JP2022083640A - 搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダンサーローラの底突きの発生を低減できる搬送装置を提供する。【解決手段】巻取軸４３は、ウェブを巻き取る。搬送部２１は、巻取軸４３へウェブＷを搬送する。ダンサーローラ５３は、搬送部２１と巻取軸４３との間のウェブＷのたるみ量に応じて昇降する。制御部５は、ウェブＷを目標速度で搬送するよう搬送部２１を制御するとともに、ダンサーローラ５３の位置に基づき巻取軸４３を制御する。制御部５は、搬送部２１によるウェブＷの搬送開始時において、目標速度より遅い一段速度でウェブＷを搬送するよう搬送部２１を制御し、搬送部２１による一段速度でのウェブＷの搬送中に巻取軸４３の駆動を開始させる。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェブを搬送する搬送装置に関する。

長尺状のウェブを搬送しつつ、ウェブに印刷を行い、印刷済みのウェブを巻取軸に巻き取る印刷装置が知られている。

このような印刷装置のなかには、印刷されたウェブを巻取軸に巻き取る巻取部にウェブのたるみを吸収する複数のダンサーローラを設けたものがある（特許文献１参照）。複数のダンサーローラを設けることで、ダンサーローラにより吸収できるウェブのたるみ量の合計を大きくすることができる。

これにより、巻取軸へウェブを搬送するローラによる搬送速度と巻取軸による巻取速度との速度差が大きくなっても、その速度差によるウェブのたるみを吸収できる。このため、巻取軸に巻き取られるウェブのたるみが抑えられる。ここで、巻取軸に巻き取られるウェブにたるみがあると、ウェブを十分な強さで巻くことができず、ウェブの巻取品質が低下することがある。

特開２０１７－１７０６７６号公報

しかしながら、上述のように複数のダンサーローラを設けることは、装置の大型化を招く。

これに対し、ダンサーローラの位置をセンサで検出し、センサが検出した位置に基づき、ダンサーローラが目標位置を維持するように巻取軸を制御する構成では、ダンサーローラが１つのみの構成でもウェブのたるみが抑えられる。

ここで、上記のような構成の印刷装置として、ウェブの搬送開始時において、巻取軸へウェブを搬送するローラによる搬送開始後、ダンサーローラが目標位置より高い位置から目標位置まで下降すると巻取軸の駆動を開始させる制御を行うものがある。

このような制御では、ダンサーローラが目標位置に到達する時点でウェブの搬送速度が高速になっており、ダンサーローラが急激に下降することで、巻取軸による巻取速度の加速度が不足することがある。この結果、ダンサーローラが可動許容範囲の下限位置より下降する底突きが発生することがある。ダンサーローラの底突きが発生すると、エラーとしてウェブの搬送が停止される。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、ダンサーローラの底突きの発生を低減できる搬送装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の搬送装置は、ウェブを巻き取る巻取軸と、前記巻取軸へウェブを搬送する搬送部と、前記搬送部と前記巻取軸との間のウェブのたるみ量に応じて昇降するダンサーローラと、ウェブを目標速度で搬送するよう前記搬送部を制御するとともに、前記ダンサーローラの位置に基づき前記巻取軸を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記搬送部によるウェブの搬送開始時において、前記目標速度より遅い所定速度でウェブを搬送するよう前記搬送部を制御し、前記搬送部による前記所定速度でのウェブの搬送中に前記巻取軸の駆動を開始させることを特徴とする。

本発明の搬送装置によれば、ダンサーローラの底突きの発生を低減できる。

第１実施形態に係る印刷装置の概略構成図である。 図１に示す印刷装置の巻取部の要部の斜視図である。 図１に示す印刷装置のダンサーローラ近傍の正面図である。 図１に示す印刷装置の制御ブロック図である。 図１に示す印刷装置の巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。 第１実施形態おけるウェブの搬送開始時における搬送ローラによる搬送速度、巻取速度、およびダンサーローラの動きを示す図である。 第２実施形態おける巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。 一段速度時間を説明するための図である。 第３実施形態おける巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。 ダンサ応答時間を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。各図面を通じて同一もしくは同等の部位や構成要素には、同一もしくは同等の符号を付している。

以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置等を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る搬送装置を備えた印刷装置の概略構成図である。図２は、図１に示す印刷装置の巻取部の要部の斜視図である。図３は、図１に示す印刷装置のダンサーローラ近傍の正面図である。図４は、図１に示す印刷装置の制御ブロック図である。図５は、図１に示す印刷装置の巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において、図１の紙面に直交する方向を前後方向とする。また、図１における紙面の上下左右を上下左右方向とする。

図１、図４に示すように、第１実施形態に係る印刷装置１は、ウェブロール保持部２と、搬送印刷部３と、巻取部４と、制御部５とを備える。なお、搬送印刷部３の一部（後述する搬送部２１）と巻取部４と制御部５により搬送装置が構成される。

ウェブロール保持部２は、ウェブロール６を保持する。ウェブロール６は、フィルム、紙等からなる長尺状の印刷媒体であるウェブＷがロール状に巻かれたものである。ウェブロール保持部２は、ウェブロール支持軸１１と、ブレーキ部１２と、エンコーダ１３とを備える。

ウェブロール支持軸１１は、ウェブロール６を回転可能に支持する。ウェブロール支持軸１１は、前後方向に延びる長尺状に形成されている。

ブレーキ部１２は、ウェブロール支持軸１１の回転にブレーキをかけることで、ウェブロール６と後述する搬送ローラ２６との間のウェブＷに張力を付与する。ブレーキ部１２は、例えば、パウダーブレーキからなる。

