(57)【要約】【課題】従来に比して膜厚がより薄いウェブを、ウェブ搬送装置によって安定して搬送するために、ウェブにしわや擦り傷を生じさせることなく、簡易な機構でウェブの蛇行を防止することができる搬送ローラおよびウェブガイド機構を提供する。【解決手段】ウェブ搬送装置に用いられる搬送ローラ１であって、縮径ローラ部１ａと、縮径ローラ部１ａの左右両端部に形成される左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃと、左方拡径ローラ部１ｂに内蔵される左方拡径部径変更装置２ａと、右方拡径ローラ部１ｃに内蔵される右方拡径部径変更装置２ｂと、を備え、左方拡径部径変更装置２ａおよび右方拡径部径変更装置２ｂによって、左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃの各径を、独立して変化させる。【選択図】図１
2010047372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウェブ搬送装置に用いられる搬送ローラであって、
ウェブの搬送方向と直交する方向の中央部に形成される縮径ローラ部と、
該縮径ローラ部の前記ウェブの搬送方向と直交する方向の両端部にそれぞれ連接される拡径ローラ部と、
一方の前記拡径ローラ部に内蔵される第一拡径部径変更装置と、
他方の前記拡径ローラ部に内蔵される第二拡径部径変更装置と、
を備え、
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置によって、
前記一方の拡径ローラ部および他方の拡径ローラ部の各径を、
独立して変化させる、
ことを特徴とする搬送ローラ。
【請求項２】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれにピエゾ素子を駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。
【請求項３】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれにバルーンを駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。
【請求項４】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれに形状記憶合金を駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の搬送ローラ。
【請求項５】
ウェブ搬送装置に用いられるウェブガイド機構であって、
ウェブの位置を検出する位置検出センサと、
前記ウェブの位置を制御する制御部と、
前記ウェブの搬送方向と直交する方向の中央部に形成される縮径ローラ部と、該縮径ローラ部の前記ウェブの搬送方向と直交する方向の両端部にそれぞれ連接される拡径ローラ部と、を備える搬送ローラと、
を備え、
前記搬送ローラは、
一方の前記拡径ローラ部に内蔵される第一拡径部径変更装置と、
他方の前記拡径ローラ部に内蔵される第二拡径部径変更装置と、
を備え、
前記位置検出センサの検出結果に基づく前記制御部からの指令に応じて、
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置によって、
前記一方の拡径ローラ部および他方の拡径ローラ部の各径を、
独立して変化させて、
前記搬送ローラにより搬送されるウェブの位置を調整する、
ことを特徴とするウェブガイド機構。
【請求項６】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれにピエゾ素子を駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載のウェブガイド機構。
【請求項７】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれにバルーンを駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載のウェブガイド機構。
【請求項８】
前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、
それぞれに形状記憶合金を駆動源とした伸縮部を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載のウェブガイド機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ搬送装置に用いられる搬送ローラおよびウェブガイド機構によって、ウェブの蛇行を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェブの薄化が進められており、従来に比してより薄いウェブを高速で安定して搬送することができるウェブ搬送技術の開発が求められている。
膜厚が薄く取り扱いが難しいウェブの代表として膜電極接合体があるが、この膜電極接合体は従来のウェブに比してよりしわや擦り傷が生じやすいという特徴があり、このためウェブ搬送装置で搬送する場合に、しわや擦り傷の発生をいかにして防止するかということが重要な課題となっている。
【０００３】
そして、このような膜厚が薄いウェブに対しては、ローラの左右方向（即ち、ウェブの搬送方向に直交する方向）の中央部に凹形状の部位を有する搬送ローラ（所謂、コンケイブローラ）を用いることによって、ウェブの左右方向に張力を付与しつつ搬送することが可能となるため、しわの発生防止に有効であることが知られており、例えば、特許文献１にその技術が開示され公知となっている。
【０００４】
