JP2010538941A - ライナ付きテープアプリケータ - Google Patents

Abstract

ライナ付きテープアプリケータについて記載する。アプリケータは、外周面を有する張力ホイールと、テープ経路と、ライナ経路とを備える。テープ経路は、外周面にまで延びるテープ供給部分と、外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分と、外周面からテープアプリケータロールにまで延びるテープ貼着部分とを有する。ライナ経路は、テープ経路に一致するライナ付きテープ部分と、外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分と、テープアプリケータロールからライナ巻き付き部分にまで延びるライナ張力部分と、ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し部分とを有する。

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は２００７年９月１７日出願の米国仮特許出願第６０／９７２，９１９号の利益を主張するものであり、その開示の全容を本明細書に援用する。

（発明の分野）
本開示はライナ付きテープアプリケータに関する。

簡単に述べると、本開示は一態様において、外周面を有する張力ホイールと、テープ経路と、ライナ経路とを備えるライナ付きテープアプリケータを提供する。テープ経路は、外周面にまで延びるテープ供給部分と、外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分と、外周面からテープアプリケータロールにまで延びるテープ貼着部分を有する。ライナ経路は、テープ経路に一致するライナ付きテープ部分と、外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分と、テープアプリケータロールからライナ巻き付き部分に延びるライナ張力部分と、ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し部分を有する。

いくつかの実施形態では、ライナ付きテープアプリケータは、テープ供給アセンブリとテープ平面ロールとを更に備え、テープ経路のテープ供給部分がテープ供給アセンブリからテープ平面ロールの周囲を通って張力ホイールの外周面へと延びる。

いくつかの実施形態では、第１の巻き付き角度は少なくとも４５°かつ２７０°以下である。いくつかの実施形態では、第２の巻き付き角度は第１の巻き付き角度以下である。

いくつかの実施形態では、ライナ付きテープアプリケータは、ライナ経路のライナ張力部分に配置された第１のアイドラロール及び第２のアイドラロールを更に備える。いくつかの実施形態では、ライナ付きテープアプリケータは、テープ経路のテープアプリケータ部分に配置された第３のアイドラロール及び第４のアイドラロールを更に備える。

いくつかの実施形態では、ライナ付きテープアプリケータは張力ホイールブレーキを更に備える。いくつかの実施形態では、ライナ巻き戻し要素は傾き駆動部（tendency drive）を有する。いくつかの実施形態では、ライナ付きテープアプリケータは回転ホイールカッターを更に備える。

別の態様では、本開示は、フレームと、それぞれがフレームに取り付けられた外周面及びアプリケータロールを有する張力ホイールとを備えるライナ付きテープアプリケータを提供する。ライナ付きテープアプリケータはまた、テープ供給アセンブリから張力ホイールの外周面までのテープ供給経路を画定するテープ供給アセンブリ及びテープ平面ロール、並びに、アプリケータロールと張力ホイールとの間のライナ張力経路を画定する、フレームに取り付けられた第１のアイドラロール及び第２のアイドラロールを備える。ライナ付きテープアプリケータは、張力ホイールからアプリケータロールにまで延びるテープ貼着経路、及び、張力ホイールからライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し経路を更に備える。

本開示は別の態様において、ライナ付きテープを基材の表面に貼着する方法を提供する。いくつかの実施形態では、この方法は、外周面を有する張力ホイールと；外周面にまで延びるテープ供給部分と、外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分と、外周面からテープアプリケータロールにまで延びるテープ貼着部分とを有するテープ経路と；テープ経路に一致するライナ付きテープ部分と、外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分と、テープアプリケータロールからライナ巻き付き部分にまで延びるライナ張力部分と、ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し部分とを有するライナ経路と、を備えるライナ付きテープアプリケータであって、ライナ付きテープアプリケータのアプリケータロールの下方に基材を配置する工程を含む。この方法は、テープ経路を辿るテープであって、第１の接着面及び第２の接着面を有するテープと、ライナ経路を辿るライナであって、第１の接着面に隣接するライナとを供給する工程と、アプリケータロールを下げることによって、第２の接着面を基材の表面と接触させる工程と、ライナが巻き取られ、テープが基材の表面に接着されるように、ライナ巻き戻し要素を駆動して基材とアプリケータロールとの間に相対運動を生じさせる工程と、を更に含む。

いくつかの実施形態では、ライナ経路のライナ張力部分におけるライナのひずみは、テープが基材の表面に貼着される速度とは独立している。いくつかの実施形態では、張力ホイールの半径をＲ、ライナの厚さをＬ、テープとライナの厚さの合計をＴとした場合、ライナ経路のライナ張力部分におけるライナのひずみが、
（Ｌ＋Ｔ）／（２Ｒ＋Ｔ）
に比例する。

本開示の上記の概要は、本発明の各々の実施形態を説明することを目的とするものではない。本発明の１以上の実施形態の詳細を更に下記に述べる。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、下記の説明及び特許請求の範囲より明らかとなろう。

