JP4683060B2 - ウェブ搬送装置及びウェブ搬送制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、柔軟なシート状の連続素材であるウェブ搬送装置及びウェブ搬送制御方法に関する。

従来より、プラスチックフィルム、金属膜、連続紙等の柔軟なシート状の連続素材であるウェブを、複数のローラで支持しながら搬送する搬送技術が提案されている（例えば、特許文献１）。また、ハイブリッドカーや電気自動車において用いられる電池の電極も製造段階ではウェブであるが、かかるウェブを搬送する搬送装置においては、特に、低コスト化のために、搬送速度を高速化することが強く求められている。また、品質を確保するために、極めて高い横位置精度も同時に求められている。

しかしながら、搬送中にロールのミスアライメントや、張力・速度変動等の外乱変動に起因して横位置は変動してしまう。このため、ウェブ搬送装置では、ガイドロールを用いてウェブの横位置を精度良く制御している。

特開２００１−３４３２２３号公報

ウェブの横位置を修正する場合、ガイドロールを搬送方向に対して斜めに傾斜させると、ウェブはガイドロールの回転軸に対して垂直に位置しようと移動とするため、傾斜した側に移動し、横位置が修正される。

しかしながら、このような横位置の修正段階において、ウェブに皺が発生することが観察された。皺は、ウェブの製品品質を低下させる原因となる。

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、搬送時の皺の発生を防止可能なウェブ搬送装置及びウェブ搬送制御方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるウェブ搬送装置は、ウェブを搬送するウェブ搬送装置であって、前記ウェブの横位置偏差を検出する横位置偏差検出手段と、ガイドロールによって前記ウェブの横位置を修正する横位置修正手段と、前記ウェブの左右両端近傍における張力を検出する張力検出手段と、前記横位置偏差検出手段によって検出された横位置偏差に応じて前記横位置修正手段を制御して当該ウェブが目標の位置に配置されるようフィードバック制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、前記張力検出手段によって検出されたウェブの左端近傍の張力と、右端近傍の張力の差である左右張力差に基づいて過渡的な左右張力差を算出し、当該算出された過渡張力差が小さくなるほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該算出された過渡張力差が大きくなるほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるものである。

特に、前記制御手段は、高域通過フィルタ処理によって前記左右張力差に基づき過渡的な左右張力差を算出することが好ましい。

また、前記制御手段は、前記左右張力差に基づいて定常的な左右張力差を算出し、当該算出された定常張力差に基づいて、フィードバック制御において、前記定常張力差が大きいほど、前記ガイドロールに対する移動量リミットが小さくなるように当該移動量リミットを変えることが好ましい。

特に、前記制御手段は、低域通過フィルタ処理によって前記左右張力差に基づき定常的な左右張力差を算出することが望ましい。

さらに、前記制御手段は、前記フィードバックゲインを、前記ウェブの搬送速度と前記ウェブの搬送張力に基づいて推定される、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさの推定値に基づいて調整することが望ましい。

本発明にかかる他の観点によるウェブ搬送装置は、ウェブを搬送するウェブ搬送装置であって、前記ウェブの横位置偏差を検出する横位置偏差検出手段と、ガイドロールによって前記ウェブの横位置を修正する横位置修正手段と、前記ウェブの張力を検出する張力検出手段と、前記ウェブの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記横位置偏差検出手段によって検出された横位置偏差に応じて前記横位置修正手段を制御して当該ウェブが目標の位置に配置されるようフィードバック制御する制御手段とを備え、当該制御手段は、前記張力検出手段によって検出されたウェブの搬送張力と、前記搬送速度検出手段によって検出されたウェブの搬送速度に基づいて、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさが大きいほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該滑りやすさが小さいほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるものである。

