(57)【要約】【課題】簡単な制御でウェブを損傷することなく良好な状態で切断するとともに、切断処理の高速化を実現する。【解決手段】等速円運動をする上刃２４のシア角γを０．５゜≦γ≦２．０゜、下刃１８及び上刃２４の噛み合い深さδを０．５ｍｍ≦δ≦１．５ｍｍ、下刃１８及び上刃２４によるウェブ引張量εを０．０ｍｍ≦ε＜５．０ｍｍに設定することにより、ウェブ１２を常時引張状態として切断処理を行う。【選択図】図１１
2007210075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定のシア角が設定された等速円運動をする第１切刃と、前記第１切刃と同期して直線運動をする第２切刃とを有し、前記第２切刃の移動方向に搬送されるウェブを前記第１切刃及び前記第２切刃によって一定長さに切断するウェブ切断装置において、
０．５゜≦γ≦２．０゜
０．５ｍｍ≦δ≦１．５ｍｍ
Ｒ≧Ｌ／（２π）
Ｔ＝（Ｗ／２）ｔａｎγ
θ１＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−Ｔ−δ）／Ｒ）
θ２＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−δ）／Ｒ）
Ｋｘ＝Ｒ（ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ２）
Ｗｘ＝Ｌ（θ１−θ２）／（２π）
ε＝Ｋｘ−Ｗｘ
０．０ｍｍ≦ε＜５．０ｍｍ
γ：シア角
δ：前記第１切刃と前記第２切刃との噛み合い深さ
Ｒ：前記第１切刃の等速円運動の半径
Ｌ：前記ウェブの切断長
Ｗ：前記ウェブの幅
θ１：前記ウェブの切断開始時における前記第１切刃の角度
θ２：前記ウェブの切断終了時における前記第１切刃の角度
Ｋｘ：切断開始から切断終了までの前記第１切刃及び前記第２切刃の前記ウェブの搬送方向に対する移動量
Ｗｘ：切断開始から切断終了までの前記ウェブの移動量
ε：ウェブ引張量
となるように設定することを特徴とするウェブ切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置において、
０．５ｍｍ≦ε≦３．０ｍｍ
となるように、前記ウェブの搬送速度、又は、前記第１切刃及び前記第２切刃の移動速度を設定することを特徴とするウェブ切断装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の装置において、
前記ウェブは、支持体に所定の塗布膜が形成された多層構造ウェブであることを特徴とするウェブ切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速円運動をする第１切刃と、直線運動をする第２切刃とを用いて、ウェブを搬送しながら一定長さに切断するウェブ切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェブを連続的に搬送しながら一定長さに切断する切断装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された従来技術では、クランク機構によって上刃を円運動させる一方、下刃を上刃に機械的に連動させてウェブの搬送方向に直線運動させ、これらの上刃及び下刃間にウェブを一定速度で搬入させて切断するように構成している。
【０００３】
この場合、ウェブの搬送速度と、ウェブの搬送方向に対する上刃及び下刃の移動速度とを一致させることが理想であるが、上刃を等速円運動させると、ウェブの搬送方向に対する上刃及び下刃の移動が単振動となって一定の移動速度にはならない。上刃及び下刃の移動速度を一定にするためには、円運動の速度を複雑に制御しなければならない。
【０００４】
ここで、ウェブの搬送方向に対する上刃及び下刃の移動速度がウェブの搬送速度よりも遅すぎると、ウェブが過剰に弛んでしまい、上刃及び下刃にウェブが擦れて傷が発生してしまう。また、上刃及び下刃の移動速度がウェブの搬送速度よりも速すぎると、切断途中でウェブが引きちぎれてしまう不具合が発生する。
【０００５】
そこで、特許文献２に開示された従来技術では、ウェブの切断中における搬送方向に対する上刃及び下刃の移動速度をウェブの搬送速度よりも遅くなるように設定することで、ウェブを若干弛ませた状態として引きちぎれの発生する事態を回避する一方、ウェブの切断後には、弛みが発生することのないように前記移動速度を設定することで、ウェブが上刃及び下刃に接触する不具合を回避できるとしている（段落［００２９］参照）。
【０００６】
【特許文献１】特公昭５７−５８２７９号公報
【特許文献２】特開２００５−１１１６２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献２のように設定した場合、切断中においてウェブを弛ませているため、特に、上方向から上刃がウェブに当接した後、弛んだ状態のウェブに上刃が接触してウェブを損傷してしまうおそれがある。例えば、支持体に感光材料の塗布されたフイルムの切断を行う場合、上刃に感光膜が接触して剥離してしまうおそれがある。また、切断中にウェブが弛んだ状態となっているため、ウェブを高速搬送しようとすると、ウェブの蛇行やばたつきの発生するおそれがある。従って、ウェブを高速搬送して切断処理を行うことは困難である。
