JP2002316756A

JP2002316756A - ウェブ搬送装置

Info

Publication number: JP2002316756A
Application number: JP2001125894A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Shirasawa; 聡白澤; Isao Nakajima; 勇夫中嶋; Akihiko Yamazaki; 彰彦山崎
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Koki Co Ltd
Current assignee: Koki Holdings Co Ltd; Hitachi Ltd
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】低コストで、粉塵等の汚染よる誤動作がなく
ウェブの位置変動を検出することができるベルト位置検
出手段を備えたウェブ搬送装置を提供する。【解決手段】ウェブ２を張架するローラ１を、幅方向
において直径を任意に変化させたローラとし、前記ロー
ラ１をウェブ２に押しつける動作をする支持バネ４ａ、
４ｂと、支持バネ４ａ、４ｂの動作を負荷として検出す
る力変換器５ａ、５ｂとからウェブ位置検出装置を構成
し、ウェブ搬送装置に備えた。検出した支持バネ４ａ、
４ｂの動作と、ローラ１の形状を基にウェブ２の位置変
動を算出し、容易に位置修正が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はウェブ搬送装置に係り、
長尺のロール紙、フィルム、金属製あるいは樹脂製平ベ
ルト等のウェブを所定の経路に沿って移動させるファク
シミリ、プリンタ、印刷機等の画像形成装置などのウェ
ブ搬送装置で、特に、搬送されるウェブの位置を検出す
るのに好適な装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、種々のウェブを搬送する際
に、搬送方向に対して直角な方向へウェブが位置ずれし
（以下この現象を蛇行と呼ぶ）、障害が発生している。
このため、例えば特開平６−２７１０４１号公報に開示
されているように、蛇行を抑制するための機構が提案さ
れている。

【０００３】また、ウェブの搬送方向に対する蛇行を検
出するためのウェブ位置検出装置として、特に電子写真
方式の画像形成装置においては、ベルトや用紙の幅方向
に沿って、光学センサ、例えば光電スイッチやＣＣＤの
アレイセンサを並べて、ウェブ端部を監視することによ
り蛇行を検出するウェブ位置検出装置が広く用いられて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記手
段では経年変化や粉塵等によって、ＣＣＤセンサ等の表
面が汚染されることにより、誤動作を引き起こす危険性
があった。

【０００５】また、異なる幅のウェブを搬送する場合に
おいては、ウェブ幅に合わせて複数のセンサを設けてお
くか、ウェブ幅に合わせセンサ取り付け位置を調整する
必要が出てくる。また、ウェブを張架するローラの回転
軸の角度を任意に変えるために、リンク機構や駆動用ア
クチュエータを設ける必要があり、機構が複雑化してい
た。

【０００６】本発明は以上の問題点に鑑みなされたもの
で、本発明の課題は、粉塵等の汚染による誤動作がな
く、ウエブの搬送位置を検出することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、所定の経路に沿って移動するように駆動
されるロール紙や平ベルト状部材であるウェブを張架
し、幅方向の両端部を中央部より太径としたローラと、
前記ウェブに張力を付加するために、前記ローラの両端
部それぞれに設置したバネなどの弾性部材と、該弾性部
材の負荷を検出する手段とを備え、検出した弾性部材の
負荷変化に基づいて、ローラ端部の回転速度を調整する
ローラ速度調整手段を備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】上記構成によれば、搬送するウェブが位置
ずれを起こしたとき、ローラ両端部が中央部より太径に
なっているため、両端部での弾性部材の負荷がそれぞれ
変化する。この負荷の変化に基づいてウェブの位置ずれ
が検出できる。そのため、弾性部材の負荷変化に基づい
て、ローラ両端部のそれぞれの回転速度を調整すること
によりウェブの位置ずれを修正できる。

【０００９】なお、ローラは１本の棒状ローラでもよい
し、共通のローラ軸の両端部に、それぞれ別々に回転可
能な分割ローラを装着してもよい。ローラ直径の変化
は、逆クラウン形状等の任意の形状を採用できる。ロー
ラ端部の回転速度を調整するには、張力変化によって変
位するローラ端部を摩擦部材に接触させて減速させても
よいし、あるいは、両端部に電磁ブレーキを設置し、弾
性部材の張力変化に基づいて電磁ブレーキを作動させる
こともできる。

【００１０】本発明によれば、光学式センサを使用しな
いので、粉塵等の汚染による誤動作が生じない。また、
幅の異なるウェブに対しても、搬送路幅に等しいローラ
を使用することで対応が可能である。また、本発明は、
長尺のウェブを複数のローラに張架して搬送する装置で
もよいし、ローラに張架したベルト（ウェブ）をエンド
レスに構成して、該ベルト面上でカット紙などを搬送す
るものにも適用できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１（ａ）（ｂ）に、本発明の第
一の実施形態の概略構成を示す。

