JP3694624B2 - 帯状素材の摩擦駆動装置及び自動アライン方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンター、プロッター、裁断機等において帯状素材を給送する、摩擦駆動装置及び摩擦駆動装置内において帯状素材をその給送路に対して自動的に正しく位置させる自動アライン方法に関する。
【0002】
【従来技術及びその問題点】
本技術分野において、プリンター、プロッターまたは裁断機内に延びる給送路に沿って、帯状の素材をその長手方向で前後移動させるための摩擦駆動装置が知られている。この摩擦駆動装置では、給送される帯状の素材(一般にビニールまたは紙)の一方の側(例えば帯状素材の裏面側)に摩擦車が配置され、他方の側(例えば帯状素材の上面側)にゴムや他の弾性材からなるピンチローラーが配置され、摩擦車とピンチローラーの間に帯状素材を挟んだ状態でピンチローラーが摩擦車に向かって付勢される。作図、印刷または裁断中、帯状素材は、その長手方向(X方向)に沿って摩擦車により前後に移動され、同時に、ペン、プリンターヘッドまたは裁断刃が、帯状素材の幅方向(Y方向)に沿って帯状素材上で駆動される。
【0003】
このような駆動装置は、パーフォレーションを持たない異なる厚みの帯状素材を給送する能力を有しているので好都合である。しかし、このような従来の駆動装置には幾つかの問題がある。この問題の一つは、帯状素材の斜行により発生するエラーである。このエラーは、帯状素材がその長手方向両側にある二つのエッジの間で均等に駆動されないことで発生し、これによって帯状素材を上ぞりしてしまう。このエラーは帯状素材の幅方向(Y方向)で集積され、帯状素材がX方向に移動するにつれてY方向での位置ずれが増加する。このエラーは、例えば一つの印刷画像の開始位置が、従前に印刷された印刷画像の終端位置と一致しなければならない場合にしばしば視認される。最悪の場合、帯状素材が摩擦車から完全に外れてしまう。このような帯状素材の斜行によるエラーの発生は、例えば印画機の場合には、製作されるグラフィック画像を台無しにするので極めて望ましくない。
【0004】
多くの帯状素材は、摩擦駆動装置内へ手動で挿入される。手動による挿入方法では、帯状素材を摩擦駆動装置内に完全に真直ぐに挿入し、給送路に沿って正確に位置させることは不可能である。このため従来の摩擦駆動装置では、帯状素材の挿入後に装置に対して帯状素材を真直ぐに位置させるためには、少なくとも3フィート(約91cm)分の帯状素材が必要である。このような手動による帯状素材の位置決め作業は多くの点で不利である。先ず、少なくとも3フィート分の帯状素材が必要なために、多くの帯状素材を無駄にしてしまう。また、手動により帯状素材を装置に対して真直ぐに位置させるための作業に多くの時間を要する。さらには、このような手動による作業が常に有効であるとは限らない。したがって、摩擦駆動装置に帯状素材を挿入する間に無駄に消費される帯状素材の消費量を減じることが望まれており、さらに、摩擦駆動装置が動作中に帯状素材が摩擦駆動装置内で斜行することなく適切に位置されることが望まれている。
【0005】
【発明の目的】
本発明の目的の一つは、摩擦駆動装置の動作開始時において、多くの帯状素材を無駄に消費することなく、摩擦駆動装置内の給送路に対して帯状素材を自動的に正しく位置させる装置及び方法を提供することを目的とする。
【0006】
本発明の他の目的は、帯状素材の長手方向に延びるエッジを検出する、摩擦駆動装置内に設けられた二つのセンサの出力を比較して適切に補正する装置及び方法を提供することを目的とする。
【0007】
【発明の概要】
本発明は、長手方向の両側に第1のエッジ(20)と第2のエッジ(22)を有する連続する帯状素材(12)を、作図、印刷及び裁断のいずれかの作業を上記帯状素材に実行するために設けた給送路(24)の長手方向に沿って給送可能な摩擦駆動装置(10)であって、
上記帯状素材の上記第1のエッジの近傍に係合する第1摩擦車(34)と;
上記帯状素材の上記第2のエッジの近傍に係合する第2摩擦車(36)と;
上記第1摩擦車を正逆に駆動する第1駆動モータ(40)と;
上記第2摩擦車を正逆に駆動する第2駆動モータ(42)と;
上記帯状素材の幅方向位置を監視する第1センサ(56)と;
この第1センサから上記帯状素材の長手方向に離れた位置に設置された、上記帯状素材の幅方向位置を監視する第2センサ(58)と;
上記第1センサからの出力と上記第2センサからの出力に応じて、上記帯状素材を給送路に対して正しく位置させる制御を実行する制御手段(54)と;
を有し、
この制御手段は、上記第1、第2の摩擦車により帯状素材を順方向に移動させるときに生成される第2センサの出力により、第1、第2の駆動モータを制御して帯状素材を順方向に移動させつつ、その幅方向位置を調整し、この第1の調整により帯状素材が給送路に正しく位置したか否かを問わずに、第1、第2の摩擦車により帯状素材を逆方向に移動させ、該逆方向への移動中に生成される第1センサの出力により、第1、第2の駆動モータを制御して帯状素材を逆方向に移動させつつ、その幅方向位置を調整し、この第2の調整後に帯状素材が給送路に正しく位置しているとき自動アラインメント処理を終了することを特徴とする。
【0008】
上記制御手段は、上記第2の調整後に帯状素材が給送路に正しく位置していないと判断したときは、カウンタ値を一つ増加させ、該カウンタ値が所定値に達するまで上記第1の調整と第2の調整を繰り返し実行すると好ましい。
【0009】
帯状素材が順方向に移動されるとき、該帯状素材の移動距離を所定距離に限定する第1手段と;上記帯状素材が逆方向に移動されるとき、帯状素材の移動距離を所定距離に限定する第2手段と;を備えることができる。
【0010】
