JP2000296954A - 帯状部材の張力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 搬送経路における帯状部材の張力の制御精度
を高める。 【解決手段】 帯状フィルム１の張力の判断し、かつ、
帯状フィルム１の張力を制御する張力制御装置におい
て、帯状フィルム１を搬送する案内ローラ４４，４５
と、案内ローラ４４，４５の間の搬送経路Ｐ１に配置さ
れて帯状フィルム１の搬送方向を変換し、かつ、その搬
送方向の変換部分１Ａの前側領域１Ｂと後側領域１Ｃと
が相互に実質平行になるように帯状フィルム１が掛けら
れるダンサローラ６４と、ダンサローラ６４を保持し、
かつ、ダンサローラ６４の動作方向を、前側領域１Ｂお
よび後側領域１Ｃと実質平行に制御するリニアウェイ
と、帯状フィルム１の張力に応じてダンサローラ６４に
作用する力とは反対向きにダンサローラ６４を付勢する
金属ばね５５，５６と、ダンサローラ６４の動作量に基
づいて帯状フィルム１の張力を判断するバリカムコント
ローラと備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、長手方向に搬送
される帯状部材の張力を制御する装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、巻出し機に巻き付けられている
帯状部材を、その長手方向に繰り出すとともに、搬送ロ
ーラを介して次工程に供給するような場合には、巻出し
機側の環境変化、あるいは次工程側の環境変化などの原
因により、搬送ローラに供給される帯状部材の張力が変
動する可能性がある。このような帯状部材の搬送および
処理をおこなうような状態としては、缶体の製造工程が
例示される。この缶体の製造工程においては、金属製缶
体の外面に、予め模様や文字などの印刷が施されている
熱可塑性樹脂フィルム（帯状部材）を貼着する作業がお
こなわれる場合がある。このような工程では、フィルム
に印刷されている絵柄のピッチが、基準ピッチとは異な
る場合は、フィルムを搬送する搬送ローラの回転速度が
制御されるために、フィルムの張力が変化してしまう可
能性がある。

【０００３】そこで、巻出し機から繰り出された帯状部
材が搬送ローラに供給される場合の張力を一定の状態に
制御するための発明の一例が、実開平１−１５３２３３
号公報、実公平３−４４１３８号公報に記載されてい
る。実開平１−１５３２３３号公報に記載された装置
は、帯状印刷物（帯状部材）が掛け回される一対の固定
ローラと、この一対の固定ローラの間に配置されたダン
サローラとを有している。このダンサローラは、支軸を
支点として揺動できるように構成されているとともに、
一方の固定ローラにより搬送される帯状印刷物がダンサ
ローラに掛け回された後に、他方の固定ローラに掛け回
されている。そして、帯状印刷物の張力に応じて変化す
るダンサローラの揺動角度に基づいて、帯状印刷物の張
力が判断されている。

【０００４】また、実公平３−４４１３８号公報に記載
された送り装置は、テープ（帯状部材）が巻かれたボビ
ンと、モータにより駆動される駆動ローラと、駆動ロー
ラに接触する従動ローラと、支持部材により回動自在に
支持されたテンションレバーと、テンションレバーの回
転角度を検出する角度検出器と、テンションレバーに取
り付けられたテンションローラと、加工布を押える押え
足とを有する。そして、ボビンから繰り出されたテープ
が従動ローラを経由して駆動ローラに巻き掛けられてい
る。さらに、テープがテンションローラを経由して押え
足に送られている。

【０００５】そして、テープの搬送中にはテープの張力
によりテンションローラに力が作用し、この力によって
テンションレバーが支軸を中心として揺動する。する
と、テンションレバーの回転角度が角度検出器により検
出されるとともに、この検出結果に基づいてテープの張
力が判断される。そして、この判断結果に基づいて駆動
モータを制御することにより、テープの張力が調整され
るものとされている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
公報に記載された装置においては、アームまたはテンシ
ョンレバーが支軸を中心として揺動することにともな
い、ダンサローラまたはテンションローラが円弧状の軌
跡で移動する。すると、帯状部材が、ダンサローラまた
はテンションローラの前側領域と後側領域との成す角度
が変動してしまう。このため、帯状部材の張力を正確に
検出するためには、アームまたはテンションレバーの揺
動角度（揺動位置）と、帯状部材の張力との相関関係を
事前に予測した上で、張力を判断しなければならない。
したがって、この判断のために膨大なデータや設定値、
もしくは複雑な計算式を含むプログラムならびに処理装
置が必要になり、制御装置の複雑化およびコスト高を招
く問題があった。

【０００７】また、可動案内部材が円弧状の軌跡で移動
するために、アームまたはテンションレバーの支軸から
ダンサローラまたはテンションローラまでの長さ（言い
換えれば可動案内部材の動作半径）や、可動案内部材の
初期設定位置の変化により、アームまたはテンションレ
バーの揺動角度と帯状部材の張力との相関関係が不安定
になり、帯状部材の張力制御を安定しておこなうことが
困難であった。上記のような不都合が生じると、帯状部
材の皺や蛇行が生じる可能性がある。

【０００８】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、帯状部材の張力の制御精度を高めることがで
きる帯状部材の張力制御装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１の発明は、帯状部材を長
手方向に搬送するとともに、前記帯状部材の張力を判断
し、この判断結果に基づいて前記帯状部材の張力を制御
する帯状部材の張力制御装置において、前記帯状部材を
長手方向に搬送する複数の搬送機構と、この複数の搬送
機構同士の間の搬送経路に配置されて前記帯状部材の搬
送方向を変換するとともに、かつ、前記帯状部材の搬送
方向の変換部分の前側領域と後側領域とが相互に実質平
行になるように前記帯状部材が掛け回される可動案内部
材と、この可動案内部材を前記帯状部材の張力変化に応
じて動作可能に保持するとともに、この可動案内部材の
動作方向を、前記帯状部材の搬送方向の変換部分の前側
領域、および前記帯状部材の搬送方向の変換部分の後側
領域と実質平行な方向になるように制御する動作方向設
定機構と、前記帯状部材の張力に応じて前記可動案内部
材に対して作用する力とは反対向きの力を前記可動案内
部材に付与する一定の弾性係数を有する弾性機構と、前
記可動案内部材の動作量に基づいて前記帯状部材の張力
を判断する張力判断機構とを備えていることを特徴とす
るものである。