また、ローラの凹形状の部位（縮径ローラ部）の摩擦係数を、凹形状の部位よりも外側の左右両側で拡径された部位（拡径ローラ部）の摩擦係数に比して大きく設定することによって、搬送ローラとウェブとの間でスリップが生じることを防止し、これにより、ウェブに発生する擦り傷を低減できることが判明してきている。
【０００５】
しかしながら、凹形状の部位を有する搬送ローラでは、ウェブが左右に蛇行しやすくなるという別の問題が生じるため、膜厚が薄いウェブに対して、凹形状の部位を有する搬送ローラを用いるためには、ウェブの蛇行を防止する必要があった。
【０００６】
従来、ウェブの蛇行を防止するための技術は種々検討されており、例えばその技術は、特許文献２および特許文献３に開示され公知となっている。
係る従来技術では、搬送ローラの回転軸を傾けたり、あるいは、変位させたりすることによってウェブの蛇行を制御する構成としているため、搬送ローラが傾いたり、変位したりする際に、搬送ローラによってウェブを傷付ける可能性があった。
また、搬送ローラの回転軸を傾けたり、あるいは、変位させたりするための機構を必要とし、また、その機構を駆動するためのアクチュエータも必要となるため、機構が大掛かりとなっていた。
【０００７】
また、コンケイブローラを用いた場合に、ウェブの蛇行を防止する技術が、例えば、特許文献４に開示され公知となっている。
係る従来技術では、搬送ローラの回転軸を変位させる構成としているため、搬送ローラが変位する際に、搬送ローラによってウェブを傷付ける可能性があった。
【０００８】
つまり、膜厚が薄いウェブの搬送にコンケイブローラを用いる場合には、従来から存在するウェブの蛇行防止技術をそのまま適用することは困難であった。
【特許文献１】特開２００１−９６２１２号公報
【特許文献２】特開２００２−９３４０８号公報
【特許文献３】特開２００７−３０５３９７号公報
【特許文献４】特開２００１−１４７５９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、係る状況を鑑みて成されたものであり、従来に比して膜厚がより薄いウェブを、ウェブ搬送装置によって安定して搬送するために、ウェブにしわや擦り傷を生じさせることなく、簡易な機構でウェブの蛇行を防止することができる搬送ローラおよびウェブガイド機構を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、ウェブ搬送装置に用いられる搬送ローラであって、ウェブの搬送方向と直交する方向の中央部に形成される縮径ローラ部と、該縮径ローラ部の前記ウェブの搬送方向と直交する方向の両端部にそれぞれ連接される拡径ローラ部と、一方の前記拡径ローラ部に内蔵される第一拡径部径変更装置と、他方の前記拡径ローラ部に内蔵される第二拡径部径変更装置と、を備え、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置によって、前記一方の拡径ローラ部および他方の拡径ローラ部の各径を、独立して変化させるものである。
【００１２】
請求項２においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれにピエゾ素子を駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【００１３】
請求項３においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれにバルーンを駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【００１４】
請求項４においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれに形状記憶合金を駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【００１５】
請求項５においては、ウェブ搬送装置に用いられるウェブガイド機構であって、ウェブの位置を検出する位置検出センサと、前記ウェブの位置を制御する制御部と、前記ウェブの搬送方向と直交する方向の中央部に形成される縮径ローラ部と、該縮径ローラ部の前記ウェブの搬送方向と直交する方向の両端部にそれぞれ連接される拡径ローラ部と、を備える搬送ローラと、を備え、前記搬送ローラは、一方の前記拡径ローラ部に内蔵される第一拡径部径変更装置と、他方の前記拡径ローラ部に内蔵される第二拡径部径変更装置と、を備え、前記位置検出センサの検出結果に基づく前記制御部からの指令に応じて、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置によって、前記一方の拡径ローラ部および他方の拡径ローラ部の各径を、独立して変化させて、前記搬送ローラにより搬送されるウェブの位置を調整するものである。
【００１６】
請求項６においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれにピエゾ素子を駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【００１７】
請求項７においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれにバルーンを駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【００１８】
請求項８においては、前記第一拡径部径変更装置および第二拡径部径変更装置は、それぞれに形状記憶合金を駆動源とした伸縮部を備えるものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００２０】
