JP3974916B2 - ウェブ接合装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェブの残量が少なくなった残少ウェブロールに新ウェブロールのウェブを接合するウェブ接合装置に関する。

特許文献１・２では、新ウェブロールの最外周のウェブに接着テープを予め配しておき、残少ウェブロールのウェブを、ペースタローラを使って回転状態の新ウェブロールの最外周のウェブに押し付けることで、残少ウェブロールのウェブと新ウェブロールのウェブとを接着テープによって接合することが開示されている。

特開平９−１２１８５号公報（図１） 特開２００２−３３８０９８号公報（段落番号００１４、図１）

前記ペースタローラは、特許文献２に示すようにエアーシリンダなどで往復駆動されるが、エアーシリンダは、該シリンダに接続された制御弁の開弁開始からシリンダが動作開始するまでの時間や、シリンダのピストンが所定位置に到達するまでの時間にばらつきが生じる。

このため、適正なタイミングでペースタローラを残少ウェブロールのウェブに押し付けることができず、残少ウェブロールのウェブに新ウェブロールのウェブを適正に接合できないことがある。

本発明の目的は、残少ウェブロールのウェブと新ウェブロールのウェブとを確実に接合するウェブ接合装置を提供することにある。

本発明に係るウェブ接合装置は、残量の少なくなった残少ウェブロール１のウェブ６を、ペースタローラ３を使って回転状態の新ウェブロール１の最外周に押し付けることで、新ウェブロール１の最外周に予め配した接着剤７によって残少ウェブロール１のウェブ６と新ウェブロール１のウェブ６とが接合されるようになっている。

本発明は、ペースタローラ３が、フィードバック制御されるサーボシリンダ１９のロッド２１に連結されるとともに、サーボシリンダ１９と共にペースタアーム５に配されている。かかるペースタアーム５は、前記接合に先立ってペースタローラ３を新ウェブロール１に近接させるように移動する。サーボシリンダ１９は、ペースタアーム５が移動した後において、接着剤７がペースタローラ３と新ウェブロール１との間に至るまでに、ペースタローラ３を残少ウェブロール１のウェブ６を介して新ウェブロール１の最外周に押し付けるように設定されている。

ここでの接着剤７には、両面テープなどが含まれる。ウェブ６には、プラスチックフィルム、紙および金属箔などが該当する。サーボシリンダ１９は、サーボモータでエアーポンプや油圧ポンプを駆動してロッド２１を作動させるものや、サーボモータでボールねじを回転させてロッド２１を作動させるものなどが該当する。フィードバック制御は、ロッド２１の位置を検出し、この検出結果に基づいてサーボモータを制御するものなどが該当する。

詳しくは、新ウェブロール１の径寸法を測定する径測定手段２６を有しており、ペースタアーム５は、径測定手段２６での測定結果に基づいてペースタアーム５の移動後の位置を設定する。ペースタアーム５の移動後の位置は、ペースタローラ３が新ウェブロール１に近いほど好ましいが、近過ぎると接合前にペースタローラ３が残少ウェブロール１のウェブ６を新ウェブロール１の最外周に押し付けてしまうので、これを考慮して設定される。ペースタアーム５は、前記接合後には、ペースタローラ３がウェブロール１のウェブ６の引き出しに邪魔にならない位置に待避する。

具体的には、サーボシリンダ１９はサーボモータで直接あるいは間接的に駆動される。さらに、ペースタローラ３を新ウェブロール１側に付勢する付勢手段２２を有しており、付勢手段２２は、ペースタローラ３が移動を開始する初期段階のみペースタローラ３を付勢するようになっている。また、ペースタアーム５は、残少ウェブロール１のウェブ６を切断するカッター２０を有するものとすることができる。

本発明によれば、フィードバック制御によってサーボシリンダ１９のロッド２１が安定したタイミングおよび速度で移動するので、サーボシリンダ１９が、前述の設定に合致するように確実に作動し、したがって残少ウェブロール１のウェブ６と新ウェブロール１のウェブ６とを接着剤７によって確実に接合することができる。

しかも、ペースタアーム５が、前記接合に先立ってペースタローラ３を新ウェブロール１に近接させるように移動するので、サーボシリンダ１９によるペースタローラ３の移動距離を短くできて、新ウェブロール１の回転が高速であっても、サーボシリンダ１９が、前述の設定により合致するように作動する。

ペースタローラ３が移動を開始する初期段階のみペースタローラ３を付勢すると、サーボシリンダ１９の作動開始が容易になって、サーボモータの起動時の消費電力の低減などを図ることができる。

