JP7027225B2 - 蛇行制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェブの蛇行を補正する蛇行制御装置に関する。

長尺状のウェブを印刷媒体として搬送しつつ、インクジェットヘッドからウェブにインクを吐出して画像を印刷するインクジェット印刷装置が知られている。

このようなインクジェット印刷装置において、ウェブの幅方向における位置がずれる蛇行が発生すると、インクの着弾位置ずれが生じ、印刷画質が低下するおそれがある。

これに対し、ウェブが巻きかけられたローラをウェブの幅方向に対して傾けるように回動させることで、幅方向におけるウェブの位置を補正して蛇行を抑制する蛇行制御装置が知られている（特許文献１参照）。

このような蛇行制御装置では、ウェブのエッジの位置を検出するエッジセンサが出力する位置信号に基づき、ウェブのエッジを正常な位置に戻すようにローラの角度を制御することで、ウェブの蛇行を抑制する。

ここで、エッジセンサが出力する位置信号には、外乱の影響によるノイズ成分が含まれていることがある。そこで、外乱の影響による蛇行補正の精度の低下を軽減するため、抵抗、コンデンサ、インダクタといった受動部品で構成したフィルタにより、位置信号からノイズ成分を除去することが行われている。

特開２０１２－２２４４６８号公報

しかしながら、上述のように受動部品で構成したフィルタを用いる場合、電気回路上の部品点数が増加する。また、装置に適合したフィルタの時定数を設定するための部品の選定に時間を要する。

本発明は上記に鑑みてなされたもので、電気回路上の部品点数や部品の選定に要する時間を低減できる蛇行制御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、本発明の蛇行制御装置は、搬送されるウェブの幅方向におけるエッジの位置を検出する検出部と、搬送される前記ウェブの幅方向における位置を補正する補正部と、前記検出部により検出された前記ウェブのエッジの位置を示す位置信号に対してノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行うデジタルフィルタを有し、フィルタ処理後の前記位置信号に基づき、前記ウェブの幅方向における位置を補正するよう前記補正部を制御する制御部とを備えることを特徴とする。

本発明の蛇行制御装置によれば、電気回路上の部品点数や部品の選定に要する時間を低減できる。

第１実施形態に係る蛇行制御装置を有するインクジェット印刷装置を備えた印刷システムの概略構成図である。 インクジェット印刷装置の蛇行補正部およびエッジセンサを示す斜視図である。 図１に示す印刷システムの制御ブロック図である。 インクジェット印刷装置の印刷装置制御部の構成を示すブロック図である。 印刷装置制御部の蛇行制御部が有するデジタルフィルタのブロック図である。 第１実施形態におけるデジタルフィルタによるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を示す図である。 第２実施形態における時定数の一例の説明図である。 第２実施形態におけるデジタルフィルタによるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を示す図である。 穴付きのウェブの説明図である。 第３実施形態における時定数の一例の説明図である。 第３実施形態におけるデジタルフィルタによるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を示す図である。

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実施形態に係る蛇行制御装置を有するインクジェット印刷装置を備えた印刷システムの概略構成図である。図２は、インクジェット印刷装置の蛇行補正部およびエッジセンサを示す斜視図である。図３は、図１に示す印刷システムの制御ブロック図である。図４は、インクジェット印刷装置の印刷装置制御部の構成を示すブロック図である。図５は、印刷装置制御部の蛇行制御部が有するデジタルフィルタのブロック図である。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し、紙面表方向を前方とする。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３に示すように、第１実施形態に係る印刷システム１は、巻出装置２と、インクジェット印刷装置３と、巻取装置４とを備える。

巻出装置２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をインクジェット印刷装置３へ巻き出す。巻出装置２は、ウェブロール支持軸１１と、ガイドローラ１２と、ブレーキ１３と、巻出装置制御部１４とを備える。

ウェブロール支持軸１１は、ウェブロール１６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。ウェブロール１６は、ウェブＷがロール状に巻かれたものである。

ガイドローラ１２は、ウェブロール１６と後述するインクジェット印刷装置３のガイドローラ３１との間でウェブＷをガイドする。ガイドローラ１２は、搬送されるウェブＷに従動回転する。

ブレーキ１３は、ウェブロール支持軸１１にブレーキをかける。これにより、ウェブロール１６と後述するインクジェット印刷装置３の搬送ローラ４２との間のウェブＷに張力が付与される。

巻出装置制御部１４は、ブレーキ１３を制御する。巻出装置制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