請求項１においては、搬送ローラによって、ウェブに対して付与する張力の左右方向のバランスを変化させることができる。
【００２１】
請求項２においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【００２２】
請求項３においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【００２３】
請求項４においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【００２４】
請求項５においては、搬送ローラによる簡易な構成で、ウェブに対して付与する張力の左右方向のバランスを変化させて、ウェブの蛇行を制御することができる。また、設備コストを低減することができる。
【００２５】
請求項６においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【００２６】
請求項７においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【００２７】
請求項８においては、搬送ローラを軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラとウェブとの間で生じるスリップを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず、本発明の一実施例に係る搬送ローラ１について、図１を用いて説明をする。図１は本発明の一実施例に係る搬送ローラの全体構成を示す正面側模式図である。尚、図１ではＸＹＺ座標系を設定しており、紙面に対する鉛直下向きをＸ軸方向とし、水平に配置するローラ軸の右側をＹ軸方向とし、ローラ軸に対する鉛直上側をＺ軸方向としている。
【００２９】
図１に示す如く、搬送ローラ１は、Ｘ軸方向やＺ軸方向にウェブを搬送するウェブ搬送装置に用いられるローラ部材であり、左右（Ｙ軸）方向（即ち、ウェブの搬送方向と直交する方向）における中央の部位に凹部を形成する縮径ローラ部１ａを備えており、また縮径ローラ部１ａの左右に連接される拡径部を形成する一方の拡径ローラ部である左方拡径ローラ部１ｂおよび他方の拡径ローラ部である右方拡径ローラ部１ｃと、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃと縮径ローラ部１ａとを繋ぐテーパ部を形成する一方のテーパローラ部である左方テーパローラ部１ｄおよび他方のテーパローラ部である右方テーパローラ部１ｅを備えている。
【００３０】
搬送ローラ１が軸回りに一定の回転数で回転するとき、搬送ローラ１の各部における軸回りの角速度は一定である。しかし、周速度は搬送ローラ１の径が違う部位では異なっており、径が大きい部位ほど周速度が大きくなっている。搬送ローラ１と接触するウェブは、周速度が大きい部位に近づこうとする挙動を示すため、搬送ローラ１の左右両端部に各拡径ローラ部１ｂ・１ｃを設けて左右の端部に向かうにつれて搬送ローラ１の径を拡大させることによって、搬送ローラ１に接するウェブに対して左右方向に作用する張力を付与することができる。
【００３１】
搬送ローラ１では、縮径ローラ部１ａと左方拡径ローラ部１ｂとの径の差を左方コンケイブ量ΔＲ１とし、縮径ローラ部１ａと右方拡径ローラ部１ｃとの径の差を右方コンケイブ量ΔＲ２としており、この各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２を設定することによって、搬送ローラ１に接するウェブに対して左右方向に作用する張力を付与することができる。
【００３２】
尚、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２が等しい量に固定されている場合、搬送ローラ１の左右方向中央にウェブが配置されるときには、ウェブに対して付与される左右方向への張力は釣り合っているが、一度何らかの外乱によって、搬送ローラ１に対するウェブの配置が左右方向中央からズレてしまうと、ウェブの左右両端部が接している部位のコンケイブ量に差異が生じることとなり、ウェブに対して付与される左右方向への張力が釣り合わなくなってしまう。このため、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２を調整する手段を備えていなければ、ウェブのズレが進行してウェブの破損を招く場合があった。つまり、コンケイブローラを用いる場合には、ウェブの蛇行が生じやすいため、ウェブの蛇行を防止する手段を考慮する必要がある。
【００３３】
搬送ローラ１では、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの外殻部１ｆ・１ｇは、弾性変形することができる性質（材質や板厚）を備えた部材によって構成しており、外殻部１ｆ・１ｇが内側から半径方向外側に向けて押圧されることによって各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの径（直径）を増大させることができ、また外殻部１ｆ・１ｇに対する内側からの押圧が解除されることによって、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの径（直径）を減少させることができる構成としている。尚、各テーパローラ部１ｄ・１ｅについても、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの変形に追従して弾性変形することができる性質を備えた部材によって構成することが望ましい。
【００３４】