図面は、本発明が対象とするウェブ接合装置を示しており、図１に示すように、ウェブロール１を装着するターレットアーム２と、ペースタローラ３などを支持するペースタアーム５とを含んでいる。ウェブロール１は、磁気記録媒体のベースフィルムなどの帯状体のウェブ６を巻回して形成してあり、ターレットアーム２に装着した状態でウェブ６が引き出される。ペースタローラ３は、接合の際にウェブ６に押し付けられる。

ターレットアーム２は、その両端にウェブロール１がそれぞれ装着されるロール軸９・９を配しており、ターレットアーム２の中央部が、ターレットアーム支持台１１に回転可能に支持される。ロール軸９・９は、図外の駆動機構で回転駆動され、図外のターレットコントローラによって回転速度が制御される。ターレットアーム２の中央部には、ターレットアーム２に直交したガイドアーム１２が配されており、ガイドアーム１２の両端に、ウェブ６をガイドするガイドローラ１３・１３がそれぞれ配される。

ペースタアーム５は、接合に先立ってペースタローラ３を新ウェブロール１に近接させるように移動させるものであり、図２に示すごとく、その一端側が揺動軸１５を介してアーム支持部１６（図１）に揺動可能に支持されている。ペースタアーム５には、前記ペースタローラ３の他にガイドローラ１７と、ペースタローラ３を進退駆動するためのサーボシリンダ１９と、残量の少なくなった残少ウェブロール１のウェブ６を切断するカッター２０と、ペースタローラ３を付勢するバネ機構（付勢手段）２２とを配している。カッター２０は、ペースタアーム５に対して揺動可能に支持されており、図外の駆動機構で揺動駆動される。

ペースタローラ３とサーボシリンダ１９のロッド２１とは、くの字状に屈曲した揺動アーム２３で連結されており、ペースタローラ３は、揺動アーム２３に対して回転自在に支持される。揺動アーム２３の前記屈曲部は、ペースタアーム５に対して揺動自在に支持されており、前記屈曲部の揺動軸には、ガイドローラ１７が同軸上に配される。

サーボシリンダ１９は、空気圧でロッド２１を進退駆動するようになっており、サーボシリンダ１９に接続されたエアーポンプをサーボモータで駆動することで、ロッド２１の移動および停止がサーボモータで制御される。サーボシリンダ１９は、ロッド２１の位置を検出する位置センサ２４を有しており、前記サーボモータおよび位置２４センサが、図外のペースタコントローラに接続される。位置センサ２４としては、図２に示すようにサーボシリンダ１９の長さ方向に沿って配されており、ロッド２１に接続されたピストン１９ａを検出する。

そして、ペースタコントローラは、前記位置センサでの検出結果に基づいてサーボモータをフィードバック制御する。つまり、フィードバック制御によってサーボモータは、ペースタコントローラの指示信号に応じた安定したタイミングおよび速度で回転し、これによってサーボシリンダ１９のロッド２１が安定したタイミングおよび速度で進退移動する。具体的には、サーボシリンダ１９は、ペースタアーム５が移動した後において、両面テープ７がペースタローラ３と新ウェブロール１との間に至るまでに、ペースタローラ３を残少ウェブロール１のウェブ６を介して新ウェブロール１の最外周に押し付けるように設定されている。

ターレットアーム２の各ロール軸９には、図１に示すごとく、ドグ（検出子）２５がそれぞれ取り付けられており、各ドグ２５は、ターレットアーム２に配したテープ検出用センサ(図示せず)で検出されるようになっている。新ウェブロール１は、ロール軸９に装着した際に、その最外周のウェブ６の外面に両面テープ（接着剤）７が貼り付けられる。両面テープ７は、ロール軸９の軸心から見てドグ２５と同一方向に配される。

アーム支持部１６およびターレットアーム支持台１１には、ロール軸９に装着された新ウェブロール１の径寸法を測定するための第１径測定センサ（径測定手段）２６および第２径測定センサ２８がそれぞれ配される。第１径測定センサ２６での測定データは、前記ペースタコントローラに送られて、ペースタアーム５の揺動制御に使用される。第２径測定センサ２８での測定データは、前記ターレットコントローラに送られて、ロール軸９の速度制御に使用される。このときに、第１径測定センサ２６の測定データを、ターレットコントローラに送り、ロール軸９の速度制御に用いてもよいことはいうまでもない。