本開示のいくつかの実施形態に基づく例示的なライナ付きテープアプリケータを示す図。 本開示のいくつかの実施形態で使用することができる例示的なライナ付きテープの断面図。 本開示のいくつかの実施形態に基づく例示的なライナ付きテープアプリケータの一部の要素を示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくライナ付きテープアプリケータの例示的なアプリケータ部分を示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくライナ付きテープアプリケータの例示的なアプリケータ部分を示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくライナ付きテープアプリケータの例示的なアプリケータ部分を示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくアプリケータ部分を組み込んだ例示的なライナ付きテープアプリケータを示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくアプリケータ部分を示す図。 本開示のいくつかの実施形態に基づくアプリケータ部分を示す図。 図６ａ及び６ｂのアプリケータ部分のアプリケータ及びアイドラロールを動かすための例示的な一手段を示す図。 図６ａ及び６ｂのアプリケータ部分のアプリケータ及びアイドラロールを動かすための例示的な一手段を示す図。 図６ａ及び６ｂのアプリケータ部分のアプリケータ及びアイドラロールを動かすための例示的な第２の手段を示す図。 図６ａ及び６ｂのアプリケータ部分のアプリケータ及びアイドラロールを動かすための例示的な第２の手段を示す図。

固定されたテープヘッドに対して基材を動かすか、又は固定された基材に対してテープヘッドを動かすことのいずれかによってテープを表面に適用することがしばしば望ましい。場合によっては、テープヘッド及び基材の両方を互いに対して動かす場合もある。例えば、転写接着剤又は両面コーティングテープを貼着するようないくつかの状況では、テープの片面にライナを設ける。いくつかの状況では、ライナをテープと一緒に基材に貼着する場合もある。しかしながら、いくつかの状況では、テープを貼着する際にライナを剥がすことが望ましい場合がある。

本発明者は、テープの貼着過程の全体を通じて、テープ及び剥がされたライナの両方においてある程度の張力を維持することが重要な場合があることを発見した。本発明者は、また、テープ供給ロールの大きさやテープの貼着速度とは無関係に、貼着過程の全体を通じてライナに一定の張力を維持することが望ましい場合があることも発見した。

いくつかの用途では、一連の部品の正確な位置にテープを貼着する必要がある場合がある。本発明者は、また、一連の部品の間でアプリケータロールが持ち上げられたり、下げられたりする際に、アプリケータロールに対してテープの位置を固定しておくことが望ましい場合があることも発見した。

本開示のいくつかの実施形態に基づく例示的なライナ付きテープアプリケータ１を図１に示す。一般にテープアプリケータ１は、例えばテープ支持部４などの選択された要素を取り付けることが可能なフレーム２を備える。テープ支持部４は、支持アーム５を介してフレーム２に取り付けられる。ライナ付きテープアプリケータ１は、例えばアイドラロール４１、４２及び４３などの１以上のアイドラロールも備えうる。他の要素と同様、これらのアイドラロールは、テープ供給部３から張力ホイール２０の周囲を通り、アプリケータロール３０へとテープ１０を導く所望のテープ経路を得るために取り付けることができる。同様に、アイドラロール４４及び４５のような更なるアイドラロール並びに他の要素を加えることによって、アプリケータロール３０までテープ経路を辿り、張力ホイール２０、更にはライナ巻き戻し要素２５に巻き付くように続くライナ１６の所望のライナ経路を得ることができる。例えばテープ平面ローラ５０及びブレーキ７０などの場合に応じて用いられる更なる要素も含まれうる。

図２を参照すると、例示的なテープ１０は、コア１４の両側に位置する第１の接着面１１及び第２の接着面１２を有している。テープ１０はライナ１６を更に有する。いくつかの実施形態では、第１及び／又は第２の接着面はコアと一体形成してもよい。例えば、一部の非支持型接着フィルム及び接着フォームは粘着性を有し、その表面が接着面となる。いくつかの実施形態では、コア層に直接接着された別の接着層によって一方又は両方の接着面を与えることができる。いくつかの実施形態では、コア層に間接的に接着された別の接着層によって一方又は両方の接着面を与えてもよい。すなわち、接着層とコア層との間に１以上の更なる層（例えばプライマー層及び／又は支持層）を配置することができる。

一般に、感圧接着剤（例、アクリレート、ゴム、ブロックコポリマーなど）、活性化接着剤（例、熱活性化又は水分活性化接着剤）、及び硬化性接着剤（例、熱硬化性接着剤）などの任意の周知の接着剤を使用することができる。一般に、任意の周知のコア材料を使用することができる。例えば、コアは、紙、ポリマーフィルム、フォーム（例、接着フォーム）、繊維状ウェブ（例、織布及び不織布、スクリムなど）、金属（例、箔）などのうちの１以上から構成されてよい。

ライナ１６は、第１の接着面１１と接触する第１のライナ面１７、及び第２のライナ面１８を有する。紙又はポリマーフィルム基材から構成されるものなど、任意の周知のライナを使用することができる。一方又は両方のライナ面が、例えばシリコーン、フルオロポリマー、フルオロシリコーン、ポリオレフィンなどの剥離物質を有してもよい。

本開示のいくつかの実施形態に基づく例示的なライナ付きテープアプリケータの１つの各要素の更なる詳細を図３に示す。一般に、テープアプリケータ１００は、テープ経路１８０及びライナ経路１９０を得るために選択された要素を取り付けることが可能なフレーム（図示せず）を備える。