また、搬送ローラ１は拡径部径変更装置２を備えており、左右の各拡径ローラ部１ｂ・１ｃに、第一の拡径部径変更装置となる左方拡径部径変更装置２ａおよび第二の拡径部径変更装置となる右方拡径部径変更装置２ｂを内蔵している。各拡径部径変更装置２ａ・２ｂは、搬送ローラ１の半径方向に伸縮する伸縮部材を備えており、該伸縮部材が半径方向外側に向けて伸長するときに、外殻部１ｆ・１ｇを内側から半径方向外側に向けて押圧し、また伸縮部材が半径方向内側に向けて収縮するときに、外殻部１ｆ・１ｇに対する押圧を解除する構成としている。
【００３５】
つまり、搬送ローラ１は左右の各拡径ローラ部１ｂ・１ｃに各拡径部径変更装置２ａ・２ｂを独立して内蔵する構成として、各拡径部径変更装置２ａ・２ｂの伸縮状態を個別に変更することによって、左右それぞれの各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの径を独立して変更し、ウェブが接触する各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの周速度を個別に調整することによって、ウェブの位置ズレを修正することが可能となり、ウェブの蛇行防止を実現することができる。ここで、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２は、それぞれ０．０５〜３ｍｍ程度の可変量を確保することが望ましい。
【００３６】
即ち、本発明の一実施例に係る搬送ローラ１は、ウェブ搬送装置に用いられる搬送ローラ１であって、ウェブの搬送方向と直交する方向（即ち、左右（Ｙ軸）方向）の中央部に形成される縮径ローラ部１ａと、縮径ローラ部１ａのウェブの搬送方向と直交する方向（即ち、左右（Ｙ軸）方向）の両端部に連接される左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃと、左方拡径ローラ部１ｂに内蔵される左方拡径部径変更装置２ａと、右方拡径ローラ部１ｃに内蔵される右方拡径部径変更装置２ｂと、を備え、左方拡径部径変更装置２ａおよび右方拡径部径変更装置２ｂによって、左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃの各径を、独立して変化させている。
このような構成により、大掛かりな機構によらず、搬送ローラ１によって、ウェブに対して付与する張力の左右方向のバランスを変化させることができる。
【００３７】
次に、本発明の第一実施例に係る拡径部径変更装置２について、図２を用いて説明をする。図２は本発明の一実施例に係るピエゾ素子を用いた拡径部径変更装置を示す模式図で、図２（ａ）は正面側断面模式図。図２（ｂ）は側面側断面模式図である。尚、本説明では、説明の便宜上、拡径部径変更装置２を構成する左右の各拡径部径変更装置２ａ・２ｂのうち、右方拡径部径変更装置２ｂのみを例示して説明を行うが、左方拡径部径変更装置２ａについても左右略対称で同様の構成としている。
【００３８】
図２（ａ）・（ｂ）に示す如く、搬送ローラ１の軸心上には、ローラ軸１０を固設しており、ローラ軸１０を軸受１０ｂで支持することによって、搬送ローラ１が回転自在に支持される構成としている。
本発明の第一実施例に係る拡径部径変更装置２を構成する右方拡径部径変更装置２ｂは、外殻部１ｇによって形成される右方拡径ローラ部１ｃの内部空間に内蔵されており、搬送ローラ１のローラ軸１０に保持部４が固設されるとともに、側面蓋部２ｄを介して抑え部材２ｆによって抑えられて、右方拡径ローラ部１ｃの内部空間から脱落しないように保持されている。そして、右方拡径部径変更装置２ｂは、ピエゾ素子３・３・・・を駆動源とする伸縮部２ｃを備えている。
【００３９】
伸縮部２ｃは、ピエゾ素子３・３・・・と、ピエゾ素子３・３・・・の一端部３ａ・３ａ・・・を保持する保持部４と、ピエゾ素子３・３・・・の他端部３ｂに配設され外殻部１ｇの内面とピエゾ素子３・３・・・に介設される押圧部５・５・・・とを備えている。そして、ピエゾ素子３・３・・・はローラ軸１０の内部の電気配線１０ａと接続されている。また、電気配線１０ａはロータリーコネクタ１１ａを介して電気配線１１と接続され、搬送ローラ１が回転状態であっても、電気配線１１に対して常に電気的に接続されている。
さらに、電気配線１１は出力調整部８ｂに接続されており、出力調整部８ｂから電気配線１０ａ・１１を通じてピエゾ素子３・３・・・に電圧を印加することができる構成としている。尚、本実施例では、出力調整部８ｂとしてアンプを採用している。また、本実施例に示す各拡径部径変更装置２ａ・２ｂでは、それぞれ１６個のピエゾ素子３・３・・・を備える構成としているが、各拡径部径変更装置２ａ・２ｂが備えるピエゾ素子３・３・・・の個数は適宜変更することができる。
【００４０】
そして、ピエゾ素子３・３・・・は電圧が印加されると伸長するため、ピエゾ素子３・３・・・の他端部３ｂ・３ｂ・・・に配設された押圧部５・５・・・によって、外殻部１ｇの内面を押圧することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向外側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが拡径される。
【００４１】
また、ピエゾ素子３・３・・・は電圧の印加が停止されると収縮するため、押圧部５・５・・・による、外殻部１ｇの内面への押圧を解除することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向内側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが縮径される。
【００４２】