エンコーダ１３は、ウェブロール支持軸１１（ウェブロール６）の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。

搬送印刷部３は、ウェブＷを搬送しつつウェブＷに印刷を行う。搬送印刷部３は、搬送部２１と、印刷部２２Ａ，２２Ｂとを備える。

搬送部２１は、ウェブＷをウェブロール６から引き出しつつ、後述する巻取部４の巻取軸４３へ向けてウェブＷを搬送する。搬送部２１は、一対の搬送ローラ２６と、搬送モータ２７と、エンコーダ２８とを備える。

搬送ローラ２６は、ウェブＷをニップしつつ搬送する。搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送により、ウェブロール支持軸１１とともにウェブロール６が回転し、ウェブロール６からウェブＷが引き出される。

搬送モータ２７は、搬送ローラ２６を回転駆動させる。

エンコーダ２８は、搬送モータ２７の出力軸の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。

印刷部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれウェブＷのおもて面、うら面に印刷を行う。印刷部２２Ａ，２２Ｂは、それぞれ５つのヘッドユニット３１を備える。

ヘッドユニット３１は、インクジェットヘッド（図示せず）を有し、インクジェットヘッドからウェブＷにインクを吐出して画像を印刷する。印刷部２２Ａ，２２Ｂのそれぞれにおいて、５つのヘッドユニット３１は、それぞれ異なる色のインクを吐出する。

巻取部４は、印刷部２２Ａ，２２Ｂにより印刷されたウェブＷを巻き取る。巻取部４は、バッファ部４１と、テンションローラ機構部４２と、巻取軸４３と、巻取モータ（モータに相当）４４と、エンコーダ４５とを備える。

バッファ部４１は、搬送部２１と巻取軸４３との間におけるウェブＷのたるみを保持する。バッファ部４１は、ウェブＷの搬送方向におけるテンションローラ機構部４２の上流側に配置されている。バッファ部４１は、ガイドローラ５１，５２と、ダンサーローラ５３と、キャリッジ５４と、ガイドシャフト５５と、ダンサー位置センサ５６とを備える。

ガイドローラ５１，５２は、搬送部２１とテンションローラ機構部４２との間でウェブＷをガイドする。

ダンサーローラ５３は、ガイドローラ５１，５２間において、自重によりウェブＷを押し下げる。これにより、搬送部２１と巻取軸４３との間におけるウェブＷのたるみがバッファ部４１に吸収される。ダンサーローラ５３は、搬送部２１と巻取軸４３との間におけるウェブＷのたるみ量に応じて昇降する。

図３に示すように、ダンサーローラ５３には、昇降可能な範囲である可動許容範囲が設定されている。可動許容範囲の中心位置が、ウェブＷの搬送中におけるダンサーローラ５３の位置の目標である目標位置として設定されている。なお、目標位置は、可動許容範囲の中心位置以外の位置に変更してもよい。

目標位置より高い位置に、停止時待機位置が設定されている。停止時待機位置は、可動許容範囲の上限である可動上限位置の下側近傍にある。停止時待機位置は、印刷装置１でウェブＷの搬送および印刷を行わない待機中におけるダンサーローラ５３の位置として設定されたものである。可動許容範囲の下限である可動下限位置は、後述するストッパ５８の上側近傍にある。

キャリッジ５４は、ダンサーローラ５３を回転可能に保持する。キャリッジ５４は、ダンサーローラ５３とともにガイドシャフト５５に沿って昇降する。キャリッジ５４には、磁石５７が取り付けられている。磁石５７は、ダンサー位置センサ５６がダンサーローラ５３の位置を検出するために用いられるものである。

ガイドシャフト５５は、昇降するキャリッジ５４をガイドする。ガイドシャフト５５は、右側ほど低くなるように傾斜している。これにより、巻取部４が、高さが抑えられて小型化されている。ガイドシャフト５５の下端には、ダンサーローラ５３の落下を防止するためのストッパ５８が設けられている。なお、ガイドシャフト５５は、傾斜せずに上下方向に平行に設置されていてもよい。

ダンサー位置センサ５６は、磁石５７を検出することにより、ガイドシャフト５５上のダンサーローラ５３の位置を検出する。すなわち、ダンサー位置センサ５６は、上下方向におけるダンサーローラ５３の位置を検出する。ダンサー位置センサ５６は、ガイドシャフト５５に平行に設置されたリニアスケールからなる。

テンションローラ機構部４２は、巻取軸４３に巻き取られるウェブＷに張力を付与する。テンションローラ機構部４２は、ブレーキローラ６１と、ブレーキ部６２と、ガイドローラ６３，６４とを備える。

ブレーキローラ６１は、ブレーキ部６２のブレーキ力をウェブＷに伝達するためのローラである。ブレーキローラ６１にはウェブＷが巻き掛けられている。ブレーキローラ６１は、ウェブＷの搬送方向における巻取軸４３（巻取ロール６６）の上流側に配置されている。

ブレーキ部６２は、ブレーキローラ６１の回転にブレーキをかけることで、巻取軸４３に巻き取られるウェブＷに張力を付与する。ブレーキ部６２は、例えば、パウダーブレーキからなる。

ガイドローラ６３，６４は、ブレーキローラ６１へのウェブＷの巻き掛けを補助する。

巻取軸４３は、ウェブＷを巻き取って保持する。巻取軸４３に巻き取られたウェブＷにより巻取ロール６６が形成される。巻取軸４３は、前後方向に延びる長尺状に形成されている。

