JP6087867B2 - シート材の位置調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、段ボールシートの製造ラインにおいて、走行するシート材の幅方向の位置を調整するシート材の位置調整方法に関するものである。

段ボールシートは、一般的にコルゲータと称される装置で製造される。コルゲータでは、シングルフェーサにおいて、波形に成形された中芯と裏ライナとの貼合により片面段ボールシートが製造され、ダブルフェーサにおいて、片面段ボールシートと表ライナとの貼合、または複数の片面段ボールシートと表ライナの貼合が行われ、両面段ボールシート、複両面段ボールシート等の段ボールシートが製造される。製造された段ボールシートは、スリッタスコアラにおいて走行方向と平行に罫線入れ及び溝切りが行われた後、所定の長さで流れ方向と直交する方向に裁断される。

上記の工程は、中芯、ライナ、片面段ボールシート、両面段ボールシート等のシート材を走行させながら行われるが、シート材が走行する位置が幅方向（走行方向と直交する方向）にずれることにより、不具合が生じることがある。例えば、貼合前のシート材が幅方向にずれると、貼合されたシート材同士で幅方向の端辺が不揃いとなる。また、スリッタスコアラの上流でシート材が幅方向にずれていると、ずれた位置で罫線入れや溝切りが行われることになり、製造された段ボールブランクの寸法が不正確となる。

そこで、従来、シート材が走行する幅方向の位置を調整する方法として、それぞれシート材に平行な軸周りに回転自在な上ホイール及び下ホイールでシート材を挟持し、上ホイール及び下ホイールをシート材に垂直な軸周りに旋回させ、且つ、上ホイールと下ホイールの旋回を共通の駆動装置によって同期させる技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術によれば、上下のホイールをシート材の走行に従動させて自由回転させつつ、シート材に垂直な軸周りに旋回させることにより、シート材に対するホイールの相対的な進行方向をシート材の走行方向から傾け、シート材を幅方向に移動させることができる。

しかしながら、シート材を幅方向にある距離だけ移動させたい場合に、上下のホイールを垂直な軸周りに旋回させるべき角度は、単純に計算で求めることができない。ホイールをある角度だけ旋回させたときにシート材が幅方向に移動する距離は、シート材の水分含有率、シート材における反り、シート材の幅長さなど種々の条件が複雑に影響し、一定ではないからである。そのため、ホイールを旋回させるべき適正な角度は、下流側でのシート材の幅方向の位置の計測結果に基づき、ホイールの旋回角度を調整するフィードバック制御により求めている。

このようにフィードバック制御によって、ホイールの適正な旋回角度を求めるためには、フィードバックを何回も繰り返さなければならず、時間がかかる。そのため、フィードバックを繰り返している間にシート材の条件が変動してしまい、いつまで経ってもホイールの適正な旋回角度を求めることができないという問題があった。また、近年では、多種類の段ボールシートを小ロットで製造することも多い。そのような製造ラインでは、フィードバックを高速で繰り返す高度なフィードバック制御を行っても、実際には、シート材の幅方向の位置を調整することは困難であった。

特許第３４４２７３５号公報

そこで、本発明は、上記の実情に鑑み、段ボールシートの製造ラインにおいて走行するシート材の幅方向の位置を、時間をかけることなく調整することができるシート材の位置調整方法の提供を、課題とするものである。

上記の課題を解決するため、本発明にかかるシート材の位置調整方法（以下、単に「位置調整方法」と称することがある）は、
「連続的に供給されて走行する長尺のシート材に、外力の作用により走行方向と直交する幅方向の位置ずれが生じたときに、前記幅方向の位置を修正するシート材の位置調整方法であって、
それぞれ走行するシート材のシート面に平行な水平軸周りに回転自在な一対のローラで、前記シート材を常に上下から挟持し、
前記シート材に、前記幅方向の位置ずれが生じたときは常に、一対の前記ローラの双方に、前記シート材の中心線が予め定めた基準センタラインに一致するまで、前記幅方向に移動するスライド動作を行わせ、
少なくとも前記スライド動作によって前記シート材の前記中心線を前記基準センタラインに一致させた時点で、前記基準センタラインまたは前記初期位置から予め定めた所定の範囲内に前記ローラが位置しないとき、一対の前記ローラの少なくとも一方に、前記シート材に対する前記ローラの相対的な転動方向が、前記ローラの初期位置に対して前記ローラが位置している方向となるように、前記シート面に垂直な垂直軸周りに旋回する旋回動作を行わせることにより、前記シート材に敢えて前記幅方向の位置ずれを生じさせ、その位置ずれを修正するための前記スライド動作によって、前記外力が作用し続けることにより同一方向にスライドし続ける前記ローラを、前記初期位置に向けて戻すように移動させる」ものである。

