JP2017019617A - Web conveyance device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、紙、フィルム、金属箔などの膜状の製品やシート状の基材などのウェブを搬送するウェブ搬送装置に関するものである。 The present invention relates to a web conveyance device that conveys a web such as a film-like product such as paper, film, or metal foil, or a sheet-like base material.
フィルム、金属箔、紙などのシート状の搬送では、巻出と巻取によるロールトゥロールと呼ばれるウェブ搬送方式が用いられている。近年は、フレキシブル回路や太陽電池、機能性フィルムなどのエレクトロニクス分野などの最先端製品を大量かつ安価に生産するために用いられてもいる。 In sheet-like conveyance such as film, metal foil, and paper, a web conveyance method called roll-to-roll by unwinding and winding is used. In recent years, it has been used to produce cutting-edge products in the electronics field such as flexible circuits, solar cells, and functional films in large quantities and at low cost.
一般的にロールトゥロールのウェブ搬送において、ローラの組み付け精度やウェブの張力分布などにより蛇行や斜行が発生するため、これらを解消するために搬送ローラの1つもしくは複数のローラを、円柱の側面が太鼓状に膨らんだクラウンローラにし、クラウン効果による自動調心機能を用いる方法や、ウェブの端部にガイドを設け、斜行したとしてもガイドに接触し物理的にウェブがローラから外れないようにする方法や、EPCと呼ばれるウェブの端部を検出し、ウェブの位置を一定制御する耳端位置制御装置を用いることもある。 In general, in roll-to-roll web conveyance, meandering and skewing occur due to roller assembly accuracy, web tension distribution, and the like. A crown roller with a drum-like side swell and a self-aligning function using the crown effect, or a guide provided at the edge of the web, even if the guide is skewed, the guide does not physically come off the roller There is also a case where an edge end position control device that detects the end portion of the web, called EPC, and controls the web position at a constant level is sometimes used.
また、機能性フィルムやシート状の電子デバイスなど表面もしくは両面に形成されたパターンや機能性膜が傷つきやすいものなどの搬送には、ローラ表面が接触しないようにウェブの両端部のみ支持、接触する分割ローラを用いた非接触搬送を行うことがある。 Also, when transporting functional film or sheet-like electronic devices such as patterns formed on the surface or both surfaces, or functional films that are easily damaged, only the both ends of the web are supported and contacted so that the roller surface does not contact. Non-contact conveyance using division rollers may be performed.
ガイドを設ける方法では、一度斜行しガイドに触れるまでフィルムが移動してしまい、ガイドに接触する。ガイドに接触するまで斜行するとEPCなどの機構が無い場合、ガイドに接触したままになり、端部の破損や削れ、それによる異物の発生、さらに薄いウェブでは、ガイドの反力と斜行の力に耐えきれずウェブに皺や折れが発生する問題がある。 In the method of providing the guide, the film moves until it touches the guide once in contact with the guide, and comes into contact with the guide. If there is no mechanism such as EPC when it is skewed until it comes into contact with the guide, it will remain in contact with the guide, breakage or shaving of the end, resulting in the generation of foreign matter, and with thinner webs, the reaction force and skew of the guide There is a problem that the web cannot be tolerated and the web is wrinkled and broken.
クラウンローラでは、ローラ中央部をローラ両端部よりも高くすることで、ローラ中央部とローラ両端部との直径差により、ローラ表面で発生する速度差を用いてクラウンローラの中央へフィルムを寄らせることで安定した搬送を行うが、クラウンローラの中央部がウェブに接触することが前提であるため機能性フィルムなど膜面への接触により性能に影響が出てしまうような繊細な膜の搬送には適していない。また、特公平7−41300に記載のようなクラウンローラを中央部で分割したローラにしてしまうと、フィルムが中央へ寄る力が働き、中央の屈曲部分で皺や折れが発生したり、幅の広いフィルムの非接触搬送は行うことが不可能である。 In the crown roller, the central part of the roller is made higher than both end parts of the roller, so that the film is moved to the center of the crown roller by using the speed difference generated on the roller surface due to the difference in diameter between the central part of the roller and both end parts of the roller However, since it is assumed that the center of the crown roller is in contact with the web, it can be used to transport delicate membranes such as functional films that affect performance due to contact with the membrane surface. Is not suitable. Also, if the crown roller as described in JP-B-7-41300 is made into a roller divided at the center, the force of the film approaching the center acts, and wrinkles and folds occur at the center bent part, Non-contact conveyance of a wide film is impossible.