このような構成により、出力調整部（アンプ）８ｂによってピエゾ素子３・３・・・に印加する電圧を調整することによって、右方拡径ローラ部１ｃの径を調整することができる。また同様にして、左方拡径ローラ部１ｂの径も調整することができるため、出力調整部８ｂからの印加電圧を各拡径部径変更装置２ａ・２ｂに対して個別に調整することにより、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの各径を独立して調整することができる。
【００４３】
従来の蛇行制御のための機構は大掛かりなものとなっていたが、本発明の第一実施例に係る拡径部径変更装置２は、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの内部に納められており、コンパクトで簡易な構成としている。このため、搬送ローラ１を軽量化して、搬送ローラ１の回転時に生じる慣性モーメントや回転抵抗を抑えることができる。
【００４４】
即ち、本発明の一実施例に係る拡径部径変更装置２において、左方拡径部径変更装置２ａおよび右方拡径部径変更装置２ｂは、それぞれにピエゾ素子３・３・・・を駆動源とした伸縮部２ｃを備えている。
このような構成により、搬送ローラ１を軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラ１とウェブとの間で生じるスリップの低減を実現している。
【００４５】
次に、本発明の第二実施例に係る拡径部径変更装置１２について、図３を用いて説明をする。図３は本発明の一実施例に係るバルーンを用いた拡径部径変更装置を示す模式図で、図３（ａ）は正面側断面模式図。図３（ｂ）は側面側断面模式図である。尚、本説明では、説明の便宜上、右方拡径部径変更装置１２ｂのみを例示して説明を行うが、左方拡径部径変更装置１２ａについても左右略対称で同様の構成としている。
【００４６】
図３（ａ）・（ｂ）に示す如く、搬送ローラ１の軸心上には、ローラ軸１５を固設しており、ローラ軸１５を軸受１５ｂで支持することによって、搬送ローラ１が回転自在に支持される構成としている。
本発明の第二実施例に係る拡径部径変更装置１２を構成する右方拡径部径変更装置１２ｂは、外殻部１ｇによって形成される搬送ローラ１の内部空間に内蔵され、搬送ローラ１のローラ軸１５に保持部１２ｆが固設され、側面蓋部１２ｄを介して抑え部材１２ｅによって抑えられて、搬送ローラ１の内部から脱落しないように保持されている。そして、右方拡径部径変更装置１２ｂは、バルーン１３・１３・・・を駆動源とする伸縮部１２ｃを備えている。
【００４７】
伸縮部１２ｃは、バルーン１３・１３・・・を備えており、バルーン１３・１３・・・の一端部１３ａにはローラ軸１５の内部に形成されるエア流路１５ａが接続されている。そして、エア流路１５ａはロータリーコネクタ１４ａを介してエア配管１４と接続され、ローラ軸１５が回転状態であっても、エア配管１４およびエア流路１５ａを通じてバルーン１３・１３・・・内部のエア室１３ｃ・１３ｃ・・・にエアが流通できる経路が確保される構成としている。さらにエア配管１４は、エア供給源となる出力調整部８ｂと接続されており、出力調整部８ｂからエア室１３ｃ・１３ｃ・・・にエアを供給することができる構成としている。尚、本実施例では、出力調整部８ｂとして制御弁を採用している。また、本実施例に示す各拡径部径変更装置１２ａ・１２ｂでは、それぞれ４個のバルーン１３・１３・・・を備える構成としているが、各拡径部径変更装置１２ａ・１２ｂが備えるバルーン１３・１３・・・の個数は適宜変更することができる。
【００４８】
また、右方拡径部径変更装置１２ｂは側壁部１２ｇ・１２ｇを備えており、バルーン１３・１３・・・が搬送ローラ１の軸方向へ膨張するのを規制することによって、バルーン１３・１３・・・を搬送ローラ１の半径方向外側に効果的に膨張させる構成としている。そして、バルーン１３・１３・・・のエア室１３ｃ・１３ｃ・・・にエアが供給されると、バルーン１３・１３・・・が膨張して、バルーン１３・１３・・・の押圧部１３ｂ・１３ｂ・・・によって、外殻部１ｇの内面を押圧することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向外側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが拡径される。
【００４９】
また、エア室１３ｃ・１３ｃ・・・内のエアがエア配管１４およびエア流路１５ａを通じて排出されると、バルーン１３・１３・・・が収縮して、押圧部１３ｂ・１３ｂ・・・による外殻部１ｇの内面への押圧を解除することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向内側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが縮径される。
【００５０】
このような構成により、エア室１３ｃ・１３ｃ・・・に供給する（あるいは、エア室１３ｃ・１３ｃ・・・から排出する）エア量（即ち、エア室１３ｃ・１３ｃ・・・内の圧力）を出力調整部（制御弁）８ｂによって制御し、バルーン１３・１３・・・の膨張量を調整することによって、右方拡径ローラ部１ｃの径を調整することができる。また同様にして、左方拡径ローラ部１ｂの径も調整することができるため、出力調整部８ｂからのエア量を各拡径部径変更装置１２ａ・１２ｂに対して個別に調整することにより、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの各径を独立して調整することができる。
【００５１】
また、本発明の第二実施例に係る拡径部径変更装置１２は、右方拡径ローラ部１ｃの内部に納められており、コンパクトで簡易な構成としている。このため、搬送ローラ１を軽量化して、搬送ローラ１の回転時に生じる慣性モーメントや回転抵抗を抑えることができる。
