを予め記
憶した補正角記憶手段と、前記位置検出手段によって検
出した検出位置情報に対応する補正角を該補正角記憶手
段から特定する補正角決定手段とを具備したことを特徴
とする。
【0010】この帯状体巻取装置では、位置検出手段が
帯状体の位置を検出すると、傾斜角制御手段の補正角決
定手段が、この検出位置情報に対応した補正角を、補正
角記憶手段から特定する。即ち、位置ズレに対応した補
正角が決定される。この補正角に相当する回転角度制御
信号が、補正角決定手段から回転駆動手段へ送出される
ことにより、所定の移動量で補正移動がなされ、位置ズ
レが解消されることになる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る帯状体巻取装
置の好適な実施の形態を図面を参照して詳細に説明す
る。図1は本発明に係る帯状体巻取装置の概略構成を表
した側面図、図2は張力調整手段の概略構成を表した説
明図、図3は角度変更機構の斜視図、図4は角度変更機
構の側面図、図5はエッジ位置調整装置の構成を説明す
るブロック図、図6はエッジ位置調整装置の動作説明図
である。
【0012】本実施の形態に係る帯状体巻取装置11
は、例えばリチウムイオン二次乾電池の電極巻き取りに
用いる場合を例に説明する。帯状体Aは連続した帯とし
て形成されており、前工程で銅箔またはアルミニウム箔
等のベース材にリチウムの化合物を塗布して形成されて
いる。その帯状体Aは巻き出しリール13a、13b、
13c、13dに巻回されている。帯状体Aは、通路1
5を構成するガイドローラ17a、17b、17c、1
7d、17e、17f等にそれぞれ導かれて、図示しな
いモータを駆動源として回転される巻き取り軸19にセ
ットされている巻き取りリール21に巻き取られる。な
お、ここでの巻き取り軸19上の巻き取りリール21に
は、帯状体A1、セパレータB1、帯状体A2、セパレ
ータB2が順次積層される状態にして、A、Bそれぞれ
2枚の帯状体A1、A2と、2枚のセパレータB1、B
2の合計4枚が重ねられて同時に巻き取られる。かかる
シート送り機構は、基本的には同様の構成を有するもの
で、以下では正極シートである帯状体A1に対応するシ
ート送り機構のみを例に説明する。
【0013】ここで、帯状体A1を巻き取りリール21
に高速で巻き取ると巻きズレや巻き締まりを起こす虞が
ある。そこで、本形態の装置においては、テンションを
調整しながら巻き取りリール21に帯状体A1を巻き取
るようにするためのテンション制御装置及びエッジ位置
調整装置が組み込まれている。
【0014】まず、テンション制御装置20の細部構成
を説明する。図2中、符号23はダンサーである。この
ダンサー23は、上記した隣接するいずれかのガイドロ
ーラ同士の間(例えばガイドローラ17c、17dとの
間)に配設され、帯状体A1のループ25を一定量作る
ためのものであり、枢軸27を支点として回転するレバ
ー23aと、このレバー23aの先端に取り付けられた
ローラ23bと、このローラ23bが帯状体A1の表面
に接触する方向に一定の力を加えるべくレバー23aを
回動付勢している張力付勢手段としてのスプリング29
とで構成されている。
【0015】また、レバー23aの基端側にはエンコー
ダEDが取り付けられており、レバー23aの振れ角を
エンコーダEDより信号T1として電気的に取り出すこ
とができる構造になっている。そして、以上のダンサー
23は、ローラ23bを帯状体A1のループ25の表面
にスプリング29の付勢を伴って常に当接させており、
ガイドローラ17c、17dとの間のテンションがスプ
リング29の付勢力よりも大きくなるとループ25が小
さくなる方向にレバー23aをローラ23bと共に回転
し、小さくなるとループ25が大きくなる方向に移動す
るが、本装置ではローラ23bが一定の位置に固定され
て移動されないように帯状体A1の繰り出し量を制御
し、ガイドローラ17c、17dとの間のテンションを
一定にすることによって、ダンサー23が大きく振れな
いようにしながら制御する手法がとられる。
【0016】符号31は張力制御装置である。この張力
制御装置31は、マイクロプロセッサを有したボードと
して形成されており、エンコーダEDからの信号T1と
張力設定値TRとの偏差(TC)に基づく張力補正信号
TCを出力する。
【0017】符号33は、巻き取りリール21とダンサ
ー23との間に帯状体A1のループを形成するループ形