「シート材」は、表・裏ライナ、波形に成形された中芯、片面段ボールシート、両面段ボールシート、及び、二層以上が貼合された片面段ボールシートに表ライナが貼合されたシートを指している。

ローラに行わせる「スライド動作」は、本発明の位置調整方法に使用する位置調整装置において、専らローラをシート材の幅方向に移動させることにより行うものであっても、位置調整装置の全体をシート材に対して幅方向に移動させることにより行うものであってもよい。

「基準センタライン」は、シート材を理想的に走行させる場合のシート材の中心線とすることができる。段ボールシートの製造ラインでは、シングルフェーサ、ブリッジ、グルーマシン、ダブルフェーサ、スリッタスコアラ等、製造ラインを構成する各装置における中心線、いわゆる「マシンセンタ」が設定されている。従って、このような各装置のマシンセンタの延長線である製造ラインの中心線を、基準センタラインとすることができる。また、本発明の位置調整方法に使用する位置調整装置のマシンセンタを、基準センタラインとしてもよい。なお、上述のように、ローラにスライド動作を行わせるために、位置調整装置全体を幅方向に移動させる方法を採用し得るが、その場合であっても、位置調整装置のマシンセンタとしての基準センタラインは、位置調整装置の移動に伴って変動することのない、固定されたラインとして設定される。

本構成では、シート材に幅方向のずれが生じたとき、ローラを上下から挟持するローラを、シート材の中心線が基準センタラインに一致するまで幅方向にスライドするように制御することにより、シート材の幅方向のずれを修正する。ここで、プリンタ用紙やコピー用紙のようにカットされた状態のシート材が供給される場合は、シート材の幅方向の位置にずれが生じたとき、ずれを修正する動作はそのシート材に対してのみ行えばよい。これに対して、段ボールシートの製造ラインにおいて走行するシート材は、上流端でミルロールスタンド（原紙掛け）に巻き掛けられている非常に長い原紙が、連続的に供給されるものであるため、幅方向に位置ずれを生じさせる原因が生じた後は、ロットが切り換えられるまではその原因が取り除かれることはなく、それより下流側のシート材に対して幅方向にずらすように外力が作用し続けるのが通常である。従って、シート材の中心線が基準センタラインと一致している状態を保持するためには、ローラは初期位置から離れる方向にスライドし続けることになり、いずれ可動範囲の限界に達してしまう。

これに対して、本構成では、ローラの少なくとも一方を垂直軸周りに旋回させ、その旋回方向は、シート材に対するローラの相対的な転動方向が、ローラの初期位置に対してローラが位置している方向に旋回する方向とする。これにより、シート材の中心線が基準センタライン上にあるために、ローラのスライドによってシート材に加えられている力に加えて過剰な力が、ローラの旋回によってシート材に加えられる。ローラは、シート材の中心線が基準センタラインに一致するまで幅方向にスライドするように制御されていることにより、過剰な力によるシート材の移動を相殺するようにスライドするため、ローラが初期位置から大きく離れることなく、シート材の幅方向の位置ずれを修正することができる。

従って、本構成の位置調整方法によれば、幅方向へのスライド動作と、垂直軸周りの旋回動作の双方をローラに行わせるという新規な手段を採用したことにより、特に高速ではない簡易なフィードバック制御であっても、時間をかけることなく、シート材の幅方向の位置ずれを修正することができる。

本発明にかかるシート材の位置調整方法は、上記構成に加え、「前記旋回動作を行わせる前記ローラに、前記スライド動作と同時に前記旋回動作を行わせ、旋回角度を変化させる過程で前記ローラが前記スライド動作を停止した時の旋回角度として、前記ローラの旋回により前記シート材を幅方向に移動させる力と前記外力とが拮抗する旋回角度を求める」ものとすることができる。