巻取モータ４４は、巻取軸４３を図１における時計回り方向または反時計回り方向に回転させる。巻取軸４３の回転により、ウェブＷが巻取軸４３に巻き取られる。

エンコーダ４５は、巻取軸４３（巻取ロール６６）の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力する。

制御部５は、印刷装置１の各部の動作を制御する。制御部５は、主制御部７１と、搬送制御部７２と、搬送モータドライバ７３と、巻取制御部７４と、巻取モータドライバ７５とを備える。

主制御部７１は、印刷装置１全体の制御を司る。主制御部７１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

搬送制御部７２は、搬送ローラ２６によりウェブＷをウェブロール６から引き出して巻取部４へ向けて搬送するよう搬送モータドライバ７３を介して搬送モータ２７を制御する。搬送制御部７２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成される。

搬送制御部７２は、印刷時には搬送ローラ２６がウェブＷを所定の印刷搬送速度Ｖｇ（目標速度に相当）で搬送するよう制御する。印刷搬送速度Ｖｇは、印刷部２２Ａ，２２Ｂによる印刷を行う際のウェブＷの搬送速度として設定された速度である。

搬送制御部７２は、ウェブＷの搬送開始時においては、まず、搬送ローラ２６が印刷搬送速度より遅い一段速度Ｖ１（所定速度に相当）でウェブＷを搬送するよう制御する。搬送制御部７２は、搬送ローラ２６による一段速度Ｖ１でのウェブＷの搬送中に、搬送ローラ２６による搬送開始時には停止時待機位置にあったダンサーローラ５３が目標位置まで下降し、巻取軸４３の駆動が開始された後、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇまで加速するよう制御する。

また、搬送制御部７２は、ウェブＷに張力を付与するようウェブロール保持部２のブレーキ部１２を制御する。

搬送モータドライバ７３は、搬送モータ２７を駆動させる。

巻取制御部７４は、巻取モータ４４により巻取軸４３を回転させて巻取軸４３にウェブＷを巻き取るよう制御する。また、巻取制御部７４は、巻取軸４３に巻き取られるウェブＷに張力を付与するようテンションローラ機構部４２のブレーキ部６２を制御する。巻取制御部７４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えて構成される。

図５に示すように、巻取制御部７４は、巻取ロール径算出部８１と、ブレーキ制御部８２と、目標位置設定部８３と、Ｐゲイン算出部８４と、ジョグ運転制御部８５とを備える。巻取制御部７４の各部は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより構成される。

巻取ロール径算出部８１は、エンコーダ４５の出力パルス数を用いて、巻取ロール６６の外径である巻取ロール径Ｄを算出する。

ブレーキ制御部８２は、テンションローラ機構部４２のブレーキ部６２を制御する。ブレーキ制御部８２は、巻取ロール径Ｄに応じてブレーキ部６２のブレーキ力を調整する。

目標位置設定部８３は、ダンサーローラ５３の目標位置を後述する巻取モータドライバ７５の比較部９１に設定する。

Ｐゲイン算出部８４は、巻取ロール径Ｄに基づき、後述する巻取モータドライバ７５のＰＩＤ制御部９２によるＰＩＤ制御のＰゲインを算出する。

ジョグ運転制御部８５は、巻取部４に後述するジョグ運転を行わせる。

巻取モータドライバ７５は、巻取モータ４４を駆動させる。巻取モータドライバ７５は、比較部９１と、ＰＩＤ制御部９２と、出力制御部９３と、主回路９４とを備える。

比較部９１は、搬送部２１によるウェブＷの搬送中において、ダンサー位置センサ５６により検出されたダンサーローラ５３の位置と目標位置とを比較して、それらの差であるダンサーローラ位置誤差を算出する。

ＰＩＤ制御部９２は、ダンサーローラ位置誤差に基づき、ダンサーローラ５３を目標位置に移動させるための巻取モータ４４の駆動周波数を、ＰＩＤ演算により算出する。

出力制御部９３は、ＰＩＤ制御部９２で算出された駆動周波数に応じた駆動信号を主回路９４に出力する。出力制御部９３は、巻取部４のジョグ運転時には、予め設定された所定の回転速度で巻取モータ４４を駆動させるための駆動信号を主回路９４に出力する。

主回路９４は、出力制御部９３から入力された駆動信号に基づき、巻取モータ４４に電流を出力して巻取モータ４４を駆動させる。

次に、印刷装置１の動作について説明する。

印刷ジョブが入力されると、主制御部７１は、巻取制御部７４に巻取部４のジョグ運転を開始させるよう指示する。ジョグ運転の開始が指示されると、図６の時刻ｔ１において、巻取制御部７４のジョグ運転制御部８５は、巻取モータドライバ７５により巻取モータ４４の駆動を開始させる。これにより、巻取軸４３の駆動が開始され、巻取軸４３へのウェブＷの巻き取りが開始される。ここで、ブレーキ部６２は、印刷ジョブが入力される前の待機中からオンのままである。

ジョグ運転では、巻取モータドライバ７５の出力制御部９３は、比較的低速な所定の回転速度で巻取モータ４４を駆動させるための駆動信号を主回路９４に出力する。これにより、巻取軸４３による比較的低速な巻取速度でのウェブＷの巻き取りが行われる。ジョグ運転では、巻取モータ４４が予め設定された回転速度で駆動されるため、巻取ロール径Ｄが大きいほど巻取速度は速くなる。

ジョグ運転の開始後、ダンサー位置センサ５６によりダンサーローラ５３が停止時待機位置にあることが検出されると（時刻ｔ２）、出力制御部９３は、ジョグ運転を終了させる。これにより、ダンサーローラ５３が停止時待機位置に配置された状態となる。