成手段としてのバッファユニットであり、このバッファ
ユニット33は例えばガイドローラ17a、17bとの
間に設けられている。また、そのバッファユニット33
は、ガイドローラ17a、17bとの間にループ35を
形成するためのローラ33aと、このローラ33aが取
り付けられた移動体33bと、この移動体33bをネジ
送りするボールネジ33cと、移動体33bがネジ送り
されるときに、この移動体33bが回転することなく直
線的に上下動するようにガイドするためのリニアガイド
33eと、ボールネジ33cを回転させるサーボモータ
33dと、サーボモータ33dの回転を検出するエンコ
ーダEBとで構成されている。そして、このバッファユ
ニット33では、サーボモータ33dの回転方向に応じ
た方向にボールネジ33cが回転するようになってお
り、またボールネジ33cが回転すると、このボールネ
ジ33cの回転方向及び回転量に応じた方向に移動体3
3bがローラ33aと共に移動して、このローラ33a
にて形成されるループ35の増減が制御される構造にな
っている。
【0018】符号37は位置制御装置である。この位置
制御装置37は、マイクロプロセッサを有したボードと
して形成されており、エンコーダEBからの信号P1と
張力制御装置31からの張力補正信号TCとの偏差(P
R)に基づく位置補正信号PCを出力する。そして、こ
の位置補正信号PCによりサーボモータ33dを駆動す
る。
【0019】次に、エッジ位置調整装置41の構成につ
いて説明する。エッジ位置調整装置41は、例えばガイ
ドローラ17d、17eとの間に配設されている。図3
に示すように、エッジ位置調整装置41は、外円周43
aの一部分に沿うように帯状体A1が掛け渡される上流
円筒ローラ43と、この上流円筒ローラ43の帯状体繰
り出し方向下流側に位置して、上流円筒ローラ43と平
行な軸線で回動自在な下流円筒ローラ45と、上流円筒
ローラ43及び下流円筒ローラ45を支持するローラ保
持フレーム47と、図4に示すように、上流円筒ローラ
43に帯状体A1が最初に接触する円周上の位置49を
通る接線51と略同軸の回転駆動軸53をローラ保持フ
レーム47に固定した回転駆動手段(傾斜用モータ)5
5とを主要部として構成されている。
【0020】また、エッジ位置調整装置41は、下流円
筒ローラ45の帯状体繰り出し方向下流側に設けられ帯
状体A1の幅方向の位置ズレを検出する透過型センサ等
の位置検出手段57を有している。位置検出手段57
は、帯状体A1のエッジを検出し、この帯状体A1のエ
ッジが帯状体A1の幅方向にズレたときに、このズレに
応じた検出位置信号を後述の傾斜角制御手段に出力す
る。
【0021】図5に示すように、エッジ位置調整装置4
1は、上記の上流円筒ローラ43及び下流円筒ローラ4
5、ローラ保持フレーム47、傾斜用モータ55が、角
度変更機構59として構成される。この角度変更機構5
9は、傾斜角制御手段61によって制御される。傾斜角
制御手段61は、補正角決定手段63、補正角記憶手段
65を備えている。なお、ここで、傾斜角制御手段61
としては、CPU、メモリを備えたコンピュータを用い
ることができ、補正角決定手段63及び補正角記憶手段
65はこのコンピュータに格納されるプログラム、メモ
リとすることができる。
【0022】補正角記憶手段65は、複数の位置情報6
7と、この位置情報67に対応した補正角情報69とを
予め記憶テーブル71として記憶している。補正角決定
手段63は、位置検出手段57によって検出した検出位
置情報SLに対応する補正角情報69を補正角記憶手段
65から特定する。検出位置情報SLに基づいて補正角
情報69を決定した補正角決定手段63は、傾斜用モー
タ55に対して回転角度制御信号SRを送出するように
なっている。即ち、傾斜角制御手段61は、位置検出手
段57によって検出した検出位置情報SLに基づき回転
駆動軸53の回転角度を制御するようになっている。
【0023】次に帯状体巻取装置11の動作を説明す
る。巻き出しリール13aから繰り出された帯状体A1
は、ガイドローラ17a、バッファユニット33、ガイ
ドローラ17b、テンション制御装置20、ガイドロー
ラ17c、17d、エッジ位置調整装置41、ガイドロ
ーラ17e巻き取りリール21に巻き取られる。巻き出
しリール13aより繰り出された帯状体A1はローラ3
3aによりループ35がバッファユニット33内に作ら
れながらダンサー23側に向かって繰り出される。