テープ経路１８０は、テープ供給源（図示せず）から、ライナ１６の第２のライナ面１８が張力ホイール１２０の外周面１２２と接触する点１８０ａへと延びるテープ供給部分１８１を有する。一般に、テープ１０のライナが設けられた側の面が外周面１２２と接触すれば、供給ロールから張力ホイールにテープを供給するうえで任意のテープ経路を使用することができる。いくつかの実施形態では、外周面１２２に対して特定の角度をなすようにテープを供給することができる。いくつかの実施形態では、テープ経路１８０のテープ供給部分１８１は、第２のライナ面１８を外周面１２２と接触させるようにテープを回転させる補助となるテープ平面ローラ１５０を有する。

テープ１０に付着させられたライナ１６は、テープ経路１８０のテープ巻き付き部分１８２を画定する張力ホイール１２０の外周面１２２の少なくとも一部分に接触して巻き付く。テープ巻き付き部分１８２は、第２のライナ面１８が張力ホイール１２０の外周面１２２と最初に接触する点１８０ａから第２のライナ面と外周面１２２との接触が終了する点１８０ｂにまで延びる。いくつかの実施形態では、テープ巻き付き角度、すなわち点１８０ａと点１８０ｂとの間に含まれる角度は、少なくとも４５°であり、いくつかの実施形態では少なくとも９０°、少なくとも１８０°、少なくとも２７０°、又は更には少なくとも３００°である。所望のテープ巻き付き角度を得るには、例えばアイドラロールのような適切に配置されたガイドが必要とされる場合もある。

テープ経路１８０は、第２のライナ面と外周面１２２との接触が終了する点１８０ｂから、第２の接着面１２が基材８と接触してコア１４が基材表面９に接着されるアプリケータロール１３０の点１８０ｃへと延びるテープ貼着部分１８３を更に有する。いくつかの実施形態では、点１８０ｃはテープアプリケータロールの中心の真下に配置される。

更に図３を参照すると、ライナ経路１９０は、ライナ１６がテープ１０の第１の接着面１１に付着している第１の部分と、ライナ１６が剥離されて第１の接着面１１が露出している第２の部分とを有している。説明を分かりやすくするため、ライナは、アプリケータロール３０の近くでテープ１０から剥離される前は１６として示すものとする。ライナがテープから剥離された後はライナを１６’として示すものとする。

ライナ経路１９０の第１の部分は、ライナ１６がテープ１０の第１の接着面に付着しているテープ経路１８０の部分、すなわち、テープ供給ロールから、張力ロール１２０の周囲を通って点１９０ａに到る部分と等しく一致している。点１９０ａはライナ１６が剥離される位置、すなわち、第１の剥離面１７が第１の接着面１１から分離される位置を示す。ライナ経路１９０のこの部分を、ライナ付きテープ部分１９１と呼ぶ。いくつかの実施形態では、点１９０ａは点１８０ｃと一致している。

ライナ経路１９０の第２の部分は、ライナ張力部分１９２、ライナ巻き付き部分１９３、及びライナ巻き戻し部分１９４を有する。ライナ張力部分１９２は、ライナ１６’が第１の接着面１１から剥離される点１９０ａから始まる。ライナ張力部分１９２は、第２のライナ面１８が張力ホイール１２０の外周面の近くでテープ１０の第２の接着面１２と接触する点１９０ｂにまで延びる。いくつかの実施形態では、ライナ１６’がライナ経路１９０のライナ張力部分１９２を通過する際、アイドラロール１４４及び１４５などの場合により用いられる１個以上のアイドラロールを通過する。

ライナ巻き付き部分１９３は、点１９０ｂから始まり点１９０ｃにまで延びる、ライナ１６’が第２の接着面１２と一時的に接触するライナ経路１９０の部分からなる。いくつかの実施形態では、ライナ巻き付き角度（すなわち、点１９０ｂと点１９０ｃとの間に含まれる角度）は、テープ巻き付き角度よりも小さいか又はこれと等しい。いくつかの実施形態では、ライナ巻き付き角度は少なくとも４５°であり、いくつかの実施形態では少なくとも９０°、少なくとも１２０°、少なくとも１８０°、又は更には少なくとも２７０°である。所望のライナ巻き付き角度を得るには例えばアイドラロールのような適切に配置されたガイドが必要とされる場合もある。

ライナ経路１９０は、ライナ１６’がテープ１０の第２の接着面１２から剥離される点（すなわち点１９０ｃ）から、例えばアイドラロール１４１のような場合により用いられる１個以上のアイドラロールの周囲を通ってライナ巻き戻し要素１２５にまで延びるライナ巻き戻し部分１９４を更に有する。いくつかの実施形態では、ストリップロール又はストリッププレートを使用して第２の接着面からライナを剥離する補助としてもよい。

図３の例示的なライナ付きテープアプリケータ１００のアプリケータ部分を、図４ａ、４ｂ及び４ｃにより詳細に示す。ライナ付きテープアプリケータは以下のように動作しうる。図４ａを参照すると、アイドラロール１４４及びアプリケータロール１３０は下げられた位置（すなわち張力ホイールから遠い位置）にあって、テープ１０の第２の接着面１２を所望の圧力で基材表面９と接触させている。例えば空圧シリンダ又は当該技術分野では周知の他の手段を用いて各ロールを下げ、圧力を作用させることができる。