本発明は、これら従来の問題点を解決し、ウェブ搬送におけるウェブの蛇行、斜行防止を行うことにより折れや皺の発生を防止して、非接触搬送を実現するウェブ搬送装置を提供することを課題とする。 The present invention solves these conventional problems, and provides a web conveyance device that realizes non-contact conveyance by preventing the occurrence of folding and wrinkles by preventing web meandering and skewing during web conveyance. Is an issue.
上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項1に記載の発明は、ウェブの端部を支持することによりウェブの端部以外を非接触で搬送可能なウェブ搬送装置であって、
ウェブの搬送方向に直交する方向において、ウェブの端部を支持する位置に、互いに向い合わせにした一対のクラウンローラを備えており、
前記一対のクラウンローラは、それぞれ異なるシャフトを介してウェブを搬送可能に支持されていることを特徴とするウェブ搬送装置である。
As a means for solving the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention is a web transport device capable of transporting other than the end of the web in a non-contact manner by supporting the end of the web,
A pair of crown rollers facing each other at a position supporting the end of the web in a direction perpendicular to the web conveyance direction;
The pair of crown rollers are supported by a web transport device through different shafts so that the web can be transported.
また、請求項2に記載の発明は、前記一対のクラウンローラは、各々のクラウンローラを支持する角度を独立して調整可能なアクチュエータによって支持されていることを特徴とする請求項1に記載のウェブ搬送装置である。 The invention according to claim 2 is characterized in that the pair of crown rollers are supported by an actuator capable of independently adjusting an angle for supporting each crown roller. It is a web conveyance device.
また、請求項3に記載の発明は、前記シャフトの振動を検出可能な振動検出器が備えられていることを特徴とする請求項1または2に記載のウェブ搬送装置である。 The invention according to claim 3 is the web conveyance device according to claim 1 or 2, further comprising a vibration detector capable of detecting vibration of the shaft.
また、請求項4に記載の発明は、前記振動検出器が検出したシャフトの振動のデータを使用して、ウェブに折れや皺が発生しているか否かを判定可能な折れの発生の検知手段を備えていることを特徴とする請求項3に記載のウェブ搬送装置である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a means for detecting occurrence of a fold that can determine whether or not a fold or wrinkle has occurred on the web by using shaft vibration data detected by the vibration detector. The web conveyance device according to claim 3, wherein the web conveyance device is provided.
また、請求項5に記載の発明は、前記折れの発生の検知手段によって折れや皺が検知された場合に、前記アクチュエータがシャフトの傾きを折れや皺が発生しない角度に調整することを可能とするフィードバック制御手段を備えていることを特徴とする請求項4に記載のウェブ搬送装置である。 The invention according to claim 5 makes it possible for the actuator to adjust the inclination of the shaft to an angle at which no breakage or wrinkle occurs when the breakage detection means detects the breakage or wrinkle. The web conveyance device according to claim 4, further comprising a feedback control unit configured to perform feedback control.
本発明のウェブ搬送装置によれば、フィルムや金属箔などの薄い膜状製品の他に、電子デバイスなど表面への接触を避けなければならないウェブ搬送において、製品部に触れない非接触搬送を行いながら、蛇行、斜行を抑制するとともに、折れや皺の発生を防止しながら搬送を可能とする効果がある。 According to the web conveyance device of the present invention, in addition to thin film products such as films and metal foils, non-contact conveyance without touching the product part is performed in web conveyance in which contact with the surface of an electronic device or the like must be avoided. However, the present invention has the effects of suppressing meandering and skewing and enabling conveyance while preventing the occurrence of folds and wrinkles.
さらに搬送中に折れが発生したとしてもウェブを良好な状態にすることが可能なため、不良品の発生を抑える効果もある。 Furthermore, even if a crease occurs during the conveyance, the web can be in a good state, so that there is an effect of suppressing the occurrence of defective products.