ここで、図６の例では、ジョグ運転を開始する時刻ｔ１において、ダンサーローラ５３が目標位置と可動下限位置との間にある。ジョグ運転によりウェブＷが巻取軸４３に巻き取られることで、ダンサーローラ５３が上昇し、停止時待機位置に到達している。

なお、通常は、前回の印刷ジョブの終了時においてダンサーローラ５３が停止時待機位置に配置されるように制御されている。しかし、待機中に手動で巻取ロール６６が回転させられたこと等により、ダンサーローラ５３が停止時待機位置から移動することがある。このため、ジョグ運転の開始時にダンサーローラ５３が図６のような位置に配置されていることがある。

ジョグ運転の開始時にダンサーローラ５３が停止時待機位置にある場合には、ジョグ運転を開始するとすぐにダンサーローラ５３が停止時待機位置にあることが検出され、ジョグ運転は短時間で終了する。

ジョグ運転の終了後の時刻ｔ３において、搬送制御部７２は、搬送モータドライバ７３により搬送モータ２７の駆動を開始させる。これにより、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送が開始される。ここで、ブレーキ部１２は、待機中からオンのままである。

搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送が開始されると、搬送制御部７２は、搬送開始時点から、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を所定の加速度で加速させる。

その後、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度が一段速度Ｖ１に到達すると、搬送制御部７２は、その時点から、一段速度Ｖ１でのウェブＷの定速搬送へ移行するよう搬送モータ２７を制御する。一段速度Ｖ１でのウェブＷの定速搬送中は、搬送制御部７２は、エンコーダ２８の出力パルス数を用いてウェブＷの搬送速度を算出し、算出した搬送速度と一段速度Ｖ１との差がなくなるよう搬送モータ２７を制御する。

搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送が開始されることで、図６に示すように、ダンサーローラ５３が停止時待機位置から下降し始める。そして、ダンサーローラ５３が目標位置に到達したことがダンサー位置センサ５６により検出されると、その時刻ｔ４において、巻取モータドライバ７５の出力制御部９３は、巻取モータ４４の駆動を開始させる。これにより、巻取軸４３の駆動（回転）が開始される。

この後、巻取制御部７４および巻取モータドライバ７５は、ダンサー位置センサ５６により検出されたダンサーローラ５３の位置に基づき、ダンサーローラ５３が目標位置を維持するように、巻取モータ４４を制御して巻取軸４３によるウェブＷの巻取速度を制御する。

具体的には、巻取モータドライバ７５の比較部９１は、ダンサー位置センサ５６により検出されたダンサーローラ５３の位置と目標位置とを比較して、ダンサーローラ位置誤差を算出する。ここで、比較部９１には、目標位置設定部８３により目標位置が事前に設定されている。

ＰＩＤ制御部９２は、ダンサーローラ位置誤差に基づき、ダンサーローラ５３を目標位置に移動させるための巻取モータ４４の駆動周波数を、ＰＩＤ演算により算出する。出力制御部９３は、ＰＩＤ制御部９２で算出された駆動周波数に応じた駆動信号を主回路９４に出力する。主回路９４は、出力制御部９３から入力された駆動信号に基づき、巻取モータ４４に電流を出力して巻取モータ４４を駆動させる。

ここで、ＰＩＤ制御部９２は、ＰＩＤ演算におけるＰゲインとして、巻取ロール径算出部８１が算出した巻取ロール径Ｄに基づきＰゲイン算出部８４が算出したＰゲインの値を用いる。ＰＩＤ制御部９２は、ＰＩＤ演算におけるＩゲインおよびＤゲインとしては、予め設定された固定値を用いる。

ここで、巻取ロール径算出部８１は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始後における巻取軸４３の駆動開始から徐々に大きくなる巻取ロール径Ｄをリアルタイムで計算している。

具体的には、巻取ロール径算出部８１は、エンコーダ４５の出力パルス数に基づき、巻取ロール６６の回転数Ｎを算出する。そして、巻取ロール径算出部８１は、巻取ロール６６の回転数Ｎと搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度Ｖとを用いて、下記の式（１）により、巻取ロール径Ｄを算出する。

Ｄ＝Ｖ／（Ｎ×π） …（１）
式（１）の搬送速度Ｖは、搬送ローラ２６が一段速度Ｖ１でウェブＷを搬送する期間中は、一段速度Ｖ１である。後述する一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへの加速の終了後は、式（１）の搬送速度Ｖは、印刷搬送速度Ｖｇである。印刷搬送速度Ｖｇに達するまでの加速中においては、式（１）の搬送速度Ｖは、予め設定された加速度と、加速開始からの経過時間により算出される。

Ｐゲインは、巻取ロール径Ｄが大きくなるほど小さくなるように設定される。巻取軸４３によるウェブＷの巻取制御においては、巻取ロール径Ｄが小さいときには、巻取軸４３を速く回転させる必要があり、そのために必要な巻取モータ４４の回転数を確保するために、Ｐゲインを大きくする必要がある。巻取ロール径Ｄが大きくなるほど必要な巻取モータ４４の回転数が小さくなるため、Ｐゲインは小さくなる。

Ｐゲイン算出部８４は、巻取ロール径ＤとＰゲインとの関係を示す数式を用いて、巻取ロール径ＤからＰゲインを算出する。巻取ロール径ＤとＰゲインとの関係を示す数式は、印刷装置１により予め実験に基づいて求められたものである。

上述のような巻取モータ４４の駆動制御により、図６の時刻ｔ４で巻取モータ４４の駆動が開始された後、巻取速度が一段速度Ｖ１に到達すると、一段速度Ｖ１での定速の巻き取りに移行する。