【0024】また、ダンサー23の部分では、ローラ2
3bを帯状体A1の表面にスプリング29の付勢力で押
し付け、この押し付け力とループ25の部分における帯
状体A1のテンションとが釣り合い、通常はダンサー2
3が同じ位置に静止している。しかし、ループ25の部
分におけるテンションがスプリングによる押し付け力よ
りも小さくなるとダンサー23がループ25の量を増加
させながら下側に回転して振れ、逆に大きくなるとルー
プ25の量を減少させながら上側に回転して振れる。そ
して、このダンサー23の振れ量はエンコーダEDによ
り検出されて信号T1として出力され、この信号T1と
張力設定値TRとの偏差分の信号(TC)が張力制御装
置31に入力される。すると、張力制御装置31から偏
差(TC)に基づく張力補正信号TCを位置制御装置3
7に向かって出力する。
【0025】一方、位置制御装置37側では、エンコー
ダEBからの信号P1と張力制御装置31からの張力補
正信号TCとの偏差(PR)に基づく位置補正信号PC
を出力してサーボモータ33dを駆動する。ここでのサ
ーボモータ33dは、ダンサー23でのテンションの大
きさによって回転(振れ)方向が異なり、正方向に回転
されると移動体33bを上方に移動させてループ35の
量を減少させ、負方向に回転されると移動体33bを下
方に移動させてループ35の量を増加させる。即ち、、
移動体33bを上方に移動させてループ35の量を減少
させると、バッファユニット33側からダンサー23側
に繰り出される帯状体A1の量が増加する。すると、ダ
ンサー23の部分におけるテンションが減少する。逆
に、移動体33bを下方に移動させてループ35の量を
増加させると、バッファユニット33側からダンサー2
3側に繰り出される帯状体A1の量が減少する。する
と、ダンサー23の部分におけるテンションが増加す
る。よって、ダンサー23の振れ位置をエンコーダED
からの信号で知り、この信号に応じてバッファユニット
33側のループ35を制御することにより、ダンサー2
3を所定の位置に静止させてテンションを略一定に保持
することができる。従って、この構造では、ループ35
を制御することによりダンサー23の位置を修正し、こ
の修正でダンサー23の振れを無くしながらテンション
を略一定に制御するようにしていることから、安定した
テンションの調整が可能になり、高速で巻き取りを行っ
たときでも巻き取りリール21に帯状体A1を略一定の
テンションを付与しながら巻き取ることができる。
【0026】また、巻き取り途中で、位置検出手段57
からの信号により帯状体A1のエッジのズレが検出され
ると、傾斜角制御手段61から回転角度制御信号SRが
出力され、この回転角度制御信号SRに応じて傾斜用モ
ータ55を正または負の方向に回転させる。すると、こ
の回転方向に応じてローラ保持フレーム47の全体が揺
動される。即ち、このローラ保持フレーム47の揺動に
より、下流円筒ローラ45が図6に示すように左右に揺
動され、帯状体A1の走行軌道が修正される。そして、
その走行軌道の修正により巻きズレを無くし、両端面の
不揃えを押さえながら巻き取りリール21に整列性良く
巻き取ることができる。なお、この際の補正量Cは、下
流円筒ローラ45の揺動角をB、下流円筒ローラ45と
上流円筒ローラ43との外端同士の距離をLとすると、
C=L×sinBの式によって求めることができる。
【0027】この形態例の構造では、傾斜用モータ55
が回転されると、ローラ保持フレーム47が揺動され、
上流円筒ローラ43を中心として下流円筒ローラ45が
帯状体A1の幅方向に所定の揺動角度で振られる。従っ
て、下流円筒ローラ45によってガイドされる帯状体A
1が、幅方向に所望の移動量で補正移動されることにな
る。そして、このエッジ位置調整装置41は、少なくと
も一対の上流円筒ローラ43及び下流円筒ローラ45を
通路15に介装すればよいので、装置が小型となり、巻
き取りリール21に極めて近い場所に設置可能となる。
これにより、巻き取りリール21までの通路15が短く
なり、外乱・ノイズ成分(ガイドローラの撓み、振れ精
度等)の影響が低減され、高精度な整列巻きが可能とな
る。また、大きな巻き出し軸を可動する従来の機構に比
べて、装置が小型かつ簡素となるので、帯状体巻取装置
全体のコスト低減が可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る帯状体巻取装置によれば、通路にエッジ位置調整装置