【０００８】
本発明の目的は、簡単な制御でウェブを損傷することなく良好な状態で切断することができるとともに、切断処理の高速化を実現できるウェブ切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、所定のシア角が設定された等速円運動をする第１切刃と、前記第１切刃と同期して直線運動をする第２切刃とを有し、前記第２切刃の移動方向に搬送されるウェブを前記第１切刃及び前記第２切刃によって一定長さに切断するウェブ切断装置において、
０．５゜≦γ≦２．０゜
０．５ｍｍ≦δ≦１．５ｍｍ
Ｒ≧Ｌ／（２π）
Ｔ＝（Ｗ／２）ｔａｎγ
θ１＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−Ｔ−δ）／Ｒ）
θ２＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−δ）／Ｒ）
Ｋｘ＝Ｒ（ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ２）
Ｗｘ＝Ｌ（θ１−θ２）／（２π）
ε＝Ｋｘ−Ｗｘ
０．０ｍｍ≦ε＜５．０ｍｍ
γ：シア角
δ：前記第１切刃と前記第２切刃との噛み合い深さ
Ｒ：前記第１切刃の等速円運動の半径
Ｌ：前記ウェブの切断長
Ｗ：前記ウェブの幅
θ１：前記ウェブの切断開始時における前記第１切刃の角度
θ２：前記ウェブの切断終了時における前記第１切刃の角度
Ｋｘ：切断開始から切断終了までの前記第１切刃及び前記第２切刃の前記ウェブの搬送方向に対する移動量
Ｗｘ：切断開始から切断終了までの前記ウェブの移動量
ε：ウェブ引張量
となるように設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のウェブ切断装置では、ウェブの切断開始時点から切断終了時点までの間、ウェブを許容範囲内で引張した状態で搬送することにより、蛇行やばたつきのない状態でウェブを高速搬送し、ウェブを損傷することなく良好な状態で切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１〜図４は、本実施形態のウェブ切断装置１０の概略構成図であり、このウェブ切断装置１０により、一定の速度で搬送されるウェブ１２が搬送方向に対して所定長毎に切断される。なお、ウェブ１２としては、支持体上に感光材料からなる塗布膜が形成された感光フイルム等の多層構造ウェブを適用することができる。
【００１２】
ウェブ切断装置１０は、ガイドレール１４に案内されてウェブ１２の搬送方向及びその反対方向に移動自在な下刃ホルダ１６を有する。下刃ホルダ１６の上部には、図５〜図７に示すように、ウェブ１２の搬送方向と直交する方向に延在する下刃１８（第２切刃）が固定される。なお、下刃ホルダ１６の上流側及び下流側には、ウェブ１２を搬送するコンベア１９ａ及び１９ｂが配設される。
【００１３】
下刃ホルダ１６には、鉛直上方向に延在するガイドバー２０ａ、２０ｂが植設され、このガイドバー２０ａ、２０ｂに対して、上下方向に移動自在な状態で上刃ホルダ２２が保持される。上刃ホルダ２２の下部には、ウェブ１２の搬送方向と直交する方向に延在する上刃２４（第１切刃）が固定される。上刃２４は、図５〜図７に示すように、中央部が下刃１８から離間する逆Ｖ字状に形成される。
【００１４】
上刃ホルダ２２の中央部には、第１リンク部材２６の上端部が軸支され、第１リンク部材２６の下端部には、第２リンク部材２８の一端部が軸支される。第２リンク部材２８の他端部には、モータ等の回転駆動源３０の回転軸３２が軸支される。
【００１５】
本実施形態のウェブ切断装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作について説明する。
【００１６】
図１に示すように、ウェブ１２が下刃１８及び上刃２４間に搬入された状態において、回転駆動源３０が駆動され、上死点にある第２リンク部材２８の端部が矢印Ａ方向に等速円運動を開始すると、第２リンク部材２８に下端部が軸支された第１リンク部材２６がウェブ１２の搬送方向Ｂと逆の方向に移動しつつ下降する。このとき、第１リンク部材２６の上端部に軸支された上刃ホルダ２２がガイドバー２０ａ、２０ｂに沿って矢印Ｃ１方向に下降するとともに、ガイドバー２０ａ、２０ｂを介して下刃ホルダ１６が矢印Ｄ１方向（ウェブ１２の搬送方向Ｂと逆方向）に移動する（図５参照）。
【００１７】
第２リンク部材２８の回転角度が上死点から９０゜を超えると、図２に示すように、下刃ホルダ１６がウェブ１２の搬送方向Ｂと同じ矢印Ｄ２方向に移動を開始する。
【００１８】
そして、第２リンク部材２８の回転角度９０゜と下死点である回転角度１８０゜（図３参照）との間の所定の範囲において、矢印Ｃ１方向に下降する上刃ホルダ２２に固定された上刃２４と下刃ホルダ１６に固定された下刃１８とによってウェブ１２が切断される（図６及び図７参照）。このとき、下刃１８及び上刃２４は、下刃ホルダ１６及び上刃ホルダ２２とともに矢印Ｄ２方向に移動しており、ウェブ１２を矢印Ｂ方向に一定速度で搬送させながら切断処理が行われる。