上記第1センサ及び上記第2センサは、上記帯状素材の第1のエッジに沿って配置すると好ましい。
【0011】
上記第1センサ及び上記第2センサは、帯状素材の裏面に設けられた縦縞の一方のエッジに沿って配置することができる。
【0012】
上記第1センサ及び上記第2センサはデジタル方式のリニアセンサであると好ましい。
【0013】
さらに、帯状素材が上記摩擦駆動装置内に挿入されたとき、上記帯状素材の第1のエッジを上記第2センサ上に位置させるエッジ止め部材を設けることができる。
【0014】
また本発明は、帯状素材の摩擦駆動装置(10)に設けられたエッジ検知装置に適用される帯状素材の自動アライン方法の態様においては、帯状素材(12)を給送路(24)の長手方向に沿って順方向及び逆方向に切換移動させる駆動機構と;それぞれ該帯状素材の移動方向と直交する方向に並ぶ受光素子列(92)を有し、上記帯状素材の同一のエッジ部(20)を検出する、該帯状素材の長手方向の異なる位置に配置した第1のセンサ(56)及び第2のセンサ(58)と;を有し、作図、印刷及び裁断のいずれかの作業を実行する摩擦駆動装置に設けられたエッジ検知装置(55)で実行される、上記帯状素材を順方向に移動させつつ、上記第2センサの出力により該帯状素材の幅方向位置を調整し、上記帯状素材を逆方向に移動させつつ、上記第1センサの出力により該帯状素材の幅方向位置を調整する、帯状素材の自動アライン方法であって、
上記帯状素材を上記駆動機構により順方向に所定距離移動させるステップと;
上記帯状素材の上記順方向移動が完了したとき、上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第1センサに対する上記帯状素材の位置を第1センサ前位置として定め、かつ、上記帯状素材によって覆われていない上記第2センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第2センサに対する上記帯状素材の位置を第2センサ前位置として定めるステップと;
上記第1センサ前位置と上記第2センサ前位置における上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサと第2センサの受光素子数の差を第1の差として定めるステップと;
上記帯状素材を上記駆動機構により逆方向に所定距離移動させるステップと;
上記帯状素材の上記逆方向移動が完了したとき、上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第1センサに対する上記帯状素材の位置を第1センサ後位置として定め、かつ、上記帯状素材によって覆われていない上記第2センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第2センサに対する上記帯状素材の位置を第2センサ後位置として定めるステップと;
上記第1センサ後位置と上記第2センサ後位置おける上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサと第2センサの受光素子数の差を第2の差として定めるステップと;
上記帯状素材が上記第1センサに対して正しく位置されたとき、上記第1センサの出力と上記第2センサの出力の間での不一致を相殺するために、第2センサの受光素子列の中央基準位置(94)を、上記第1の差と上記第2の差に応じた補正量だけ移動させるステップと;によって上記第1センサの中央基準位置(94)に対する第2センサの中央基準位置(94)を補正するステップと;によって補正することを特徴とする。
【0015】
上記第1の差と第2の差のそれぞれが正の値のときは、上記第2センサの中央基準位置を給送路周辺方向へシフトさせると好ましい。
【0016】
上記第1の差と第2の差のそれぞれが負の値のときは、上記第2センサの中央基準位置を給送路中央方向へシフトさせると好ましい。
【0017】
上記第1の差と第2の差のそれぞれが略ゼロであると判断した後にカウンタの値を一つ増加させるステップと;上記カウンタの値が所定値に達するまでは上記全ステップを繰り返し実行するステップと;を設けることができ、また、上記所定値は5に設定してもよい。
【0018】
【発明の効果】
本発明を適用した摩擦駆動装置及び方法によれば、多くの帯状素材を無駄に消費することなく摩擦駆動装置内において帯状素材が給送路に対して自動的に正確に位置される。また本発明を適用したエッジ検知装置によれば、帯状素材が給送路に対して自動的に正確に位置される。
【0019】
【発明の実施の形態】
図1に示すように、帯状素材12に作図、印刷または裁断を行う装置(プリンター、プロッターまたは裁断機)10は、上部14と下部16を有している。図2に示すように、帯状素材12は、その長手方向(X方向)に延びるエッジ20、22を有し、給送路24に沿ってX方向に移動する。装置10の上部14には、X方向と給送路24に直交するY方向(帯状素材の幅方向)に可動のヘッド(例えば印刷用ヘッド)26が設けられている。また上部14には、帯状素材12のエッジ20、22に沿って配置された複数のピンチローラー30が設けられている。装置10の下部16には、ヘッド26と対向させて配置された、固定式またはローラー式のプラテン32が設けられている。また装置10の下部16には、複数のピンチローラー30にそれぞれ対向させて配置された複数の摩擦車34、36が設けられている。なお図1では、破線で描かれたピンチローラー30が一つのみ表れている。
【0020】