【００１０】請求項１の発明によれば、可動案内部材
が、搬送される帯状部材と実質平行な方向に動作するた
め、帯状部材の搬送方向の変換部分の前側領域と後側領
域とが実質平行な状態に維持される。また、帯状部材の
張力に応じて可動案内部材に対して作用する力とは反対
向きの力が、弾性機構から可動案内部材に対して付与さ
れている。このため、複数の搬送機構同士の間の搬送経
路における帯状部材の張力を、可動案内部材の動作量に
基づいて一義的に判断することができる。

【００１１】請求項２の発明は、請求項１の構成に加え
て、前記動作方向設定機構が直線状のガイド部材を有
し、前記弾性機構が、前記帯状部材の張力に応じて前記
可動案内部材に作用する力とは反対向きの力を前記可動
案内部材に付与する金属ばねを有し、この金属ばねが前
記ガイド部材に対して着脱自在となるように構成されて
いることを特徴とするものである。

【００１２】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の作用が生じるほかに、金属ばねを取り替えてそのばね
定数を変更することにより、帯状部材の張力に対応する
可動案内部材の動作を顕著化させることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図面を参照して
具体的に説明する。図２はこの発明を適用し缶体用フィ
ルム貼着システムＫ１の全体構成を示す略示的な正面図
であり、缶体用フィルム貼着システムＫ１は、ロール状
に巻かれた帯状フィルム１を繰り出す巻出し機構（巻出
しステーション）２と、帯状フィルム１同士を接合する
ための接合機構（接合ステーション）３と、接合機構３
を経由して搬送される帯状フィルム１の張力を制御する
張力制御機構（張力制御ステーション）４と、張力制御
機構４を経由して搬送される帯状フィルム１の幅方向の
蛇行を調整する蛇行調整機構（蛇行調整ステーション）
５と、蛇行調整機構５を経由して搬送される帯状フィル
ム１を所定の長さ毎に切断する切断機構（切断ステーシ
ョン）６と、切断されたフィルムを円筒形状の金属製缶
体に貼着するための貼着機構（貼着ステーション）７と
を有している。

【００１４】前記帯状フィルム１は、金属製の缶体に貼
着されるフイルムであり、この帯状フィルム１として
は、熱可塑性樹脂フイルムが用いられる。具体的には、
ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフ
タレート樹脂などのポリエステル系樹脂、ポリエチレン
テレフタレートとイソフタル酸との共重合体などよりな
る共重合ポリエステル系樹脂、ポリプロピレン樹脂、変
性ポリプロピレン樹脂などのポリオレフィン系樹脂、ポ
リカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹
脂、ポリ塩化ビニリデン共重合体などのうちから選ばれ
た透明な高分子樹脂単体、あるいは上記樹脂の複合体か
らなる熱可塑性樹脂フイルムが用いられる。

【００１５】なお、樹脂フイルムの厚さは適宜決定する
ことができ、一例として１０〜３０μｍ程度の厚さの樹
脂フイルムを使用することができる。またこの樹脂フイ
ルムの一方の面には、印刷層と接着層とが順に形成され
ている。すなわち樹脂フイルムの一方の面に装飾用の印
刷が施され、その印刷層の表面に接着層が設けられてい
る。そしてその印刷には熱硬化性のウレタン系樹脂から
なるインキが使用され、グラビア印刷、フレキソ印刷な
どによる印刷が実施されている。なお、樹脂フイルムの
他方の面に潤滑剤含有の保護塗膜層を設けてもよい。ま
た、樹脂フイルムの一方の面に接着層、他方の面に印刷
層と保護塗膜層とを設けたフイルムでもよい。

【００１６】図３は、巻出し機構２の一部を破断した側
面図であり、巻出し機構２はフレーム８に取り付けられ
た電動モータ９を有する。またフレーム２には軸受１０
が取り付けられており、この軸受１０によりシャフト１
１が水平に保持されている。このシャフト１１における
フレーム８の内部側にはギヤ１２が取り付けられてい
る。一方、電動モータ９の出力軸１３にはギヤ１４が設
けられており、ギヤ１４とギヤ１２とが噛合されてい
る。したがって、電動モータ９の動力によりシャフト１
１を回転させることができる。

【００１７】前記シャフト１１におけるフレーム８の外
部側の端部には保持腕１５が固定されている。この保持
腕１５は板形状に構成され、保持腕１５の長手方向の中
央部分がシャフト１１に連結されている。そして、保持
腕１５はシャフト１１に対して直交して取り付けられて
いる。この保持腕１５の両端には軸受１６が別個に取り
付けられており、各軸受１６により保持軸１７が別個に
支持されている。各保持軸１７は水平方向の軸線（図示
せず）を中心として回転（自転）することができるとと
もに、保持腕１５が回転した場合は、各保持軸１７がシ
ャフト１１を中心として公転することになる。各保持軸
１７にはロール形状に巻かれた帯状フィルム１が別個に
装着される。

【００１８】そして、保持腕１５が停止している状態に
おいて、低い位置（使用位置）で保持される帯状フィル
ム１が接合機構３側に向けて繰り出される（使用状態に
なる）一方、高い位置（待機位置）で保持される帯状フ
ィルム１が待機（未使用）状態になる。また、フレーム
８には残量検出センサー２０が設けられており、この残
量検出センサー２０により、使用状態にある帯状フィル
ム１の残量が検出される。残量検出センサー２０の信号
は、電動モータ９を制御する制御装置（図示せず）に入
力されている。そして、使用中の帯状フィルム１の残量
が少なくなった場合は、電動モータ９を駆動させて保持
腕１５を回転させることにより、待機位置にある帯状フ
ィルム１を使用位置に移動させる制御がおこなわれる。