また、前記制御手段は、前記滑りやすさの推定値が大きいほど前記ガイドロールに対する移動量リミットが大きくなるようフィードバック制御を変更することが望ましい。

本発明にかかるウェブ搬送制御方法は、ウェブの横位置偏差を検出するステップと、ウェブの左端近傍の張力と、右端近傍の張力を検出し、両者の差である左右張力差を算出するステップと、検出された横位置偏差と前記左右張力差に基づいて、前記ウェブの横位置偏差が少なくなるように、当該ウェブをガイドロールを用いて横方向に移動させるフィードバック制御を実行するステップとを備え、当該フィードバック制御を実行するステップでは、算出された左右張力差に基づいて過渡的な左右張力差を算出し、当該算出された過渡張力差が小さくなるほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該算出された過渡張力差が大きくなるほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるものである。

さらに、前記左右張力差に基づいて定常的な左右張力差を算出し、当該算出された定常張力差に基づいて、フィードバック制御において、前記定常張力差が大きいほど、前記移動量リミットが小さくなるようにすることが望ましい。

さらに、前記フィードバックゲインを、前記ウェブの搬送速度と前記ウェブの搬送張力に基づいて推定される、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさの推定値に基づいて調整することが好ましい。

本発明にかかる他の観点によるウェブ搬送技術方法は、ウェブの横位置偏差を検出するステップと、前記ウェブの搬送張力を検出するステップと、前記ウェブの搬送速度を検出するステップと、検出された搬送張力と搬送速度に基づいて前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、推定値を算出するステップと、前記検出された横位置偏差と前記滑り量の推定値に基づいて、前記ウェブの横位置偏差が少なくなるように、当該ウェブをガイドロールを用いて横方向に移動させるフィードバック制御を実行するステップとを備え、前記フィードバック制御を実行するステップでは、前記ウェブの搬送張力と、前記ウェブの搬送速度に基づいて、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさが大きいほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該滑りやすさが小さいほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるものである。

ここで、前記滑り量の推定値が大きいほどフィードバックゲインが大きくなるようフィードバック制御を変更することが好ましい。
また、前記滑り量の推定値が大きいほど前記ガイドロールに対する移動量リミットが大きくなるようフィードバック制御を変更することが好ましい。

本発明によれば、搬送時の皺の発生を防止可能なウェブの搬送装置及びウェブ制御方法を提供することができる。

発明の実施の形態１．
まず、図１及び図２を用いて、本実施の形態１にかかるウェブ搬送装置の構成について説明する。当該ウェブ搬送装置１０は、ウェブ２０を搬送する装置である。ここで、本実施の形態にかかるウェブ２０は、ハイブリッドカーや電気自動車において用いられるモータを駆動するための電池の電極の素材（金属製薄膜）である。当該ウェブ２０は、例えば、厚さが数十μｍのアルミニウムや銅の薄膜シートである。

図１に示されるように、ウェブ搬送装置１０は、制御装置１、エッジセンサ２、ガイドロール３、横位置修正装置４、フリーロール５、張力センサ６ａ、６ｂ、搬送速度センサ７を備えている。当該ウェブ搬送装置１０は、図１では図示していないが、さらに、ウェブ２０を搬送するために必要とされる部材として、複数のローラ、ローラ駆動手段等を備えている。

制御装置１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等によって構成されるコントローラである。当該制御装置１は、エッジセンサ２、張力センサ６、搬送速度センサ７等より検出信号を入力し、搬送ローラ（不図示）の駆動を制御したり、横位置修正装置４を制御してガイドローラ３を制御する。

当該制御装置１は、エッジセンサ２によって検出されたウェブ２０の横位置情報若しくは横位置偏差情報に基づいて、当該ウェブ２０が所望の横位置に配置されるように、横位置修正装置４によってガイドロール３の位置を修正制御し、これによってウェブ２０を横方向に移動させる機能を有している。

本実施の形態１にかかる制御装置１は、特に、張力センサ６ａ、６ｂの検出信号に基づいて、ウェブ２０の左右両端近傍の張力差の絶対値を計算し、これをハイパスフィルタ（高域周波数通過フィルタ）に通すことによって、過渡的な張力差に関する情報を取得する機能を有する。さらに、当該制御装置１は、この過渡的な張力差情報に基づいて、ガイドロール５による横位置制御に対するフィードバックゲインを調整する機能も備えている。