【００１２】なお、以下では、ローラに張架したベルト
（ウェブ）をエンドレスに構成し、該ベルト面上でカッ
ト紙などを搬送するのに好適なウェブ搬送装置について
説明する。長尺ロール紙などの長尺ウェブを、複数のロ
ーラに順次張架して搬送する装置でも本発明の原理は同
様である。

【００１３】図１において、ベルト状のウェブ２を支持
する駆動ローラ３、および従動ローラである蛇行検出ロ
ーラ１が設けられており、ウェブ２は支持バネ４ａ、４
ｂにより蛇行検出ローラ１に付加される力により張力を
与えられ搬送支持される。

【００１４】蛇行検出ローラ１および駆動ローラは図示
しないフレームにより回転支持される。特に、本例で
は、蛇行検出ローラ１は、搬送方向に対して変位が可能
で、搬送方向と垂直な方向には変位しないようにフレー
ムにより支持されているものとする。

【００１５】支持バネ４ａ、４ｂは、力変換器５ａ、５
ｂを介して図示しないフレームに取り付けられており、
蛇行検出ローラ１の軸端の変位は支持バネ４ａ、４ｂの
バネ力として、力変換器５ａ、５ｂにより検出される。

【００１６】図２に、本発明の第一の実施の形態におけ
る蛇行検出ローラを示す。蛇行検出ローラ１は、ローラ
幅方向中心の直径ｄ０およびローラ幅方向最外部（端
部）の直径ｄ１、およびローラ形状２１を、中央部が細
径になるように任意に設定している。本例では逆クラウ
ン形状に設定した。

【００１７】次に、図３および図４を用いて、上記第一
の実施形態におけるウェブ位置検出原理を説明する。ウ
ェブ２は蛇行量Ｘだけ搬送路幅方向中心軸１０より蛇行
すると、ウェブ２の端部が蛇行検出ローラ１のローラ形
状２１に沿って蛇行をする。

【００１８】このとき、ウェブ２の周長は変わらないの
で、蛇行検出ローラ１の片側の軸端はＹｒだけ押し下げ
られ、反対側の軸端はＹｌだけ押し上げられることにな
る。このときのＹｒ、Ｙｌの大きさはローラ形状２１に
よって決定される。

【００１９】蛇行検出ローラ１の軸端変位Ｙｌ、Ｙｒに
より、支持バネ４ａ、４ｂが伸縮してバネ力に変化が生
じる。このバネ力を力変換器５ａ、５ｂによって検出す
る。しかるのち、ローラ外径２１および支持バネのバネ
定数をもとに、ウェブ２の蛇行量Ｘの算出を行う。

【００２０】以上をもとに、本例のウェブ蛇行検出動作
を説明する。上述のように、ウェブ２が蛇行量Ｘの変位
をし、ウェブ２の端部がローラ形状２１に沿って蛇行を
すると、ウェブ２の端部により、蛇行検出ローラ１の片
側の軸端はＹｒだけ押し下げられ、反対側の軸端はＹｌ
だけ押し上げられることになる。

【００２１】このことにより、支持バネ４ａ、４ｂが伸
縮しその変化が力変換器５ａ、５ｂにより測定される。
このとき、ローラ形状２１が任意でその形状が明らかな
場合、支持バネ４ａ、４ｂのバネ力の変化およびはロー
ラ形状２１により蛇行量Ｘが算出できる。

【００２２】具体的には、力の変化量をＰｔ、支持バネ
４ａ、４ｂのバネ定数をＫ、伸縮量をＬｔとし、ローラ
形状２１が任意とすると、下記数式１の関係がある。

【００２３】

【数１】

【００２４】支持バネ４ａ、４ｂは、蛇行検出ローラ１
の軸端に取り付けられているので、下記数式２が成立す
る。

【００２５】

【数２】

【００２６】ここで、ローラ形状２１は任意だが、本例
では楕円の逆クラウンのプロファイルを持つものと仮定
すると、ローラ形状２１は、下記数式３となる。ここ
で、ｘ、ｙの方向の定義は、図３および図４中に示した
座標軸とする。

【００２７】

【数３】

【００２８】上記数式（３）を、ｘに関して整理すると
数式４となる。この数式４において、ｘに軸端変位｜Ｙ
ｌ｜、｜Ｙｒ｜を代入することで蛇行量Ｘの算出を行
う。

【００２９】

【数４】

【００３０】以上の構成と動作によりウェブ２の蛇行量
Ｘを力変換器５ａ、５ｂによって検出する。このとき、
ローラ形状２１、ローラ幅方向中心の直径ｄ０およびロ
ーラ幅方向最外部の直径ｄ１を任意に設定することで、
ウェブ２の蛇行量Ｘの検出精度、検出感度を任意に変え
ることができる。