【００１９】また、前記保持腕１５の両端にはパウダブ
レーキ（神鋼電機（株）製）１８がそれぞれ設けられて
いる。各パウダブレーキ１８は、自転する各保持軸１７
に制動力を作用させるためのものである。このパウダブ
レーキ１８は、保持軸１７の周囲を取り囲む固定メンバ
ー（図示せず）と、保持軸１７と固定側メンバーとの隙
間に介在された磁性粉体と、固定側メンバーに設けられ
た励磁コイル（図示せず）とを備えている。そして、励
磁コイルに通電すると磁界が形成されて各磁性粉体同士
に連結力が生じ、その連結力が摩擦抵抗となって保持軸
１７に制動力が付与されるように構成されている。な
お、図２に示すように、保持腕１５には保持腕１５の平
面方向に対して、相互に逆方向に突出する押え棒１８Ａ
が取り付けられている。そして、各押え棒１８Ａの自由
端には押えローラ１９がそれぞれ回転可能に取り付けら
れている。この押えローラ１９には巻出し機構２から繰
り出された帯状フィルム１が掛け回されている。

【００２０】前記接合機構３は図２に示すように、ベー
スプレート２１に設けられた支持軸２２を中心として回
転可能なスプライスアーム２３と、ベースプレート２１
側に設けられたシリンダ機構２４とを有している。前記
支持軸２２は水平に配置されており、シリンダ機構２４
によりスプライスアーム２３が支持軸２２を中心として
所定角度範囲内で動作する。そして、スプライスアーム
２３の自由端は、待機位置にある帯状フィルム１の下方
に位置している。

【００２１】このスプライスアーム２３における支持軸
２２側にはローラ２５が設けられているとともに、スプ
ライスアーム２３の自由端側にはローラ２６が設けられ
ている。このローラ２６には、繰り出し中の帯状フィル
ムと待機中の帯状フィルムとが接着された後に、繰り出
し中の帯状フィルムを幅方向に切断するためのカッター
（図示せず）が設けられている。またローラ２６を、ス
プライスアーム２３の長手方向に移動するためのシリン
ダ機構２９が設けられている。ローラ２５とローラ２６
との間には別のローラ２７が設けられており、このロー
ラ２７を、スプライスアーム２３の長手方向に移動する
ためのシリンダ機構２８が設けられている。そして、ロ
ーラ１９に掛け回された帯状フィルム１が、ローラ２
６，２７を経由してローラ２５に掛け回されている。

【００２２】図１は前記張力制御機構４の一部を破断し
た正面図、図４は張力制御機構４の平面図、図５は張力
制御機構４の側面図である。張力制御機構４は板形状の
ブロック４０を有し、このブロック４０とベースプレー
ト２１とが平行に配置されている。ブロック４０とベー
スプレート２１との間には円筒形状のスペーサ４１が介
在されており、スペーサ４１に挿入されたねじ部材４２
により、ブロック４０とベースプレート２１とが固定さ
れている。

【００２３】ブロック４０における蛇行調整機構５側の
端部には、一対のシャフト４３が水平に、かつ相互に平
行に設けられている。各シャフト４３はその一端が、ね
じ部材４４によりブロック４０側に固定されている。つ
まり、各シャフト４３は片持ち固定されている。そして
各シャフト４３がブロック４０の厚さ方向に、かつ、正
面側に向けて突出している。また各シャフト４３には、
案内ローラ４４，４５が回転可能に取り付けられてい
る。

【００２４】またブロック４０の前面におけるシャフト
４３の側方、および前記巻出し機構２側の端部には、２
つのシャフトホルダー４６，４７が、ねじ部材４８によ
り固定されている。そして、２つのシャフトホルダー４
６，４７により、シャフト４９の両端が保持されてい
る。シャフト４９は水平に、かつ、ブロック４０と平行
に保持され、止めねじ５０により、シャフト４９とシャ
フトホルダー４６，４７とが固定されている。

【００２５】シャフト４９にはラックベース５１が取り
付けられている。ラックベース５１には水平方向に貫通
する軸孔５２が形成されており、軸孔５２にシャフト４
９が挿入されている。軸孔５２に臨むラックベース５１
の内周面にはフランジ５３が形成されている。前記ブロ
ック４０におけるシャフトホルダー４６とシャフトホル
ダー４７との間には、水平に延びたリニアウェイ（直動
案内方式の軌道）５８が設けられている。そして、ラッ
クベース５１がスライダー５９を介してリニアウェイ５
８に対して移動可能に取り付けられている。

【００２６】シャフト４９の外周における案内ロール４
４，４５側のシャフトホルダー４６とフランジ５３との
間には、環状の座金５４が装着されている。この座金５
４とシャフトホルダー４６との間には、金属ばね、具体
的には圧縮コイルスプリング５５が設けられている。ま
た、座金５４とフランジ５３との間には、金属ばね、具
体的には圧縮コイルスプリング５６が設けられている。
さらに、巻出し機構２側のシャフトホルダー４７とフラ
ンジ５３との間には、金属ばね、具体的には圧縮コイル
スプリング５７が設けられている。そして、各圧縮コイ
ルスプリング５５，５６，５７がいずれもシャフト４９
の外周に装着されている。言い換えれば、各圧縮コイル
スプリング５５，５６，５７が、その長さ方向に直列に
配置されている。