本構成では、シート材の中心線が基準センタラインに一致するまで幅方向にスライドするようにローラを制御しつつ、ローラの旋回角度を変化させる。シート材を幅方向にずらす方向に作用する外力に対して、ローラの旋回によりシート材を幅方向に移動させる力が小さいときは、シート材の中心線が基準センタラインに一致した状態（シート材のずれが修正された状態）に保持するために、ローラはスライド動作を続ける。ローラの旋回角度を変化させると、その過程のある角度で、ローラの旋回によりシート材を幅方向に移動させる力と外力とがつりあい、ローラは停止する。従って、ローラがスライド移動を停止したときの旋回角度として、シート材の幅方向のずれを修正するために適した旋回角度（シート材の幅方向のずれが修正された状態を保持するために適した旋回角度）を求めることができる。

従って、ホイールの旋回のみによってシート材の幅方向のずれを修正していた従来技術では、適正な旋回角度はフィードバックを繰り返さなければ求められなかったところ、本構成の位置調整方法によれば、シート材の幅方向のずれを修正するのと同時に、適正な旋回角度を求めることができ、幅方向のずれが修正された状態を保持することができる。

本発明にかかる段ボールシートの位置調整方法は、上記構成に加え、「前記旋回動作を行わせる前記ローラの旋回角度は、該ローラが前記初期位置からスライドした距離に比例して増加させる」ものである。

本構成では、ローラが初期位置から離れるほど旋回角度が大きくなり、ローラの旋回によってシート材を幅方向に移動させる力が大きくなる。従って、ローラが旋回角度を増加させながらスライドして行く過程のどこかで、ローラの旋回によりシート材を移動させる力と、外力とを拮抗させることが可能となる。ローラは、シート材の中心線が基準センタラインと一致するまでスライドするように制御されているため、外力と拮抗する旋回角度となったスライド位置で停止する。従って、シート材に作用している外力が変化しない限りは、その状態で、シート材の中心線が基準センタラインに一致している状態を保持することができる。

以上のように、本発明の効果として、段ボールシートの製造ラインにおいて走行するシート材の幅方向の位置を、時間をかけることなく調整することができるシート材の位置調整方法を、提供することができる。

本発明の一実施形態である位置調整方法に使用する位置調整装置の概略構成図である。 図１の位置調整装置のローラ対の（ａ）正面図、及び（ｂ）側面図である。 本発明の一実施形態の位置調整方法における制御例１の説明図である。 図３に引き続き、制御例１の説明図である。 本発明の一実施形態の位置調整方法における制御例２の説明図である。 図５に引き続き、制御例２の説明図である。 本発明の一実施形態の位置調整方法における制御例３の説明図である。

以下、本発明の具体的な実施形態であるシート材の位置調整方法、及び、該位置調整方法に使用するシート材の位置調整装置１（以下、単に「位置調整装置１」と称する）について、図１乃至図７に基づいて説明する。

まず、位置調整装置１について、図１及び図２を用いて説明する。位置調整装置１は、段ボールシートの製造ラインにおいて、走行するシート材Ｓを載置する載置台６１で構成されるシート材Ｓの走行路の一部で、上下の空間を連通させている開放部６４に配置される。ここで、載置台６１は、シート材Ｓを載置し滑らせるプレートや、シート材Ｓを載置し搬送するコンベアで構成させることができる。ここでは、開放部６４として、載置台６１を上流側と下流側とに分断して間隙を設けることにより形成されたものを図示により例示しているが、その他、載置台を左右に分断して中央部に間隙を設けることにより、或いは、載置台の一部に貫通孔を設けることにより、開放部を形成することができる。

位置調整装置１は、走行するシート材Ｓを上下から挟持する一対のローラ１０，２０を具備している。一方のローラ１０は、シート材Ｓのシート面に平行な水平軸Ｐ１、すなわち、走行するシート材Ｓを載置する載置台６１の上面に平行な水平軸Ｐ１周りに回転自在であり、シート材Ｓの上面に当接させる。他方のローラ２０は、シート材Ｓのシート面に平行な水平軸Ｐ２周りに回転自在であり、シート材Ｓの下面に当接させる。一対のローラ１０，２０のうち一方は、シート面に垂直な垂直軸Ｐ３、すなわち、載置台６１の上面に垂直な垂直軸Ｐ３周りに旋回可能である。ここでは、シート材Ｓの上面に当接させるローラ１０が、旋回可能である場合を例示する。