図2に示すように、摩擦車34、36の各々は、その表面が帯状素材12に係合する。摩擦車34は駆動モータ40によって駆動され、摩擦車36は駆動モータ42によって駆動される。各駆動モータ40、42として、サーボモータを採用することができる。この場合、駆動モータ40の駆動シャフトは、該駆動シャフトの回転を検出するシャフトエンコーダ44に接続され、同様に駆動モータ42の駆動シャフトは、該駆動シャフトの回転を検出するシャフトエンコーダ46に接続される。各エンコーダ44、46は、デコーダ50、52にそれぞれ接続されている。各デコーダ50、52は、プロセッサ(制御手段)54に接続されている。
【0021】
また、装置10には、該装置10内の給送路24に対して帯状素材12を自動的に正確に位置させ且つ装置10の作動中に帯状素材12の斜行によるエラーの発生を最小限に抑えるために、駆動モータ40、42と共同して動作するエッジ検知装置55が設けられている。このエッジ検知装置55には、帯状素材12のエッジ20の位置を監視するための第1センサ56及び第2センサ58が設けられている。第1センサ56及び第2センサ58は、摩擦車34及び摩擦車36を結ぶ線を挟んだ両側にそれぞれ配置されている。各センサ56、58は、対応する回路62、64を介してプロセッサ54に接続されている。プロセッサ54は、閉ループ系を構成するために駆動モータ40、42に接続されている。
【0022】
図3に示すように、エッジ検知装置55にはさらに、第1センサ56の上部に配置された第1光源66と、第2センサ58の上部に配置された第2光源68が設けられている。第1センサ56は第1外側端部72と第1内側端部76を有しており、第1止め板82が第1外側端部72に隣接して設けられている。同様に、第2センサ58は第2外側端部74と第2内側端部78を有しており、第2止め板84が第2外側端部74に隣接して設けられている。本実施形態では、第1センサ56及び第2センサ58の各々は、Y方向に一列に配置された複数の受光素子(フォトダイオード)92からなるセンサアレイ部を有し、このセンサアレイ部の中央には、中央基準位置を定める中央受光素子94を有している。また本実施形態では、各回路62、64は、パルス波形形成器(図示せず)とシリアル/パラレル変換器(図示せず)を含んでいる。
【0023】
装置10の通常の作動中、帯状素材12が給送路24に沿ってX方向に給送されるときは、摩擦車34、36及びピンチローラー30は互いに押圧しつつ帯状素材と12と係合する。駆動モータ40、42は、帯状素材12の両エッジ20、22が給送路24に沿ってX方向に同時に移動するように、摩擦車34、36をそれぞれ略同速度で回転させる。帯状素材12がX方向に移動するとき、ヘッド26はY方向に移動して、装置10の種類(プリンター、プロッターまたは裁断機)に応じて作図、印刷または裁断を実行する。
【0024】
帯状素材12の順方向の移動方向(図1では同図の左方向であり、図4では同図の上方向)を基準として摩擦車34、36の後方側に配置された第2センサ58は、エッジ20を検知することで、帯状素材12のY方向への変位の有無を検知できる。図3に示すように、光源68から放たれる光を受光する各受光素子92は、光電流を生成し、この生成された光電流は積分(蓄積)される。各受光素子92からの二値レベル信号「1」は、光を受光していること示す。複数の受光素子92のうち、帯状素材12が被さっている受光素子92は、光電流を生成せず、よって二値レベル信号「0」となる。
【0025】
シフトレジスタ(図示せず)は、第2センサ58の外側端部74に隣接する第1受光素子から順に、受光素子毎に1ビットずつ順次データを出力する。この出力は、所定のカウンタ(図示せず)に入力可能な形態とされた後に該カウンタに入力される。このカウンタは、シフトレジスタから連続する少なくとも2つの二値レベル信号「0」のデータが出力されるまで、シフトレジスタから連続的に出力されるデータをカウントし続ける。連続する2つの二値レベル信号「0」は、帯状素材12のエッジ20が第2センサ58上に達したことを示し、カウンタを停止させる。これによって帯状素材12のエッジ20の位置が定まり、この定まった位置は帯状素材12を位置調整するのに用いられる。この処理は、所定の時間間隔で繰り替えし実行される。本実施形態では、約250マイクロ秒毎に繰り返し実行される。帯状素材12が装置10に対して適正な位置にある場合、即ち、帯状素材12が基準位置からY方向に全く変位していない場合には、図4に示すように、第2センサ58の受光面の丁度半分が帯状素材12によって覆われ、さらに駆動モータ40、42が摩擦車34、36を同時に同速度で回転させる。
【0026】
図5に示すように、帯状素材12のY方向位置エラーは、帯状素材12が、例えば、第2センサ58の受光面の半分を超える部分が露光されたときに発生する。第2センサ58の受光面の半分を超える部分が露光されたとき、第2センサ58と該センサと関連する回路が、位置を示す出力(位置情報)を生成し、この位置情報は回路64を介してプロセッサ54に出力される。図5は、帯状素材12がY方向に沿って同図の右側へ変位した様子を示している。このような変位が生じた場合に、ひとたびプロセッサ54がそのような位置情報を受け取ると、プロセッサ54は、駆動モータ40、42に差動信号を与え、これによって駆動モータ40(即ち摩擦車34)の回転速度を増加させ、同時に駆動モータ42(即ち摩擦車36)の回転速度を減じる。
【0027】
この差動信号と、結果として生じる各摩擦車34、36の差動速度は、第2センサ58によって検出されるY方向位置エラーに比例して変化する。駆動モータ40、42が前記のように摩擦車34、36を異なる速度で回転させるにつれて、帯状素材12の前部が、回転速度が遅い摩擦車36の側(図5中の矢印D1が示す側)に逸れ、同時に、帯状素材12の後部が、回転速度が速い摩擦車34の側に逸れ、第2センサ58の受光面の多くの部分に覆い被さる。帯状素材12がさらにX方向に移動されると、第2センサ58の受光面に被さる帯状素材12の量が増加する。