【００５２】
即ち、本発明の一実施例に係る拡径部径変更装置１２においては、左方拡径部径変更装置１２ａおよび右方拡径部径変更装置１２ｂは、それぞれにバルーン１３・１３・・・を駆動源とした伸縮部１２ｃを備えている。
このような構成により、搬送ローラ１を軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラ１とウェブとの間で生じるスリップの低減を実現している。
【００５３】
次に、本発明の第三実施例に係る拡径部径変更装置２２について、図４を用いて説明をする。図４は本発明の一実施例に係る形状記憶合金を用いた拡径部径変更装置を示す模式図で、図４（ａ）は正面側断面模式図。図４（ｂ）は側面側断面模式図である。尚、本説明では、説明の便宜上、右方拡径部径変更装置２２ｂのみを例示して説明を行うが、左方拡径部径変更装置２２ａについても左右略対称で同様の構成としている。
【００５４】
図４（ａ）・（ｂ）に示す如く、搬送ローラ１の軸心上には、ローラ軸２７を固設しており、ローラ軸２７を軸受２７ｂで支持することによって、搬送ローラ１が回転自在に支持される構成としている。
本発明の第三実施例に係る拡径部径変更装置２２を構成する右方拡径部径変更装置２２ｂは、外殻部１ｇによって形成される搬送ローラ１の内部空間に内蔵され、搬送ローラ１のローラ軸２７に側壁部２２ｆ・２２ｆが固設され、側面蓋部２２ｄを介して抑え部材２２ｅによって抑えられて、搬送ローラ１の内部から脱落しないように保持されている。そして右方拡径部径変更装置２２ｂは、形状記憶合金２３を駆動源とする伸縮部２２ｃを備えている。
【００５５】
伸縮部２２ｃは、外殻部１ｇ側から順に断熱部材２５の層と、形状記憶合金２３の層と、ペルチェ素子２４の層と、がリング状に積層される構成としており、ペルチェ素子２４はローラ軸２７の内部の電気配線２７ａと接続されている。そして、電気配線２７ａはロータリーコネクタ２６ａを介して電気配線２６と接続され、搬送ローラ１が回転状態であっても、ペルチェ素子２４が電気配線２６に対して電気的に接続される構成としている。さらに、電気配線２６は出力調整部８ｂに接続されており、出力調整部８ｂから電気配線２６・２７ａおよびローラリーコネクタ２６ａを通じてペルチェ素子２４に電圧を印加することができる構成としている。尚、本実施例では、出力調整部８ｂとしてアンプを採用している。
【００５６】
そして、ペルチェ素子２４は電圧が印加されると発熱して、形状記憶合金２３が加熱されるため、形状記憶合金２３の温度が上昇するとともに予め記憶されていた形状に変形していく。すると、形状記憶合金２３の変形作用によって、断熱部材２５を介して外殻部１ｇの内面を押圧することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向外側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが拡径される。
【００５７】
また、ペルチェ素子２４は電圧の印加が停止されると温度が下降するため、形状記憶合金２３の温度も下降する。すると形状記憶合金２３が加熱前の形状に復元する変形作用によって、形状記憶合金２３による外殻部１ｇの内面への押圧を解除することができる。このとき外殻部１ｇは、半径方向内側に向かって弾性変形するため、右方拡径ローラ部１ｃが縮径される。
【００５８】
このような構成により、出力調整部（アンプ）８ｂによって、ペルチェ素子２４に印加する電圧を調整することによって、右方拡径ローラ部１ｃの径を調整することができる。また同様にして、左方拡径ローラ部１ｂの径も調整することができるため、出力調整部８ｂからの印加電圧を各拡径部径変更装置２２ａ・２２ｂに対して個別に調整することにより、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの各径を独立して調整することができる。
【００５９】
また、本発明の第三実施例に係る拡径部径変更装置２２は、右方拡径ローラ部１ｃの内部に納められており、コンパクトで簡易な構成としている。このため、搬送ローラ１を軽量化して、搬送ローラ１の回転時に生じる慣性モーメントや回転抵抗を抑えることができる。
【００６０】
即ち、本発明の一実施例に係る拡径部径変更装置２２においては、左方拡径部径変更装置２２ａおよび右方拡径部径変更装置２２ｂは、それぞれに形状記憶合金２３を駆動源とした伸縮部２２ｃを備えている。
このような構成により、搬送ローラ１を軽量化して、回転時の慣性モーメントや回転抵抗を低減することができ、これにより、搬送ローラ１とウェブとの間で生じるスリップの低減を実現している。
【００６１】
次に、本発明の一実施例に係るウェブガイド機構６について、図５を用いて説明をする。図５は本発明の一実施例に係るウェブガイド機構の全体構成を示す斜視図である。尚、図５ではＸＹＺ座標系を設定しており、ウェブの水平側の搬送方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸方向に向かって右側をＹ軸方向とし、ウェブの鉛直上側の搬送方向をＺ軸方向としている。
【００６２】
図５に示す如く、ウェブガイド機構６は、搬送ローラ１、位置検出センサ７、制御部８等により構成され、ウェブ９が搬送ローラ１とその他の搬送ローラ１９・２０に沿って搬送される途中において蛇行が生じたときには、ウェブガイド機構６によって、ウェブ９の搬送方向と直交する左右方向の位置を調整し、蛇行の修正を行うようにしている。
【００６３】