インクジェット印刷装置３は、巻出装置２から巻き出されたウェブＷを搬送しつつ、ウェブＷに画像を印刷する。インクジェット印刷装置３は、搬送部２１と、蛇行補正部２２と、エッジセンサ２３と、印刷部２４Ａ，２４Ｂと、印刷装置制御部２５とを備える。なお、蛇行補正部（補正部）２２と、エッジセンサ（検出部）２３と、印刷装置制御部（制御部）２５とにより、蛇行制御装置が構成される。

搬送部２１は、ウェブロール１６からウェブＷを引き出しつつ搬送する。搬送部２１は、ガイドローラ３１～４０と、２０本のヘッド下ローラ４１と、一対の搬送ローラ４２と、搬送モータ４３とを備える。

ガイドローラ３１～４０は、インクジェット印刷装置３内で搬送されるウェブＷをガイドする。ガイドローラ３１～４０は、搬送されるウェブＷに従動回転する。ガイドローラ３１～４０、ヘッド下ローラ４１、搬送ローラ４２、および後述する蛇行補正部２２の蛇行補正ローラ４６，４７により、インクジェット印刷装置３におけるウェブＷの搬送経路が形成される。

ガイドローラ３１，３２は、巻出装置２と蛇行補正部２２との間でウェブＷをガイドする。ガイドローラ３１は、インクジェット印刷装置３の左端部の下部に配置されている。ガイドローラ３２は、ガイドローラ３１と後述する蛇行補正部２２の蛇行補正ローラ４６との間に配置されている。

ガイドローラ３３～３９は、蛇行補正部２２と搬送ローラ４２との間でウェブＷをガイドする。ガイドローラ３３は、後述する蛇行補正部２２の蛇行補正ローラ４７の左方に配置されている。ガイドローラ３４は、ガイドローラ３３の上方に配置されている。ガイドローラ３５は、ガイドローラ３４と同じ高さで、ガイドローラ３４の右方に配置されている。ガイドローラ３６は、ガイドローラ３５の下方であって、ガイドローラ３３より高い位置に配置されている。ガイドローラ３７は、ガイドローラ３６の左方であって、ガイドローラ３３，３４間のウェブＷの右側近傍であり、ガイドローラ３６とほぼ同じ高さである位置に配置されている。ガイドローラ３８は、ガイドローラ３７の右下方に配置されている。ガイドローラ３９は、ガイドローラ３８のやや右側の下方に配置されている。

ガイドローラ４０は、搬送ローラ４２と巻取装置４との間でウェブＷをガイドする。ガイドローラ４０は、インクジェット印刷装置３の右端部の下部に配置されている。

ヘッド下ローラ４１は、ガイドローラ３４，３５間およびガイドローラ３６，３７間において、後述するヘッドユニット５１の下でウェブＷを支持する。ヘッド下ローラ４１は、搬送されるウェブＷに従動回転する。ガイドローラ３４，３５間およびガイドローラ３６，３７間に、それぞれ１０本ずつのヘッド下ローラ４１が配置されている。そして、ヘッド下ローラ４１は、各ヘッドユニット５１の直下に２本ずつ配置されている。

一対の搬送ローラ４２は、ウェブＷをニップしつつ、巻取装置４へ向けてウェブＷを搬送する。一対の搬送ローラ４２は、ガイドローラ３９，４０間に配置されている。

搬送モータ４３は、搬送ローラ４２を回転駆動させる。

蛇行補正部２２は、ウェブＷの幅方向（前後方向）における位置を補正することで、ウェブＷの幅方向における位置変動である蛇行を補正するものである。蛇行補正部２２は、ウェブＷの搬送経路上において、印刷部２４ＡよりウェブＷの搬送方向における上流側に配置されている。具体的には、蛇行補正部２２は、ガイドローラ３２，３３間に配置されている。図１～図３に示すように、蛇行補正部２２は、蛇行補正ローラ４６，４７と、蛇行補正ローラ保持部４８と、蛇行補正モータ４９と、リミットスイッチ５０Ａ，５０Ｂとを備える。

蛇行補正ローラ４６，４７は、ウェブＷをガイドするとともに、ウェブＷの蛇行を補正するためのローラである。蛇行補正ローラ４６，４７は、前後方向に延びる長尺状の円柱形状に形成されている。蛇行補正ローラ４６，４７は、搬送されるウェブＷに従動回転する。蛇行補正ローラ４６は、ガイドローラ３２の右方に配置されている。蛇行補正ローラ４７は、蛇行補正ローラ４６の上方に配置されている。蛇行補正ローラ４６，４７は、左右方向から見て、ウェブＷの幅方向（前後方向）に対して傾くように回動することで、ウェブＷを幅方向に移動させて蛇行を補正するものである。

蛇行補正ローラ保持部４８は、蛇行補正ローラ４６，４７を保持する。蛇行補正ローラ保持部４８は、左右方向に平行な回動軸４８ａ回りに回動可能である。これにより、蛇行補正ローラ４６，４７が、左右方向から見て、ウェブＷの幅方向（前後方向）に対して傾くように回動可能になっている。