エッジセンサ２は、搬送されるウェブ２０の横位置を検出し、検出信号を制御装置１に出力する横位置偏差検出手段として機能する。本例にかかるエッジセンサ２は、ガイドロール３の後段に設けられ、ガイドロール３によって横位置が制御された後のウェブ２０の横位置を検出する。図１において、当該エッジセンサ２は、ウェブ２０の一側端部に設けられているが、これに限らず、両側端部に設けられていても良い。

ガイドロール３は、図２（ｂ）に示されるように、Ｐ点を中心に回転可能に横位置修正装置によって移動制御されている。ガイドロール３は、自由回転可能なフリーロールである。図２（ａ）に示されるように、本例におけるガイドロール３の上流において水平方向に搬送されるウェブ２０は、ガイドロール３の下流において垂直方向に搬送されている。

横位置修正装置４は、制御装置１の制御信号に応じて、ガイドロール３の位置を制御し、ウェブ２０の横位置を修正する。横位置修正装置４は、例えば、ガイドロール３の回転軸を軸支する軸支部材と、この軸支部材を水平面を回転面として回転駆動する駆動機構を当該ガイドロール３の両端に設置することによって構成される。また、ガイドロール３の一端を固定端とし、他端を移動端としてその移動端をマイクロねじやピエゾ素子等によって位置制御することによっても当該横位置修正装置４を実現可能である。

フリーロール５は、ウェブ２０に接して回転するロール部材である。当該フリーロール５は、張力センサ６ａ、６ｂによってウェブ２０の左右端の張力を検出するために設けられている。図２（ａ）に示されるように、フリーロール５は、ウェブ２０を上側から下方向に付勢する位置に設けられている。

張力センサ６ａ、６ｂは、フリーロール５の回転軸の両端を回転自在に支持し、当該フリーロール５の両端に鉛直上方向に加わる力を検出することにより、ウェブ２０の左右両端近傍にそれぞれ加わる張力を検出する力センサ（張力計）である。制御装置１は、張力センサ６ａ、６ｂのそれぞれから出力される検出信号に基づいて、ウェブ２０の左右両端近傍の張力差に関する情報を得ることができる。

搬送速度センサ７は、ウェブ２０の搬送速度を検出するセンサであり、検出された搬送速度に関する情報を含む検出信号を制御装置１に出力する。

続いて、図３を用いて、本実施の形態１にかかるウェブ搬送装置の制御方法について説明する。

まず、制御装置１は、張力センサ６ａ、６ｂより搬送中のウェブ２０の左右両端近傍の張力情報を含む検出信号を入力し、検出信号に基づいて、ウェブ２０の左右両端近傍の張力差（以下、単に左右張力差とする）の絶対値を計算して求める。さらに、制御装置１は、算出した左右張力差の絶対値に対して高域通過フィルタ（ＨＰＦ）処理を行って、高周波成分のみ抽出することによって過渡張力差を算出する（Ｓ１０１）。

次に、制御装置１は、過渡張力差とフィードバックゲインを対応付けたマップに基づいて、フィードバックゲインを算出する（Ｓ１０２）。ここで、フィードバックゲインは、エッジセンサ２によって検出されたウェブ２０の横ずれに応じて、当該ウェブ２０を所望の位置に戻すために横位置修正装置４によってガイドロール３の位置を駆動する制御ルームにおける、フィードバックの感度（応答性）を示す。即ち、フィードバックゲインが小さいと、検出されたウェブ２０の横ずれを比較的長い時間をかけて修正することになり（本明細書においてこの場合を修正速度が遅いという）、フィードバックゲインが大きいと、当該横ずれを比較的短い時間をかけて修正することなる（本明細書においてこの場合を修正速度が速いという）。