位置検出センサ７は、搬送ローラ１に対するウェブ９の搬送下流側に配設されるセンサであり、例えば、非接触式の光学センサを採用することができる。本実施例では、ウェブ９の右端の位置を位置検出センサ７によって検出し、ウェブ９の左右（Ｙ軸）方向の位置ズレ量を検出する構成としている。
尚、本実施例では、位置検出センサ７を搬送ローラ１に対するウェブ９の搬送下流側に配設される例を示しているが、搬送ローラ１に対するウェブ９の搬送上流側に配設することも可能である。また、本実施例では、ウェブ９の右端の位置を位置検出センサ７によって検出しているが、ウェブ９の左端の位置を位置検出センサ７によって検出する構成とすることも、もちろん可能である。
【００６４】
制御部８は、位置検出センサ７からの検出信号が入力されるコントローラ８ａと、コントローラ８ａの演算結果に基づいて、搬送ローラ１に信号を出力する出力調整部８ｂとを備えている。
コントローラ８ａは、ウェブ９の蛇行を修正するために必要となる各拡径部径変更装置２ａ・２ｂの動作量（即ち、外殻部１ｆ・１ｇの必要変位量）を求めるための部位であり、位置検出センサ７から入力されるウェブ９の位置ズレ量を示す信号と、現状の各拡径部径変更装置２ａ・２ｂへの出力状態とに基づいて、ウェブ９の位置ズレを修正するために必要となる各拡径部径変更装置２ａ・２ｂの動作量を求めている。
【００６５】
出力調整部８ｂは、各拡径部径変更装置２ａ・２ｂに対して動作量を指令するための部位であり、コントローラ８ａによって求められた必要な動作量に応じて、各拡径部径変更装置２ａ・２ｂに対して出力を行っている。このとき、出力調整部８ｂからの出力は、各拡径部径変更装置２ａ・２ｂに対して、個別に出力されている。
尚、前述の如く出力調整部８ｂは、出力媒体として電気信号（電圧等）を用いる場合にはアンプ等を採用することができ、また、出力媒体としてエア等を用いる場合には、制御弁等を採用することができる。さらに、出力調整部８ｂは、電気信号やエア以外の出力媒体を使用する構成とすることも可能である。
【００６６】
次に、本発明の一実施例に係るウェブガイド機構６による蛇行制御の状況について、図６および図７を用いて説明をする。図６は本発明の一実施例に係るウェブガイド機構によるウェブの蛇行修正状況（Ｙ軸の負方向に位置ズレした場合）を示す模式図、図７は本発明の一実施例に係るウェブガイド機構によるウェブの蛇行修正状況（Ｙ軸の正方向に位置ズレした場合）を示す模式図である。尚、図６ではＸＹＺ座標系を設定しており、紙面に対する鉛直下向きをＸ軸方向とし、水平に配置するローラ軸の右側をＹ軸方向とし、ローラ軸に対する鉛直上側をＺ軸方向としている。
【００６７】
図６および図７に示す如く、本発明の一実施例に係るウェブガイド機構６では、位置検出センサ７から入力されるウェブ９の位置ズレ量が０である（即ち、位置ズレしていない）状態では、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２が等しくなるように、拡径部径変更装置２（即ち、各各径部径変更装置２ａ・２ｂ）を制御している。そして、ウェブ９の位置ズレ量が０である限り、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２が等しい状態を保持するように、拡径部径変更装置２の制御がなされる。
【００６８】
そして、図６に示す如く、位置検出センサ７から入力されるウェブ９の位置ズレ量が（−ｙ）となり、ウェブ９が左方（Ｙ軸の負方向）に位置ズレしている状態を検出した場合には、各コンケイブ量の関係が、ΔＲ１＜ΔＲ２となるように拡径部径変更装置２（即ち、各各径部径変更装置２ａ・２ｂ）を制御し、ウェブ９を右方（Ｙ軸の正方向）に変位させて、位置ズレ量が０である状態に戻すように制御がなされる。また各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２の目標値（以後、目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・ΔＲ２ｍと記載する）は、そのときの各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２と位置ズレ量（−ｙ）に応じて設定される。またここでは、各目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・ΔＲ２ｍだけでなく、各目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・ΔＲ２ｍに到達するまでの各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２が併せて設定される。
【００６９】
尚、本実施例では、ΔＲ１＜ΔＲ２となる関係を成立させるために、コンケイブ量ΔＲ２のみを増加させた場合を例示しているが、例えば、コンケイブ量ΔＲ１のみを減少させたり、コンケイブ量ΔＲ２を増大させて、かつ、コンケイブ量ΔＲ１を減少させてもよい。
さらに、各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２に時間差を持たせつつ（即ち、Ｔ１＞Ｔ２とする）、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２をともに増加させたり、あるいは、各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２に時間差を持たせつつ（即ち、Ｔ１＜Ｔ２とする）、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２をともに減少させたりすることによって、ΔＲ１＜ΔＲ２となる関係を成立させることも可能である。
【００７０】