【００１９】
ウェブ１２が切断された後、第２リンク部材２８の端部が下死点から矢印Ａ方向にさらに回転すると、上刃ホルダ２２が矢印Ｃ２方向に上昇し（図３参照）、次いで、第２リンク部材２８の端部の回転角度が下死点から９０゜を超えると、下刃ホルダ１６が再び矢印Ｄ１方向に移動した後（図４参照）、図１の状態に復帰する。
【００２０】
次に、以上のようにしてウェブ１２を切断するウェブ切断装置１０の設定条件につき、図８〜図１１に基づいて説明する。
【００２１】
図８において、Ｗは、ウェブ１２の幅、γは、ウェブ１２の平面に対する上刃２４の傾斜角度であるシア角を表す。図９は、下刃１８及び上刃２４によるウェブ１２の切断開始時の状態を示し、Ｔは、このときの上刃２４の中央部と下刃１８との距離を表す。図１０は、上刃２４が下死点まで移動した状態を示し、δは、このときの上刃２４の中央部と下刃１８との距離である噛み合い深さを表す。
【００２２】
シア角γは、
０．５゜≦γ≦２．０゜                                          …（１）
に設定することが好ましい。シア角γが０．５゜未満の場合、下刃１８及び上刃２４に掛かる荷重が大きく、２．０゜を超えた場合、ウェブ１２の切断開始から終了までの上刃２４の移動量が大きくなるとともに、下刃１８及び上刃２４の矢印Ｄ２方向への移動速度の変動範囲も大きくなってしまう。移動速度の変動範囲が大きくなると、下刃１８及び上刃２４の移動速度とウェブ１２の搬送速度との差が大きくなるため、下刃１８及び上刃２４によってウェブ１２に過剰な引張力が加わり、ウェブ１２を損傷してしまうおそれがある。
【００２３】
噛み合い深さδは、
０．５ｍｍ≦δ≦１．５ｍｍ                                      …（２）
に設定することが好ましい。噛み合い深さδが０．５ｍｍ未満の場合、ウェブ１２を完全に切断できないおそれがあり、１．５ｍｍを超えた場合、ウェブ１２の切断開始から完了までの上刃２４の移動量が大きくなり過ぎる。
【００２４】
図１１において、等速円運動する上刃２４の周速度をＶｃ、ウェブ１２の搬送速度をＶｗ、ウェブ１２の搬送方向Ｂに対する周速度Ｖｃの速度成分と、ウェブ１２の搬送速度Ｖｗとが同じになるときの上刃２４の下死点からの角度をαとすると、
Ｖｃ・ｃｏｓα＝Ｖｗ                                          …（３）
の関係が成立する。
【００２５】
一方、第２リンク部材２８のクランク長に等しい上刃２４の等速円運動の半径をＲ、搬送速度Ｖｗで等速搬送されるウェブ１２の切断長をＬとすると、等速円運動をする上刃２４によってウェブ１２を連続的に切断するためには、上刃２４が１回転する周期とウェブ１２が切断長Ｌだけ搬送される周期とが等しくなければならないことから、
２πＲ／Ｖｃ＝Ｌ／Ｖｗ                                        …（４）
の関係が成立する。
【００２６】
従って、ウェブ１２を弛ませることなく切断できる条件は、−１≦ｃｏｓα≦１であることから、（３）式及び（４）式より、
Ｒ≧Ｌ／（２π）                                              …（５）
となる。なお、下刃１８は、ウェブ１２の搬送方向Ｂと同一直線上を移動するが、図１１では、説明の便宜上、上刃２４と同一の円周上を移動するものとして示している。
【００２７】
次に、ウェブ１２の切断開始時の状態を示す図９において、
Ｔ＝（Ｗ／２）ｔａｎγ                                        …（６）
の関係があり、上刃２４がウェブ１２を切断開始するときの下死点からの角度θ１は、図１１から、
θ１＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−Ｔ−δ）／Ｒ）                          …（７）
である。また、上刃２４の中央部がウェブ１２の切断を終了するときの上刃２４の下死点からの角度をθ２とすると、
θ２＝ｃｏｓ-1（（Ｒ−δ）／Ｒ）                              …（８）
である。従って、ウェブ１２の切断開始から切断終了までのウェブ１２の搬送方向Ｂに対する上刃２４の移動量Ｋｘは、
Ｋｘ＝Ｒ（ｓｉｎθ１−ｓｉｎθ２）                            …（９）
となる。
【００２８】
一方、切断開始から切断終了までのウェブ１２の搬送方向Ｂに対する移動量Ｗｘは、切断開始から切断終了までの処理時間ｔが、
ｔ＝Ｒ（θ１−θ２）／Ｖｃ                                  …（１０）
であり、また、
ｔＶｗ＝Ｗｘ                                                …（１１）
であるから、（４）、（１０）及び（１１）式を用いて、
Ｗｘ＝Ｌ（θ１−θ２）／（２π）                            …（１２）
となる。