一般に、ライナ付きテープアプリケータは地面に対して任意の向きで配置することができ、したがって本明細書で云うところの「持ち上げられた」とは、張力ホイールの近くに配置又は動かされることを意味し、「下げられた」とは張力ホイールから遠くに配置又は動かされることを意味する。したがって、ライナ付きテープアプリケータが直立している場合、すなわち張力ホイールがアプリケータロールよりも上にある場合には、アプリケータロールが張力ホイールの方向に「持ち上げられる」際に地面に対するアプリケータロールの高さは増大することになる。これに対して、張力ホイールがアプリケータロールの下となるようにライナ付きテープアプリケータが倒立している場合、アプリケータロールが張力ホイールの方向に「持ち上げられる」に従って地面に対するアプリケータロールの高さは減少することになる。

図３を参照すると、ライナ巻き戻し要素１２５はクラッチによって動作する。クラッチは、基材８が静止している時にはライナ巻き戻し要素１２５が滑るように、すなわちライナが巻き取られないように設定されている。この後、基材とテープアプリケータとの間で相対運動が生じるとアプリケータロール１３０が回転する。例えば、いくつかの実施形態では、基材８は図４ａで矢印Ｙで示される方向に（手動又は自動で）動かされる。また、いくつかの実施形態では、テープアプリケータを例えばロボットアームによって動かすこともできる。この相対運動が加わることにより、ライナ巻き戻し要素１２５はライナを引っ張り始めることができる。クラッチは一定の最大値よりも低い値に設定し、それよりも高い値では基材が動かされていなくてもライナ巻き戻し要素がライナを引っ張るようにすることができる。一般に、クラッチは、基材とテープアプリケータとを互いに対して動かすために必要とされる所望の力を生じ、ライナ巻き戻し要素がライナ１６’を前進させることができるように設定することができる。このような駆動システムは傾き駆動（tendency drive）と呼ばれる場合がある。別の傾き駆動を使用することもできる。

図３に示されるように、ライナ１６’の第２のライナ面１８は、ライナ巻き付き部分１９３においてテープ１０の第２の接着面１２と接触する。一般に、ライナ１６’の第２のライナ面１８は、第２の接着面１２に対する充分な接着力を与えることによってこれらの面の間の滑りが抑制又は防止されるように選定される。したがって、ライナ１６’がライナ巻き戻し要素１２５によって巻き取られるに従って、張力ホイール１２０が回転して更なるテープ１０をテープ供給部から引き出す。各種の周知の表面処理を用いて第２のライナ面１８と第２の接着面１２との間の接着力を高めることができるが、接着力は、点１９０ｃにおいて第２の接着面を傷つけずにライナ１６’を剥離することができるように充分に低くなければならない。

いくつかの実施形態では、第２のライナ面１８を第２の接着面１２から分離するために必要とされる力が第１のライナ面１７を第１の接着面１１から分離するために必要とされる力よりも小さくなるように、第１のライナ面１７及び第２のライナ面１８を選定することが望ましい。これらの分離力の差を大きくすることによってライナの取り違えが生ずる可能性が低くなる。ライナの取り違えは、第２のライナ面１８が第２の接着面１２から剥離されようとする際、剥離力が非常に大きいために、代わりに第１のライナ面１７と第１の接着面１１との界面においてテープ１０がライナ１６から分離してしまうために起こる。

張力ホイール１２０は、固定された半径Ｒを有するため、張力ホイール１２０が固定された角速度Ｗで回転する際、外周面の線速度は一定であり、ＷにＲを乗じたもの（Ｗ・Ｒ）に等しい。テープ１０と第１の接着面１１に付着したライナ１６の部分とを合わせた厚さをＴとすれば、テープの線速度はＷ・（Ｒ＋Ｔ／２）である。最後に、ライナ１６’の厚さをＬとすれば、張力ホイールの外周面から最も遠いライナ（すなわち、第２の接着面１２と接触するライナ１６’の部分）の線速度はＷ・（Ｒ＋Ｔ＋Ｌ／２）である。一般に、ライナ経路１９０のライナ張力部分１９２におけるライナ１６’のひずみＳは一定であり、テープ１０とテープ１０が張力ホイール１２０に巻き付く際に第２の接着面１２に接触するライナ１６’の部分との間の速度の差を、テープ１０の速度で除したものに比例する。すなわち、

式中、記号∝は「〜に比例する」ことを示す。これは、下式に簡約化することができる。

したがって、テープが貼着される速度とは無関係に、ライナのひずみは貼着過程の全体を通じて一定であり、張力ホイール１２０の半径を選定することによって所与のテープ及びライナに対して所望の値に設定することができる。

ライナ１６’がライナ巻き戻し要素１２５に巻き取られるに従って、テープ１０はテープ経路１８０に沿って、テープ供給部から張力ロールの周囲を通ってアプリケータロールにまで引かれ、そこで基材表面９に貼着される。最初、ライナ１６は第１の接着面１１に付着しており、テープ１０と共にテープ経路１８０を辿る。次いでライナ１６はテープから剥離され（この時点でライナ１６’として示す）、経路１９０に沿って引き続き進み、ここで第２のライナ面１８が第２の接着面１２と接触し、張力ホイールに巻き付き、上記に述べたようにライナ巻き戻し要素１２５に巻き取られるように進む。