【００２７】ここで、圧縮コイルスプリング５５および
圧縮コイルスプリング５６は、その長さがそれぞれ１５
０mmに設定され、巻径が２０mmに設定されている。また
圧縮コイルスプリング５５および圧縮コイルスプリング
５６のばね定数は、いずれも０．０６kg／mmに設定され
ている。また、圧縮コイルスプリング５７のばね定数
は、圧縮コイルスプリング５５または圧縮コイルスプリ
ング５６のばね定数の１／２の０．０３kg／mmに設定さ
れている。したがって、ラックベース５１は、圧縮コイ
ルスプリング５５，５６の弾性力によりシャフトホルダ
ー４７側に付勢（押圧）されている。言い換えれば、圧
縮コイルスプリング５５，５６により、一定の弾性係数
（ばね定数）に基づく付勢力がラックベース５１に対し
て付与されている。これに対して、圧縮コイルスプリン
グ５７は、ラックベース５１をシャフトホルダー４６側
に付勢する弾性力を有し、この圧縮コイルスプリング５
７は、ラックベース５１とシャフトホルダー４７とが当
接することを防止するショックアブソーバとして機能し
ている。

【００２８】ラックベース５１の上端には、棒状のラッ
ク部材６０がねじ部材６１により水平に固定されてい
る。このラック部材６０の上縁には長手方向に沿って、
樹脂製のラック６２が取り付けられている。また、ラッ
クベース５１の正面側にはシャフト６３が固定され、こ
のシャフト６３が水平に、かつ、シャフト４３と平行に
突出している。つまり、このシャフト６３は片持ち固定
されている。このシャフト６３にはダンサローラ６４が
回転可能に取り付けられている。そしてダンサローラ６
４の設定高さは、案内ローラ４４と案内ローラ４５との
間に設定されている。またダンサローラ６４の外径は、
案内ローラ４４と案内ローラ４５との間の距離とほぼ同
一に設定されている。

【００２９】上記構成により、図２に示すように、ロー
ラ２５を経由して案内ローラ４４に掛け回された帯状フ
ィルム１が、ダンサローラ６４に掛け回されてほぼＵ字
形状に方向変換され（折り返され）るとともに、案内ロ
ーラ４５に掛け回されている。このようにして、案内ロ
ーラ４４と案内ローラ４５との間に、帯状フィルム１の
搬送経路（パスライン）Ｐ１が形成されている。そし
て、帯状フィルム１の搬送経路Ｐ１においては、帯状フ
ィルム１に所定の張力が付与されていると、ダンサロー
ラ６４を隔てて、帯状フィルム１の方向変換部分１Ａの
前側（入口側）領域１Ｂと、帯状フィルム１の方向変換
部分１Ａの後側（出口側）領域１Ｃとが相互に平行な状
態になる。言い換えれば、帯状フィルム１の前側領域１
Ｂおよび後側領域１Ｃが、いずれも水平状態になる。し
たがって、前記リニアウェイ５８およびシャフト４９
と、帯状フィルム１の前側領域１Ｂおよび後側領域１Ｃ
とが平行な状態になる。

【００３０】また、ブロック４０の上部における前面側
には、バリカムプレート６５がねじ部材６６により固定
されている。さらに図４に示すように、バリカムプレー
ト６５とブロック４０との間にはスペーサ７０が介在さ
れている。そしてバリカムプレート６５にはバリカム６
７が取り付けられている。このバリカム６７は、ダンサ
ローラ６４の水平方向の位置を間接的に検出するための
ものである。このバリカム６７は、ロータ６８と、ロー
タ６８の周囲に設けられ、かつコイルが巻き付けられて
いるステータ（図示せず）と、ロータ６８の回転角度を
検出する多回転タイプの角度検出部（図示せず）と、ロ
ータ６８に取り付けられたピニオンギヤ６９とを有す
る。このピニオンギヤ６９のモジュールは１．５に設定
されている。

【００３１】そして、ピニオンギヤ６９がラック６２に
噛合されている。このため、ラックベース５１がリニア
ウェイ５８に沿って水平移動すると、ピニオンギヤ６９
およびロータ６８が回転する。このような歯車伝動機構
を用いることにより、ラックベース５１の直線運動が、
ローラ６８の回転運動に確実に変換される。そして、コ
イルへの通電により生じる可変磁気抵抗の差動変化に基
づいて、ロータ６８の回転角度を検出するものである。

【００３２】図６は張力制御機構４およびパウダブレー
キ１８の制御回路を示すブロック図である。前記バリカ
ム６７の角度検出部から出力された検出信号がバリカム
コントローラ７１に入力される。そして、バリカム６７
の検出信号に基づいて、ラックベース５１の水平方向の
位置、言い換えればダンサローラ６４と案内ローラ４
４，４５との相対位置が演算される。この演算結果に基
づいて、ダンサローラ６４を経由して案内ローラ４５に
供給される帯状フィルム１の実際の張力が判断される。
具体的には、帯状フィルム１に付与される張力と、圧縮
ばね５５，５６，５７との対応関係を総合的に判断する
ことにより、ダンサローラ６４の水平方向の位置に基づ
いて、帯状フィルム１の張力を比例的に推定することが
できる。したがって、バリカムコントローラ７１には、
ダンサローラ６４の水平方向の位置と、帯状フィルム１
の張力との関係を実験的に求めたデータが予め記憶され
ている。

【００３３】一方、バリカムコントローラ７１には、ダ
ンサローラ６４を経由して案内ローラ４５に供給される
帯状フィルム１の張力の目標値が予め設定されている。
このバリカムコントローラ７１は、目標張力と検出張力
とを比較し、その比較結果に応じた出力信号をオン・オ
フする演算回路である。また、電子制御装置７２は、バ
リカムコントローラ７１から入力される信号に基づい
て、予め設定された内容によりパウダブレーキ１８のシ
ーケンス制御をおこなうためのものである。この電子制
御装置７２は、入出力インターフェースおよび演算処理
装置（ＣＰＵまたはＭＰＵ）ならびに記憶装置（ＲＯＭ
およびＲＡＭ）を主体とするマイクロコンピュータであ
る。

