JP2009249130A - ウェブ蛇行修正装置及びウェブ蛇行修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高周波ノイズを確実に除去できると共に、高周波ノイズの状況に応じてローパスフィルタ処理を最適化できるようにする。
【解決手段】ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するエッジ検出手段２と、エッジ検出手段２により検出されたエッジ位置信号に対して所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すＨＰＦ処理手段３と、ＨＰＦ処理手段３を通過した高周波ノイズに関する分析を行う高周波ノイズ分析手段４と、エッジ検出手段２により検出されたエッジ位置信号に対して所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すＬＰＦ処理手段５と、高周波ノイズ分析手段４による分析結果に基づいてＬＰＦ処理手段５によるローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定する係数設定手段６と、ＬＰＦ処理手段５により取得された情報に基づいてウェブの蛇行を修正するための処理を行う蛇行修正手段７とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、シート状の連続素材であるウェブを搬送するための装置において、ウェブの蛇行を修正するための技術に関するものである。

従来から、金属膜、プラスチックフィルム等からなるウェブを複数のローラで支持しながら搬送する装置が提供されている。このような装置においては、様々な理由からウェブの蛇行が発生するものであり、このような蛇行を修正又は防止するための技術が必要とされている。

ウェブの蛇行に対処するための技術として、次のような従来発明が開示されている。第１の従来発明は、インクジェットプリンタ等における記録媒体のエッジ検出において、エッジセンサが出力した信号のレベルの変化分を抽出するフィルタを有するものである。これにより、エッジセンサの出力信号のうち不要な周波数帯域の成分を除去できるとされている（特許文献１参照）。

第２の従来発明は、エッジ位置検出センサの出力を処理する演算処理部の出力の高周波成分を削除するためのローパスフィルタを有するものである。（特許文献２参照）。

第３の従来発明は、巻取機に至る前の電極材料を両面側より一対の回転可能ローラ体により挟持し、エッジ位置検出に基づいて、該ローラ体を回転方向に移動してエッジ調整するものである（特許文献３参照）。

第４の従来発明は、帯状体の幅方向への移動量と移動速度に基づいて、供給側の軸の位置を前記帯状態の幅方向に移動させてエッジの送り出し位置を調整するものである（特許文献４参照）。
特開２００７−２１０７４７号公報 特開２００３−１８２８９６号公報 特開平１１−４０１４４号公報 特開平９−２０８０９３号公報

上記特許文献１又は２に示されるように、ウェブの蛇行制御においては、エッジセンサによる検出信号から高周波成分を取り除くことが必要である。その理由は、この高周波成分にはウェブの蛇行に由来しない、即ちウェブのエッジの初期形状等に由来するノイズが含まれるからである。このノイズに追従したフィードバック制御等によるウェブの蛇行制御を行うと、発振等の不具合が生ずる場合がある。一方、高精度な蛇行制御を実現しようとする時、できるだけ多くのフィードバックゲインが必要となるため、できるだけ広い周波数帯の検出信号を取得することが望まれる。これを実現するためには、エッジセンサの検出信号に対するローパスフィルタ処理において、切り捨ての基準となる上限周波数を、前記高周波ノイズを含まない範囲でできるだけ高く設定することが有効である。

しかしながら、前記ローパスフィルタ処理における上限周波数は通常固定されている。このため、例えば前記高周波ノイズがほとんど存在しない場合であっても、エッジセンサによる検出信号は一様に削除されることとなる。この点において、高精度な蛇行修正制御を実現するためには改善の余地がある。そして、このような問題への対処は、上記いずれの従来発明からも見いだすことはできない。

そこで、本発明は、ウェブの蛇行制御において、高周波ノイズを確実に除去できると共に、高周波ノイズの状況に応じてローパスフィルタ処理を最適化できるようにすることを目的とする。

上記課題の解決を図る本発明は、ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するエッジ検出手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すＨＰＦ処理手段と、前記ＨＰＦ処理手段を通過した高周波ノイズに関する分析を行う高周波ノイズ分析手段と、前記エッジ検出手段により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すＬＰＦ処理手段と、前記高周波ノイズ分析手段による分析結果に基づいて、前記ＬＰＦ処理手段によるローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定する係数設定手段と、前記ＬＰＦ処理手段により取得された情報に基づいて、前記ウェブの蛇行を修正するための処理を行う蛇行修正手段とを有して構成されるウェブ蛇行修正装置である。