蛇行補正モータ４９は、回動軸４８ａを中心に蛇行補正ローラ保持部４８を回動させる。

リミットスイッチ５０Ａ，５０Ｂは、蛇行補正ローラ４６，４７の水平状態に対する回動角度が上限に達したことを検出するためのスイッチである。リミットスイッチ５０Ａは、蛇行補正ローラ４６，４７の一方の回動方向における回動角度が上限に達するとオンとなる。リミットスイッチ５０Ｂは、蛇行補正ローラ４６，４７の他方の回動方向における回動角度が上限に達するとオンとなる。

エッジセンサ２３は、ウェブＷの幅方向におけるエッジの位置を検出し、検出したエッジの位置を示す位置信号を出力する。エッジセンサ２３は、ウェブＷの搬送方向における蛇行補正部２２の下流側近傍に配置されている。エッジセンサ２３は、投光部２３ａと、受光部２３ｂとを備える。

投光部２３ａと受光部２３ｂとは、ウェブＷの前端部を挟んで互いに対向して配置されている。投光部２３ａは、ウェブＷへ向けて帯状の平行光を出射する。受光部２３ｂは、投光部２３ａが出射した平行光を受光する。

ウェブＷの前側のエッジの位置に応じて、投光部２３ａが出射する平行光がウェブＷで遮られる幅が変化する。このため、受光部２３ｂが受光する平行光の幅によって、ウェブＷのエッジの位置が検出される。受光部２３ｂは、受光した平行光の幅に応じたアナログ信号を、ウェブＷのエッジの位置を示す位置信号として出力する。

なお、エッジセンサ２３は、ウェブＷの後端側に、ウェブＷの後側のエッジの位置を検出するように配置されていてもよい。

印刷部２４Ａ，２４Ｂは、それぞれウェブＷのおもて面、うら面に画像を印刷する。印刷部２４Ａは、ガイドローラ３４，３５間のウェブＷの上方近傍に配置されている。印刷部２４Ｂは、ガイドローラ３６，３７間のウェブＷの上方近傍に配置されている。印刷部２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ５つのヘッドユニット５１を備える。

ヘッドユニット５１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のノズルからウェブＷにインクを吐出して画像を印刷する。印刷部２４Ａ，２４Ｂのそれぞれにおいて、５つのヘッドユニット５１は、それぞれ異なる色のインクを吐出する。

印刷装置制御部２５は、インクジェット印刷装置３の各部の動作を制御する。図４に示すように、印刷装置制御部２５は、主制御部６１と、蛇行制御部６２とを備える。

主制御部６１は、インクジェット印刷装置３全体の制御を司る。

蛇行制御部６２は、印刷動作時のウェブＷの搬送中において、エッジセンサ２３により検出されたウェブＷの位置を示す位置信号に対して外乱によるノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行う後述のデジタルフィルタ８７を有する。蛇行制御部６２は、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理後の信号に基づき、ウェブＷの幅方向における位置を補正するよう蛇行補正部２２を制御する。蛇行制御部６２の構成の詳細は後述する。

巻取装置４は、インクジェット印刷装置３で印刷されたウェブＷを巻き取る。巻取装置４は、バッファ部７１と、ブレーキローラ７２と、ブレーキ７３と、巻取軸７４と、巻取モータ７５と、巻取装置制御部７６とを備える。

バッファ部７１は、インクジェット印刷装置３のガイドローラ４０とブレーキローラ７２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７１は、支持ローラ７７，７８と、ダンサーローラ７９とを備える。

支持ローラ７７，７８は、ガイドローラ４０とブレーキローラ７２との間においてウェブＷを支持する。支持ローラ７７，７８は、左右方向に互いに離間して、同じ高さに配置されている。支持ローラ７７，７８は、搬送されるウェブＷに従動回転する。

ダンサーローラ７９は、支持ローラ７７，７８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、ガイドローラ４０とブレーキローラ７２との間におけるウェブＷのたるみがバッファ部７１に吸収される。ダンサーローラ７９は、ガイドローラ４０とブレーキローラ７２との間のウェブＷのたるみ量の変動により上下動する。

ブレーキローラ７２は、巻取軸７４に巻き取られるウェブＷにブレーキをかけるためのものである。ブレーキローラ７２は、巻取軸７４に巻き取られるウェブＷに従動回転する。

ブレーキ７３は、ブレーキローラ７２を介してウェブＷにブレーキをかけることにより、巻取軸７４に巻き取られるウェブＷに張力を付与する。これにより、巻取軸７４に巻き取られるウェブＷにしわ等が生じることを防止できる。