バネ機構２２は、ペースタローラ３が移動を開始する初期段階のみペースタローラ３を新ウェブロール１側に付勢するようになっており、図２および図３に示すごとく、一端がペースタアーム５に固定されるとともに他端部２７が直角に屈曲したＬ字状金具２９と、一端が揺動アーム２３のペースタローラ３寄りの位置に連結されたロッド３０と、該ロッド３０をウェブ６側に付勢する圧縮コイルバネ３１とを含む。Ｌ字状金具２９の他端部２７には、ロッド３０が挿通する挿通孔を設けてある。

ロッド３０の他端には、Ｌ字状金具２９の挿通孔からの抜け止め用のストッパー３２が配されている。圧縮コイルバネ３１は、ロッド３０に外嵌しており、ロッド３０の中間部に配したストッパー３３と、Ｌ字状金具２９の他端部２７との間に配される。圧縮コイルバネ３１は、ペースタローラ３がウェブ６に押し付けられる前に伸びきるよう設定されている。アーム支持部１６には、図１に示すごとくウェブ６を案内する３個のガイドローラ３５・３６・３７が配される。

ウェブ６の接合動作を説明する。図１に示す接合前には、ターレットアーム２の一方のロール軸９（図１では左側）に装着されたウェブロール１のウェブ６が、ペースタアーム５のガイドローラ１７およびアーム支持部１６のガイドローラ３５・３６・３７を介して引き出されている。

そして、ウェブロール（残少ウェブロール）１のウェブ６の残量が少なくなると、ターレットアーム２の他方のロール軸９（図１では右側）に新ウェブロール１が装着され、この最外周のウェブ６の外面に両面テープ７がウェブ６の幅方向に貼り付けられる。この作業完了後に、ターレットアーム２が駆動操作されて半回転（１８０°回転）し、図４に示すように新ウェブロール１がペースタアーム５側に位置する。新ウェブロール１は、第２径測定センサ２８で径寸法が測定され、そのデータがターレットコントローラに送られ、後述の通り後に速度制御に用いられる。

この後、残少ウェブロール１の径寸法が所定寸法まで小さくなると、接合準備の操作が行われる。つまり、ペースタアーム５が図外の駆動手段で揺動操作されて、図５に示すようにペースタローラ３が新ウェブロール１側に近接する。つまり、第１径測定センサ２６で新ウェブロール１の径寸法が測定されて、そのデータがペースタコントローラに送られており、ペースタコントローラは、新ウェブロール１の径寸法に応じた位置までペースタアーム５を揺動させることになる。この際、ペースタローラ３およびカッター２０は、前記ウェブ６から離れている。

また、第２径測定センサ２８からターレットコントローラに取り込まれた前記径寸法測定データに基づきターレットアーム２の他方のロール軸９が駆動操作されて、新ウェブロール１の周速が、該新ウェブロール１の径寸法に応じた速度に制御され、これによって新ウェブロール１の周速と残少ウェブロール１のウェブ６の速度とが一致する。このときに、残少ウェブロール１のウェブ６の速度をウェブ送り出し下流側で計測し、新ウェブロール１の周速と同時にウェブ６の速度制御を行ってもよいことはいうまでもない。

そして、残少ウェブロール１の径寸法がさらに小さくなると接合が行われる。つまり、センサ（図示せず）でのドグ２５の検出に基づいて、新ウェブロール１の両面テープ７が残少ウェブロール１のウェブ６を挟んでペースタローラ３と対峙したことを判別したときに、サーボシリンダ１９が駆動される。すると、サーボシリンダ１９のロッド２１が進出して揺動アーム２３を揺動し、これに伴ってペースタローラ３が移動して残少ウェブロール１のウェブ６に押し付けられ、図６に示すように両面テープ７がペースタローラ３と新ウェブロール１との間に至るまでに、残少ウェブロール１のウェブ６が新ウェブロール１の外周に押し付けられる。

つまり、ペースタローラ３の移動開始からウェブ６に押し付けられるまでの時間が短いために、新ウェブロール１が一回転する前にペースタローラ３がウェブ６に押し付けられ、両面テープ７は、ペースタローラ３がウェブ６に押し付けられたのちに、新ウェブロール１とペースタローラ３との間に入り込む。したがって、ペースタローラ３の押圧力で残少ウェブロール１のウェブ６が両面テープ７にしっかりと押し付けられて接着し、残少ウェブロール１のウェブ６と新ウェブロール１のウェブ６とが確実に接合される。