【００３１】図５は、本発明の第二の実施形態に係る蛇
行検出ローラの構成図、図６は、本発明の第二の実施形
態に係るウェブ搬送装置の概略構成の上面図である。図
５および図６において、図１と同じ構成部材に関しては
説明を省略する。本例は、蛇行検出ローラ３０の軸に、
中央で２分割され、それぞれ回転自由な差動ローラ２２
ａ、２２ｂを装着したものである。

【００３２】なお、蛇行検出ローラ３０は、本発明の第
一の実施形態における蛇行検出ローラ１と同様に、ロー
ラ形状を任意に設定している。蛇行検出ローラ３０は、
搬送方向に対して変位が可能で、搬送方向と垂直な方向
には変位しない、また、蛇行検出ローラ３０の回転軸は
回転しないようにフレームにより支持されている。

【００３３】図６において、蛇行検出ローラ３０に装着
した差動ローラ２２ａ、２２ｂには、それぞれ電磁ブレ
ーキ３１ａ、３１ｂが取り付けられている。電磁ブレー
キ３１ａ、３１ｂの固定端は蛇行検出ローラ３０の軸に
固定されており、外部から電圧を加えることで差動ロー
ラ２２ａ、２２ｂの回転速度を制限する。

【００３４】本例が備えている速度制御装置３４は、力
変換器５ａ、５ｂによるバネの伸縮の検出結果を基に、
第一の実施形態に記した手順に従い、ウェブ２の蛇行量
Ｘを算出し、電磁ブレーキ３１ａ、３１ｂを駆動する。

【００３５】以上をもとに、本発明によるウェブ蛇行補
正動作を説明する。ウェブ２が蛇行量Ｘの変位をし、ウ
ェブ２端部がローラ形状２１に沿って蛇行すると、ウェ
ブ２の端部により、蛇行検出ローラ１の片側の軸端はＹ
ｒだけ押し下げられ、反対側の軸端はＹｌだけ押し上げ
られることになる。このことにより、支持バネ４ａ、４
ｂが伸縮しその変化が力変換器５ａ、５ｂにより測定さ
れる。

【００３６】速度制御装置３４は、上記第一の実施形態
に記した計算手順および数式１〜４を用いて、力変換器
５ａ、５ｂの検出結果よりウェブ２の蛇行量Ｘを算出す
る。しかる後に、電磁ブレーキ３１ａ、３１ｂを駆動
し、差動ローラ２２ａ、２２ｂの回転速度を所定量（補
正量）だけ変化させ、ウェブ２両端部における搬送速度
に差を与えることで、ウェブ２全体が強制的に位置ずれ
し蛇行を抑止する。

【００３７】なお、上記実施形態では、蛇行検出ローラ
３０の差動部を２分割の構成としたが、図７に示すよう
に、部材２４、２５、２６の３分割とし、両端部の部材
２４、２５を差動ローラとする構成としても良い。

【００３８】また、図８および９に示すように、摩擦部
材３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂを、差動ローラ２２
ａ、２２ｂの端部に配置し、フレームに固定支持するこ
とで、蛇行検出ローラ３０の軸が傾き、差動ローラ２２
ａ、２２ｂが摩擦部材３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ
へ当接し、差動ローラ２２ａ、２２ｂの回転速度が所定
量変化し、ウェブ２が均等に真っ直ぐ繰り出される構成
としても良い。

【００３９】蛇行が修正され、軸の傾きがなくなれば、
摩擦部材３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂと、作動ロー
ラ２２ａ、２２ｂとの接触がなくなり、作動ローラ２２
ａ、２２ｂの回転速度が同じになってウェブ２が均等に
真っ直ぐ繰り出される。

【００４０】また、上記実施形態では、力変換器５ａ、
５ｂおよび支持バネ４ａ、４ｂを用いて蛇行検出ローラ
１の軸端変位Ｙｌ、Ｙｒを検出しているが、上記蛇行検
出ローラ１の軸端変位Ｙｌ、Ｙｒの検出は、力検出のた
めウェブ２への摺接がなく、加えて、検出部７ａは粉塵
を発するウェブ１から離れた位置にあり、粉塵等の汚染
による誤動作は起こり難い。

【００４１】また、力変換器を用いずに、超音波の距離
センサを用い蛇行検出ローラ１の軸端変位Ｙｌ、Ｙｒを
検出するような構成とすることもできる。また、接触式
のスイッチの一方をフレームに、もう一方を軸端に設
け、スイッチのＯＮ／ＯＦＦによってベルト等のウェブ
の蛇行を検出する構成としてもよい。