【００３４】そして、電子制御装置７２においては、比
例動作および積分動作ならびに微分動作を含む公知のＰ
ＩＤ制御がおこなわれる。さらに、電子制御装置７２か
ら出力されるＰＩＤ制御の信号がＤ／Ａ変換器７３によ
り処理されるとともに、パワーサプライ（直流定電圧電
源）７４からパウダーブレーキ１８に印加する電圧が制
御される。その結果、使用中の帯状フィルム１を保持し
ている保持軸１７に対する制動力が制御され、帯状フィ
ルム１の供給状態が制御される。具体的には、保持軸１
７の回転速度、つまり、帯状フィルム１の送り速度（言
い換えれば送り量）が制御される。なお、上記パワーサ
プライ７４としては、零ボルトの電圧でパウダーブレー
キ１８の制動が解除され、２４ボルトの電圧によりパウ
ダーブレーキ１８の制動力が最大になって保持軸１７の
回転が完全に停止されるような、電圧可変タイプのもの
が用いられている。

【００３５】一方、前記蛇行調整機構５はベースプレー
ト２１に設けられており、この蛇行調整機構５は、この
公知の調整機構と同様に構成されている。この蛇行調整
機構５は、ほぼ同じ高さに配置されたローラ７５，７６
と、このローラ７５，７６よりも低い位置に、かつ相互
に同じ高さに配置されたローラ７７，７８とを有してい
る。ローラ７５は案内ローラ４５の近傍に配置され、ロ
ーラ７５の下方にローラ７７が配置されている。また、
ローラ７６は切断機構６側に配置され、ローラ７６の下
方にローラ７８が配置されている。そして、案内ローラ
４５に掛け回された帯状フィルム１が、ローラ７５を経
てローラ７７に掛け回され、ついで、ローラ７８を経由
してローラ７６に掛け回されている。

【００３６】前記切断機構６はベースプレート２１に取
り付けられた複数のローラ７９，８０，８１を有してい
る。また、切断機構６は、ローラ７９，８０，８１を経
由した帯状フィルム１を、さらに後工程に向けて搬送す
るドライブローラ８２を備えている。さらにドライブロ
ーラ８２に対面する押えローラ８４が設けられていると
ともに、押えローラ８４とドライブローラ８２との相対
位置を制御するシリンダ機構８５が設けられ、ドライブ
ローラ８２と押えローラ８４との挟持力により帯状フィ
ルム１が搬送される。

【００３７】そして、ドライブローラ８２および押えロ
ーラ８４よりも、帯状フィルム１の搬送方向の下流側に
は、切断刃８６およびカッターローラ８７が設けられて
いる。この切断刃８６およびカッターローラ８７は、ド
ライブローラ８２と押えローラ８４との間を通過した帯
状フィルム１を切断してフィルムシート（図示せず）を
得るためのものである。

【００３８】前記貼着機構７は、ベースプレート２１側
の支軸８８を中心として図２で反時計方向に回転するフ
ィルム保持ドラム８９を有する。このフィルム保持ドラ
ム８９の外周面には吸気孔（図示せず）が形成されてお
り、切断後のフィルムシートを、フィルム保持ドラム８
９により真空吸着することができる。

【００３９】また、貼着機構７は回転軸（図示せず）を
中心として図２の時計方向に回転する回転ターレット９
０を有する。この回転ターレット９０の一方の側面に
は、円周方向に沿って複数のマンドレル９１が形成され
ている。このマンドレル９１は円柱形状に構成され、そ
の軸線が水平方向に設定されている。このマンドレル９
１により金属製の缶体（図示せず）が保持される。さら
に、回転ターレット９０には各マンドレル９１の内周側
に複数の保持ブロック９２が形成されている。

【００４０】そして、各マンドレル９１を回転ターレッ
ト９０の半径方向に移動させる移動機構（図示せず）が
設けられている。具体的には、回転ターレット９０の回
転にともないフィルム保持ドラム８９に接近するマンド
レル９１を、フィルム保持ドラム８９の外周形状に沿う
軌跡で移動させるとともに、その後、回転ターレット９
０の回転にともない、マンドレル９１をフィルム保持ド
ラム８９から離れる向に移動させる。さらに、マンドレ
ル９１がフィルム保持ドラム８９の外周面形状に沿って
円弧形状に移動する際に、マンドレル９１を図２におい
て時計方向に自転させるマンドレル回転機構（図示せ
ず）が設けられている。さらにまた、各マンドレル９１
を、高周波誘導加熱またはヒータ加熱などの手段により
加熱する加熱装置（図示せず）が設けられている。

【００４１】ここで、上記実施形態の構成と、この発明
の構成との対応関係を説明する。缶体用フィルム貼着シ
ステムＫ１が、この発明に係る帯状部材の張力制御装置
に相当し、帯状フィルム１がこの発明の帯状部材に相当
し、案内ローラ４４，４５がこの発明の搬送機構に相当
し、ダンサローラ６４がこの発明の可動案内部材に相当
する。また、リニアウェイ５８、シャフト４９、スライ
ダー５９、ラックベース５１、シャフト６３がこの発明
の動作方向設定機構に相当し、圧縮コイルスプリング５
５，５６がこの発明の弾性機構に相当し、バリカム６
７、バリカムコントローラ７１、電子制御装置７２が張
力判断機構に相当し、シャフト４９がこの発明のガイド
部材に相当する。