この後、テープ検出用センサでのドグ２５の検出に基づいて、ペースタローラ３の移動開始後に、両面テープ７がペースタローラ３と再度対峙したことを判別したときには、カッター２０が揺動して残少ウェブロール１のウェブ６に接触して、該ウェブ６を切断する。

この後、サーボシリンダ１９のロッド２１が後退して、図７に示すように、ペースタローラ３がペースタアーム５側に戻り、またカッター２０が揺動してペースタアーム５側に戻る。次いで、ペースタアーム５が揺動して図７の位置に戻る。なお、新ウェブロール１のウェブ６が引き出されたのち、直ぐにターレットアーム２の右側のロール軸９に新ウェブロール１を装着してもよい。

サーボシリンダ１９は、サーボモータで直接あるいは間接的に駆動されるものであればよく、間接的な駆動としては、前記実施例のほか、サーボシリンダ１９に油圧ポンプを接続し、この油圧ポンプをサーボモータで駆動するものでもよい。直接的な駆動としては、サーボモータでボールねじを直接回転させてロッドを作動させるものでもよい。

前記説明では、両面テープ７の位置をドグ２５に基づいて間接的に検出したが、両面テープ７を直接検出してもよい。前記接合準備の操作は、作業者が残少ウェブロール１の径寸法を目視してスイッチ操作で接合準備を開始させてもよく、残少ウェブロール１の径寸法をセンサで測定して、所定寸法まで小さくなったことが検出されたときに接合準備を開始させてもよい。同様に、ペースタローラ３を残少ウェブロール１のウェブ６に押し付ける接合操作も、作業者がスイッチ操作で行ってもよく、残少ウェブロール１の径寸法をセンサで測定して、接合開始の寸法まで小さくなったことが検出されたときに接合を開始させてもよい。位置センサ２４は、サーボモータの回転数や回転角に基づいてロッド２１の位置を検出するものなどであってもよい。

本発明に係るウェブ接合装置の概略構成図である。 ウェブ接合装置の要部を示す概略構成図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 新ウェブロールをペースタアーム側に位置させた状態を示す概略構成図である。 接合準備の操作を示す概略構成図である。 残少ウェブロールのウェブを新ウェブロールの外周に押し付けた状態を示す概略構成図である。 新ウェブロールが接合されてウェブが引き出された状態を示す概略構成図である。

符号の説明

１ ウェブロール
３ ペースタローラ
５ ペースタアーム
６ ウェブ
７ 両面テープ
１９ サーボシリンダ
２０ カッター
２１ ロッド
２２ バネ機構
２６ 第１径測定センサ

Claims (4)

1. 残量の少なくなった残少ウェブロールのウェブを、ペースタローラを使って回転状態の新ウェブロールの最外周に押し付けることで、前記新ウェブロールの最外周に予め配した接着剤によって前記残少ウェブロールのウェブと前記新ウェブロールのウェブとを接合するウェブ接合装置において、
   前記ペースタローラは、フィードバック制御されるサーボシリンダのロッドに連結されるとともに、前記サーボシリンダと共にペースタアームに配されており、
   前記ペースタローラを前記新ウェブロールに近接する位置まで前記ペースタアームで移動させた後に、前記接着剤が前記ペースタローラと前記新ウェブロールとの間に至るまでに前記サーボシリンダを作動させて、当該ペースタローラを前記残少ウェブロールのウェブを介して前記新ウェブロールの最外周に押し付けるように設定すると共に、
   前記ペースタアームには、前記ペースタローラを前記新ウェブロール側に付勢する付勢手段を配しており、
   前記付勢手段は、前記ペースタローラを前記新ウェブロール側に付勢するための圧縮バネを有しており、
   前記付勢手段は、前記ペースタローラが前記ウェブに押し付けられる前に前記圧縮バネが伸びきることで、前記サーボシリンダによって前記ペースタローラが移動を開始する初期段階のみ前記ペースタローラを付勢するようになっていることを特徴とするウェブ接合装置。
2. 前記新ウェブロールの径寸法を測定する径測定手段を有しており、
   前記ペースタアームは、前記径測定手段での測定結果に基づいて前記移動後の位置を設定する請求項１記載のウェブ接合装置。
3. 前記サーボシリンダが、サーボモータで駆動される請求項１又は２記載のウェブ接合装置。
4. 前記ペースタアームは、前記残少ウェブロールのウェブを切断するカッターを有している請求項１又は２又は３記載のウェブ接合装置。

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