ここで、巻取モータ４４の駆動開始から巻取速度が一段速度Ｖ１に到達するまでの間は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度（一段速度Ｖ１）が巻取速度より速いことから、図６のように、ダンサーローラ５３が一時的に目標位置より低い位置まで下降する。

巻取軸４３の駆動開始後の時刻ｔ５において、搬送制御部７２は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへ加速させ始める。

搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへ加速させ始めるタイミング（時刻ｔ５）は、巻取軸４３の駆動が開始されたタイミング（時刻ｔ４）から巻取一段速度時間Ｔｆ後である。

ここで、ダンサーローラ５３が目標位置に到達しても、異常により巻取軸４３が停止したままの状態で搬送ローラ２６による一段速度Ｖ１でのウェブＷの搬送が継続されると、ダンサーローラ５３が可動下限位置より下降する底突きが発生する。ダンサーローラ５３の底突きが発生すると、エラーとしてウェブＷの搬送が停止される。

これに対し、巻取一段速度時間Ｔｆは、ダンサーローラ５３が目標位置に到達したことが検出されたタイミング（時刻ｔ４）から巻取一段速度時間Ｔｆ後までに巻取軸４３の駆動が開始されればダンサーローラ５３の底付きが発生しないように設定されている。

すなわち、巻取一段速度時間Ｔｆは、巻取軸４３が停止した状態で搬送ローラ２６がウェブＷを一段速度Ｖ１で搬送した場合にダンサーローラ５３が目標位置から可動下限位置まで移動するのに要する時間より短い時間に設定されている。

例えば、巻取一段速度時間Ｔｆは、巻取軸４３が停止した状態で搬送ローラ２６がウェブＷを一段速度Ｖ１で搬送した場合にダンサーローラ５３が目標位置と可動下限位置との間の距離Ｌｋの半分の距離（Ｌｋ／２）だけ移動するのに要する時間に設定されている。この場合、巻取一段速度時間Ｔｆは、（Ｌｋ／２）の２倍の距離を一段速度Ｖ１で割ることで算出される。搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送量はダンサーローラ５３の移動量の２倍となるためである。すなわち、巻取一段速度時間Ｔｆは、下記の式（２）で表される。

Ｔｆ＝（（Ｌｋ／２）×２）／Ｖ１＝Ｌｋ／Ｖ１ …（２）
一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへの加速開始後、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度が印刷搬送速度Ｖｇに到達すると、搬送制御部７２は、その時点から、印刷搬送速度ＶｇでのウェブＷの定速搬送へ移行するよう搬送モータ２７を制御する。印刷搬送速度ＶｇでのウェブＷの定速搬送中は、搬送制御部７２は、エンコーダ２８の出力パルス数を用いてウェブＷの搬送速度を算出し、算出した搬送速度と印刷搬送速度Ｖｇとの差がなくなるよう搬送モータ２７を制御する。

上述したダンサーローラ５３が目標位置を維持するための巻取モータ４４の制御により、巻取軸４３による巻取速度も搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度と同様に推移する。

印刷搬送速度ＶｇでのウェブＷの定速搬送の開始後、主制御部７１は、印刷ジョブに基づく印刷部２２Ａ，２２Ｂによる印刷を開始させる。

搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送中は、搬送制御部７２は、ウェブロール６の外径に応じて、ウェブロール６と搬送ローラ２６との間のウェブＷの張力が設定張力を維持するようブレーキ部１２のブレーキトルク（ブレーキ力）を制御する。

ここで、ウェブロール６の外径は、ウェブロール６の回転数および印刷搬送速度Ｖｇを用いて算出される。ウェブロール６の回転数は、エンコーダ１３の出力パルス信号に基づき算出される。ウェブロール６の外径の縮小に応じて、ブレーキ部１２のブレーキトルクをリアルタイムで変化させることで、ウェブロール６と搬送ローラ２６との間のウェブＷの張力が設定張力に維持される。

また、巻取制御部７４のブレーキ制御部８２は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送中において、巻取ロール径Ｄに応じてブレーキ部６２のブレーキ力を調整する。

具体的には、ブレーキ制御部８２は、巻取ロール径Ｄが所定の閾値以下の場合は、巻張力Ｆが所定の設定巻張力となるようブレーキ部６２のブレーキトルク（ブレーキ力）を制御する。また、ブレーキ制御部８２は、巻取ロール径Ｄが閾値より大きい場合は、巻取ロール径Ｄが大きくなるほど巻張力Ｆが小さくなるように、ブレーキ部６２のブレーキトルク（ブレーキ力）を制御する。

これにより、巻取ロール６６の中心付近ではウェブＷが比較的強く巻かれ、外側ではウェブＷが比較的緩く巻かれる。この結果、ウェブＷの巻取品質を向上できる。具体的には、巻取ロール６６の中心付近でウェブＷが比較的強く巻かれることで巻取ロール６６の中心付近でウェブＷの横ずれが生じることが抑えられる。一方、巻取ロール６６の中心付近より外側ではウェブＷが比較的緩く巻かれることで、ウェブＷが過度に強く巻かれることで変形（カール）して後工程に不具合が生じることが抑えられる。

ここで、巻張力Ｆは、ブレーキ部６２と巻取軸４３（巻取ロール６６）との間のウェブＷの張力である。巻張力Ｆは、ブレーキ部６２のブレーキトルクをＢ、ブレーキローラ６１の半径をｒ、ダンサーローラ５３の質量をＭｄ、ガイドシャフト５５の上下方向に対する傾斜角度をθとすると、下記の式（３）で表される。