【００４２】つぎに、図１，〜図６に示す実施形態の動
作を説明する。使用位置の保持軸１７に装着されている
帯状フィルム１は、押えローラ１９およびローラ２６な
らびにローラ２７を経由してローラ２５に掛け回されて
いる。さらに、帯状フィルム１は、案内ローラ４４に掛
け回されるとともに、ダンサローラ６４に掛け回され、
ついで、案内ローラ４５に掛け回されている。また帯状
フィルム１は、ローラ７５，７７，７８，７６に掛け回
され、さらにローラ７９，８０，８１に掛け回されてい
る。そして、帯状フィルム１はドライブローラ８２と押
えローラ８４との間に進入し、ドライブローラ８２と押
えローラ８４との挟持力により帯状フィルム１が長手方
向に搬送（牽引）され、保持軸１７により保持されてい
る帯状フィルム１が連続的に繰り出される。このような
帯状フィルム１の繰り出し動作にともない保持軸１７が
回転する。カッターローラ８７と切断刃８６とにより帯
状フィルム１を切断する場合は、その搬送方向の先端の
一部が、貼着ローラ８９により真空吸着された後におこ
なわれる。そして、貼着ローラ８９が、図２において矢
印で示すように反時計方向に回転することにより、切断
されたフィルムシートが、貼着ローラ８９により保持さ
れたまま回転ターレット９０側に搬送される。

【００４３】一方、各マンドレル９１には缶体が保持さ
れているとともに、加熱装置により各マンドレル９１を
介して缶体が加熱されている。そして、回転ターレット
９０が、図２において矢印で示すように時計方向に回転
することにより、各マンドレル９１に保持された缶体
が、順次貼着ローラ９０に近づく方向に移送される。

【００４４】フィルムシートと缶体とが接触すると、缶
体の熱によりフィルムシートが缶体に対して接着層を介
して熱接着されるとともに、マンドレル９１および缶体
が、図２において時計方向に回転することにより、フィ
ルムシートが缶体の外周に順次貼着される。このよう
に、フィルムシートが貼着された缶体は、回転ターレッ
ト９０の回転にともなって貼着ローラ８９から離れる方
向に移送され、マンドレル９１から取り外される。つま
り、缶体を保持しているマンドレル９１は、図２の一点
鎖線で示す矢印のような軌跡で移動する。以下、帯状フ
ィルム１を切断する動作と、切断されたフィルムシート
を貼着ローラ８９により真空吸着する動作と、貼着ロー
ラ８９により真空吸着されているフィルムシートを、マ
ンドレル９１により保持されている缶体に貼着する動作
とが繰り返される。

【００４５】一方、上記動作の繰り返しにより、使用位
置にある保持軸１７の帯状フィルム１の残量が減少す
る。帯状フィルム１の残量は残量検出センサー２０によ
り検出されており、帯状フィルム１の残量が所定量以下
まで減少すると、低速運転モード（ドライブローラ８２
の回転速度を低下させることにより、帯状フィルム１の
搬送速度を低下するモード）になり、シリンダ機構２４
の動作により、スプライスアーム２３が図２において支
持軸２２を中心として反時計方向に所定角度回転する。

【００４６】この動作に並行して、ピッチセンサ（図示
せず）により帯状フィルム１のピッチマークが検出され
ており、帯状フィルム１のピッチマークに合わせてシリ
ンダ機構２８が動作する。このようにして、繰り出し中
の帯状フィルム１の一部がローラ２７により上方に押し
上げられるとともに、押し上げられた部分が待機中の帯
状フィルム１の繰り出し側の端部に押し付けられる。そ
して、繰り出し中の帯状フィルム１と待機中の帯状フィ
ルム１とが、熱溶着もしくは接着剤による接着などの手
段により接合される。

【００４７】ついで、シリンダ機構２９の動作により、
ローラ２６の一部に取り付けられているカッター（図示
せず）が突出して使用中の帯状フィルム１の残存部分が
切断され、待機位置にある保持軸１７側の帯状フィルム
１が新たに繰り出される。このようにして、２本の帯状
フィルム１が接合されると、シリンダ機構２４の動作に
よりスプライスアーム２３が図２の時計方向に回転して
元の位置に復帰する。同様にして、シリンダ機構２８，
２９も元の位置に復帰する。

【００４８】さらに、電動モータ９の駆動により、保持
腕１５が反時計方向に所定角度回転するとともに、待機
位置にある保持軸１７が使用位置まで移動した時点で保
持腕１５が停止する。このため、使用位置に停止してい
た保持軸１７が待機位置に移動し、この保持軸１７に装
着されている使用済みの帯状フィルム１に代えて未使用
の帯状フィルムが装着される。また、フィルム接合部分
が自動排除された後、ドライブローラ８２の回転速度が
上昇することにより、帯状フィルム１の搬送速度を高め
る通常運転モードに切り換わる。

【００４９】上記のような帯状フィルム１の交換にとも
なう動作、または貼着機構７側におけるフィルムの貼着
動作などが原因となって、張力制御機構４から蛇行調整
機構５に送られる帯状フィルム１は、その長手方向の張
力が常時変動している。例えば、帯状フィルム１に印刷
されている絵柄のピッチと、缶体の供給間隔とがずれて
いた場合は、貼着ローラ８９側に送られる帯状フィルム
１の搬送速度が制御される。

【００５０】この実施形態において、帯状フィルム１の
張力が変動した場合の制御内容を具体的に説明する。上
記のような各種の動作により、案内ローラ４４から案内
ローラ４５に送られる帯状フィルム１の張力が変動した
場合は、ダンサローラ６４が水平方向に移動する。具体
的には、帯状フィルム１の張力が増加した場合は、圧縮
コイルスプリング５５，５６の弾性力と張力との対応関
係に基づいて、ラックベース５１が、図１および図２に
おいて左方向に水平移動する。これに対して、帯状フィ
ルム１の張力が減少した場合は、圧縮コイルスプリング
５５，５６の弾性力と張力との対応関係に基づいて、ラ
ックベース５１が、図１および図２において右方向に水
平移動する。

【００５１】その結果、ラックベース５１の移動量およ
び移動方向に対応して、ピニオンギヤ６９およびバリカ
ム６７のロータ６８が所定方向に所定角度だけ回転す
る。すると、バリカムコントローラ７１により、ロータ
６８の回転方向および回転角度が検出されるとともに、
ラックベース５１の水平方向の位置、つまり、ダンサロ
ーラ６４と案内ローラ４４，４５との相対位置が演算さ
れる。この演算結果に基づいて、ダンサローラ６４を経
由して案内ローラ４５に供給される帯状フィルム１の実
際の張力が判断される。