また、マップの概念図を図４に示す。図４に示されるように、このマップでは、基本的に、過渡張力差が比較的大きいほどフィードバックゲインが小さくなり、過渡張力差が比較的小さいほどフィードバックゲインが大きくなるよう両者は対応付けられている。このように対応付けた理由について説明する。

本発明者は、搬送時にウェブ２０に発生する皺について分析したところ、皺は、横位置修正装置４によってガイドロール３を傾斜させた際にウェブ２０に発生する左右張力差に起因することがわかった。さらに具体的には、フィードバックゲインを小さくすると、左右張力差は比較的小さいため皺は発生しにくいが、横ずれ（エッジ偏差）の修正に時間を要し、大きなエッジ偏差が発生した場合には定常偏差が残存してしまう。その一方で、フィードバックゲインを大きくすると、左右張力差が比較的大きいため皺が発生しやすくなる。

さらに、発明者は、左右張力差に過渡的なものと定常的なものがあることに着目した。そして、分析の結果、過渡的な左右張力差は主にガイドロール３の傾斜制御により発生するものであり、定常的な左右張力差は搬送張力変動、搬送速度変動、搬送時にウェブ２０に対して加工を施す加工機による外乱や固定ロールの位置ずれによる外乱等に主として起因するものであることがわかった。

本実施の形態１では、過渡的な左右張力差に起因する皺の発生を防止するために、左右張力差のうち過渡的なものを抽出する手段として高域通過フィルタを用いることにした。そして、図４の概念図に示されるように、マップに対して、過渡張力差が比較的小さいほど、フィードバックゲインが大きくなるように設定し、そして、過渡張力差が比較的大きいほどフォードバックゲインが小さくなるように設定した。これにより、皺の発生を防止しつつ、定常偏差の発生を抑制することができる。なお、定常的な左右張力差に起因して発生する問題については、発明の実施の形態２にかかるウェブ搬送制御方法により解決した。

図３のフローチャートの説明に戻る。制御装置１は、エッジセンサ２によって検出したウェブ２０の位置情報に基づいて、目標位置からのウェブ２０の横ずれ量（エッジ偏差）を算出し、さらに、このエッジ偏差に対してステップＳ１０２によって算出したフィードバックゲインを乗算することにより、ガイドロール駆動の目標速度を算出する（Ｓ１０３）。

次に、制御装置１は、算出された目標速度を達成するために必要なガイドロール移動量を算出し、当該ガイドロール移動量が移動量リミット（限界値）を超えているかどうかを判定する（Ｓ１０４）。移動量リミットは、予め制御装置１に設定される。

制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていると判定した場合には、ガイドロール駆動の目標速度を０に設定し、次サイクルの処理に移行する（Ｓ１０５）。ガイドロール駆動の目標速度が０に設定されると、ガイドロール３は、移動量リミットを超えて動かなくなる。

他方、制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていない、即ち移動量リミット以下であると判定した場合には、ステップＳ１０３で算出された目標速度に基づいて、横位置修正装置４を制御し、ガイドロール３を移動させて、ウェブ２０の横位置を修正する。

以上説明したように、本実施の形態１にかかるウェブ搬送装置では、搬送中のウェブ２０の過渡張力差を検出し、検出された過渡張力差が比較的小さいほど、フィードバックゲインが大きくなるように設定し、そして、過渡張力差が比較的大きいほどフォードバックゲインが小さくなるように設定し、このような状態で横位置修正制御を行う。これにより、皺の発生を防止しつつ、定常偏差の発生を抑制することができる。

発明の実施の形態２．
本実施の形態にかかるウェブ搬送装置では、定常的な左右張力差に起因して発生する問題を解決する機能を備えており、全体構成は図１で示す構成と同じである。
図５を用いて、本実施の形態２にかかるウェブ搬送装置の制御方法について説明する。

まず、制御装置１は、張力センサ６ａ、６ｂより搬送中のウェブ２０の左右両端近傍の張力情報を含む検出信号を入力し、検出信号に基づいて、ウェブ２０の左右張力差の絶対値を計算して求める。さらに、制御装置１は、算出した左右張力差の絶対値に対して低域通過フィルタ（ＬＰＦ）処理を行って、低周波成分のみ抽出することによって定常張力差を算出する（Ｓ２０１）。