ローラ１０は、複数の上ホイール１１からなる。ここでは、四つの上ホイール１１によってローラ１０が構成されている場合を、図示により例示している。複数の上ホイール１１は、水平な単一の第一軸部１５を回転自在に挿通させており、第一軸部１５の両端は、コ字形の部材を二つ連結したローラ支持部１９の両端部間に架け渡されている。この第一軸部１５の軸心が、水平軸Ｐ１である。ローラ支持部１９の中央を、第三軸部１６が垂直に挿通している。この第三軸部１６の軸心が垂直軸Ｐ３である。

ローラ２０は、複数の下ホイール２１からなる。ここでは、四つの下ホイール２１によってローラ２０が構成されている場合を、図示により例示している。複数の下ホイール２１は、水平な単一の第二軸部２５を回転自在に挿通させており、第二軸部２５の両端は、コ字形のローラ支持部２９の両端部間に架け渡されている。この第二軸部２５の軸心が、水平軸Ｐ２である。ローラ２０は、ローラ１０の真下に設けられている。

このような上下のローラ１０，２０からなるローラ対３０を、本実施形態の位置調整装置１は二対備えている。そして、位置調整装置１は、二つのローラ対３０における二つのローラ１０を、同時に同一の角度だけ垂直軸Ｐ３周りに旋回させる旋回機構と、二つのローラ１０を同時に同一高さ昇降させる昇降機構と、二つのローラ対３０における全てのローラ１０，２０を、同時に同距離だけシート材Ｓの幅方向、すなわち、載置台６１の幅方向における同一方向に移動させるスライド機構を備えている（何れも図示省略）。

ここで、旋回機構は、例えば、二つのローラ１０それぞれのローラ支持部１９から突設された連結片に、両端が回動可能に取り付けられた連結アームを、エアまたは油圧で作動するシリンダ装置のピストンロッドで駆動することにより、二つのローラ支持部１９をそれぞれの垂直軸Ｐ３周りに回動させる構成とすることができる。また、昇降機構は、例えば、二つのローラ支持部１９を連結している昇降体を、モータにより正逆回転するボール螺子を介して昇降させる構成や、シリンダ装置のピストンロッドを上下に進退させることにより昇降させる構成とすることができる。なお、旋回機構は、昇降体に取り付けることができる。

スライド機構は、例えば、レール、レール上を摺動するスライダ、及びシリンダ装置で構成させることができる。この場合、レールの軸方向をシート材Ｓの幅方向に一致させた状態で、二つのローラ対３０を支持している架台の支柱をスライダの上に固定する。そして、シリンダ装置のピストンロッドをレールの軸方向に平行に進退させることにより、支柱を押し又は牽引する。これにより、位置調整装置１全体がシート材Ｓの幅方向に移動するため、全てのローラ１０，２０を同時に同距離だけ幅方向における同一方向にスライドさせることができる。或いは、上述の昇降機構をスライド体に取付け、モータにより正逆回転するボール螺子を介して、スライド体をシート材Ｓの幅方向に移動させる構成としてもよい。

更に、位置調整装置１は、主記憶装置と、主記憶装置に記憶されたプログラムに従って処理を行う中央処理装置（ＣＰＵ）と、ハードディスク等の補助記憶装置とを具備するコンピュータ（図示しない）を備えており、主記憶装置には、シート材Ｓの幅方向の位置を検出するカメラや光電センサ等の検出装置の検出に基づき、シート材Ｓの幅方向のずれ量やシート材Ｓの中心線の位置等を算出し、算出された値に基づき、スライド機構及び旋回機構を制御する位置制御プログラムが記憶されている。

上記構成の位置調整装置１を使用して行う位置調整方法は、それぞれ走行するシート材Ｓのシート面に平行な水平軸Ｐ１，Ｐ２周りに回転自在な一対のローラ１０，２０で、シート材Ｓを常に上下から挟持し、外力の作用によりシート材Ｓに幅方向の位置ずれが生じたとき、一対のローラ１０，２０の双方に、シート材Ｓの中心線が予め定めた基準センタラインＬに一致するまで、外力の方向とは反対の幅方向に移動するスライド動作を行わせ、一対のローラ１０，２０の一方であるローラ１０に、シート材Ｓに対するローラ１０の相対的な転動方向が、ローラ１０の初期位置Ｎに対してローラ１０が位置している方向となるように、シート面に垂直な垂直軸Ｐ３周りに旋回する旋回動作を行わせるものである。