【００５２】ついで、バリカムコントローラ７１によ
り、張力の目標値と張力の検出値とが比較され、その比
較結果に応じた出力信号がオン・オフされる。ここで、
帯状フィルム１の搬送中はロータ６８が常に１〜３度程
度回転（振動）するために、張力の目標値から一定の範
囲で不感帯を設定している。この実施形態においては、
目標値に対して±５度の範囲に不感帯が設定されてい
る。この不感帯による張力の演算誤差は、実際の張力と
比較して±０．０５kgf の誤差の範囲であり、帯状フィ
ルム１の張力制御に支障はない。

【００５３】ついで、電子制御装置７２から、ＰＩＤ制
御信号が出力されるとともに、この信号がＤ／Ａ変換器
７３により処理されて、パワーサプライ７４からパウダ
ーブレーキ１８に印加する電圧が制御される。このよう
にして、繰り出し中の帯状フィルム１を保持している保
持軸１７に対するパウダーブレーキ１８の制動力が制御
され、保持軸１７の回転速度、つまり、繰り出し中の帯
状フィルム１の送り速度（言い換えれば送り量）が制御
され、帯状フィルム１の張力が所定値になるようにフィ
ードバック制御される。そして、帯状フィルム１の張力
が予め定められている値に設定された場合は、パウダー
ブレーキ１８の制動力がその状態に制御され、ラックベ
ース５１が水平方向の所定位置で停止することになる。

【００５４】このように、上記実施形態においては、張
力変化によりダンサローラ６４が水平移動した場合で
も、ダンサローラ６４の水平動作方向と、帯状フィルム
１の折り返し部分１Ａの前側領域１Ｂおよび後側領域１
Ｃとが、相互に平行になるように構成されている。ま
た、図１に示すように、帯状フィルム１におけるダンサ
ローラ６４と案内ローラ４５との間の領域と、帯状フィ
ルム１における案内ローラ４５とローラ７５との間の領
域とのなす角度θ１が一定に制御されるとともに、帯状
フィルム１におけるダンサローラ６４と案内ローラ４４
との間の領域と、帯状フィルム１における案内ローラ４
４の前側領域とのなす角度θ２も一定に制御される。

【００５５】このため、搬送経路Ｐ１における帯状フィ
ルム１の張力を、ダンサローラ６４の水平方向の動作位
置に基づいて、一義的、かつ、正確に判断することがで
きる。したがって、ダンサローラ６４から案内ローラ４
５およびローラ７５に供給される帯状フィルム１の張力
を、高精度に制御することができ、張力制御機能が向上
する。また、帯状フィルム１の実際の張力を推定するた
めの複雑な設定値や膨大なデータを電子制御装置７２に
記憶する必要性がなく、かつ、比較的簡単な計算式やプ
ログラムにより、実際の張力を演算することができ、帯
状フィルム１の張力の制御に必要なパウダーブレーキ１
８のシーケンス制御の簡素化と、システムの低コスト化
とを図ることができる。

【００５６】また、ダンサローラ６４の初期位置におけ
る帯状フィルム１の張力と、バリカム６７のロータ６８
の位相との相関関係が一定になり、張力の推定精度およ
び制御精度を安定させることができる。このようにこの
実施形態においては、帯状フィルム１の長手方向におけ
る張力の推定および制御を確実におこなうことができる
ために、帯状フィルム１の厚さや材質に関わりなく皺の
発生や蛇行の発生を抑制することができる。

【００５７】特に、この実施形態のように、絵柄の印刷
された帯状フィルムを缶体の外周面に貼着する装置に適
用した場合は、切断されたフィルムシートの長手方向の
寸法誤差が回避されるとともに、フィルムシートの蛇行
や皺などのトラブルが発生しにくく、缶体に貼着された
後のフィルムシートの見栄えや外観の品質が向上する。

【００５８】さらに、張力制御機構４が、直線状のシャ
フト４９と、帯状フィルム１の張力に応じてダンサロー
ラ６４に作用する力とは反対向きの力をダンサローラ６
４に付与する圧縮コイルスプリング５５，５６とを有
し、この圧縮コイルスプリング５５，５６がシャフト４
９に対して着脱自在に構成されている。このため、例え
ば、シャフトホルダー４６のねじ部材５０を緩めてシャ
フトホルダー４６をブロック４０から取り外すととも
に、圧縮コイルスプリング５５，５６を取り替えてその
ばね定数を変更することにより、帯状フィルム１の張力
の変化に対応するダンサローラ６４の水平移動量（移動
割合、移動率）およびロータ６８の回転角度の変化量
（回転角度の変化割合、回転角度の変化率）を、顕著化
させることができる。したがって、帯状フィルム１の
幅、材質、厚さなどが変更された場合においても、実際
の張力の検出範囲の拡大および検出精度の向上、ならび
に張力の制御精度の向上を容易に図ることができる。

【００５９】さらに、この実施形態においては帯状フィ
ルム１の張力制御にＰＩＤ制御を用いているために、ハ
ンチングのない滑らかな制御を比例動作でおこない、積
分動作でオフセットを自動的に修正し、微分動作で外乱
に対応する応答を速くすることができる。したがって、
缶体用フィルム貼着システムＫ１が起動してからダンサ
ローラ６４が初期位置に停止し、帯状フィルム１に所定
の張力が付与されるまでの動作を短時間で収束させるこ
とができる。

【００６０】また、この実施形態においては、多回転タ
イプの位置検出センサによりロータ６８の回転角度を検
出しているために、従来から用いられている機械的な位
置検出機構（例えばリミットスイッチ式の移動長さによ
るもの）に比べて、安価に製造することができ、かつ、
振動によるノイズがあっても正確にロータ６８の回転角
度を検出することができる。