この構成によれば、ハイパスフィルタ処理により取得された高周波ノイズの分析結果に基づいて、ローパスフィルタ処理の特性が決定される。これにより、ウェブの蛇行制御において、高周波ノイズを確実に除去できると共に、高周波ノイズの状況に応じてローパスフィルタ処理を最適化することが可能となる。

また、前記高周波ノイズ分析手段は、前記高周波ノイズの分散を算出するノイズ分散算出手段を有して構成されることが好ましい。

分散を分析することにより、高周波ノイズの状態を適切に把握することができる。

また、前記係数設定手段は、前記ノイズ分散算出手段により算出された前記分散に基づいて、前記上限周波数を設定する上限周波数設定手段を有して構成されることが好ましい。

前記高周波ノイズの分散を参照することにより、高周波ノイズを含まない範囲でできるだけ高い上限周波数を設定することが容易となる。

また、前記上限周波数設定手段は、前記分散が大きい程前記上限周波数が小さくなるように、且つ前記分散が小さい程前記上限周波数が大きくなるように、該上限周波数を設定することが好ましい。

分散が大きい場合には、前記上限周波数を高くとると、前記高周波ノイズを含んでしまう可能性が大きくなるため、上記のようにすることが有効である。

また、前記分散に基づいて、異常の発生を検知する異常検知手段を有することが好ましい。

例えば、前記分散が閾値を超えた場合、又その状態が所定時間継続した場合等には、ウェブ又はシステムに異常があると判断することができるので、前記分散を異常検知に利用することは有効である。

また、前記異常検知手段は、前記分散が所定の上限値を超え、且つ該上限値を超えた状態が所定時間継続した場合に、異常が発生したと判定し、当該状況を示すログを記録するものであることが好ましい。

これにより、異常のあるウェブの部分を特定したり、異常が発生した時間を認識したりすることが可能となる。

また、本発明は、ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するステップと、前記エッジ位置信号に対して、所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すステップと、前記ハイパスフィルタ処理を通過した高周波ノイズに関する分析を行うステップと、前記エッジ位置信号に対して、所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すステップと、前記高周波ノイズに関する分析結果に基づいて、前記ローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定するステップと、前記ローパスフィルタ処理により取得された情報に基づいて、前記ウェブの蛇行を修正するステップとを有して構成されるウェブ蛇行修正方法である。

また、前記高周波ノイズの分散を算出するステップを有することが好ましい。

また、前記分散に基づいて前記上限周波数を設定するステップを有することが好ましい。

また、前記上限周波数は、前記分散が大きい程前記上限周波数が小さくなるように、且つ前記分散が小さい程前記上限周波数が大きくなるように設定されることが好ましい。

また、前記分散に基づいて、異常の発生を検知するステップを有して構成されることが好ましい。

また、前記分散が所定の上限値を超え、且つ該上限値を超えた状態が所定時間継続した場合に、異常が発生したと判定し、当該状況を示すログを記録するステップを有することが好ましい。

上記方法による作用効果は、上記装置によるものと同様である。

以上のように、本発明によれば、ウェブの蛇行制御において、高周波ノイズを確実に除去できると共に、高周波ノイズの状況に応じてローパスフィルタ処理を最適化することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。図１に示すのは、本発明に係るウェブ蛇行修正装置１の基本的な構成を示すブロック図である。このウェブ蛇行修正装置１は、エッジ検出手段２、ＨＰＦ処理手段３、高周波ノイズ分析手段４、ＬＰＦ処理手段５、係数設定手段６、及び蛇行修正手段７を有して構成されている。

前記エッジ検出手段２は、ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するものである。

前記ＨＰＦ処理手段３は、前記エッジ検出手段２により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すものである。