Ｆ＝Ｂ／ｒ＋Ｍｄｃｏｓθ／２ …（３）
ブレーキ制御部８２は、巻取ロール径Ｄに基づき、巻張力Ｆが巻取ロール径Ｄに応じて予め設定された値となるように、式（３）を用いてブレーキトルクＢを算出する。

印刷ジョブに基づく印刷が終了すると、主制御部７１は、搬送モータ２７および巻取モータ４４を停止させて、ウェブＷの搬送を停止させる。これにより、一連の印刷動作が終了となる。

以上説明したように、印刷装置１では、制御部５は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始時において、印刷搬送速度Ｖｇより遅い一段速度Ｖ１でウェブＷを搬送するよう搬送ローラ２６を制御する。そして、制御部５は、搬送ローラ２６による一段速度Ｖ１でのウェブＷの搬送中に巻取軸４３の駆動を開始させる。これにより、巻取軸４３の駆動開始時における搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度が低く抑えられるので、ダンサーローラ５３が急激に下降することが抑えられる。このため、巻取軸４３による巻取速度の加速度が不足してダンサーローラ５３の底突きが発生することを低減できる。

［第２実施形態］
次に、上述した第１実施形態の巻取制御部を変更した第２実施形態について説明する。

図７は、第２実施形態における巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。

図７に示すように、第２実施形態における巻取制御部７４Ａは、上述した第１実施形態の巻取制御部７４に巻取開始指示部１０１を追加した構成である。

巻取開始指示部１０１は、一段速度時間Ｔ１を算出し、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始時点から、算出した一段速度時間Ｔ１が経過した時点で巻取軸４３の駆動を開始させるよう巻取モータドライバ７５に指示する。

一段速度時間Ｔ１は、搬送ローラ２６がウェブＷの搬送を開始させて一段速度Ｖ１でウェブＷを搬送した場合にダンサーローラ５３が停止時待機位置から目標位置まで下降するのに要する時間である。

ここで、図８に示すように、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始（時刻ｔ３）から搬送速度が一段速度Ｖ１に到達するタイミング（時刻ｔ１１）までの時間をＴ１１とする。ウェブＷの搬送速度が一段速度Ｖ１に到達してからダンサーローラ５３が目標位置に到達するタイミング（時刻ｔ１２）までの時間をＴ１２とする。一段速度時間Ｔ１は下記の式（４）で表される。

Ｔ１＝Ｔ１１＋Ｔ１２ …（４）
搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始から搬送速度が一段速度Ｖ１に到達するまでの間（時刻ｔ３～ｔ１１）の加速度をα（固定値）とすると、Ｔ１１は下記の式（５）で表される。

Ｔ１１＝Ｖ１／α …（５）
搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始から搬送速度が一段速度Ｖ１に到達するまでの間（時刻ｔ３～ｔ１１）におけるウェブＷの搬送距離をＬａとすると、Ｌａは下記の式（６）で表される。

Ｌａ＝Ｖ１^２／（２×α） …（６）
ダンサーローラ５３の停止時待機位置と目標位置との間の距離をＬｔとすると、Ｔ１２は下記の式（６）で表される。

Ｔ１２＝（Ｌｔ×２－Ｌａ）／Ｖ１ …（７）
式（４）～（７）から、下記の式（８）が導かれる。

Ｔ１＝Ｖ１／（２×α）＋（Ｌｔ×２）／Ｖ１ …（８）
次に、第２実施形態における印刷装置１の動作について説明する。

第２実施形態でも、第１実施形態と同様に、印刷ジョブが入力されると、制御部５は、巻取部４のジョグ運転を行った後、搬送ローラ２６によりウェブＷを一段速度Ｖ１で搬送させる。これにより、ダンサーローラ５３が停止時待機位置から下降する。

巻取開始指示部１０１は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始時点（時刻ｔ３）から一段速度時間Ｔ１が経過した時点（時刻ｔ１２）で巻取軸４３の駆動を開始させるよう巻取モータドライバ７５に指示する。搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始時点（時刻ｔ３）から一段速度時間Ｔ１が経過した時点（時刻ｔ１２）では、ダンサーローラ５３が目標位置に到達している。

ここで、巻取開始指示部１０１は、事前に式（８）により一段速度時間Ｔ１を算出している。なお、ダンサーローラ５３の目標位置が変更された場合には、巻取開始指示部１０１は、変更された目標位置に応じた一段速度時間Ｔ１を算出する。

巻取開始指示部１０１により巻取軸４３の駆動を開始させるよう指示されると、巻取モータドライバ７５の出力制御部９３は、巻取モータ４４の駆動を開始させる。これにより、巻取軸４３の駆動（回転）が開始される。

この後、第１実施形態と同様に、巻取制御部７４Ａおよび巻取モータドライバ７５は、ダンサー位置センサ５６により検出されたダンサーローラ５３の位置に基づき、ダンサーローラ５３が目標位置を維持するように、巻取モータ４４を制御して巻取軸４３によるウェブＷの巻取速度を制御する。

また、第１実施形態と同様に、巻取軸４３の駆動が開始されたタイミング（時刻ｔ１２）から巻取一段速度時間Ｔｆ後のタイミング（時刻ｔ１３）において、搬送制御部７２は、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへ加速させ始める。これ以降の動作も第１実施形態と同様である。

以上説明したように、第２実施形態では、制御部５は、一段速度時間Ｔ１を算出し、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送開始時点から、算出した一段速度時間Ｔ１が経過した時点で巻取軸４３の駆動を開始させる。これにより、第１実施形態のようにダンサーローラ５３が目標位置に到達したことがダンサー位置センサ５６により検出されると巻取軸４３の駆動を開始させるのに比べて、巻取軸４３の駆動を迅速に開始させることができる。この結果、一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへの移行する時間を短縮できるので、印刷に使用されずに無駄となるウェブＷ（損紙）を低減できる。