【0028】
図6に示すように第2センサ58の受光面の丁度半分が帯状素材12に覆われたとき、第2センサ58は該センサの丁度半分が覆われたことを示し、プロセッサ54は、駆動モータ40、42に与える差動信号をゼロ(0)にする。このとき、帯状素材12は、図6に示すようにX方向に対して傾斜した状態にあるが、摩擦車34、36が等速度で回転するのでX方向に沿って真直ぐ移動する。実際には、帯状素材12がX方向に移動するにつれて、傾斜した帯状素材12が第2センサ58のY方向位置エラーを増加させる。
【0029】
さらに、第2センサ58の受光面の半分を超える部分が覆われると、第2センサ58は、第2センサ58の受光面の半分を超える部分が覆われたことを示す信号をプロセッサ54に出力し、この信号を受けたプロセッサ54は、駆動モータ40、42に差動信号を与え、これによって駆動モータ40(即ち摩擦車34)の回転速度を減じ且つ駆動モータ42(即ち摩擦車36)の回転速度を増加させる。このような摩擦車34、36の異なる回転速度は、次に帯状素材12の前部を、回転速度が遅い摩擦車36の側(図6の矢印D2が示す側)に逸らし、これによって第2センサ58の受光面の半分を超える部分覆い被さっている帯状素材12が該受光面上から徐々に外れ始める。
【0030】
このように摩擦車34、36を異なる回転速度で回転させる制御は、帯状素材12が第2センサ58の受光面の丁度半分を覆い、これによってプロセッサ54から出力される差動信号がゼロになるまで継続される。プロセッサ54から出力される差動信号がゼロになると、プロセッサ54は、駆動モータ40、42に同一の駆動信号を出力し、よって摩擦車34、36は、同一回転速度で駆動される。
【0031】
その後帯状素材12は、再びX方向に移動される。このとき、プロセッサ54の制動の過剰または不足により、帯状素材12が未だにY方向に変位している場合には、帯状素材12がX方向へ移動するにつれて再びY方向位置エラーが蓄積され、よって上述した仕方で帯状素材12を斜行移動させながらエッジ20が第2センサ58上における中央位置へ戻るように、第2センサ58がプロセッサ54に信号を出力する。このとき、調整される帯状素材12の前部が向く側(矢印D1または矢印D2で示す側)は、Y方向位置エラーの方向に応じて上述した方向と同一または逆方向になる。
【0032】
帯状素材12のX方向への移動方向が反転された場合には、Y方向位置エラーの補正制御に用いるセンサを、プロセッサ54によって第2センサ58から第1センサ56に切り替える。このとき第1センサ56は、帯状素材12の移動方向を基準として摩擦車34、36の後方側に位置することになる。よってY方向位置エラーは第1センサ56により検出され、第1センサ56は、上述した第2センサ58の場合と同様の方法により制御される。
【0033】
作図、印刷または裁断中に帯状素材12の移動速度が急変するのを防ぐために、帯状素材12の移動速度は段階的に増加させることが好ましい。移動速度は徐々に増加させてY方向位置エラーを徐々に補正することが好ましい。
【0034】
帯状素材12は装置10内に挿入され、その後、作図、印刷または裁断動作を開始する前に帯状素材12が自動的に給送路24に沿って正しく位置される。図7に示すように帯状素材12は、そのエッジ20が第1止め板82及び第2止め板84に当接するように装置10内に位置される。この位置において、帯状素材12は、第1センサ56及び第2センサ58の各々の受光面の半分以上に覆い被さっている。このとき装置10の電源がオンされ、所定のメモリーに予め記憶されている自動アライメント処理96(図8参照)を実行する。
【0035】
先ず装置10は、帯状素材12のX方向での初期位置(初期X軸調心位置)を記憶する(ステップB2)。続いて装置10は、上述した斜行移動処理に従って図9及び図10に示すように帯状素材12の向きを調整しながら、帯状素材12をX方向に所定距離(以下「調心距離」と称す)移動させる(ステップB4)。
【0036】
本実施形態において、上記調心距離は約12インチ(約30cm)である。帯状素材12が順方向に調心距離分移動されるとき、第2センサ58に対する帯状素材12のエッジ20の正確な位置が断続的に監視される(ステップB6)。このとき本実施形態では、第2センサ58に対するエッジ20の正確な位置は、プロセッサ54が、約1/1000秒毎に各センサ56、58からの位置情報を入力しながら、約250マイクロ秒毎に繰り返しチェックする。帯状素材12の約12インチの移動が完了したとき、上述した周期的なエッジ20の位置のチェック中にもしエッジ20が第2センサ58の中央に、予め定めた最低限の回数以上位置されていたならば、装置10は、第2センサ58に対して帯状素材12が正確に位置付けされていると判断する(ステップB8)。
【0037】
帯状素材12の調心距離分の順方向移動が完了したとき、エッジ20が第2センサ58の中央に位置されていない場合には、帯状素材12は逆方向に移動されて上述した初期X軸調心位置に戻される(ステップB10)。ステップB8においてエッジ20が第2センサ58の中央に位置されているものと判断した場合にも、装置10は、帯状素材12を逆方向に移動させて上述した初期X軸調心位置へ戻す(ステップB12)。この逆方向への移動中、帯状素材12は、第1センサ56を利用した上記斜行移動処理に応じてシフトされる。このとき装置10は、第1センサ56に対するエッジ20の正確な位置を監視して記憶する(ステップB14)。
【0038】