【００６１】また、この実施形態においては、ラック６
２およびピニオン６９の歯数、またはピニオン６９の外
径などを設計変更することにより、ダンサローラ６４の
水平移動量と、バリカム６７のロータ６８の回転角度と
の対応関係を自由に変更することもできる。このような
設計変更をおこなうことにより、設定するべき張力が小
さい（例えば０．５〜２．０kgf ）帯状フィルムにも対
応できる。

【００６２】さらに、帯状フィルム１の張力に応じてダ
ンサローラ６４を水平方向に移動させるための付勢手段
としては、一定のばね定数を有する金属ばねである圧縮
コイルスプリング５５，５６に代えて、油圧、空気圧を
利用した流体ばね、またはゴムばねなどの合成樹脂ば
ね、あるいは金属ばねとゴムばねとを組み合わせた複合
ばねや、空気ばねと金属ばねとを組合せた複合ばねなど
を用いることもできる。なお、この発明において帯状部
材を搬送する機構は、ローラに限らずガイド部材などで
もよい。またこの発明の帯状部材の張力制御装置は、金
属製缶体以外の容器、例えば、ガラス製瓶、プラスチッ
ク製ボトルなどの容器の外面に、帯状フィルムを切断し
て得たフィルムラベルを貼着するシステムにも適用でき
る。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、可動案内部材が、搬送される帯状部材と実質平
行な方向に動作するため、帯状部材の搬送方向の変換部
分の前側領域と後側領域とが実質平行な状態に維持され
る。このため、複数の搬送機構同士の間の搬送経路にお
ける帯状部材の張力を、可動案内部材の動作量に基づい
て一義的に判断することができる。したがって、複数の
搬送機構の間の搬送経路における帯状部材の張力を、高
精度に制御することができ、張力制御機能が向上する。
また、帯状部材の実際の張力を推定するための複雑な設
定値や膨大なデータが不要になり、かつ、比較的簡単な
計算式やプログラムにより、実際の張力を演算すること
ができ、帯状部材の張力の制御に伴うシーケンス制御の
簡素化と、システムの低コスト化とを図ることができ
る。

【００６４】また、可動案内部材の動作量に関わりな
く、帯状部材の搬送方向の変換部分の前側領域と後側領
域とが実質平行な状態に維持される。このため、可動案
内部材の初期位置における帯状部材の張力と可動案内部
材の位置との相関関係が一定になり、張力の推定および
制御の精度を安定させることができる。したがって、帯
状部材の厚さや材質に関わりなく皺の発生や蛇行の発生
を抑制できる。

【００６５】請求項２の発明によれば、請求項１と同様
の効果を得られるほかに、金属ばねを取り替えてそのば
ね定数を変更することにより、帯状部材の張力に対応す
る可動案内部材の動作量を顕著化させることができる。
したがって、帯状部材の寸法や材質などが変更された場
合でも、張力の検出範囲の拡大および検出精度の向上、
ならびに張力の制御精度の向上を容易に図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明が適用された缶体用フィルム貼着シ
ステムの張力制御機構を示す一部判断正面図である。

【図２】 この発明が適用された缶体用フィルム貼着シ
ステムの全体構成を示す正面図である。

【図３】 図２に示された巻出し機構の一部破断側面図
である。

【図４】 図２に示された張力制御機構の要部を示す平
面図である。

【図５】 図２に示された張力制御機構の要部を示す側
面図である。

【図６】 図２に示された張力制御機構および巻出し機
構の制御回路を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…帯状フィルム、 １Ａ…方向変換部分、 １Ｂ…前
側領域、 １Ｃ…後側領域、 ４４，４５…案内ロー
ラ、 ４９…シャフト、 ５１…ラックベース、５５，
５６…圧縮コイルスプリング、 ５９…スライダー、
６３…シャフト、 ６４…ダンサローラ、 ６６…バリ
カム、 ７１…バリカムコントローラ、７２…電子制御
装置、 ７３…Ｄ／Ａ変換器、 ７４…パワーサプラ
イ、 Ｋ１…缶体用フィルム貼着システム、 Ｐ１…搬
送経路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状部材を長手方向に搬送するととも
   に、前記帯状部材の張力を判断し、この判断結果に基づ
   いて前記帯状部材の張力を制御する帯状部材の張力制御
   装置において、 前記帯状部材を長手方向に搬送する複数の搬送機構と、 この複数の搬送機構同士の間の搬送経路に配置されて前
   記帯状部材の搬送方向を変換するとともに、かつ、前記
   帯状部材の搬送方向の変換部分の前側領域と後側領域と
   が相互に実質平行になるように前記帯状部材が掛け回さ
   れる可動案内部材と、 この可動案内部材を前記帯状部材の張力変化に応じて動
   作可能に保持するとともに、この可動案内部材の動作方
   向を、前記帯状部材の搬送方向の変換部分の前側領域、
   および前記帯状部材の搬送方向の変換部分の後側領域と
   実質平行な方向になるように制御する動作方向設定機構
   と、 前記帯状部材の張力に応じて前記可動案内部材に対して
   作用する力とは反対向きの力を前記可動案内部材に付与
   する一定の弾性係数を有する弾性機構と、 前記可動案内部材の動作量に基づいて前記帯状部材の張
   力を判断する張力判断機構とを備えていることを特徴と
   する帯状部材の張力制御装置。
2. 【請求項２】 前記動作方向設定機構が直線状のガイド
   部材を有し、前記弾性機構が、前記帯状部材の張力に応
   じて前記可動案内部材に作用する力とは反対向きの力を
   前記可動案内部材に付与する金属ばねを有し、この金属
   ばねが前記ガイド部材に対して着脱自在となるように構
   成されていることを特徴とする請求項１に記載の帯状部
   材の張力制御装置。