［第３実施形態］
次に、上述した第１実施形態の巻取制御部を変更した第３実施形態について説明する。

図９は、第３実施形態における巻取制御部および巻取モータドライバの構成を示すブロック図である。

図９に示すように、第３実施形態における巻取制御部７４Ｂは、上述した第１実施形態の巻取制御部７４に応答計測部１１１を追加した構成である。

また、第３実施形態では、ブレーキローラ６１の所定の回転角度ごとにパルス信号を出力するエンコーダ１１２が設けられている。

応答計測部１１１は、巻取モータ４４により巻取軸４３の駆動を開始させた際の巻取モータ４４の応答性を計測する。そして、応答計測部１１１は、計測した巻取モータ４４の応答性に応じて巻取モータ４４のゲイン（Ｐゲイン）を調整するようＰゲイン算出部８４へ指示する。

次に、第３実施形態における印刷装置１の動作について説明する。

第３実施形態でも、第１実施形態と同様に、印刷ジョブが入力されると、制御部５は、巻取部４のジョグ運転を行った後、搬送ローラ２６によりウェブＷを一段速度Ｖ１で搬送させる。これにより、ダンサーローラ５３が停止時待機位置から下降し始める。そして、ダンサーローラ５３が目標位置に到達したことがダンサー位置センサ５６により検出されると、巻取モータドライバ７５の出力制御部９３は、巻取モータ４４の駆動を開始させる。これにより、巻取軸４３の駆動（回転）が開始される。

巻取モータ４４の駆動開始後、第１実施形態と同様に、巻取制御部７４Ｂおよび巻取モータドライバ７５が、ダンサー位置センサ５６により検出されたダンサーローラ５３の位置に基づき、ダンサーローラ５３が目標位置を維持するように、巻取モータ４４を制御して巻取軸４３によるウェブＷの巻取速度を制御する。

また、第１実施形態と同様に、巻取軸４３の駆動が開始されたタイミングから巻取一段速度時間Ｔｆ後のタイミングにおいて、搬送制御部７２が、搬送ローラ２６によるウェブＷの搬送速度を一段速度Ｖ１から印刷搬送速度Ｖｇへ加速させ始め、印刷搬送速度Ｖｇに到達すると印刷搬送速度Ｖｇでの定速搬送へ移行させる。これ以降の動作も第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上述のようにダンサーローラ５３が目標位置に到達して巻取モータ４４の駆動が開始されると、応答計測部１１１は、エンコーダ１１２の出力パルス数に基づき、ブレーキローラ６１の回転数Ｎｂを算出する。また、応答計測部１１１は、下記の式（９）により、エンコーダ１１２を用いた巻取速度の計測値である巻取速度計測値Ｖｍを算出する。

Ｖｍ＝Ｎｂ×Ｄｂ×π …（９）
ここで、式（９）におけるＤｂは、ブレーキローラ６１の直径である。

また、応答計測部１１１は、巻取モータ４４の時定数であるダンサ応答時間τを計測する。具体的には、応答計測部１１１は、巻取モータ４４の駆動開始から、巻取速度計測値Ｖｍが図１０に示す到達速度計算値Ｖτに到達するまでの時間を、ダンサ応答時間τとして計測する。

ここで、巻取モータ４４の駆動開始の時点は、エンコーダ１１２のパルス発生が検出された時点である。また、到達速度計算値Ｖτは、一段速度Ｖ１の（１－ｅ^－１）倍の速度であり、下記の式（１０）で算出されるものである。

Ｖτ＝Ｖ１×（１－ｅ^－１） …（１０）
ここで、図１０において一点鎖線で示すように、巻取モータ４４の駆動開始（時刻ｔ４）から巻取一段速度時間Ｔｆが経過した時点（時刻ｔ５）でも巻取速度（巻取速度計測値Ｖｍ）が到達速度計算値Ｖτに到達していない場合、ダンサ応答時間τが巻取一段速度時間Ｔｆより大きくなる。この場合、応答計測部１１１は、巻取モータ４４の応答性が基準レベルより低いと判断し、Ｐゲインを増大させるようＰゲイン算出部８４へ指示する。

この際、応答計測部１１１は、ダンサ応答時間τに応じた調整量の分だけＰゲインを増大させるようＰゲイン算出部８４へ指示する。ダンサ応答時間τとＰゲインの調整量との関係は、予め実験等に基づき決定されている。なお、巻取モータ４４の駆動開始の時点では、Ｐゲインは所定の初期値に設定されている。

また、応答計測部１１１は、巻取モータ４４の駆動開始から巻取一段速度時間Ｔｆが経過した時点までに巻取速度計測値Ｖｍが到達速度計算値Ｖτに到達したことが検出された場合、巻取モータ４４の駆動開始から巻取一段速度時間Ｔｆが経過した時点までの巻取速度計測値Ｖｍのデータに対してフーリエ変換による周波数解析を行う。

ここで、巻取モータ４４の応答性が高すぎる場合、図１０において二点鎖線で示すように、巻取速度（巻取速度計測値Ｖｍ）が振動する挙動となり、巻取モータ４４の駆動開始から巻取一段速度時間Ｔｆが経過した時点までに収束しないことがある。また、巻取モータ４４の応答性が高すぎる場合、巻取モータ４４が停止と起動とを繰り返し、一定速度とならないことがある。