本実施形態では、この帯状素材12が逆方向に移動している間、第1センサ56に対するエッジ20の正確な位置は、プロセッサ54が、約1/1000秒毎に繰り返しチェックする。そして帯状素材12が逆方向移動が完了した時点で、もしエッジ20が第1センサ56の中央に、予め定めた最低限の回数以上位置されていたならば、装置10は、第1センサ56に対して帯状素材12が正確に位置付けされていると判断する(ステップB16)。ステップB16においてエッジ20が第1センサ56の中央に位置されているものと判断したとき、自動アライメント処理96の処理を終える(ステップB18)。
【0039】
ステップB16においてエッジ20が第1センサ56の中央に位置されていないと判断したときは、帯状素材12は正確に位置されていない。この場合、ステップB16からステップB20に進み、自動アライメント処理96の再実行回数が2回を超えていなければステップB4に戻ってステップB4以降の処理を繰り返す。ステップB20において、自動アライメント処理96の再実行カウンタ(図示せず)の値が2を超えている場合には、エラー信号を生成する(ステップB22)。即ち、本実施形態では、自動アライメント処理96を3度繰り返しても帯状素材12が正確に位置されない場合にエラー信号が生成される。自動アライメント処理96が実行される度に、内部カウンタである上記再実行カウンタが1つインクリメントされる。通常、本実施形態の装置10では、自動アライメント処理96の3度の実行回数以内で帯状素材12は正しく位置される。
【0040】
自動アライメント処理96によって帯状素材12が給送路24に対して略平行となり且つ各センサ56、58に対してセンタリングされるが、装置10で自動アライメント処理96を初めて実行するときは、第1センサ56と第2センサ58の互いに対するセンサ補正が行われておらず、このため、帯状素材12の送り方向が反転したとき、例えば装置10がラインプリンターの場合には画像を構成する複数の線の整合が確実なものとされない。第1センサ56と第2センサ58の各中央基準位置は、給送路24の給送方向(X方向)で正確に一致している必要があり、組立誤差等により一致してない場合にこれを補正する処理がセンサ補正である。
【0041】
図11に示すセンサ補正処理98は、所定のメモリーに予め記憶されており、摩擦駆動装置の動作開始時において第1センサ56と第2センサ58の互いに対するセンサ補正を行う。上述した自動アライメント処理96を初めて実行した後、先ず、帯状素材12のX方向での初期位置(初期X軸補正位置)を記憶する(ステップC2)。次に、帯状素材12がX方向で順方向に所定距離(以下「補正距離」と称す)送られる(ステップC4)。本実施形態において、この補正距離は約16インチ(約40cm)である。帯状素材12が順方向に補正距離分送られるとき、装置10は、第2センサ58に対するエッジ20の適切な位置付けを保持するように、上述したY方向位置エラーを補正する処理に応じて帯状素材12の向きを調整する。
【0042】
帯状素材12の補正距離分の順方向移動が完了したとき、プロセッサ54は、第1センサ56から出力されるセンサ信号を入力してエッジ20の位置(第1センサ前位置)を定め、また第2センサ58から出力されるセンサ信号を入力してエッジ20の位置(第2センサ前位置)を定める(ステップC6)。続いて、これら第1センサ前位置と第2センサ前位置の差(第1の差)を求める(ステップC8)。続いて、帯状素材12は、第1センサ56に対するエッジ20の適切な位置付けを保ちながら、上述したY方向位置エラーを補正する処理に応じてX方向で逆方向に補正距離分移動されて上述した初期X軸補正位置に戻される(ステップC10)。
【0043】
帯状素材12が初期X軸補正位置に戻されると、第1センサ56から出力されるセンサ信号を再び入力してエッジ20の位置(第1センサ後位置)を定め、また第2センサ58から出力されるセンサ信号を再び入力してエッジ20の位置(第2センサ後位置)を定める(ステップC12)。続いて、これら第1センサ後位置と第2センサ後位置の差(第2の差)を求める(ステップC14)。続いて、第2センサ58の中央基準位置が、上記第1の差と上記第2の差に応じた補正量(センサ補正量)シフトされて補正される。このとき、上記第1の差と上記第2の差の両方の値が正(+)であれば第2センサ58の中央基準位置を減少(−)方向にシフトさせて補正し、上記第1の差と上記第2の差の両方の値が負(−)であれば第2センサ58の中央基準位置を増加(+)方向にシフトさせて補正する(ステップC16、C18、C20、C22)。
【0044】
補正後の第2センサ58の中央基準位置は、第1センサ56と第2センサ58が装置10に組み付けられる際に生じる可能性のある、第1センサ56の中央受光素子94と第2センサ58の中央受光素子94の間の位置ずれを相殺するものである。
【0045】
本実施形態では、上記センサ補正量を、第1の差と第2の差の平均値としている。このとき、第2センサ58の中央基準位置が、求めたセンサ補正量に相当する素子数だけ、第2外側端部74または第2内側端部78のいずれかの側へシフトされる。なお本実施形態では、センサ補正量を第1の差と第2の差の平均値としたが、第1の差と同じ値にしてもよい。
【0046】
第2センサ58の中央基準位置をいずれかの側にセンサ補正量に相当する素子数シフトさせた後、センサ補正量が、所定の最大辯値と比較される(ステップC24)。センサ補正量が最大辯値を超えた場合はエラーになる(ステップC25)。センサ補正量が最大辯値以下の場合は、所定のカウンタがリセットされ、ステップC4に戻ってセンサ補正処理98が再び実行される(ステップC26)。ここでの最大辯値は、第2センサ58の中央基準位置が、第2センサ58を用いた斜行移動処理が実行不能になるほど中央受光素子94から離間しないように設定される。
【0047】