前記高周波ノイズ分析手段４は、前記ＨＰＦ処理手段３を通過した高周波ノイズに関する分析を行うものである。

前記ＬＰＦ処理手段５は、前記エッジ検出手段２により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すものである。

前記係数設定手段６は、前記高周波ノイズ分析手段４による分析結果に基づいて、前記ＬＰＦ処理手段５による前記ローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定するものである。

前記蛇行修正手段７は、前記ＬＰＦ処理手段５により取得された情報に基づいて、前記ウェブの蛇行を修正するための処理を行うものである。

上記のように、本発明においては、ハイパスフィルタ処理により取得された高周波ノイズの分析結果に基づいて、ローパスフィルタ処理の特性が決定される。この高周波ノイズは、ウェブの蛇行に由来しない、即ちウェブのエッジの初期形状等に由来するノイズを含むものであり、蛇行制御のためのフィードバック値等としては利用すべきでない情報である。本発明によれば、ウェブの蛇行制御において、高周波ノイズを確実に除去できると共に、高周波ノイズの状況に応じてローパスフィルタ処理を最適化することが可能となる。

以下に、本発明のより具体的な実施の形態を、添付した図面を参照して説明する。尚、異なる実施の形態において、同一又は同様の作用効果を奏する箇所については、同一の符号を付してその説明を省略する。

発明の実施の形態１．
図２において、本実施の形態に係るウェブ蛇行修正装置１の構成が示されている。エッジ検出手段２は、ウェブの幅方向のエッジの位置を検出する周知のセンサからなり、ここで検出されたエッジの位置に関する情報は、エッジ位置信号１５としてＨＰＦ処理手段３及びＬＰＦ処理手段５に出力される。

ＨＰＦ処理手段３は、コンデンサやレジスタを備えて構成される周知のものであり、所定の下限周波数ｆminよりも低い周波数成分を除去するものである。このＨＰＦ処理手段３を通過した高周波ノイズ１６は、高周波ノイズ分析手段４に出力される。

高周波ノイズ分析手段４は、ＣＰＵ、記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ等）、Ｉ／Ｏポート、所定のプログラム等の協働により構成され、前記高周波ノイズ１６に基づいて、ウェブの蛇行に由来しないノイズ、即ちウェブのエッジの初期形状等に由来するノイズに関して分析を行うものである。本実施の形態においては、この高周波ノイズ分析手段４は、ノイズ分散算出手段１０を有して構成されている。

ノイズ分散算出手段１０は、前記高周波ノイズ１６の分散値を算出する。ここで算出されたノイズ分散値１７は、後述する上限周波数設定手段１１に出力される。

ＬＰＦ処理手段５は、コンデンサやレジスタを備えて構成される周知のものであり、所定の上限周波数ｆmaxよりも高い周波数成分を除去するものである。このＬＰＦ処理手段５を通過した信号は、ウェブの蛇行修正処理に利用される蛇行修正処理用信号１８として、蛇行修正手段７に出力される。

係数設定手段６は、ＣＰＵ、記憶装置、Ｉ／Ｏポート、所定のプログラム等の協働により構成され、前記高周波ノイズ分析手段４による分析結果に基づいて、前記ＬＰＦ処理手段５によるローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定するものである。本実施の形態おいては、この係数設定手段６は、上限周波数設定手段１１を有して構成されている。

上限周波数設定手段１１は、前記ノイズ分散値１７に基づいて、前記上限周波数ｆmaxを設定する。この設定は、図３に示すような特性線Ｌに基づいて行われる。即ち、前記ノイズ分散算出手段１０により算出された前記高周波ノイズ１６の分散Ｓが大きい程、前記上限周波数ｆmaxが小さくなるように、また分散Ｓが小さい程、前記上限周波数ｆmaxが大きくなるように設定される。