応答計測部１１１は、上述のような巻取モータ４４の応答性が高すぎる（基準レベルより高い）ことにより生じる現象が生じたか否かを判断するために、上述した巻取速度計測値Ｖｍのデータに対する周波数解析を行う。この周波数解析の結果、振幅が所定の閾値以上の周波数成分が検出された場合、応答計測部１１１は、巻取モータ４４の応答性が基準レベルより高いと判断し、Ｐゲインを低減させるようＰゲイン算出部８４へ指示する。

この際、応答計測部１１１は、振幅が閾値以上の周波数成分における振幅に応じた調整量の分だけＰゲインを低減させるようＰゲイン算出部８４へ指示する。振幅とＰゲインの調整量との関係は、予め実験等に基づき決定されている。

以上説明したように、第３実施形態では、制御部５は、巻取モータ４４により巻取軸４３の駆動を開始させた際の巻取モータ４４の応答性に応じて巻取モータ４４のゲイン（Ｐゲイン）を調整する。これにより、巻取モータ４４の応答性が高すぎたり低すぎたりすることを抑制できる。この結果、ウェブＷを安定して巻き取ることができ、巻取品質の低下を抑えることができる。

［その他の実施形態］
上述のように、本発明は第１乃至第３実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。

第２実施形態においても第３実施形態と同様に、巻取モータ４４により巻取軸４３の駆動を開始させた際の巻取モータ４４の応答性に応じて巻取モータ４４のゲイン（Ｐゲイン）を調整するようにしてもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

［付記］
本出願は、以下の発明を開示する。

（付記１）
ウェブを巻き取る巻取軸と、
前記巻取軸へウェブを搬送する搬送部と、
前記搬送部と前記巻取軸との間のウェブのたるみ量に応じて昇降するダンサーローラと、
ウェブを目標速度で搬送するよう前記搬送部を制御するとともに、前記ダンサーローラの位置に基づき前記巻取軸を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記搬送部によるウェブの搬送開始時において、前記目標速度より遅い所定速度でウェブを搬送するよう前記搬送部を制御し、前記搬送部による前記所定速度でのウェブの搬送中に前記巻取軸の駆動を開始させることを特徴とする搬送装置。

（付記２）
前記ダンサーローラは、前記搬送部によるウェブの搬送開始時点において、ウェブの搬送中における前記ダンサーローラの目標位置より高い位置に配置され、
前記制御部は、
前記搬送部がウェブの搬送を開始させて前記所定速度でウェブを搬送した場合に前記ダンサーローラがウェブの搬送開始時点における位置から前記目標位置まで下降するのに要する時間を算出し、
前記搬送部によるウェブの搬送開始時点から、算出した前記時間が経過した時点で前記巻取軸の駆動を開始させることを特徴とする付記１に記載の搬送装置。

（付記３）
前記巻取軸を駆動させるモータをさらに備え、
前記制御部は、前記モータにより前記巻取軸の駆動を開始させた際の前記モータの応答性に応じて前記モータのゲインを調整することを特徴とする付記１または２に記載の搬送装置。

１ 印刷装置
２ ウェブロール保持部
３ 搬送印刷部
４ 巻取部
５ 制御部
２１ 搬送部
２６ 搬送ローラ
２７ 搬送モータ
４１ バッファ部
４２ テンションローラ機構部
４３ 巻取軸
４４ 巻取モータ
４５，１１２ エンコーダ
５１，５２，６３，６４ ガイドローラ
５３ ダンサーローラ
５４ キャリッジ
５５ ガイドシャフト
５６ ダンサー位置センサ
５７ 磁石
５８ ストッパ
６１ ブレーキローラ
６２ ブレーキ部
７１ 主制御部
７２ 搬送制御部
７３ 搬送モータドライバ
７４，７４Ａ，７４Ｂ 巻取制御部
７５ 巻取モータドライバ
８１ 巻取ロール径算出部
８２ ブレーキ制御部
８３ 目標位置設定部
８４ Ｐゲイン算出部
８５ ジョグ運転制御部
９１ 比較部
９２ ＰＩＤ制御部
９３ 出力制御部
９４ 主回路
１０１ 巻取開始指示部
１１１ 応答計測部

Claims (3)

1. ウェブを巻き取る巻取軸と、
   前記巻取軸へウェブを搬送する搬送部と、
   前記搬送部と前記巻取軸との間のウェブのたるみ量に応じて昇降するダンサーローラと、
   ウェブを目標速度で搬送するよう前記搬送部を制御するとともに、前記ダンサーローラの位置に基づき前記巻取軸を制御する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記搬送部によるウェブの搬送開始時において、前記目標速度より遅い所定速度でウェブを搬送するよう前記搬送部を制御し、前記搬送部による前記所定速度でのウェブの搬送中に前記巻取軸の駆動を開始させることを特徴とする搬送装置。
2. 前記ダンサーローラは、前記搬送部によるウェブの搬送開始時点において、ウェブの搬送中における前記ダンサーローラの目標位置より高い位置に配置され、
   前記制御部は、
   前記搬送部がウェブの搬送を開始させて前記所定速度でウェブを搬送した場合に前記ダンサーローラがウェブの搬送開始時点における位置から前記目標位置まで下降するのに要する時間を算出し、
   前記搬送部によるウェブの搬送開始時点から、算出した前記時間が経過した時点で前記巻取軸の駆動を開始させることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
3. 前記巻取軸を駆動させるモータをさらに備え、
   前記制御部は、前記モータにより前記巻取軸の駆動を開始させた際の前記モータの応答性に応じて前記モータのゲインを調整することを特徴とする請求項１または２に記載の搬送装置。

Images