【００２９】
従って、切断終了時におけるウェブ１２の引張量εは、
ε＝Ｋｘ−Ｗｘ                                              …（１３）
となる。本実施形態では、この引張量εを、
０．０ｍｍ≦ε＜５．０ｍｍ                                  …（１４）
に設定する。引張量εが５．０ｍｍ以上になると、ウェブ１２が引きちぎられた状態となり、切断面に髭状物が生じてしまう。また、切断面が直線状に形成されず、例えば、中央部から両側部に掛けて傾斜した略＜形状の切断面が形成されてしまう。なお、引張量εは、より好ましくは、
０．５ｍｍ≦ε≦３．０ｍｍ                                  …（１５）
に設定する。
【００３０】
以上のように、上刃２４のシア角γを０．５゜≦γ≦２．０゜（（１）式）に設定することにより、下刃１８及び上刃２４に対して大きな荷重が掛かることがなく、また、ウェブ１２の切断開始から終了までの上刃２４の移動量を必要最小限として装置の小型化に貢献することができる。しかも、移動量が小さくなることで下刃１８及び上刃２４の移動速度の変動範囲も小さくなるため、ウェブに過剰な引張力が加わることなく、良好な切断処理を行うことができる。
【００３１】
また、下刃１８及び上刃２４の噛み合い深さδを０．５ｍｍ≦δ≦１．５ｍｍ（（２）式）に設定することにより、ウェブ１２を確実に切断することができるとともに、装置の小型化に貢献することができる。
【００３２】
さらに、Ｒ≧Ｌ／（２π）（（５）式）の関係に設定することにより、ウェブ１２を弛ませることなく切断することができる。この場合、上方向からウェブ１２に当接する上刃２４がウェブ１２の表面の感光材料等に接触することがなく、従って、ウェブ１２を損傷してしまうおそれがない。
【００３３】
さらにまた、ウェブ１２の切断終了時での引張量εを０．０ｍｍ≦ε＜５．０ｍｍ（（１４）式）、より好ましくは、０．５ｍｍ≦ε≦３．０ｍｍ（（１５）式）に設定することにより、前記（５）式の条件と相俟って、切断処理中にウェブ１２に弛みが生じることがなく、ウェブ１２が引きちぎれることのない適切な範囲で引張力が付与されるため、蛇行やばたつきのない状態でウェブ１２を高速搬送し、良好な状態からなる切断面を形成することができる。また、切断直後において、ウェブ１２の切断面近傍が上刃２４に接触することがないため、極めて良好な状態の製品を形成することができる。
【００３４】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態のウェブ切断装置の概略構成図である。
【図２】本実施形態のウェブ切断装置の概略構成図である。
【図３】本実施形態のウェブ切断装置の概略構成図である。
【図４】本実施形態のウェブ切断装置の概略構成図である。
【図５】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃による切断前の状態の説明図である。
【図６】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃による切断時の状態の説明図である。
【図７】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃による切断終了時の状態の説明図である。
【図８】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃の各パラメータの説明図である。
【図９】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃の各パラメータの説明図である。
【図１０】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃の各パラメータの説明図である。
【図１１】本実施形態のウェブ切断装置を構成する下刃及び上刃とウェブとの関係説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…ウェブ切断装置            １２…ウェブ
１４…ガイドレール              １６…下刃ホルダ
１８…下刃                      ２０ａ、２０ｂ…ガイドバー
２２…上刃ホルダ                ２４…上刃
２６…第１リンク部材            ２８…第２リンク部材
３０…回転駆動源                ３２…回転軸
【図１】
2007210075.tif 000003
【図２】
2007210075.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007210075.tif 000009
【図８】
2007210075.tif 000010
【図９】
2007210075.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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