上記のような上限周波数ｆmaxの設定は、図４に示すような特徴を有している。図４において、前記ローパスフィルタ処理を通過するローパス範囲ＲL及び前記ハイパスフィルタ処理を通過するハイパス範囲ＲHが示されている。このローパス範囲ＲLに存在する信号は、前記蛇行修正処理用信号１８として蛇行修正手段７に出力される。図４（ａ）は、前記分散Ｓが比較的小さい場合の例であり、図４（ｂ）は、前記分散Ｓが比較的大きい場合の例である。これらの例で示すように、分散Ｓが小さい時にはｆmaxが大きく設定され、分散Ｓが大きい時にはｆmaxが小さく設定される。その理由は、前記分散Ｓが小さい場合には、前記高周波ノイズ１６が前記ローパス範囲ＲLに含まれる可能性が小さいためであり、前記分散Ｓが大きい場合には、前記高周波ノイズ１６が前記ローパス範囲ＲLに含まれる可能性が大きいためである。

図５において、上記構成のウェブ蛇行修正装置１における処理の流れが示されている。この処理において、前記エッジ検出手段２（図２参照）により前記エッジ位置信号１５が検出されると（Ｓ１０１）、このエッジ位置信号１５に前記ＨＰＦ処理手段３によるハイパスフィルタ処理が施され（Ｓ１０２）、このハイパスフィルタ処理により得られた高周波ノイズ１６の分散が前記ノイズ分散算出手段１０により算出される（Ｓ１０３）。

そして、前記上限周波数設定手段１１により、算出されたノイズ分散値１７に基づいて前記上限周波数ｆmaxが設定され（Ｓ１０４）、この上限周波数ｆmaxに基づいて、前記ＬＰＦ処理手段５により前記エッジ位置信号１５に対してローパスフィルタ処理が実行される（Ｓ１０５）。このローパスフィルタ処理を通過した信号は、前記蛇行修正処理用信号１８として出力され（Ｓ１０６）、前記蛇行修正手段７によりウェブの蛇行修正処理が実行される（Ｓ１０７）。

上記本実施の形態に係るウェブ蛇行修正装置１によれば、ウェブの蛇行を修正する制御において、エッジ位置信号１５から高周波ノイズ１６を確実に除去できると共に、有効な信号を常に最適な状態で取得できるように、ローパスフィルタ処理を最適化することが可能となる。

発明の実施の形態２．
図６において、本実施の形態に係るウェブ蛇行修正装置２１の構成が示されている。このウェブ蛇行修正装置２１は、上記実施の形態１と比較して、異常検知手段２５を有している部分が異なっている。

異常検知手段２５は、前記ノイズ分散算出手段１０から出力される前記ノイズ分散値１７に基づいて、異常の発生を検知するものであり、ＣＰＵ、記憶装置、Ｉ／Ｏポート、所定のプログラム等の協働により構成される。

図７において、前記異常検知手段２５による処理の流れが示されている。この処理において、前記異常検知手段２５に前記ノイズ分散値１７、即ち図３における分散Ｓが入力されると（Ｓ２０１）、この分散Ｓが上限分散値Ｓmaxよりも大きいか否かが判定される（Ｓ２０２）。このＳ２０２において、Ｓ＞Ｓmaxでないと判定された場合（Ｎ）には、異常はないとしてこのルーチンから出る。一方、このＳ２０２において、Ｓ＞Ｓmaxであると判定された場合（Ｙ）には、次いでこの状態、即ちＳ＞Ｓmaxの状態が一定時間継続したか否かを判定する（Ｓ２０３）。このＳ２０３において、一定時間継続していないと判定された場合（Ｎ）には、異常はないとしてこのルーチンから出る。一方、このＳ２０３において、一定時間継続していると判定された場合（Ｙ）には、異常が発生したものとして、この状態に関するログを記録する（Ｓ２０４）。このログに記録される情報としては、前記分散Ｓの値、Ｓ＞Ｓmaxであった継続時間、発生時刻、そして異常が発生したウェブの部分を特定する情報等が好ましい。

上記本実施の形態によれば、前記高周波ノイズ１６（ノイズ分散値１７）を利用することにより、上記実施の形態１による作用効果に加えて、ウェブの欠陥部分やシステム異常等を検知することが可能となる。