次に、制御装置１は、定常張力差と移動量リミットを対応付けたマップに基づいて、移動量リミットを算出する（Ｓ２０２）。このマップでは、基本的に、定常張力差が比較的大きいほど移動量リミットが小さくなり、定常張力差が比較的小さいほど移動量リミットが大きくなるよう両者は対応付けられている。このように対応付けた理由について説明する。

ガイドロール３の移動量が増加すると、ウェブ２０の横位置修正量も増加する。このとき、ガイドロール３の移動量が大きいということは、ガイドロールのミスアライメントも増加することになるため、ウェブ２０の定常張力差が大きくなり、結果として皺が発生しやすくなる。また、搬送張力変動や速度変動、さらには加工機による外乱や固定ロールのミスアライメントによる外乱等に起因してウェブ２０の横位置がずれ、左右張力差が大きくなっている状態で、ガイドロール３を大きく移動させると、さらにウェブ３０の定常張力差を増加させることになり、より一層皺が発生しやすくなる。

本実施の形態２では、左右張力差のうち定常的なものを抽出するために、低域通過フィルタを用いることにした。

図５のフローチャートの説明に戻る。制御装置１は、エッジセンサ２によって検出したウェブ２０の位置情報に基づいて、目標位置からのウェブ２０の横ずれ量（エッジ偏差）を算出し、さらに、このエッジ偏差に対して予め設定されたフィードバックゲインを乗算することにより、ガイドロール駆動の目標速度を算出する（Ｓ２０３）。

次に、制御装置１は、算出された目標速度を達成するために必要なガイドロール移動量を算出し、当該ガイドロール移動量が、ステップＳ２０２で算出された移動量リミットを超えているかどうかを判定する（Ｓ２０４）。

制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていると判定した場合には、ガイドロール駆動の目標速度を０に設定し、次サイクルの処理に移行する（Ｓ２０５）。ガイドロール駆動の目標速度が０に設定されると、ガイドロール３は、移動量リミットを超えて動かなくなる。

他方、制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていない、即ち移動量リミット以下であると判定した場合には、ステップＳ２０３で算出された目標速度に基づいて、横位置修正装置４を制御し、ガイドロール３を移動させて、ウェブ２０の横位置を修正する。

以上説明したように、本実施の形態２にかかるウェブ搬送装置では、搬送中のウェブ２０の定常張力差を検出し、検出された定常張力差が比較的小さいほど、ガイドロール３の移動量リミットが大きくなるように設定し、そして、定常張力差が比較的大きいほど当該移動量リミットが小さくなるように設定した。このように制御することにより、移動量リミットを小さくすると、ウェブ２０の横位置修正性能は低下するものの、皺の発生は防止でき、そして左右張力差を発生させる外乱要因がなくなって定常張力差が十分に低減すると、横位置修正制御性能が向上する。これによって、皺の発生と横位置修正のトレードオフの関係を考慮した制御系とすることができる。

なお、発明の実施の形態１にかかる制御において、移動量リミットの設定を発明の実施の形態２に基づいて実行するようにしてもよい。これにより、皺の発生の抑制と制御性能の両立を図ることができる。

発明の実施の形態３．
発明の実施の形態１、２では、ウェブ２０の左右張力差に応じてフィードバックゲインや、ガイドロールの移動量リミットを変更するようにしたが、これは、何らかの外乱やウェブ２０の弛みによって左右張力差が元々大きいところに、速いフィードバック修正（つまり、フィードバックゲインが大きくする）や大きく修正すると、さらに左右張力差を増大させることに繋がることを考慮し、皺の発生を防止するという観点を有している。