また、図７に示す如く、位置検出センサ７から入力されるウェブ９の位置ズレ量が（＋ｙ）となり、ウェブ９が右方（Ｙ軸の正方向）に位置ズレしている状態を検出した場合には、各コンケイブ量の関係が、ΔＲ１＞ΔＲ２となるように拡径部径変更装置２（即ち、各各径部径変更装置２ａ・２ｂ）を制御し、ウェブ９を左方（Ｙ軸の負方向）に変位させて、位置ズレ量が０である状態に戻すように制御がなされる。また各目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・Ｒ２ｍは、そのときの各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２と位置ズレ量（＋ｙ）に応じて設定される。またここでは、各目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・ΔＲ２ｍだけでなく、各目標コンケイブ量ΔＲ１ｍ・ΔＲ２ｍに到達するまでの各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２が併せて設定される。
【００７１】
尚、本実施例では、ΔＲ１＞ΔＲ２となる関係を成立させるために、コンケイブ量ΔＲ１のみを増加させた場合を例示しているが、例えば、コンケイブ量ΔＲ２のみを減少させたり、コンケイブ量ΔＲ１を増大させて、かつ、コンケイブ量ΔＲ２を減少させる構成とすることも可能である。
さらに、各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２に時間差を持たせつつ（即ち、Ｔ１＜Ｔ２とする）、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２をともに増加させたり、あるいは各目標到達時間Ｔ１・Ｔ２に時間差を持たせつつ（即ち、Ｔ１＞Ｔ２とする）、各コンケイブ量ΔＲ１・ΔＲ２をともに減少させたりすることによって、ΔＲ１＞ΔＲ２となる関係を成立させることも可能である。
【００７２】
即ち、本発明の一実施例に係るウェブガイド機構６は、ウェブ搬送装置に用いられるウェブガイド機構であって、ウェブ９の位置を検出する位置検出センサ７と、ウェブ９の位置を制御する制御部８と、ウェブ９の搬送方向と直交する方向（即ち、左右（Ｙ軸）方向）の中央部に形成される縮径ローラ部１ａと、縮径ローラ部１ａのウェブ９の搬送方向と直交する方向（即ち、左右（Ｙ軸））の両端部に形成される左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃと、を備える搬送ローラ１と、を備え、搬送ローラ１は、左方拡径ローラ部１ｂに内蔵される左方拡径部径変更装置２ａと、右方拡径ローラ部１ｃに内蔵される右方拡径部径変更装置２ｂと、を備え、位置検出センサ７の検出結果に基づく制御部８からの指令に応じて、左方拡径部径変更装置２ａおよび右方拡径部径変更装置２ｂによって、左方拡径ローラ部１ｂおよび右方拡径ローラ部１ｃの各径を、独立して変化させて、搬送ローラ１によって、ウェブ９の位置を調整している。
このような構成により、搬送ローラ１による簡易な構成で、ウェブ９に対して付与する張力の左右方向のバランスを変化させて、ウェブ９の蛇行制御を実現している。また、設備コストを低減することもできる。
【００７３】
このように、本発明の一実施例に係るウェブガイド機構６では、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃの径を変更してウェブ９の左右方向の位置を調整する構成としており、ウェブ９に変位作用を付与するための可動部（即ち、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃ）の変位量が、従来のウェブガイド機構に比して小さい。このため、この可動部（即ち、各拡径ローラ部１ｂ・１ｃ）が変位する際にウェブ９に擦り傷が生じる可能性も従来に比して小さく抑えられており、膜電極接合体のようなしわや擦り傷が生じやすいウェブの搬送に用いるウェブ搬送装置に適用するウェブガイド機構として、ウェブガイド機構６は好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例に係る搬送ローラの全体構成を示す正面側模式図。
【図２】本発明の一実施例に係るピエゾ素子を用いた拡径部径変更装置を示す模式図。（ａ）は正面側断面模式図。（ｂ）は側面側断面模式図。
【図３】本発明の一実施例に係るバルーンを用いた拡径部径変更装置を示す模式図。（ａ）は正面側断面模式図。（ｂ）は側面側断面模式図。
【図４】本発明の一実施例に係る形状記憶合金を用いた拡径部径変更装置を示す模式図。（ａ）は正面側断面模式図。（ｂ）は側面側断面模式図。
【図５】本発明の一実施例に係るウェブガイド機構の全体構成を示す斜視図。
【図６】本発明の一実施例に係るウェブガイド機構によるウェブの蛇行修正状況（Ｙ軸の負方向に位置ズレした場合）を示す模式図。
【図７】本発明の一実施例に係るウェブガイド機構によるウェブの蛇行修正状況（Ｙ軸の正方向に位置ズレした場合）を示す模式図。
【符号の説明】
【００７５】
１    搬送ローラ
１ａ  縮径ローラ部
１ｂ  左方拡径ローラ部
１ｃ  右方拡径ローラ部
２    拡径部径変更装置
２ａ  左方拡径部径変更装置
２ｂ  右方拡径部径変更装置
【図１】
2010047372.tif 000003
【図２】
2010047372.tif 000004
【図３】
2010047372.tif 000005
【図４】
2010047372.tif 000006
【図５】
2010047372.tif 000007
【図６】
2010047372.tif 000008
【図７】
2010047372.tif 000009