巻取軸７４は、ウェブＷを巻き取って保持する。

巻取モータ７５は、巻取軸７４を図１における時計回り方向に回転させる。巻取軸７４の回転により、ウェブＷが巻取軸７４に巻き取られる。

巻取装置制御部７６は、ブレーキ７３および巻取モータ７５を制御する。巻取装置制御部７６は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等を備えて構成される。

次に、蛇行制御部６２の構成について説明する。

図４に示すように、蛇行制御部６２は、駆動制御部８１と、モータドライバ８２とを備える。

駆動制御部８１は、モータドライバ８２を制御する。駆動制御部８１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えるマイコン等により構成される。駆動制御部８１は、Ａ／Ｄ変換部８６と、デジタルフィルタ８７と、エッジ位置変換部８８と、減算部８９と、制御切替部９０と、ＰＩ制御部９１と、操作量制限部９２と、オンオフ制御部９３と、リミットスイッチ検出部９４と、リミットスイッチ制限部９５と、動作モード切替部９６と、出力制御部９７とを備える。駆動制御部８１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。

Ａ／Ｄ変換部８６は、エッジセンサ２３から入力されるアナログ信号である位置信号をデジタル信号に変換する。

デジタルフィルタ８７は、デジタル信号に変換された位置信号に対して外乱によるノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行うローパスフィルタである。デジタルフィルタ８７は、図５に示すように、遅延器１０１，１０２と、加算器１０３，１０４と、乗算器１０５，１０６とを備える。

デジタルフィルタ８７には、Ａ／Ｄ変換部８６によるＡ／Ｄ変換のサンプリング周期Ｔｓで位置信号のデジタル値が入力される。遅延器１０１は、入力値を１周期分遅延させる。加算器１０３は、入力値に、遅延器１０１で１周期分遅延された入力値を加算する。乗算器１０５は、加算器１０３の演算結果にフィルタ係数Ｋｇ０の逆数１／Ｋｇ０を乗算する。

遅延器１０２は、加算器１０４の演算結果を１周期分遅延させる。乗算器１０６は、遅延器１０２で１周期分遅延された加算器１０４の演算結果にフィルタ係数Ｋｇ１を乗算する。加算器１０４は、乗算器１０５の演算結果に乗算器１０６の演算結果を加算して、その結果を出力する。

上述のようなデジタルフィルタ８７を式で表すと、下記の式（１）のようになる。

出力＝{（１＋Ｚ^－１）}／{（Ｋｇ０×（１＋Ｋｇ１×Ｚ^－１）}×入力 …（１）
ここで、フィルタ係数Ｋｇ０，Ｋｇ１は、それぞれ下記の式（２）、式（３）で表されるものである。

Ｋｇ０＝（２×τ／Ｔｓ）＋１ …（２）
Ｋｇ１＝{（２×τ／Ｔｓ）－１}／Ｋｇ０ …（３）
ただし、τは、デジタルフィルタ８７の時定数である。時定数τとしては、位置信号に含まれるノイズ成分を除去できる値として設定された値が用いられる。

エッジ位置変換部８８は、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理後の信号の値（デジタル値）を、ウェブＷのエッジ位置の値に変換する。

減算部８９は、エッジ位置の目標位置を示す目標値から、エッジ位置変換部８８で算出されたエッジ位置の値を減算して、エッジ位置誤差を算出する。

制御切替部９０は、蛇行補正モータ４９の制御方法をＰＩ制御とオンオフ制御との間で切り替える。ここで、オンオフ制御は、エッジ位置誤差の大きさに関わらず、ウェブＷのエッジの目標位置に対するずれの方向のみに基づいて、蛇行補正モータ４９を制御する方法である。ＰＩ制御とオンオフ制御との間で切り替えは、例えば、ユーザの指示に応じた主制御部６１からの指令により行われる。

ＰＩ制御部９１は、エッジ位置誤差に基づき、ウェブＷのエッジの位置を目標位置に移動させるための蛇行補正モータ４９の操作量を、ＰＩ演算により算出する。ここで、操作量は、蛇行補正モータ４９の回転速度および回転方向を示す値である。

操作量制限部９２は、ＰＩ制御部９１で算出された操作量が、予め設定された操作量の下限値から上限値までの範囲外の値である場合、その範囲内に収まるように、操作量に制限をかける。

オンオフ制御部９３は、エッジ位置誤差に基づき、ウェブＷのエッジの目標位置の方向に戻すための蛇行補正モータ４９の操作量を出力する。この操作量は、目標位置に対するウェブＷのずれの方向に応じて予め設定された値である。