図４ｂを参照すると、所望の長さのテープが基材に貼着された時点でアイドラロール１４４及びアプリケータロール１３０が持ち上げられる（すなわち張力ホイールの方向に動かされる）。いくつかの実施形態では、基材８と剥離されたライナ１６’との間にカッター１６０が配置される。アイドラロール１４４及びアプリケータロール１３０が持ち上げられるとコア１４がカッター１６０と接触してコアが切断される。コア１４が切断されると、剥離されたライナ１６’は切断されることなくライナ経路１９０のライナ張力部分１９２に沿って引き続き進む。

いくつかの実施形態では、カッター１６０は回転ブレードであってよい。いくつかの実施形態では、潤滑剤を例えばウィックなどによってカッター１６０に断続的又は連続的に塗布することができる。一般に、コア１４に対するカッター１６０の向きは、テープが所望の角度及びベベルで切断されるように選定することができる。一般に、アプリケータロールに対するカッター１６０の位置は、周知の設計上の考慮点に従って選定することができる。いくつかの実施形態では、コア１４が点１９０ａ、すなわちライナが接着面１１から剥離される点のできるだけ近くで切断されるようにカッター１６０を配置することが望ましい場合がある。

いくつかの実施形態では、アイドラロール１４４がアプリケータロール１３０と同時にかつアプリケータロール１３０と同じ量、すなわち距離Ｘだけ、アプリケータロール１３０’及びアイドラロール１４４’として点線で示されるようなテープ貼着時のそれぞれの位置に対して持ち上げられるようにアイドラロール１４４がアプリケータロール１３０と連動される。一般に、ライナ付きテープアプリケータ１００の残りの要素は張力ホイールに対して固定されたままである。

テープ及びライナの張力を維持するため、いくつかの実施形態では、アプリケータロール１３０及びアイドラロール１４４が張力ホイールの方向に持ち上げられることによってテープ１０（コア１４を含む）及びライナ１６’の運動を生ずる。図４ａを参照すると、点１４ａは、アプリケータロール及びアイドラロールを持ち上げる直前におけるアプリケータロールの底部の中心点１３０ａの真下のコア１４の位置を示す。同様に、点１６ａは、アイドラロール１４４ａの頂部の中心点の真上のライナ１６’の位置を示す。

図４ｂを参照すると、アプリケータロール及びアイドラロールが持ち上げられると、テープ１０及びライナ１６’がウェブの下流に移動してテープ経路のテープアプリケータ部分１８３及びライナ経路のライナ張力部分１９２に形成される弛みがすべて取り除かれる。図に示されるように、点１６ａは、ライナ１６’がアイドラロール１４４の頂部の中心点１４４ａに対して時計回りに前進するに従って移動する。同様に点１４ａは、コア１４がアプリケータロール１３０の底部の中心点１３０ａに対して反時計回りに前進するに従って移動する。

テープが切断される正確な位置は、基材の表面、アプリケータロールの底部の中心点、及びテープに対するカッターの位置によって変わる。いくつかの実施形態において、テープが切断されるために持ち上げられる際のアプリケータロールに対するテープの運動が、一部の用途では望ましくない場合がある。例えば、基材の表面上の正確な位置でテープの貼着を開始することは困難な場合がある。

例えば、図４ｃを参照すると、テープが切断された後、新たな基材８をアプリケータロール１３０の下方に配置することができる。一般に、開始点９ａがテープの貼着が開始されるべき表面９上の位置を示すものとして、開始点９ａがアプリケータロールの底部の中心点１３０ａの下となるように基材を配置することが有用である場合がある。しかしながら図４ｃに示されるように、いくつかの実施形態ではアプリケータロール１３０及びアイドラロール１４４が下げられる際にライナ１６’及びコア１４が上流に逆戻りしてしまう。

具体的には、点１６ａは、ライナ１６’がアイドラロール１４４の頂部の中心点１４４ａに対して反時計回りに後退するに従って移動する。同様に点１４ａは、コア１４がアプリケータロール１３０の底部の中心点１３０ａに対して時計回りに後退するに従って移動する。いくつかの実施形態では、点１４ａの位置はアプリケータロールの中心点の真下には配置されない。このため、テープは所望の開始点９ａにおいて貼着されず、コア１４がアプリケータロールの下で前進して表面９と接触するような充分な量だけ基材８が動かされた後にようやくテープが貼着される。

図５を参照すると、例示的なライナ付きテープアプリケータ２００は、特定の用途においてアプリケータロールに対するテープの運動が問題となる場合にこれを低減又は防止することが可能なアプリケータ部分を備えている。アプリケータ部分は図５の例示的なライナ付きテープアプリケータを参照して説明するが、本開示のアプリケータ部分はこうしたアプリケータに限定されるものではない。

図５を参照すると、例示的なライナ付きテープアプリケータ２００は以下のように動作しうる。図に示されるように、アイドラロール２４４及びアプリケータロール２３０は、張力ホイール２２０に対してそれぞれ下げられた位置にあり、基材８はテープ１０が所望の圧力で基材表面９と接触するようにしてアプリケータロールの下方に配置されている。例えば空圧シリンダ又は当該技術分野では周知の他の手段を用いて各ロールを下げ、圧力を作用させることができる。