ここで、ウェブ２０に発生する左右張力差は、ウェブ２０にせん断力を発生させる。本発明者は、ウェブ２０に発生したせん断力に対する、ガイドロール３とウェブ２０間の滑り量の大小によって皺の発生しやすさが変わることを見出した。ここで、滑り量は、ガイドロール３とウェブ２０間の滑りやすさを示し、両者間の摩擦力に反比例する。

具体的には、せん断力に対して滑り量が十分に小さいと、ウェブ２０に圧縮力が働いて座屈が発生し、これに起因して皺が発生する。他方、せん断力に対して滑り量が大きいと、せん断力、即ち左右張力差が大きくても座屈は発生せず、皺も発生しない。

本実施の形態３では、皺の発生のしやすさを評価するパラメータとして、発明の実施の形態１、２で用いた左右張力差に加えて、滑り量を利用することにした。これにより、より正確に皺の発生しやすさを推定できる。

ここで、滑り量は、現在の搬送速度と搬送張力から推定することが可能である。図６は、滑り量、搬送速度と搬送張力との関係を示すマップ概念図である。図において搬送速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３は、Ｖ１＜Ｖ２＜Ｖ３の関係を有する。

図６に示されるように、搬送張力が大きいほど、滑り量は小さくなる。これは、搬送張力が大きくなると、ウェブ２０とガイドロール３間の摩擦力が増加するためである。また、搬送速度が大きいほど、滑り量は大きくなる。これは、搬送速度が増加すると、ウェブ２０とガイドロール３間の摩擦力が低下するためである。

続いて、図７に示すフローチャートを用いて、本実施の形態３にかかるウェブ搬送装置の制御の流れについて説明する。まず、制御装置１は、搬送速度センサ７によって検出されたウェブ２０の搬送速度を取得する。また、制御装置１は、張力センサ６ａ、６ｂによって検出されたウェブ２０の搬送張力を取得する。このとき、張力センサ６ａと張力センサ６ｂは、それぞれ左右の張力であるため、これらの平均値を求める等して、ウェブ２０の搬送張力に換算する。さらに、制御装置１は、取得した搬送速度及び搬送速度に基づいて図６に示されるようなマップを参照して滑り量を推定する（Ｓ３０１）。

さらに、制御装置１は、張力センサ６ａ、６ｂによって検出された左右の張力より、左右張力差の絶対値を算出する（Ｓ３０２）。

制御装置１は、算出した左右張力差の絶対値に対して高域通過フィルタ（ＨＰＦ）処理を行って、高周波成分のみ抽出することによって過渡張力差を算出する（Ｓ３０３）。

次に、制御装置１は、滑り量と過渡張力差とフィードバックゲインを対応付けたマップに基づいて、フィードバックゲインを算出する（Ｓ３０４）。マップの概念図を図８に示す。図８に示されるように、このマップでは、基本的に、過渡張力差が比較的大きいほどフィードバックゲインが小さくなり、過渡張力差が比較的小さいほどフィードバックゲインが大きくなる。また、滑り量が比較的大きいほどフィードバックゲインが大きくなり、滑り量が比較的小さほどフィードバックゲインが小さくなる。

制御装置１は、エッジセンサ２によって検出したウェブ２０の位置情報に基づいて、目標位置からのウェブ２０の横ずれ量（エッジ偏差）を算出し、さらに、このエッジ偏差に対してステップＳ３０４によって算出したフィードバックゲインを乗算することにより、ガイドロール駆動の目標速度を算出する（Ｓ３０５）。

その一方で、制御装置１は、算出した左右張力差の絶対値に対して低域通過フィルタ（ＬＰＦ）処理を行って、低周波成分のみ抽出することによって定常張力差を算出する（Ｓ３０６）。

次に、制御装置１は、滑り量と定常張力差と移動量リミットを対応付けたマップに基づいて、移動量リミットを算出する（Ｓ３０７）。図９にマップの概念図を示す。このマップでは、基本的に、定常張力差が比較的大きいほど移動量リミットが小さくなり、定常張力差が比較的小さいほど移動量リミットが大きくなる。また、滑り量が比較的大きいほど移動量リミットが大きく、滑り量が比較的小さいほど移動量リミットが小さい。