リミットスイッチ検出部９４は、リミットスイッチ５０Ａ，５０Ｂがオンになったことを検出し、その検出信号をリミットスイッチ制限部９５へ出力する。

リミットスイッチ制限部９５は、リミットスイッチ５０Ａ，５０Ｂのいずれかがオンになった場合、それからさらに蛇行補正ローラ４６，４７の回動角度が大きくならないように、操作量に制限をかける。

動作モード切替部９６は、オートモードとマニュアルモードとの間で、蛇行制御の動作モードを切り替える。オートモードは、エッジセンサ２３からの位置信号に基づき、ウェブＷの幅方向における位置を補正する蛇行制御を自動的に行うモードである。印刷動作時には通常は、オートモードに設定される。オートモードでは、動作モード切替部９６は、リミットスイッチ制限部９５からの操作量を出力制御部９７に出力する。

マニュアルモードは、ユーザの指示に応じた主制御部６１からの指令により、ウェブＷを幅方向において指定位置に移動させるモードである。マニュアルモードでは、動作モード切替部９６は、指定位置に応じたウェブＷを移動させるための操作量を出力制御部９７に出力する。

出力制御部９７は、動作モード切替部９６から入力される操作量を、蛇行補正モータ４９を駆動制御するためのＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号のデューティ比に換算する。また、出力制御部９７は、操作量に基づき、蛇行補正モータ４９の回転方向を判断する。そして、出力制御部９７は、算出したデューティ比のＰＷＭ信号、および蛇行補正モータ４９の回転方向を制御する信号をモータドライバ８２へ出力する。

モータドライバ８２は、出力制御部９７から入力されるＰＷＭ信号、および蛇行補正モータ４９の回転方向を制御する信号に基づき、蛇行補正モータ４９を駆動させる。

次に、印刷システム１の動作について説明する。

印刷を行う際、印刷ジョブが入力されると、印刷装置制御部２５の主制御部６１は搬送モータ４３の駆動を開始させ、巻出装置制御部１４はブレーキ１３の駆動を開始させ、巻取装置制御部７６はブレーキ７３および巻取モータ７５の駆動を開始させる。これにより、搬送ローラ４２が張力によりウェブロール１６からウェブＷを引き出しつつ搬送し始め、巻取軸７４がウェブＷを巻き取り始めることで、ウェブＷの搬送が開始される。

ウェブＷの搬送開始後、ウェブＷの搬送速度が所定の印刷搬送速度Ｖｇに達すると、主制御部６１は、その印刷搬送速度Ｖｇを維持するよう搬送モータ４３を制御する。

ウェブＷの印刷搬送速度Ｖｇでの定速搬送開始後、主制御部６１は、印刷ジョブに基づき、印刷部２４Ａ，２４Ｂを制御してウェブＷに画像を印刷させる。

また、ウェブＷの印刷搬送速度Ｖｇでの定速搬送開始後、主制御部６１は、印刷部２４Ａ，２４Ｂによる印刷開始前に、蛇行補正部２２によるウェブＷの蛇行補正制御を開始するよう蛇行制御部６２に指示する。

蛇行制御部６２は、主制御部６１の指示に応じてウェブＷの蛇行補正制御を開始する。ここで、蛇行制御部６２において、制御切替部９０はＰＩ制御を選択しているものとする。また、蛇行制御の動作モードとしてはオートモードが設定されているとする。

蛇行補正制御において、蛇行制御部６２のＡ／Ｄ変換部８６は、エッジセンサ２３から入力されるアナログの位置信号をデジタル信号に変換する。このデジタル化された位置信号に対して、デジタルフィルタ８７は、外乱によるノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行う。

エッジ位置変換部８８は、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理後のデジタル値を、ウェブＷのエッジ位置を示す値に変換する。減算部８９は、エッジ位置変換部８８で算出されたエッジ位置を示す値と、目標値とから、エッジ位置誤差を算出する。

減算部８９により算出されたエッジ位置誤差に基づき、ＰＩ制御部９１は、蛇行補正モータ４９の操作量をＰＩ演算により算出する。操作量制限部９２は、ＰＩ制御部９１で算出された操作量に対し、上限および下限の制限をかける。リミットスイッチ制限部９５は、リミットスイッチ５０Ａ，５０Ｂのいずれかがオンになると操作量に制限をかける。

ここで、前述のように、蛇行制御の動作モードとしてオートモードが設定されているため、動作モード切替部９６は、リミットスイッチ制限部９５から入力される操作量を出力制御部９７に出力する。

出力制御部９７は、入力された操作量に応じたデューティ比のＰＷＭ信号、および蛇行補正モータ４９の回転方向を制御する信号をモータドライバ８２へ出力する。そして、モータドライバ８２は、出力制御部９７から入力されるＰＷＭ信号、および蛇行補正モータ４９の回転方向を制御する信号に基づき、蛇行補正モータ４９を駆動させる。