ライナ巻き戻し要素２２５は、例えばクラッチ駆動のような傾き駆動（tendency drive）によって動作する従動ローラである。クラッチは、基材８が静止している時にはライナ巻き戻し要素２２５が滑るように、すなわちライナが巻き取られないように設定されている。次いでテープアプリケータと基材との間で相対運動を生じさせる。例えば基材が矢印Ｙで示される方向に（手動又は自動で）動かされると、アプリケータロール２３０が回転する。基材の運動によって更なる力が与えられると、テープが基材に貼着されるに従ってライナ巻き戻し要素２２５はライナ１６’を引っ張り始めることが可能となる。

ライナ１６’がライナ巻き戻し要素２２５に巻き取られるに従って、張力ホイール２２０がライナによって回転させられ、テープ供給部から更なるテープが引き出される。張力ホイール２２０は固定された半径を有するため、張力ホイール２２０が固定された角速度で回転する際の外周面２２２の線速度は一定である。したがって上記に述べたように、ライナ経路２９０のライナ張力部分２９２におけるライナ１６’のひずみＳは一定であり、テープ１０とテープ１０が張力ホイール２２０に巻き付く際に第２の接着面１２と接触するライナ１６’の部分との間の速度の差を、テープ１０の速度で除したものに比例する。これにより下式が得られる。

式中、Ｔはテープ１０と第１の接着面１１に付着したライナ１６の部分とを合わせた厚さであり、Ｌは第２の接着面１２と接触するライナ１６’の部分の厚さであり、Ｒは張力ホイール２２０の半径である。したがって、テープが貼着される速度とは無関係に、ライナのひずみは貼着過程の全体を通じて一定であり、張力ホイール２２０の半径を選定することによって所与のテープ及びライナに対して所望の値に設定することができる。

ライナ１６’がライナ巻き戻し要素２２５に巻き取られるに従って、テープ１０はテープ経路２８０に沿って、テープ供給部から張力ロール２２０の周囲を通ってアプリケータロール２３０にまで引かれ、そこで基材表面９に貼着される。テープ経路２８０は、張力ホイール２２０の外周面２２２にまで延びるテープ供給部分２８１、外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分２８２、及び、外周面からテープ１０が基材８の表面９に貼着されるテープアプリケータロール２３０にまで延びるテープ貼着部分２８３を有する。ライナ１６は、テープ経路と一致するライナ付きテープ部分２９１、張力ホイールの外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分２９３、ライナがテープの第１の接着面から剥離される点からライナ巻き付き部分にまで延びるライナ張力部分２９２、及び、ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素２２５にまで延びるライナ巻き戻し部分２９４を有するライナ経路２９０を辿る。

いくつかの実施形態では、所望の長さのテープが基材に貼着された時点で、ブレーキ２７０を用いて張力ホイール２２０を静止状態に保ちつつアプリケータロールを持ち上げ、テープを切断する。一般に、ブレーキは、張力ホイールの面又は外周縁などに接触してホイールが回転することを妨げる機械的（例えば摩擦）装置であってよい。張力ホイールを妨げる他の手段（other means of preventing the tensioning wheel）を使用することも可能である。

本開示のいくつかの実施形態に基づく例示的なアプリケータ部分を図６ａ及び６ｂに示す。図６ａを参照すると、所望の長さのテープが基材に貼着された後、アプリケータロール２３０並びにアイドラロール２４２及び２４３は最初にそれぞれの下げられた位置にある。テープ経路２８０は、テープ１０を張力ホイール（図示せず）からアイドラロール２４２にまで導き、そこでライナ１６がアイドラロール２４２の外周面と接触する。次いでコア１４の第１の接着面１１がアイドラロール２４３の外周面と接触する。いくつかの実施形態では、アイドラロール２４３の外周面を処理する（例えばプラズマコーティングする）ことによって第１の接着面１１に対する接着を低減又は防止する。次いでテープ１０はアプリケータロール２３０の下に進み、ここで第２の接着面１２によってコア１４が基材８の表面９に接着する。ライナ１６’が第１の接着面１１から剥離され、アイドラロール２４４及び２４５の周囲を通った後、ライナ経路のライナ張力部分２９２に沿って張力ホイール（図示せず）及びライナ巻き戻し要素（図示せず）へと進む。

所望の量のテープが基材に貼着された後、アプリケータロールに対する基材の運動を停止させ、いくつかの実施形態では張力ホイールにブレーキを作用させる。この時点で、テープ１０はテープアプリケータに対して静止している。異なるロールに対するテープ、コア、及びライナの位置を図６ａに示す。まず、基準点１０ａは、アイドラロール２４３の頂部の中心点２４３ａにおけるライナ１６を有するテープ１０の位置を示している。同様に、基準点１６ａは、アイドラロール２４４の頂部の中心点２４４ａにおけるライナ１６’の位置を示している。最後に、基準点１４ａは、アプリケータロール２３０の底部の中心点２３０ａにおけるコア１４の位置を示している。

一般に、アプリケータロール２３０並びにアイドラロール２４３及び２４４は１以上の持ち上げ機構に結合される。図６ｂを参照すると、アプリケータロール２３０が量Ｘだけ持ち上げられるとアイドラロール２４３及び２４４もやはり持ち上げられる。しかしながら、アプリケータロール及びアイドラロールがそれぞれ同じ量だけ持ち上げられる図４ａ、４ｂ及び４ｃに示したアプリケータ部分と異なり、アイドラロール２４３及び２４４はアプリケータロール２３０が距離Ｘだけ持ち上げられる際にＸの１／２だけそれぞれ持ち上げられるのみである。