が設けられ、このエッジ位置調整装置が、上流円筒ロー
ラ及び下流円筒ローラを支持するローラ保持フレーム
と、上流円筒ローラと帯状体とが接触する位置を通る接
線と略同軸の回転駆動軸をローラ保持フレームに固定し
た回転駆動手段とを備えたので、回転駆動手段を回転す
ることによりローラ保持フレームが揺動し、上流円筒ロ
ーラを中心として、下流円筒ローラを、帯状体の幅方向
に所定の揺動角度で振ることができる。従って、下流円
筒ローラによってガイドされる帯状体を、幅方向に所望
の移動量で補正移動させることができる。このエッジ位
置調整装置は、少なくとも一対の上流円筒ローラ及び下
流円筒ローラを通路に介装すればよいので、装置を小型
にでき、巻き取り軸に極めて近い場所に設置できる。こ
れにより、巻き取り軸までの通路が短くなり、ガイドロ
ーラの撓み、振れ精度等の外乱・ノイズ成分の影響を低
減させ、巻き取り軸の幅方向の位置ズレを防止して高精
度な整列巻きを可能にすることができる。また、大きな
巻き出し軸を可動する従来の機構に比べて、機構を小型
かつ簡素にできるので、帯状体巻取装置全体のコストを
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る帯状体巻取装置の概略構成を表し
た側面図である。
【図2】張力調整手段の概略構成を表した説明図であ
る。
【図3】角度変更機構の斜視図である。
【図4】角度変更機構の側面図である。
【図5】エッジ位置調整装置の構成を説明するブロック
図である。
【図6】エッジ位置調整装置の動作説明図である。
【図7】従来の帯状体巻取装置の概略構成を表した側面
図である。
【符号の説明】
11…帯状体巻取装置、13a…巻き出しリール、15
…通路、17a,17b,17c,17d,17e,1
7f…ガイドローラ、19…巻き取り軸、41…エッジ
位置調整装置、43…上流円筒ローラ、45…下流円筒
ローラ、47…ローラ保持フレーム、53…回転駆動
軸、55…回転駆動手段、57…位置検出手段、61…
傾斜角制御手段、63…補正角決定手段、65…補正角
記憶手段、67…位置情報、69…補正角情報、A…帯
状体、SL…検出位置情報

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 巻き出しリールから繰り出された帯状体
    を、ガイドローラを備えた通路にて案内して巻き取り軸
    に巻き取る帯状体巻取装置であって、 前記通路に帯状体の幅方向の位置を調整するエッジ位置
    調整装置が設けられ、 該エッジ位置調整装置が、外円周の一部分に沿うように
    前記帯状体が掛け渡される上流円筒ローラと、該上流円
    筒ローラの帯状体繰り出し方向下流側に位置して該上流
    円筒ローラと平行な軸線で回動自在な下流円筒ローラ
    と、前記上流円筒ローラ及び該下流円筒ローラとを支持
    するローラ保持フレームと、前記上流円筒ローラに前記
    帯状体が最初に接触する円周上の位置を通る接線と略同
    軸の回転駆動軸を該ローラ保持フレームに固定した回転
    駆動手段とを具備したことを特徴とする帯状体巻取装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の帯状体巻取装置におい
    て、 前記エッジ位置調整装置が、前記下流円筒ローラの帯状
    体繰り出し方向下流側に設けられ帯状体の幅方向の位置
    ズレを検出する位置検出手段と、該位置検出手段によっ
    て検出した検出位置情報に基づき前記回転駆動軸の回転
    角度を制御する傾斜角制御手段とを具備したことを特徴
    とする帯状体巻取装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の帯状体巻取装置におい
    て、 前記傾斜角制御手段が、位置情報と該位置情報に対応し
    た補正角とを予め記憶した補正角記憶手段と、前記位置
    検出手段によって検出した検出位置情報に対応する補正
    角を該補正角記憶手段から特定する補正角決定手段とを
    具備したことを特徴とする帯状体巻取装置。
JP2002145873A 2002-05-21 2002-05-21 帯状体巻取装置 Pending JP2003341893A (ja)

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