しかし、もし上記第1の差と上記第2の差の各々が略ゼロであれば、カウンタの値は1つインクリメントされる(ステップC28)。続いて、カウンタの値が5を超えているか否かが判断される(ステップC30)。カウンタの値が5を超えていれば、センサ補正処理98は終了する(ステップC32)。カウンタの値が5未満の場合にはステップC4に戻り、上記第1の差と上記第2の差の各々が少なくとも5回連続で略ゼロになるまでセンサ補正処理98を繰り返し実行する。
【0048】
そして、第2センサ58のセンサ補正量が決定されると、プロセッサ54は、このセンサ補正量をその後の全ての動作において、第2センサ58の補正量として用いる。
【0049】
図12は、他の実施形態(第2実施形態)を示している。この第2実施形態では、第1センサ56と第2センサ58は、帯状素材12の裏面に記された縦縞100の一方のエッジ99に沿って配置されている。縦縞100は、帯状素材12の各エッジ20、22からY方向に離れた箇所に設けられており、X方向に一直線に延びている。Y方向位置エラーは、第1センサ56と第2センサ58によって検出され、従前の実施形態(第1実施形態)と同様の方法で補正される。このとき、縦縞100のエッジ99は、第1実施形態での帯状素材12のエッジ20と同様に機能する。第2実施形態では、第1止め板82に相当する第1止め板182が第1センサ56の第1外側端部72から離れた位置に固設されており、第2止め板84に相当する第2止め板184が第2センサ58の第2外側端部74から離れた位置に固設されているが、自動アライメント処理96とセンサ補正処理98は、第1実施形態と同様の方法で実行される。
【0050】
図13は、さらに別の実施形態(第3実施形態)を示している。この第3実施形態では、第1実施形態の第1センサ56と第2センサ58に代えて、一対のセンサ156、158が、帯状素材12の順方向の移動方向(同図の上方向)を基準として摩擦車34、36の前方に配置されている。帯状素材12の順方向の移動方向(同図の上方向)を基準として摩擦車34、36から後方に所定距離離れた位置には、移動方向参照点102が設定されている。プロセッサ54は、一対のセンサ156、158からの出力に応じて、移動方向参照点102でのY方向位置エラーを測定する。移動方向参照点102においてY方向位置エラーが無い場合には、摩擦車34、36は同速で駆動される。移動方向参照点102においてY方向位置エラーがある場合には、プロセッサ54は駆動モータ40、42の回転を制御し、上述した方法と同様の方法によって帯状素材12を給送路24に対して正しく位置するように摩擦車34、36を適当な回転差で駆動する。
【0051】
本発明は、摩擦駆動装置10内で帯状素材12を自動的に正しく位置させる装置及び方法を提供するものである。この装置及び方法により、作業者が手動で帯状素材12を正しく位置させる手間が解消される。通常、帯状素材12を手動で給送路に位置させる作業によると、多くの帯状素材を無駄にしてしまい、さらに、必ずしも給送路に正しく位置されずにエラーを生じる場合がある。このため、本発明を適用した本実施形態の自動アライメント処理96によれば、作業時間の短縮させ、多くの帯状素材を無駄にすることなく、さらに加工製品の品質が向上する。また、本発明を適用した本実施形態のセンサ補正処理98によれば、さらに正確に帯状素材12を給送路24に対して位置付けすることができ、よって加工製品の品質がさらに向上する。
【0052】
本実施形態で用いるセンサ56、58、156、158はデジタルセンサである。このデジタルセンサとして、米国テキサス州に事業拠点を持つテキサス・インスツルメント社(Texas Instruments Inc.)製のリニアセンサ(モデルNo.TSL401)を用いることができる。またセンサ56、58、156、158に代えて、上述したパルス波形形成器(図示せず)とシリアル/パラレル変換器に代えてA/Dコンバータと共に、広域拡散センサ(large area diffusesensos)を用いることができる。このセンサは、照明された範囲と比例する出力信号を出力するものが好ましく、例えばクラーックスタイプ(Clairex Type)のCL700シリーズのフォトレジストセンサと、普通のNo.47の照明用ランプとを用いることで実現できる。
【0053】
さらに別の態様として、センサ56、58、156、158に代えて、シリコン・フォト・ダイオードを用いてよい。この場合、約1/2インチ(約1.27cm)の直径を持った拡散板と、シリコン・フォト・ダイオードの受光面上に拡散板上の像を合焦させるレンズとを用いることができる。通常、シリコン・フォト・ダイオードの受光面は、拡散板よりもかなり小さい。さらに、センサ56、58、156、158に代えて、他のセンサ(光センサ、磁気センサ、電気容量式センサ、機械式センサ等)を用いてもよい。光源66、68として、LED光源またはレーザー光源を用いることができる。
【0054】
本実施形態では、一般の用途に使用可能な種々のプロセッサを採用することができるが、本実施形態では、一つのマイクロプロセッサと、一つのデジタル信号プロセッサ(DSP)を用いている。一つのマイクロプロセッサとして、例えば、米国テキサス州オースチンに事業拠点を持つモトローラ社製のマイクロプロセッサ(モデルNo.MC68360)を用いることができ、また一つのデジタル信号プロセッサとして、同社製のデジタル信号プロセッサ(モデルNo.DSP56303)を用いることができる。
【0055】
本実施形態の装置10では、下部16内に摩擦車34、36が配置され、上部14内にピンチローラー30が配置されているが、この配置を上下逆にしてもよい。同様に、第1センサ56と第2センサ58を上部14内に配置してもよい。さらに、本明細書中では各部材34、36のことを「摩擦車」と称しているが、各部材34、36は、帯状素材12と係合するものであれば、他のいかなるローラー部材であってもよいことは当業者によって理解される。さらに、図7は、第1止め板82と第2止め板84に当接するように帯状素材12が装置10内に挿入された様子を示すものであるが、装置10内に挿入されたときに帯状素材12が第1止め板82と第2止め板84に必ずしも当接する必要はなく、帯状素材12のエッジ20が各センサ56、58上に位置すればよい。そうすれば、帯状素材12は自動的に正規位置に位置される。