これにより、目標位置に対するウェブＷのずれを縮小するように蛇行補正モータ４９が蛇行補正ローラ４６，４７を回動させることで、ウェブＷの蛇行が補正される。

ここで、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を図６に示す。図６に示すように、フィルタ処理によりノイズ成分が除去されるので、外乱の影響による蛇行補正の精度の低下が軽減される。

印刷ジョブに基づく印刷が終了すると、巻出装置制御部１４はブレーキ１３を停止させ、印刷装置制御部２５の主制御部６１は搬送モータ４３を停止させ、巻取装置制御部７６はブレーキ７３および巻取モータ７５を停止させる。これにより、ウェブＷの搬送が終了し、一連の動作が終了となる。

以上説明したように、インクジェット印刷装置３では、デジタルフィルタ８７により、位置信号に対してノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行う。これにより、抵抗等の受動部品でフィルタを構成する必要がないため、電気回路上の部品点数や部品の選定に要する時間を低減できる。

［第２実施形態］
次に、上述した第１実施形態の一部を変更した第２実施形態について説明する。

第２実施形態では、位置信号におけるノイズ成分を除去しつつ、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分を通過させるように、デジタルフィルタ８７の時定数τを設定する。

ここで、ウェブロール１６は、ウェブロール支持軸１１による保持状態等により、回転しつつ前後方向において揺動することがある。このような場合、ウェブロール１６の回転周期を蛇行周期とするウェブＷの蛇行が発生する。

インクジェット印刷装置３において、前述のように印刷動作時には印刷搬送速度Ｖｇ［ｍ／ｓ］でウェブＷを定速搬送するため、印刷動作時におけるウェブロール１６の回転周期（蛇行周期）Ｔｒ［ｓ］は、下記の式（４）で表される。

Ｔｒ＝φ×π／Ｖｇ …（４）
ここで、φは、ウェブロール１６の外径であるロール径［ｍ］である。

また、時定数τは、下記の式（５）で表される。

τ＝－Ｔ／（ｌｏｇ_ｅ（１－Ａｍ／１００）） …（５）
ここで、Ａｍは信号振幅率［％］である。Ｔは信号周期［ｓ］である。

Ｔ＝Ｔｒとすると、式（４）、式（５）から、下記の式（６）が得られる。

τ＝－（φ×π／Ｖｇ）／（ｌｏｇ_ｅ（１－Ａｍ／１００）） …（６）
信号振幅率Ａｍが１００％に近いほど、信号の減衰の度合いが小さい。このため、式（６）において、信号振幅率Ａｍにほぼ１００％の値を設定すると、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分をほとんど減衰させないような時定数τが得られる。

ところで、印刷動作中は、印刷が進むにつれてロール径φが小さくなり、回転周期Ｔｒが短くなる。これに対し、時定数τをロール径φが最小となるときに信号振幅率Ａｍがほぼ１００％になるような値に設定しておけば、ロール径φが最大の状態から最小の状態になるまで、信号振幅率Ａｍがほぼ１００％の状態を維持することができる。ここで、ロール径φが最大の状態は、ウェブロール１６が新品の状態であり、ロール径φが最小の状態は、ウェブロール１６のウェブＷを使い切った状態である。

そこで、第２実施形態では、信号振幅率Ａｍを１００％に近い所定の信号振幅率Ａｍｐ（例えば９９．９９％以上の値）とし、ロール径φを最小値として式（６）から算出される時定数τをデジタルフィルタ８７に設定する。ここで、ロール径φの最小値は、ウェブロール１６の芯（紙管）の外径に相当する。

例えば、Ｖｇ＝０．７ｍ／ｓ、ロール径φの最小値が０．１２ｍ、Ａｍ＝Ａｍｐ＝９９．９９％とする。この場合、式（６）により算出される、ロール径φが最小値のときの時定数τ＝０．０５８ｓをデジタルフィルタ８７に設定する。

この時定数τ＝０．０５８ｓの場合における信号周期と信号振幅率Ａｍとの関係を図７に示す。

ここで、ロール径φが最小値の０．１２ｍであるとき、式（４）より、ウェブロール１６の回転周期Ｔｒ＝０．５４ｓである。この場合、図７に示すように、ロール径φ＝０．１２ｍに対応する回転周期Ｔｒ＝０．５４ｓの場合において、ほぼ１００％（９９．９９％）の信号振幅率Ａｍが得られる。

また、回転周期Ｔｒが０．５４ｓより大きい場合、すなわちロール径φが最小値である０．１２ｍより大きい場合も、ほぼ１００％（９９．９９％以上）の信号振幅率Ａｍが得られる。