本発明に係るウェブ蛇行修正装置の基本的な構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るウェブ蛇行修正装置の構成を示す図である。 分散Ｓと上限周波数ｆmaxとの関係を決定する特性線を示す図である。 （ａ）は分散Ｓが比較的小さい場合における上限周波数ｆmaxの設定状態を示す図であり、（ｂ）は分散Ｓが比較的大きい場合における上限周波数ｆmaxの設定状態を示す図である。 実施の形態１に係るウェブ蛇行修正装置における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るウェブ蛇行修正装置の構成を示す図である。 実施の形態２に係る異常検知手段による処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１，２１ ウェブ蛇行修正装置
２ エッジ検出手段
３ ＨＰＦ処理手段
４ 高周波ノイズ分析手段
５ ＬＰＦ処理手段
６ 係数設定手段
７ 蛇行修正手段
１０ ノイズ分散算出手段
１１ 上限周波数設定手段
２５ 異常検知手段

Claims (12)

1. ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するエッジ検出手段と、
   前記エッジ検出手段により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すＨＰＦ処理手段と、
   前記ＨＰＦ処理手段を通過した高周波ノイズに関する分析を行う高周波ノイズ分析手段と、
   前記エッジ検出手段により検出された前記エッジ位置信号に対して、所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すＬＰＦ処理手段と、
   前記高周波ノイズ分析手段による分析結果に基づいて、前記ＬＰＦ処理手段によるローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定する係数設定手段と、
   前記ＬＰＦ処理手段により取得された情報に基づいて、前記ウェブの蛇行を修正するための処理を行う蛇行修正手段と、
   を有して構成されるウェブ蛇行修正装置。
2. 前記高周波ノイズ分析手段は、前記高周波ノイズの分散を算出するノイズ分散算出手段を有して構成される、
   請求項１記載のウェブ蛇行修正装置。
3. 前記係数設定手段は、前記ノイズ分散算出手段により算出された前記分散に基づいて、前記上限周波数を設定する上限周波数設定手段を有して構成される、
   請求項２記載のウェブ蛇行修正装置。
4. 前記上限周波数設定手段は、前記分散が大きい程前記上限周波数が小さくなるように、且つ前記分散が小さい程前記上限周波数が大きくなるように、該上限周波数を設定する、
   請求項３記載のウェブ蛇行修正装置。
5. 前記分散に基づいて、異常の発生を検知する異常検知手段を有して構成される、
   請求項２〜４のいずれか１つに記載のウェブ蛇行修正装置。
6. 前記異常検知手段は、前記分散が所定の上限値を超え、且つ該上限値を超えた状態が所定時間継続した場合に、異常が発生したと判定し、当該状況を示すログを記録する、
   請求項５記載のウェブ蛇行修正装置。
7. ウェブの幅方向のエッジの位置を示すエッジ位置信号を検出するステップと、
   前記エッジ位置信号に対して、所定の下限周波数を基準としてハイパスフィルタ処理を施すステップと、
   前記ハイパスフィルタ処理を通過した高周波ノイズに関する分析を行うステップと、
   前記エッジ位置信号に対して、所定の上限周波数を基準としてローパスフィルタ処理を施すステップと、
   前記高周波ノイズに関する分析結果に基づいて、前記ローパスフィルタ処理の特性を決定する係数を設定するステップと、
   前記ローパスフィルタ処理により取得された情報に基づいて、前記ウェブの蛇行を修正するステップと、
   を有して構成されるウェブ蛇行修正方法。
8. 前記高周波ノイズの分散を算出するステップを有する、
   請求項７記載のウェブ蛇行修正方法。
9. 前記分散に基づいて前記上限周波数を設定するステップを有する、
   請求項８記載のウェブ蛇行修正方法。
10. 前記上限周波数は、前記分散が大きい程前記上限周波数が小さくなるように、且つ前記分散が小さい程前記上限周波数が大きくなるように設定される、
    請求項９記載のウェブ蛇行修正方法。
11. 前記分散に基づいて、異常の発生を検知するステップを有して構成される、
    請求項８〜１０のいずれか１つに記載のウェブ蛇行修正方法。
12. 前記分散が所定の上限値を超え、且つ該上限値を超えた状態が所定時間継続した場合に、異常が発生したと判定し、当該状況を示すログを記録するステップを有する、
    請求項１１記載のウェブ蛇行修正方法。

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