【0056】
図3から図6は、帯状素材12の両エッジ20、22の各々に対応させて摩擦車を一つずつ配置する構成を示したが、本発明はこの個数に限定されず、二つ以上の摩擦車を配置する構成にしてもよい。図14に示すように、大型の作図、印刷または裁断機で幅広の帯状素材212が用いられる場合には、この幅広な帯状素材212の略中央部分を駆動する第3の摩擦車104を設けることが好ましい。第3摩擦車104は、第1摩擦車34に連結されている。この場合、複数のピンチローラー30(図1参照)のうち、この第3摩擦車104に対応するピンチローラー30の第3摩擦車104に対する押圧力は、帯状素材12の斜行移動を妨げることのないように、他のピンチローラー30の押圧力よりも低く設定される。図14に示す実施形態では、第3摩擦車104を増設したことで、帯状素材12の長手方向(X方向)での位置誤差が減じられている。
【0057】
本発明は、以上の各実施形態に関して示されまた述べられてきたが、本発明は、これら実施形態に限定されることなく、本発明の精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく種々の変更を当業者によってなされてもよい。例えば、上述した調心距離と補正距離は、上述した特定の設定距離以外でも構わない。また、上記実施形態では、装置10内に帯状素材12を挿入したときに、該帯状素材のエッジ20が第1及び第2センサ56、58の受光面上に確実に位置されるように第1止め板82及び第2止め板84を設けたが、装置10内に帯状素材12を挿入したときにエッジ20が第1及び第2センサ56、58の受光面上に確実に位置されるようであれば、第1止め板82及び第2止め板84を設ける必要はない。さらに、自動アライメント処理は、帯状素材12のエッジのY方向位置を継続的または断続的にチェックするときに実行することができ、斜行移動制御は、Y方向位置測定と同時に実行しなくてもよい。同様に、自動アライメント処理は、装置10の動作中に帯状素材12が継続的または断続的に移動していてもいなくても実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を適用した摩擦駆動装置の一部を分解して示した側面図である。
【図2】 図1に示す摩擦駆動装置の下部と該下部に関連する手段を示すブロック図である。
【図3】 図1に示す摩擦駆動装置のエッジ検知装置を示す斜視図である。
【図4】 図1に示す摩擦駆動装置の給送路に沿って帯状素材が正しく移動される様子を示す図で
ある。
【図5】 帯状素材が図4に示す給送路から逸れている様子及び一対の駆動モータを差動させてこ
の帯状素材の給送路からの変位を補正する様子を示す図である。
【図6】 帯状素材が図4に示す給送路から逸れている様子及び一対の駆動モータを差動させてこ
の帯状素材の給送路からの変位をさらに補正する様子を示す図である。
【図7】 図1に示す摩擦駆動装置に帯状素材を挿入したときの様子を示す図である。
【図8】 帯状素材を装置に挿入した後に実行される自動アライメント処理を示すフローチャート
である。
【図9】 図8に示す自動アライメント処理に応じて給送路に対して正しく位置するように斜行移
動される帯状素材の様子を示す図である。
【図10】 図8に示す自動アライメント処理に応じて正規位置に位置するようにさらに斜行移動さ
れる帯状素材の様子を示す図である。
【図11】 図1に示す摩擦駆動装置のエッジ検知装置に関して実行されるセンサ補正処理を示すフ
ローチャートである。
【図12】 図1に示す摩擦駆動装置のエッジ検知装置の別の実施形態を示す図である。
【図13】 図1に示す摩擦駆動装置のエッジ検知装置のさらに別の実施形態を示す図である。
【図14】 幅広の帯状素材を用いる摩擦駆動装置の別の実施形態を示す図である。
【符号の説明】
10 摩擦駆動装置
12 帯状素材
14 上部
16 下部
20 エッジ(第1のエッジ)
22 エッジ(第2のエッジ)
26 ヘッド
30 ピンチローラー
34 摩擦車(第1摩擦車)
36 摩擦車(第2摩擦車)
40 駆動モータ(第1駆動モータ)
42 駆動モータ(第2駆動モータ)
55 エッジ検知装置
56 第1センサ
58 第2センサ
Claims (12)
- 長手方向の両側に第1のエッジと第2のエッジを有する連続する帯状素材を、作図、印刷及び裁断のいずれかの作業を上記帯状素材に実行するために設けた給送路の長手方向に沿って給送可能な摩擦駆動装置であって、
上記帯状素材の上記第1のエッジの近傍に係合する第1摩擦車と;
上記帯状素材の上記第2のエッジの近傍に係合する第2摩擦車と;
上記第1摩擦車を正逆に駆動する第1駆動モータと;
上記第2摩擦車を正逆に駆動する第2駆動モータと;
上記帯状素材の幅方向位置を監視する第1センサと;
この第1センサから上記帯状素材の長手方向に離れた位置に設置された、上記帯状素材の幅方向位置を監視する第2センサと;
上記第1センサからの出力と上記第2センサからの出力に応じて、上記帯状素材を給送路に対して正しく位置させる制御を実行する制御手段と;
を有し、