アプリケータロールを距離Ｘだけ、かつ各アイドラロールをＸの１／２だけ持ち上げるような各種の持ち上げ機構を利用できる。例えば、いくつかの実施形態では、１個のピストンがアプリケータロールの運動を制御し、少なくとも１個の更なるピストンが各アイドラロールの運動を制御するような別々の空気ピストンを使用することができる。

いくつかの実施形態では、単一の装置を使用して３個のローラのすべてを持ち上げることができる。図７ａ及び７ｂを参照すると、テープアプリケータのアプリケータ部分の異なる部品に連結された把持シリンダ３００の概略図が示されている。把持シリンダ３００は、上部セグメント３３０と下部セグメント３２０との間に配置され、これらに結合された本体３１０を有している。上部セグメント及び下部セグメントは本体に動作可能に結合されている。すなわち、各セグメントは本体に連結されているが、本体に近づく方向及び本体から遠ざかる方向に自由に動くことができる。いくつかの実施形態では、上部セグメント及び本体セグメント（body segment）は、これらの相対運動が連動する、すなわち、一方のセグメントが本体に近づくか又は本体から遠ざかる方向に動く場合に他方のセグメントが同時かつ同じ量だけ本体に近づくか又は本体から遠ざかる方向に動くようにして本体に動作可能に結合される。例えば、上部セグメントが一定の距離だけ本体に近づく方向に動く場合に、下部セグメントも本体に近づく方向に同じ距離だけ動く。

通常の使用では、把持シリンダの本体は固定されており、上部及び下部セグメントは本体に近づくか又は本体から遠ざかる方向に等しい距離だけ同時に動く。しかしながら、図７ａ及び７ｂに概略的に示されるシステムでは、上部セグメント３３０の位置は、例えば上部セグメントをアプリケータのフレームに堅く固定することによって固定されている。そして本体３１０及び下部セグメント３２０は固定された上部セグメントに対して自由に動けるようになっている。アプリケータロール２３０は摺動アーム３２５によって下部セグメント３３０に結合されており、アプリケータロールと把持シリンダとの間の距離を調節して所望のテープ及びライナ経路を得ることが可能である。アプリケータロール２３０が下部セグメント３３０に結合されているため、アプリケータロール２３０の運動は下部セグメントの運動と一致する。

同様に、アイドラロール２４３及び２４４は摺動アーム３１５を介して本体３１０に結合されており、やはりこれらのロールの位置を調節してテープ及びライナ経路を変更することが可能である。アイドラロール２４３及び２４４の運動は本体の運動と一致する。アイドラロール２４２及び２４５の位置は固定されており、これによりテープ１０及びコア１４から剥離された後のライナ１６’の経路が完成する。

所望の長さのコア１４が貼着された時点で、把持シリンダ３００が動作して、下部セグメント３２０を本体３１０に近づく方向に距離Ｘの１／２だけ持ち上げると同時に、本体３１０を固定された上部セグメント３３０に近づく方向に距離Ｘの１／２だけ持ち上げる。この結果、貼着位置に対して、アプリケータロール２３０が図７ａに点線円２３０’によって示される持ち上げられた位置にまで全体の距離Ｘだけ持ち上げられるのに対して、アイドラロール２４３及び２４４は図７ａに点線円２４３’及び２４４’によってそれぞれ示されるそれぞれの持ち上げられた位置にまで距離Ｘの１／２だけ持ち上げられるのみである。それぞれの持ち上げられた位置にある異なるロールの相対位置を更に図７ｂに示す。

異なるロールを動かすための別の持ち上げ機構を図８ａ及び８ｂに概略的に示す。図８ａを参照すると、テープアプリケータのアプリケータセクションが、貼着位置にあるアプリケータ及びアイドラロールと共に示されている。アプリケータロール２３０が摺動アーム３２５を介して可動ギア３６０に結合されているのに対して、アイドラロール２４３及び２４４は摺動アーム３１５を介してスパーギア３７０に結合されている。スパーギア３７０は、可動ギアラック３６０と固定ギアラック３５０との間に配置されてこれらと噛合している。固定ギアラック３５０は例えばテープアプリケータのフレームに堅く固定することができる。アイドラロール２４２及び２４５は固定されており、これによりテープ１０及びコア１４から剥離された後のライナ１６’の経路が完成する。

例えば空気ピストンによって作動されると、アプリケータロール２３０は図８ａに点線円２３０’によって示される持ち上げられた位置にまで距離Ｘだけ持ち上げられる。アプリケータロールが持ち上げられるに従って可動ギアラック３６０が持ち上げられ、スパーギア３７０が回転する。スパーギア３７０に対する可動ギアラック３６０の運動及びスパーギア３７０の回転の結果、スパーギアは固定されたギアラック３５０に対して距離Ｘの１／２だけ動く。アイドラロール２４３及び２４４はスパーギア３７０に結合されているため、これらのロールはアプリケータロールが距離Ｘだけ動くと距離Ｘの１／２だけ望み通りに動く。アイドラロール２４３及び２４４の持ち上げられた位置を、図８ａに点線円２４３’及び２４４’によってそれぞれ示す。それぞれの持ち上げられた位置にある各ロールの相対位置を更に図８ｂに示す。