次に、制御装置１は、算出された目標速度を達成するために必要なガイドロール移動量を算出し、当該ガイドロール移動量が、ステップＳ３０７において算出された移動量リミットを超えているかどうかを判定する（Ｓ３０８）。

制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていると判定した場合には、ガイドロール駆動の目標速度を０に設定し、次サイクルの処理に移行する（Ｓ３０９）。ガイドロール駆動の目標速度が０に設定されると、ガイドロール３は、移動量リミットを超えて動かなくなる。

他方、制御装置１は、ガイドロール移動量が移動量リミットを超えていない、即ち移動量リミット以下であると判定した場合には、ステップＳ１０３で算出された目標速度に基づいて、横位置修正装置４を制御し、ガイドロール３を移動させて、ウェブ２０の横位置を修正する。

以上説明したように、本実施の形態３にかかるウェブ搬送装置では、搬送中のウェブ２０の過渡張力差を検出し、検出された過渡張力差が比較的小さいほど、フィードバックゲインが大きくなるように設定し、そして、過渡張力差が比較的大きいほどフォードバックゲインが小さくなるように設定した。これにより、皺の発生を防止しつつ、定常偏差の発生を抑制することができる。

また、本実施の形態３にかかるウェブ搬送装置では、搬送中のウェブ２０の定常張力差を検出し、検出された定常張力差が比較的小さいほど、ガイドロール３の移動量リミットが大きくなるように設定し、そして、定常張力差が比較的大きいほど当該移動量リミットが小さくなるように設定した。このように制御することにより、移動量リミットを小さくすると、ウェブ２０の横位置修正性能は低下するものの、皺の発生は防止でき、そして左右張力差を発生させる外乱要因がなくなって定常張力差が十分に低減すると、横位置修正制御性能が向上する。これによって、皺の発生と横位置修正のトレードオフの関係を考慮した制御系とすることができる。

さらに、本実施の形態３にかかるウェブ搬送装置では、搬送速度と搬送張力に基づいて滑り量を推定し、この滑り量に応じてフィードバックゲインや移動量リミットを調整したため、より正確に皺の発生を抑制することができる。

なお、本実施の形態３では、滑り量による制御を、発明の実施の形態１や発明の実施の形態２における左右張力差による制御と組み合わせたが、これに限らず、滑り量による制御のみでも実現可能である。

本発明にかかるウェブ搬送装置の全体構成を示す図である。 本発明にかかるウェブ搬送装置の主要部の側面図及び上面図である。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法において用いられるマップの概念図である。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法において用いられるマップの概念図である。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法において用いられるマップの概念図である。 本発明にかかるウェブ搬送制御方法において用いられるマップの概念図である。

符号の説明

１ 制御装置
２ エッジセンサ
３ ガイドロール
４ 横位置修正装置
５ フリーロール
６ 張力センサ
７ 搬送速度センサ
１０ ウェブ搬送装置
２０ ウェブ

Claims (10)