このような位置調整方法では、位置調整装置１の動作開始に先立ち、或いは、製造する段ボールシートの種類の切り替えに際して、まず、シート材Ｓの厚さに応じて、ローラ１０を降下させ、シート材Ｓの上面に当接させる。例えば、位置調整装置１のコンピュータを、段ボールシートの製造ラインの生産管理装置または事業者の事務所コンピュータと、有線通信または無線通信可能に接続することにより、シート材Ｓの種類や厚さに関する情報を、生産管理装置や事務所コンピュータから随時取得することができる。或いは、シート材Ｓの種類や厚さに関する情報を、予め位置調整装置１のコンピュータの補助記憶装置に記憶させておき、これを読み出して使用する構成とすることができる。コンピュータの主記憶装置には、シート材Ｓの厚さに関する情報に基づいて昇降機構を制御し、ローラ１０の高さを調整するローラ高さ調整プログラムを記憶させておくことができる。一方、ローラ２０は、上端が載置台６１の上面と同一の高さとなるように開放部６４に設置することにより、シート材Ｓの下面に当接する。

本実施形態の位置調整方法における制御の基本は、次のようである。まず、シート材Ｓは、上面に当接させたローラ１０と下面に当接させたローラ２０によって、常に上下から挟持された状態とする。上下のローラ１０，２０は、それぞれ水平軸Ｐ１，Ｐ２周りに回転自在であるため、シート材Ｓの走行を妨げることなく、シート材Ｓの走行に従動して自由回転する。そして、幅方向のスライド動作に関しては、上下のローラ１０，２０は、シート材Ｓを挟持したままの状態で同時に同方向に同距離移動させる。これにより、上下のローラ１０，２０に挟持されたシート材Ｓは、ローラ１０，２０に引き摺られるように幅方向に移動する。一方、旋回動作に関しては、本実施形態ではローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに旋回させる。これにより、シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、上流側から流入してくるシート材Ｓの走行方向に対して傾くため、旋回したローラ１０からシート材Ｓに対して幅方向に移動させようとする力が作用する。シート材Ｓは上下からローラ１０，２０によって挟持されているため、ローラ１０から作用する力以外の方向にシート材Ｓが滑りにくく、ローラ１０を旋回させた力をシート材Ｓに効率よく伝え、高い応答性でシート材Ｓを幅方向に移動させることができる。

以下、シート材Ｓの位置調整方法における具体的な制御例を、図３乃至図７を用いて説明する。なお、図３乃至図７では、シート材Ｓを挟持しているローラ１０，２０のうちローラ１０のみを図示し、ローラ２０の図示は省略している。また、図３乃至図７におけるシート材Ｓの走行方向は、紙面上から下に向かう方向である。

＜制御例１＞
まず、制御例１について、図３及び図４を用いて説明する。シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬ上にあるときは、上下からシート材Ｓを挟持しているローラ１０，２０にはスライド動作も旋回動作もさせない（図３（ａ）参照）。このときの各ローラ１０の幅方向の位置が、それぞれの初期位置Ｎである。この状態では、ローラ１０の上流側と下流側とで、シート材Ｓが走行する幅方向の位置は変わらない。シート材Ｓに対して、幅方向にずらすように外力が作用した場合（図３（ｂ）参照）、コンピュータにより次のように制御する。ここでは、紙面左方向に外力が作用し、シート材Ｓが紙面左方向にずれた場合を例示する。ローラ１０は、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするよう制御される。従って、シート材Ｓに外力が作用している方向とは反対方向、すなわち紙面右方向に、ローラ１０がスライドする。これにより、スライドするローラ１０にシート材Ｓが引き摺られるように、シート材Ｓはローラ１０のスライド方向、すなわち紙面右方向に移動し、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致する（図３（ｃ）参照）。

段ボールシートの製造ラインにおいて走行するシート材Ｓは、非常に長い原紙が連続的に供給されて製造されるものであるため、製造ラインのどこかで幅方向に位置ずれを生じさせる原因が生じた後は、それより下流側のシート材Ｓに対して幅方向にずらすように、外力が作用し続けるのが通常である。従って、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致している状態を保持するために、ローラ１０は同方向、すなわちシート材Ｓに作用する外力の方向と反対方向（紙面右方向）にスライドを続ける（図３（ｄ）参照）。そのため、シート材Ｓに幅方向のずれを生じさせる外力が作用し続ける限り、ローラ１０は同一方向にスライドし続けることになり、いずれ可動範囲の限界に達してしまう。