【００４２】以上説明したとおり、第一の実施形態によ
れば、搬送中のウェブの位置検出を安価なセンサで行
い、粉塵等による検出精度の低下を抑え、メンテナンス
サイクルを長くすることを可能としたウェブ搬送装置の
提供ができる。また、異なるウェブ幅におけるベルト蛇
行検出を、同一の構成で行うことが可能となる。

【００４３】また、上記第二の実施形態によれば、ウェ
ブ蛇行を抑制し、ウェブ端部と摺動部の摩耗を低減で
き、長期間にわたる使用の際にも、ウェブと検出部のダ
メージを低減し、メンテナンスサイクルを長くすること
を可能としたウェブ搬送装置の提供ができる。

【００４４】

【発明の効果】上述のとおり、本発明によれば、直径を
任意に変化させたローラと、ローラ両端部のバネ等の弾
性部材と、弾性部材の負荷検出手段とから、ウェブの位
置ずれを検出し、ローラ両端部の回転速度を調整するこ
とにより、簡単にウェブの位置ずれを修正できる。その
ため、単純な構成で粉塵等の汚染による誤動作がないウ
ェブ搬送装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係るウェブ搬送装置
の概略構成図。

【図２】第一の実施形態における蛇行検出ローラの構成
図。

【図３】第一の実施形態におけるウェブ位置検出原理の
説明図。

【図４】第一の実施形態におけるウェブ位置検出原理の
他の説明図。

【図５】本発明の第二の実施形態における蛇行検出ロー
ラの構成図。

【図６】第二の実施形態に係るウェブ搬送装置の構成
図。

【図７】第二の実施形態における蛇行検出ローラの他の
構成図。

【図８】第二の実施形態に係るウェブ搬送装置の他の例
の構成図。

【図９】第二の実施形態に係るウェブ搬送装置のさらに
他の例の構成図。

【符号の説明】

１蛇行検出ローラ２ウェブ３駆動ローラ４ａ、４ｂ支持バネ５ａ、５ｂ力変換器１０搬送路幅方向中心軸１１ウェブ幅方向中心軸１２蛇行検出ローラ軸基準位置１３蛇行検出ローラ中心軸２１ローラ形状Ｙｌ、Ｙｒ蛇行検出ローラ軸端変位Ｘウェブ蛇行量ｄ０ローラ幅方向中心の直径ｄ１ローラ幅方向最外部の直径２２ａ、２２ｂ差動ローラ３０蛇行検出ローラ３１ａ、３１ｂ電磁ブレーキ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ摩擦部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中嶋勇夫東京都千代田区大手町ニ丁目６番２号日立工機株式会社内 (72)発明者山崎彰彦東京都千代田区大手町ニ丁目６番２号日立工機株式会社内Ｆターム(参考） 2F069 AA02 AA06 AA17 BB20 BB34 CC06 DD12 DD13 GG02 GG18 GG63 JJ13 JJ25 LL04 MM04 MM21 2H027 DE01 DE07 DE10 EC06 EC09 ED16 ED24 EE03 2H200 FA04 JB06 JB22 JB40 JB49 JB50 JC03 JC19 JC20 PA11 PA12 PA22 PB15 PB36 3F049 AA10 BB11 LA05 LA06 LA07 LB07 LB10 3F104 AA01 CA01 CA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウェブを張架して搬送するローラの幅方
向の両端部を中央部より太径とし、該ローラの両端部の
それぞれに、前記ウェブに張力を付加する弾性部材と、
該弾性部材の負荷を検出する検出手段とを備え、前記弾
性部材の負荷の変化に基づいて、前記ローラ端部の回転
速度を調整するローラ速度調整手段を備えたことを特徴
とするウェブ搬送装置。
【請求項２】前記ローラは、両端側に少なくとも２分
割された分割ローラ部材が共通の中心軸に装着され、か
つ、それぞれの分割ローラ部材は個別に回転可能である
請求項１に記載のウェブ搬送装置。
【請求項３】前記ローラ速度調整手段は、前記ローラ
端部が接触してローラ回転速度を減速させる摩擦部材で
ある請求項１に記載のウェブ搬送装置。
【請求項４】前記弾性部材としてバネを用いた請求項
１〜５のうちいずれか１項に記載のウェブ搬送装置。
【請求項５】ウェブを張架して搬送するローラの幅方
向の両端部を中央部より太径とし、該ローラの両端部の
それぞれに、前記ウェブに張力を付加する弾性部材を設
置してなるウェブ搬送装置のウェブ位置検出装置であっ
て、前記弾性部材の負荷を検出する検出手段を備え、前
記弾性部材の負荷の変化によって前記ウェブの位置ずれ
を検出することを特徴とするウェブ位置検出装置。