以下、添付の図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は本発明のウェブ搬送装置1の一例を示した構成図の例である。このウェブ搬送装置1は、フィルムや金属箔などの長尺シート状のウェブ10を搬送するための装置であり、ウェブ10の流れ方向の両端部に接触するように向い合わせに配置された一対のクラウンローラ11と、クラウンローラ11に連接されたシャフト12と、シャフト12を支えるベアリング13と、クラウンローラ11を傾けるためのアクチュエータ14、15と、から構成されている。このような構成により、製品部に触れない非接触搬送を行いながら
、蛇行、斜行を抑制するとともに、折れや皺の発生を防止しながら搬送が可能である。また、折れや皺が発生してしまった場合であっても、アクチュエータ14、15がクラウンローラ11の角度を調整して、折れや皺が無い状態にすることが可能である。
FIG. 1 is an example of a configuration diagram showing an example of a web conveyance device 1 of the present invention. The web transport device 1 is a device for transporting a long sheet-
また、本発明のウェブ搬送装置1は、クラウンローラ11を傾けるためのアクチュエータ14、15を備えていない構成であっても、製品部に触れない非接触搬送を行いながら、蛇行、斜行を抑制するとともに、折れや皺の発生を防止しながら搬送が可能である。
In addition, the web conveyance device 1 of the present invention suppresses meandering and skewing while performing non-contact conveyance without touching the product part even if the
クラウンローラ11は中央部が両端よりも膨らんだ形状をしており、材質は金属、プラスチック、ゴムなどウェブの材質により使用する材質を変更できる。クラウンローラ11の内側には図示していないベアリングが取り付けられており、そのベアリングを介してシャフト12に設置することによりメカロスを減少させる構造となっている。
The
シャフト12は、1つのシャフトを中央部で分断したような形状となっており、ウェブの幅より短い。それらの短いシャフト12に、それぞれクラウンローラ11が1つずつ取り付けられている。また、クラウンローラ11と逆側にはベアリング13が設けられており、シャフト12を支えている。このような一対のクラウンローラ11が、ウェブの搬送方向に直交する方向に、互いに向い合わせにして、ウェブの両端部をそれぞれ支持可能な位置に配置されている。
The
一対のクラウンローラ11のそれぞれのシャフト12を支持している各ベアリング13は、クラウンローラ12を傾けられるように、それぞれアクチュエータ14、15に接続され、支持されており、アクチュエータ14、15を動作させることによってその傾きを変更できる構造となっている。
The
アクチュエータ14、15は、サーボモータ、ステッピングモータなどの高精度に位置決めを行えるものを使用し、クラウンローラ12の傾きを細かく制御可能となっている。アクチュエータ14、15は図2(a)のように水平に設定可能だが、図2(b)のようにθ1=θ2>0°とし外側に向けたり、図2(c)のようにθ3=θ4<0°とし内側へ向けたり、図2(d)のようにθ5>θ6もしくはθ5<θ6というように角度を別々に設定することも可能である。
As the
図2(a)の状態では、ウェブはクラウンローラ11のクラウン効果により外側へ引っ張られる力が発生し、ウェブ10中央部では力が均衡し、折れや皺を防ぐとともに蛇行や斜行を抑制する。この状態で折れや皺が発生する場合には、図2(b)や(c)のように接触する角度を変更することによりウェブにかかる力を変更し、折れや皺が発生しない状態に設定することができる。また、図2(d)のようにすることで意図的にウェブを左右のいずれかに移動させることも可能である。
In the state of FIG. 2A, the web is pulled outward by the crown effect of the
図3に示された振動検出器30は、シャフト12を支えているベアリング13に接して設置され、クラウンローラ11の振動を検出している。もしウェブに折れや皺が発生した場合、波形が図4のように正常時より大きくなって乱れるため、折れや皺を検出可能である。
The
折れや皺の発生を判断する方法として、図4に示すように、正常な搬送状態では超えないところに閾値を設定し検出する方法がある。この場合、ノイズなどによる外乱を排除するため、振動検出器30から出力される信号を、LPF(Low Pass Filter)を通して高周波のノイズ成分を除去し、コントローラが誤判断しないように振動を検出できるようにして、閾値40を超えているかをコントローラが判断してアクチュエータを動作させることができる(図3参照)。
As a method for determining the occurrence of folds and wrinkles, as shown in FIG. 4, there is a method of detecting by setting a threshold value where it does not exceed in a normal conveyance state. In this case, in order to eliminate disturbance due to noise or the like, the signal output from the
さらに誤判断をなくすため、コントローラではある検出時間の間に何回閾値を超えたかをカウントし、一定数超えている場合に折れている、または皺がよっている、と判断するようにしている。この場合、搬送速度により折れなどの振動発生周期が変わるため、遅い場合は検出時間を長く、早い場合には短くするといった制御をコントローラに持たせることができる。 Further, in order to eliminate erroneous determination, the controller counts how many times the threshold is exceeded during a certain detection time, and determines that it is broken or wrinkled when it exceeds a certain number. In this case, since the vibration generation period such as folding changes depending on the conveyance speed, the controller can be controlled to make the detection time longer when it is slow and shorten when it is early.