そこで、本制御例では、ローラ１０をスライドさせる許容範囲を予め定めておく。この許容範囲は、基準センタラインＬから両側に所定距離の範囲として定める。つまり、基準センタラインＬの左右両側に、それぞれローラ１０をスライドさせる距離の上限値が設けられる。ここで、許容範囲は、ローラ１０の機械的な可動範囲より、基準センタラインＬに近い範囲とすることができる。シート材Ｓの位置制御は、基準センタラインＬに近い位置にあるローラ１０によって行う方が、制御が安定するからである。

そして、スライドを続けたローラ１０が許容範囲の上限値に達したとき、ローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに旋回させる。このとき、シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、各ローラ１０がその初期位置Ｎに対して位置している方向となるように、ローラ１０を旋回させる。図示の例では、各ローラ１０はその初期位置Ｎに対して紙面右方向に位置しているため、ローラ１０の転動方向が右方向に傾くように、ローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに図示左回りに旋回させる。つまり、中心線が基準センタラインＬにあるシート材Ｓを、敢えて、外力の方向とは反対方向にずらすように、ローラ１０を旋回させる（図４（ｅ）参照）。

ローラ１０の転動方向が傾くことにより、シート材Ｓは外力の方向とは反対方向（紙面右方向）に過剰に移動する。ローラ１０は、常にシート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするよう制御されているため、シート材Ｓを戻す方向にスライドする。つまり、ローラ１０は、それぞれの初期位置Ｎに向かってスライドする（図４（ｆ）参照）。ローラ１０のスライドによってシート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するとローラ１０は停止するが、このとき、ローラ１０はそれぞれの初期位置Ｎの近傍に戻っている（図４（ｇ）参照））。このようにして、ローラ１０のスライドによってシート材Ｓの幅方向のずれを修正すると共に、ローラ１０の旋回によってローラ１０の位置を基準センタラインＬの近傍に戻すことができる。なお、ローラ１０が基準センタラインＬの近傍に戻っているか否かの判定のために、ローラ１０を戻すべき範囲として、初期位置Ｎの近傍であって、初期位置Ｎから両側に所定距離の範囲として、ローラ基準範囲を設けることができる。このローラ基準範囲は、当然ながら、ローラ１０の移動を許容する前述の許容範囲よりは狭い範囲である。

シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致しても、ローラ１０がローラ基準範囲内まで戻らない場合は、図４（ｅ）と同様にローラ１０を旋回させる。ローラ１０がローラ基準範囲内まで戻ったら、ローラ１０を旋回していない状態（旋回角度ゼロの状態）に戻す（図４（ｈ）参照）。以降は、図３（ｂ）から図４（ｈ）の制御を繰り返すことにより、シート材Ｓの幅方向の位置を、その中心線が基準センタラインＬ上にあるように調整することができる。

＜制御例２＞
次に、制御例２について、図５及び図６を用いて説明する。上記のように、位置調整装置１は、シート材Ｓを上下から挟持するローラ対３０を二つ備えているが、二つのローラ１０の動作は同じであるため、図５及び図６では図示を簡略化し、ローラ１０を一つのみ示している。従って、図面においては、ローラ１０の初期位置Ｎは基準センタラインＬと重なっているが、ローラ対３０が複数ある場合は、図３及び図４に示したように、各ローラ１０の初期位置Ｎは基準センタラインＬとは相違する。

シート材Ｓに対して幅方向にずらすように外力が作用した場合、コンピュータにより次のように制御する。ここでは、紙面左方向に外力が作用し、シート材Ｓが紙面左方向にずれた場合を例示する。ローラ１０は、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするよう制御される。従って、シート材Ｓに外力が作用している方向とは反対方向、すなわち紙面右方向にローラ１０がスライドする。本制御例では、このスライド動作と同時に、垂直軸Ｐ３周りに旋回させる旋回動作をローラ１０に行わせる（図５（ｂ）参照）。このとき、シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、ローラ１０がスライドして行く方向となるように、ローラ１０を旋回させる。図示の例では、ローラ１０は紙面右方向にスライドして行くため、ローラ１０の転動方向が右方向に傾くように、ローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに図示左回りに回動させる。ここで、「シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、ローラ１０がスライドして行く方向となるような旋回」と「シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、ローラ１０の初期位置Ｎに対してローラ１０が位置している方向となるような旋回」とは、旋回の方向は同一である。