したがって、この場合、ウェブロール１６が新品の状態から、そのウェブＷを使い切るまで、デジタルフィルタ８７は、位置信号におけるノイズ成分を除去しつつ、ウェブＷの蛇行成分を通過させることができる。

このような第２実施形態におけるデジタルフィルタ８７によるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を図８に示す。図８に示すように、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理により、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分である大きなうねりは残しつつ、ノイズ成分が除去される。

以上説明したように、第２実施形態では、印刷装置制御部２５は、位置信号におけるノイズ成分を除去しつつ、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分を通過させるように、デジタルフィルタ８７の時定数τを設定する。これにより、位置信号における蛇行成分の抽出精度を向上させることができるので、ウェブＷの蛇行補正の精度の低下を軽減できる。

なお、ロール径φの変化によりウェブロール１６の回転周期が変化するのに応じて、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分を通過させるためのデジタルフィルタ８７の時定数τを変化させるように、時定数τの設定を行うようにしてもよい。デジタルフィルタ８７は、プログラムにより印刷動作中でも時定数τを変化させることが可能である。また、ロール径φは、ウェブロール支持軸１１にエンコーダを設置すること等により検出可能なウェブロール１６の回転数と、印刷搬送速度Ｖｇとに基づき算出可能である。

［第３実施形態］
次に、上述した第１および第２実施形態の一部を変更した第３実施形態について説明する。

第３実施形態では、ウェブＷとして、図９に示すような、いわゆるスプロケット穴である複数の穴１１１が形成されている連続用紙が使用される。

穴１１１は、ウェブＷの幅方向（前後方向）における一方の側端部および他方の側端部において、ウェブＷの搬送方向に沿って、所定のピッチｄで並んで形成されている。

図９のような穴付きのウェブＷを用いる場合、エッジセンサ２３の投光部２３ａの光が穴１１１を通過することで、エッジセンサ２３が出力する位置信号に、穴１１１を検出した信号成分が含まれることがある。この穴１１１に対応する信号成分は、蛇行補正部２２によるウェブＷの蛇行補正の精度の低下を招く。

これに対し、第３実施形態では、印刷装置制御部２５は、ウェブＷの穴１１１に対応する信号成分を減衰させるようデジタルフィルタ８７の時定数τを設定する。

ここで、印刷動作中に穴１１１がエッジセンサ２３の位置を通過する周期である穴周期Ｔｈは、下記の式（７）で表される。

Ｔｈ＝ｄ／Ｖｇ …（７）
式（５）、式（７）から、穴１１１に対応する信号成分を減衰させるための時定数τｈは、下記の式（８）で表される。

τｈ＝－（ｄ／Ｖｇ）／（ｌｏｇ_ｅ（１－Ａｍ／１００）） …（８）
また、式（８）より、穴１１１に対応する信号成分の信号振幅率Ａｍは、下記の式（９）で表される。

Ａｍ＝（１－ｅｘｐ（－ｄ／（Ｖｇ×τｈ）））×１００ …（９）
第３実施形態では、式（９）で算出される信号振幅率Ａｍが、穴１１１に対応する信号成分が十分に減衰するといえる上限値Ａｍｑ（例えば３０％）以下の値となるような時定数τｈを、デジタルフィルタ８７の時定数τとして設定する。

また、上記のようにデジタルフィルタ８７に設定される時定数τは、第２実施形態と同様に、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分を通過させる値とする。

具体的には、信号振幅率Ａｍを１００％に近い信号振幅率Ａｍｐ（例えば９９．９９％以上の値）とし、ロール径φを最小値として式（６）で求められる時定数τを、デジタルフィルタ８７に設定する時定数τの上限値τｍａｘとして算出する。そして、算出された時定数τの上限値τｍａｘ以下であって、式（９）で算出される信号振幅率Ａｍがその上限値Ａｍｑ以下となる時定数τｈを、デジタルフィルタ８７の時定数τとして設定する。

例えば、Ｖｇ＝０．７ｍ／ｓ、ロール径φの最小値が０．１２ｍ、Ａｍ＝Ａｍｐ＝９９．９９％とする。また、穴１１１のピッチｄ＝０．０１２７ｍ、穴１１１に対応する信号成分の信号振幅率Ａｍの上限値Ａｍｑ＝３０％とする。

この場合、式（６）により算出される、ロール径φが最小値のときの時定数τ＝０．０５８ｓが、上限値τｍａｘとなる。τｈ＝τｍａｘ＝０．０５８ｓ、ｄ＝０．０１２７ｍを式（９）に代入すると、Ａｍ＝２６．７％となり、上限値Ａｍｑ＝３０％以下の条件を満たす。したがって、この場合、τｈ＝０．０５８ｓを、デジタルフィルタ８７の時定数τとして設定できる。