別の判断方法として、一定時間を一周期として、その間に検出された振動の平均値を、次の一周期の振動の平均値と比較して、変化量が基準値を超えた場合に折れや皺が発生したと検知する。折れや皺が検知されなかった場合には、その一周期の振動の平均値と次の振動の平均値を順次、比較していくといった方法を実施することもできる。 As another judgment method, the average value of the vibration detected during a certain period of time is compared with the average value of the vibration of the next one cycle. Detects wrinkles. If no fold or wrinkle is detected, a method of sequentially comparing the average value of the vibration of one cycle and the average value of the next vibration can be performed.
図5のように、ウェブが正常に搬送される時の振動値をSVとし、コントローラに与えることでアクチュエータを動作させるMVを出力しクラウンローラを制御する。その結果を振動として振動検出器が検出しコントローラへPVとして出力し、コントローラはSVとPVが近づくように、またMVを出力するといったフィードバックループを行うフィードバック制御手法を用いることでウェブの良好な搬送を実現できる。 As shown in FIG. 5, the vibration value when the web is normally conveyed is set to SV, and the MV for operating the actuator is output by giving it to the controller to control the crown roller. The vibration detector detects the result as vibration and outputs it to the controller as PV, and the controller uses a feedback control method that performs a feedback loop such that SV and PV approach each other and outputs MV. Can be realized.
図6に示すように、クラウンローラ11の周速が最も早い箇所50がクラウンローラ11に傾きをつけない状態である図6(a)に比べ、外側に傾けた状態である図6(b)では、ウェブが外側へ引っ張られる力が強くなり、内側に傾けた状態である図6(c)では、ウェブが外側へ引っ張られる力が弱くなるため、ウェブの厚みや折れ具合により角度を決めることが可能となる。
As shown in FIG. 6, the
ここで、クラウンローラ11を傾けることについて説明する。図6(a)は、一対のクラウンローラの最も太い部位からクラウンローラ11の内側と外側の端部に向うそれぞれの斜曲面がウェブの平面となす角度が等しい状態である。更に詳しくは、クラウンローラ11の回転軸の中心を通りウェブの進行方向に直交する平面と、クラウンローラ11の斜曲面との交線が、ウェブの平面とがなす角が等しい状態である。ここでは、その交線をクラウンローラ11の斜面と呼ぶことにする。
Here, the tilting of the
この状態を基準として、クラウンローラ11を外側に傾けるとは、一対のクラウンローラ11の内側の斜面が、ウェブと水平になる方向に傾けることを指す。一方、クラウンローラ11を内側に傾けるとは、一対のクラウンローラ11の外側の斜面が、ウェブと水平になる方向に傾けることを指す。
Inclining the
以上の形態により、本発明のウェブ搬送装置は、ウェブ搬送での蛇行、斜行の抑制を行いながら折れや皺の発生を防止して、良好にウェブの端部以外を非接触に搬送可能である。 With the above configuration, the web conveyance device of the present invention can prevent the occurrence of folds and wrinkles while suppressing meandering and skewing in web conveyance, and can convey the web other than the end of the web in a non-contact manner. is there.
1 ウェブ搬送装置
10 ウェブ
11 クラウンローラ
12 シャフト
13 ベアリング
14、15 アクチュエータ
θ1、θ2、θ3、θ4、θ5、θ6 シャフト角
30 振動検出器
40 閾値
50 周速が最も早い箇所
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
ウェブの搬送方向に直交する方向において、ウェブの端部を支持する位置に、互いに向い合わせにした一対のクラウンローラを備えており、
前記一対のクラウンローラは、それぞれ異なるシャフトを介してウェブを搬送可能に支持されていることを特徴とするウェブ搬送装置。 A web transport device capable of transporting in a non-contact manner other than the end of the web by supporting the end of the web,
A pair of crown rollers facing each other at a position supporting the end of the web in a direction perpendicular to the web conveyance direction;
The pair of crown rollers are supported so as to be able to transport a web through different shafts, respectively.
Priority Applications (1)
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JP2015137706A JP2017019617A (en) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | Web conveyance device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2015137706A Pending JP2017019617A (en) | 2015-07-09 | 2015-07-09 | Web conveyance device |
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Country | Link |
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2015
- 2015-07-09 JP JP2015137706A patent/JP2017019617A/en active Pending
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