このローラ１０のスライド動作及び旋回動作により、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致したとき、そのときのローラ１０の旋回角度θ１がシート材Ｓに作用する外力と拮抗するためには不十分であったとする。ローラ１０は、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするよう制御されているため、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致している状態を保持するために、移動速度は低減するものの同一方向にスライドを続ける（図５（ｃ）参照）。そこで、ローラ１０の垂直軸Ｐ３周りの旋回角度を同一方向に増加させていくと、その過程においてある旋回角度θ２でローラ１０のスライド移動が停止する（図５（ｄ）参照）。この旋回角度θ２は、シート材Ｓに作用する外力と、ローラ１０の旋回によりシート材Ｓを外力とは反対方向に向かわせる力とが拮抗した角度である。

このように旋回角度θ２でローラ１０が停止したとき、ローラ１０の位置が上記のローラ基準範囲外にあれば、更に旋回角度を同一方向に増加させ、角度をθ３とする（図６（ｅ）参照）。すなわち、中心線が基準センタラインＬにあるシート材Ｓをその状態に保持する旋回角度、すなわち、外力と拮抗させるのに十分な旋回角度より、敢えて過剰に、ローラ１０を旋回させる。これにより、シート材Ｓは外力の方向とは反対方向（紙面右方向）に移動することとなるが、ローラ１０は常にシート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするよう制御されているため、シート材Ｓを戻す方向にスライドする。つまり、ローラ１０は、初期位置Ｎに向かってスライドする。

ローラ１０のスライドによりシート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するとローラ１０は停止するが、このとき、ローラ１０はローラ基準範囲内に戻っている。この段階で、ローラ１０の旋回角度をθ２に戻す（図６（ｆ）参照）。上述のように、この旋回角度θ２で、シート材Ｓに作用する外力と、ローラ１０の旋回によりシート材Ｓを幅方向に移動させる力とが拮抗しているため、外力が変化しない限りは、この状態で、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬに一致している状態を保持することができる。シート材Ｓに作用している外力が変化した場合は、その外力の方向に応じて図５（ｂ）〜図６（ｆ）の制御を繰り返すことにより、シート材Ｓの幅方向の位置を、その中心線が基準センタラインＬ上にあるように調整することができる。

＜制御例３＞
次に、制御例３について、図７を用いて説明する。シート材Ｓに対して幅方向にずらすように外力が作用した場合、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまで、シート材Ｓに外力が作用している方向とは反対方向に、ローラ１０をスライドさせる。本制御例では、このスライド動作と同時にローラ１０に旋回動作を行わせる。このとき、シート材Ｓに対する相対的なローラ１０の転動方向が、ローラ１０がスライドして行く方向となるように、ローラ１０を旋回させる。具体的には、ローラ１０が右方向にスライドする場合は、ローラ１０の転動方向が右方向を向くように、ローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに図示左回りに旋回させる。逆に、ローラ１０が左方向にスライドする場合は、ローラ１０の転動方向が左方向を向くように、ローラ１０を垂直軸Ｐ３周りに図示右回りに旋回させる。

加えて、本制御例では、ローラ１０の旋回角度を、ローラ１０が初期位置Ｎからスライドした距離に比例して増加させるように制御する。これによりローラ１０が初期位置Ｎから離れるほど、ローラ１０の旋回によりシート材Ｓを外力とは反対方向に向かわせる力が大きくなる。従って、ローラ１０が旋回角度を増加させながらスライドして行く過程のどこかで、ローラ１０の旋回によりシート材Ｓを幅方向に移動させる力と外力とを拮抗させることができる。ローラ１０は、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬと一致するまでスライドするように制御されているため、旋回角度が外力と拮抗する角度となったスライド位置で停止する。シート材Ｓに作用している外力が変化しない限りは、ローラ１０がこの旋回角度でこのスライド位置にある状態で、シート材Ｓの中心線が基準センタラインＬに一致している状態を保持することができる。本制御例では、ローラ１０のスライド距離に旋回角度を比例させる係数を、実際の製造ラインで生じるシート材Ｓの幅方向のずれの大きさ等を考慮して適宜選択することにより、ローラ１０が初期位置Ｎから大きく離れない位置で、適正な旋回角度となってローラ１０が停止するように設定することができる。