図６ａ及び６ｂを再び参照すると、いくつかの実施形態では、各アイドラロールをアプリケータロールが動く距離の１／２だけ動かすことにより、アプリケータロール２３０の底部の中心点２３０ａに対するコア１４の位置はアプリケータロール又はアイドラロールの運動によって影響されない。具体的には、テープ１０がアイドラロール２４３の頂部の中心点２４３ａに対して反時計回りに動く際に基準点１０ａが移動している。同様に、基準点１６ａは、ライナ１６’がアイドラロール２４４の頂部の中心点２４４ａに対して時計回りに移動した際に移動している。したがって、アプリケータロールの上流及び下流の両方においてほぼ同量の弛みを取り除くことによって、基準点１４ａはアプリケータロール２３０の底部の中心点２３０ａに静止状態に保たれることになる。

こうした構成により、新たな基材がアプリケータロールの下方に配置される際、コア１４の先端は、アプリケータロール２３０の中心点２３０ａの真下に位置する所望の開始点９ａにおいて表面９と接触して配置される。これにより、テープを適切な位置に確実かつ再現可能に貼着することが可能となる。

本発明の範囲及び趣旨から逸脱することなく本発明の様々な改変及び変更が当業者には明らかとなろう。

Claims (13)

1. 外周面を有する張力ホイールと；前記外周面にまで延びるテープ供給部分と、前記外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分と、前記外周面からテープアプリケータロールにまで延びるテープ貼着部分とを有するテープ経路と；前記テープ経路に一致するライナ付きテープ部分と、前記外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分と、前記テープアプリケータロールから前記ライナ巻き付き部分にまで延びるライナ張力部分と、前記ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し部分とを有するライナ経路と、を備える、ライナ付きテープアプリケータ。
2. テープ供給アセンブリとテープ平面ロールとを更に備え、前記テープ経路の前記テープ供給部分が前記テープ供給アセンブリから前記テープ平面ロールの周囲を通って前記張力ホイールの前記外周面へと延びる、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
3. 前記第１の巻き付き角度が少なくとも４５°かつ２７０°以下である、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
4. 前記第２の巻き付き角度が前記第１の巻き付き角度以下である、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
5. 前記ライナ経路の前記ライナ張力部分に配置された第１のアイドラロール及び第２のアイドラロールを更に備える、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
6. 前記テープ経路の前記テープアプリケータ部分に配置された第３のアイドラロール及び第４のアイドラロールを更に備える、請求項５に記載のライナ付きテープアプリケータ。
7. 張力ホイールブレーキを更に備える、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
8. 前記ライナ巻き戻し要素が傾き駆動部を有する、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
9. 回転ホイールカッターを更に備える、請求項１に記載のライナ付きテープアプリケータ。
10. フレームと、
    それぞれが前記フレームに取り付けられた外周面及びアプリケータロールを有する張力ホイールと、
    テープ供給アセンブリから前記張力ホイールの前記外周面までのテープ供給経路を画定するテープ供給アセンブリ及びテープ平面ロールと、
    前記アプリケータロールと前記張力ホイールとの間のライナ張力経路を画定する、前記フレームに取り付けられた第１のアイドラロール及び第２のアイドラロールと、を備えたライナ付きテープアプリケータであって、
    前記張力ホイールから前記アプリケータロールにまで延びるテープ貼着経路、及び、前記張力ホイールからライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し経路を更に備える、ライナ付きテープアプリケータ。
11. 基材の表面にライナ付きテープを貼着する方法であって、
    外周面を有する張力ホイールと；前記外周面にまで延びるテープ供給部分と、前記外周面に対して第１の巻き付き角度をなすテープ巻き付き部分と、前記外周面から前記テープアプリケータロールにまで延びるテープ貼着部分とを有するテープ経路と；前記テープ経路に一致するライナ付きテープ部分と、前記外周面に対して第２の巻き付き角度をなすライナ巻き付き部分と、前記テープアプリケータロールから前記ライナ巻き付き部分にまで延びるライナ張力部分と、前記ライナ巻き付き部分からライナ巻き戻し要素にまで延びるライナ巻き戻し部分とを有するライナ経路と、を備えるライナ付きテープアプリケータであって、該ライナ付きテープアプリケータの前記アプリケータロールの下方に前記基材を配置する工程と、
    前記テープ経路を辿るテープであって、第１の接着面及び第２の接着面を有するテープと、前記ライナ経路を辿るライナであって、前記第１の接着面に隣接するライナとを供給する工程と、
    前記アプリケータロールを下げることによって、前記第２の接着面を前記基材の前記表面と接触させる工程と、
    ライナが巻き取られ、テープが前記基材の前記表面に接着されるように、前記ライナ巻き戻し要素を駆動して前記基材と前記アプリケータロールとの間に相対運動を生じさせる工程と、を含む方法。
12. 前記ライナ経路の前記ライナ張力部分における前記ライナのひずみは、テープが前記基材の前記表面に貼着される速度とは独立している、請求項１１に記載の方法。
13. 前記張力ホイールの半径をＲ、前記ライナの厚さをＬ、前記テープと前記ライナの厚さの合計をＴとした場合、前記ライナ経路の前記ライナ張力部分における前記ライナのひずみが（Ｌ＋Ｔ）／（２Ｒ＋Ｔ）に比例する、請求項１１に記載の方法。

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