1. ウェブを搬送するウェブ搬送装置であって、
   前記ウェブの横位置偏差を検出する横位置偏差検出手段と、
   ガイドロールによって前記ウェブの横位置を修正する横位置修正手段と、
   前記ウェブの左右両端近傍における張力を検出する張力検出手段と、
   前記横位置偏差検出手段によって検出された横位置偏差に応じて前記横位置修正手段を制御して当該ウェブが目標の位置に配置されるようフィードバック制御する制御手段とを備え、
   当該制御手段は、前記張力検出手段によって検出されたウェブの左端近傍の張力と、右端近傍の張力の差である左右張力差に基づいて過渡的な左右張力差を算出し、当該算出された過渡張力差が小さくなるほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該算出された過渡張力差が大きくなるほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるウェブ搬送装置。
2. 前記制御手段は、高域通過フィルタ処理によって前記左右張力差に基づき過渡的な左右張力差を算出することを特徴とする請求項１記載のウェブ搬送装置。
3. 前記制御手段は、前記左右張力差に基づいて定常的な左右張力差を算出し、当該算出された定常張力差に基づいて、フィードバック制御において、前記定常張力差が大きいほど、前記ガイドロールに対する移動量リミットが小さくなるように当該移動量リミットを変えることを特徴とする請求項１記載のウェブ搬送装置。
4. 前記制御手段は、低域通過フィルタ処理によって前記左右張力差に基づき定常的な左右張力差を算出することを特徴とする請求項３記載のウェブ搬送装置。
5. 前記制御手段は、前記フィードバックゲインを、前記ウェブの搬送速度と前記ウェブの搬送張力に基づいて推定される、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさの推定値に基づいて調整することを特徴とする請求項１記載のウェブ搬送装置。
6. ウェブを搬送するウェブ搬送装置であって、
   前記ウェブの横位置偏差を検出する横位置偏差検出手段と、
   ガイドロールによって前記ウェブの横位置を修正する横位置修正手段と、
   前記ウェブの張力を検出する張力検出手段と、
   前記ウェブの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
   前記横位置偏差検出手段によって検出された横位置偏差に応じて前記横位置修正手段を制御して当該ウェブが目標の位置に配置されるようフィードバック制御する制御手段とを備え、
   当該制御手段は、前記張力検出手段によって検出されたウェブの搬送張力と、前記搬送速度検出手段によって検出されたウェブの搬送速度に基づいて、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさが大きいほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該滑りやすさが小さいほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変え、
   さらに前記制御手段は、前記滑りやすさの推定値が大きいほど前記ガイドロールに対する移動量リミットが大きくなるようフィードバック制御を変更することを特徴とするウェブ搬送装置。
7. ウェブの横位置偏差を検出するステップと、
   ウェブの左端近傍の張力と、右端近傍の張力を検出し、両者の差である左右張力差を算出するステップと、
   検出された横位置偏差と前記左右張力差に基づいて、前記ウェブの横位置偏差が少なくなるように、当該ウェブをガイドロールを用いて横方向に移動させるフィードバック制御を実行するステップとを備え、
   当該フィードバック制御を実行するステップでは、
   算出された左右張力差に基づいて過渡的な左右張力差を算出し、当該算出された過渡張力差が小さくなるほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該算出された過渡張力差が大きくなるほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるウェブ搬送制御方法。
8. 前記左右張力差に基づいて定常的な左右張力差を算出し、当該算出された定常張力差に基づいて、フィードバック制御において、前記定常張力差が大きいほど前記ガイドロールに対する移動量リミットが小さくなるように変えることを特徴とする請求項７記載のウェブ搬送制御方法。
9. 前記フィードバックゲインを、前記ウェブの搬送速度と前記ウェブの搬送張力に基づいて推定される、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさの推定値に基づいて調整することを特徴とする請求項８記載のウェブ搬送制御方法。
10. ウェブの横位置偏差を検出するステップと、
    前記ウェブの搬送張力を検出するステップと、
    前記ウェブの搬送速度を検出するステップと、
    検出された搬送張力と搬送速度に基づいてガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、推定値を算出するステップと、
    前記検出された横位置偏差と前記滑りやすさの推定値に基づいて、前記ウェブの横位置偏差が少なくなるように、当該ウェブをガイドロールを用いて横方向に移動させるフィードバック制御を実行するステップとを備え、
    前記フィードバック制御を実行するステップは、前記ウェブの搬送張力と、前記ウェブの搬送速度に基づいて、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさを推定し、前記ガイドロールと前記ウェブ間の滑りやすさが大きいほどフィードバック制御におけるフィードバックゲインが大きくなるように、かつ当該滑りやすさが小さいほど当該フィードバックゲインが小さくなるようにフィードバックゲインを変えるステップと、
    前記滑りやすさの推定値が大きいほど前記ガイドロールに対する移動量リミットが大きくなるようフィードバック制御を変更するステップとを有することを特徴とするウェブ搬送制御方法。

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