なお、シート材Ｓに作用している外力が変化した場合は、シート材Ｓが幅方向に移動するため、シート材Ｓの中心線を基準センタラインＬと一致させるべく再びローラ１０をスライドさせ、ローラ１０のスライド距離に比例して旋回角度を増加させる。

上記のように、本実施形態の位置調整方法によれば、幅方向へのスライド動作と、垂直軸周りの旋回動作との双方を、ローラ１０に行わせることにより、特に高速ではない簡易なフィードバック制御であっても、時間をかけることなく、シート材Ｓの幅方向の位置ずれを修正することができる。

加えて、スライド動作と同時に旋回動作を行わせ、旋回角度を変化させるように制御することにより、シート材Ｓの幅方向のずれを修正するのと同時に、シート材Ｓを幅方向にずらすように作用する外力と、ローラ１０の旋回によりシート材Ｓを幅方向に移動させる力とが拮抗する旋回角度、すなわち、シート材Ｓの幅方向のずれが修正された状態を保持するための適正な旋回角度を、求めることができる。

以上、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、以下に示すように、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計の変更が可能である。

例えば、上記の位置調整装置１では、ローラ１０，２０がそれぞれ四つのホイールからなる場合を例示したが、一つのローラを構成するホイールの数は四つに限定されるものではない。また、ローラは、必ずしも複数のホイールからなる必要はない。また、上記では、シート材Ｓを上下から挟持するローラ対３０が二対設けられている位置調整装置１を例示したが、ローラ対は一対であっても三対以上であってもよい。

また、上記では、ローラ１０，２０のうち、シート材の上面に当接させるローラ１０に旋回動作を行わせる場合を例示したが、シート材の下面に当接させるローラ２０に旋回動作を行わせることもできる。

１ 位置調整装置
１０，２０ ローラ
３０ ローラ対（一対のローラ）
Ｓ シート材
Ｐ１，Ｐ２ 水平軸
Ｐ３ 垂直軸
Ｌ 基準センタライン
Ｎ 初期位置

Claims (3)

1. 連続的に供給されて走行する長尺のシート材に、外力の作用により走行方向と直交する幅方向の位置ずれが生じたときに、前記幅方向の位置を修正するシート材の位置調整方法であって、
   それぞれ走行するシート材のシート面に平行な水平軸周りに回転自在な一対のローラで、前記シート材を常に上下から挟持し、
   前記シート材に、前記幅方向の位置ずれが生じたときは常に、一対の前記ローラの双方に、前記シート材の中心線が予め定めた基準センタラインに一致するまで、前記幅方向に移動するスライド動作を行わせ、
   少なくとも前記スライド動作によって前記シート材の前記中心線を前記基準センタラインに一致させた時点で、前記基準センタラインまたは前記初期位置から予め定めた所定の範囲内に前記ローラが位置しないとき、一対の前記ローラの少なくとも一方に、前記シート材に対する前記ローラの相対的な転動方向が、前記ローラの初期位置に対して前記ローラが位置している方向となるように、前記シート面に垂直な垂直軸周りに旋回する旋回動作を行わせることにより、前記シート材に敢えて前記幅方向の位置ずれを生じさせ、その位置ずれを修正するための前記スライド動作によって、前記外力が作用し続けることにより同一方向にスライドし続ける前記ローラを、前記初期位置に向けて戻すように移動させる
   ことを特徴とするシート材の位置調整方法。
2. 前記旋回動作を行わせる前記ローラに、前記外力の作用による前記幅方向の位置ずれに対する前記スライド動作と同時に前記旋回動作を行わせ、旋回角度を変化させる過程で前記ローラが前記スライド動作を停止した時の旋回角度として、前記ローラの旋回により前記シート材を幅方向に移動させる力と前記外力とが拮抗する旋回角度を求める
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート材の位置調整方法。
3. 前記旋回動作を行わせる前記ローラの旋回角度は、該ローラが前記初期位置からスライドした距離に比例して増加させる
   ことを特徴とする請求項２に記載のシート材の位置調整方法。

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