この制御手段は、上記第1、第2の摩擦車により帯状素材を順方向に移動させるときに生成される第2センサの出力により、第1、第2の駆動モータを制御して帯状素材を順方向に移動させつつ、その幅方向位置を調整し、この第1の調整により帯状素材が給送路に正しく位置したか否かを問わずに、第1、第2の摩擦車により帯状素材を逆方向に移動させ、該逆方向への移動中に生成される第1センサの出力により、第1、第2の駆動モータを制御して帯状素材を逆方向に移動させつつ、その幅方向位置を調整し、この第2の調整後に帯状素材が給送路に正しく位置しているとき自動アラインメント処理を終了することを特徴とする帯状素材の摩擦駆動装置。 - 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、上記制御手段は、上記第2の調整後に帯状素材が給送路に正しく位置していないと判断したときは、カウンタ値を一つ増加させ、該カウンタ値が所定値に達するまで上記第1の調整と第2の調整を繰り返し実行する帯状素材の摩擦駆動装置。
- 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、帯状素材が順方向に移動されるとき、該帯状素材の移動距離を所定距離に限定する第1手段と;上記帯状素材が逆方向に移動されるとき、帯状素材の移動距離を所定距離に限定する第2手段と;を備えている帯状素材の摩擦駆動装置。
- 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、上記第1センサ及び上記第2センサは、上記帯状素材の第1のエッジに沿って配置されている帯状素材の摩擦駆動装置。
- 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、上記第1センサ及び上記第2センサは、帯状素材の裏面に設けられた縦縞の一方のエッジに沿って配置されている帯状素材の摩擦駆動装置。
- 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、上記第1センサ及び上記第2センサはデジタル方式のリニアセンサである帯状素材の摩擦駆動装置。
- 請求項1記載の帯状素材の摩擦駆動装置において、さらに、帯状素材が上記摩擦駆動装置内に挿入されたとき、上記帯状素材の第1のエッジを上記第2センサ上に位置させるエッジ止め部材を備えている帯状素材の摩擦駆動装置。
- 帯状素材を給送路の長手方向に沿って順方向及び逆方向に切換移動させる駆動機構と;それぞれ該帯状素材の移動方向と直交する方向に並ぶ受光素子列を有し、上記帯状素材の同一のエッジ部を検出する、該帯状素材の長手方向の異なる位置に配置した第1及び第2のセンサと;を有し、作図、印刷及び裁断のいずれかの作業を実行する摩擦駆動装置に設けられたエッジ検知装置で実行される、上記帯状素材を順方向に移動させつつ、上記第2センサの出力により該帯状素材の幅方向位置を調整し、上記帯状素材を逆方向に移動させつつ、上記第1センサの出力により該帯状素材の幅方向位置を調整する、帯 状素材の自動アライン方法であって、
上記帯状素材を上記駆動機構により順方向に所定距離移動させるステップと;
上記帯状素材の上記順方向移動が完了したとき、上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第1センサに対する上記帯状素材の位置を第1センサ前位置として定め、かつ、上記帯状素材によって覆われていない上記第2センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第2センサに対する上記帯状素材の位置を第2センサ前位置として定めるステップと;
上記第1センサ前位置と上記第2センサ前位置における上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサと第2センサの受光素子数の差を第1の差として定めるステップと;
上記帯状素材を上記駆動機構により逆方向に所定距離移動させるステップと;
上記帯状素材の上記逆方向移動が完了したとき、上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第1センサに対する上記帯状素材の位置を第1センサ後位置として定め、かつ、上記帯状素材によって覆われていない上記第2センサの受光素子数をカウントすることにより、上記第2センサに対する上記帯状素材の位置を第2センサ後位置として定めるステップと;
上記第1センサ後位置と上記第2センサ後位置における上記帯状素材によって覆われていない上記第1センサと第2センサの受光素子数の差を第2の差として定めるステップと;
上記帯状素材が上記第1センサに対して正しく位置されたとき、上記第1センサの出力と上記第2センサの出力の間での不一致を相殺するために、第2センサの受光素子列の中央基準位置を、上記第1の差と上記第2の差に応じた補正量だけ移動させるステップと;
によって上記第1センサの中央基準位置に対する第2センサの中央基準位置を補正することを特徴とする帯状素材の自動アライン方法。 - 請求項8記載の自動アライン方法において、上記第1の差と第2の差のそれぞれが正の値のときは、上記第2センサの中央基準位置を給送路周辺方向へシフトする帯状素材の自動アライン方法。
- 請求項8記載の自動アライン方法において、上記第1の差と第2の差のそれぞれが負の値のときは、上記第2センサの中央基準位置を給送路中央方向へシフトする帯状素材の自動アライン方法。
- 請求項8ないし10のいずれか1項記載の自動アライン方法において、上記第1の差と第2の差のそれぞれが略ゼロであると判断した後にカウンタの値を一つ増加させるステップと;
上記カウンタの値が所定値に達するまでは上記全ステップを繰り返し実行するステップと;
を有している帯状素材の自動アライン方法。 - 請求項11記載の自動アライン方法において、上記所定値は5である帯状素材の自動アライン方法。
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