この例の場合も、上述した第２実施形態で説明した例と同様に、図１０に示すように、ロール径φが最小値である０．１２ｍに対応する回転周期Ｔｒ＝０．５４ｓ以上において、ほぼ１００％（９９．９９％以上）の信号振幅率Ａｍが得られる。したがって、ウェブロール１６が新品の状態から、そのウェブＷを使い切るまで、ウェブＷの蛇行成分を通過させることができる。

また、図１０に示すように、穴１１１のピッチｄ＝０．０１２７ｍに対応する穴周期Ｔｈ＝０．０１８ｓに対して、信号振幅率Ａｍは、上述した式（９）で算出された値であるＡｍ＝２６．７％となる。すなわち、時定数τ＝０．０５８ｓの場合、穴１１１に対応する信号成分を、元の振幅の２６．７％まで減衰させることができる。

このような第３実施形態におけるデジタルフィルタ８７によるフィルタ処理の前後の信号波形の一例を図１１に示す。図１１に示すように、デジタルフィルタ８７によるフィルタ処理により、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分である大きなうねりは残しつつ、小さなうねりである、穴１１１に対応する信号成分が減衰される。

以上説明したように、第３実施形態では、印刷装置制御部２５は、ウェブＷの穴１１１に対応する信号成分を減衰させるようデジタルフィルタ８７の時定数τを設定する。これにより、穴付きのウェブＷを印刷に用いる場合でも、位置信号における蛇行成分の抽出精度の低下を軽減することができるので、ウェブＷの蛇行補正の精度の低下を軽減できる。

なお、ウェブロール１６の回転周期に応じたウェブＷの蛇行成分を通過させるための時定数τの上限値τｍａｘを設けずに、ウェブＷの穴１１１に対応する信号成分を減衰させるようデジタルフィルタ８７の時定数τを設定するようにしてもよい。このようにしても、穴１１１に対応する信号成分を減衰させることによる、位置信号における蛇行成分の抽出精度の低下を軽減する効果が得られる。

［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。

上述した第１乃至第３実施形態では、エッジセンサは、投光部と受光部とを備える光学式のセンサとしたが、超音波式のセンサ等の、他の方式のセンサであってもよい。

また、上述した第１乃至第３実施形態では、巻出装置および巻取装置が別装置としてインクジェット印刷装置に接続された構成を示したが、インクジェット印刷装置に巻出部および巻取部が組み込まれた構成でもよい。

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）
搬送されるウェブの幅方向におけるエッジの位置を検出する検出部と、
搬送される前記ウェブの幅方向における位置を補正する補正部と、
前記検出部により検出された前記ウェブのエッジの位置を示す位置信号に対してノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行うデジタルフィルタを有し、フィルタ処理後の前記位置信号に基づき、前記ウェブの幅方向における位置を補正するよう前記補正部を制御する制御部と
を備えることを特徴とする蛇行制御装置。

（付記２）
前記ウェブは、ウェブロールから引き出されつつ搬送されるものであり、
前記制御部は、前記位置信号における、前記ウェブロールの回転周期に応じた前記ウェブの蛇行成分を通過させるよう前記デジタルフィルタの時定数を設定することを特徴とする付記１に記載の蛇行制御装置。

（付記３）
前記ウェブは、前記ウェブの搬送方向に沿って形成された複数の穴を有するものであり、
前記制御部は、前記位置信号における、前記ウェブの前記穴に対応する信号成分を減衰させるよう前記デジタルフィルタの時定数を設定することを特徴とする付記１または２に記載の蛇行制御装置。

１ 印刷システム
２ 巻出装置
３ インクジェット印刷装置
４ 巻取装置
２１ 搬送部
２２ 蛇行補正部
２３ エッジセンサ
２４Ａ，２４Ｂ 印刷部
２５ 印刷装置制御部
４６，４７ 蛇行補正ローラ
４８ 蛇行補正ローラ保持部
４９ 蛇行補正モータ
５０Ａ，５０Ｂ リミットスイッチ
６１ 主制御部
６２ 蛇行制御部
８１ 駆動制御部
８２ モータドライバ
８６ Ａ／Ｄ変換部
８７ デジタルフィルタ
８８ エッジ位置変換部
８９ 減算部
９０ 制御切替部
９１ ＰＩ制御部
９２ 操作量制限部
９３ オンオフ制御部
９４ リミットスイッチ検出部
９５ リミットスイッチ制限部
９６ 動作モード切替部
９７ 出力制御部

Claims (4)

1. 搬送されるウェブの幅方向におけるエッジの位置を検出する検出部と、
   搬送される前記ウェブの幅方向における位置を補正する補正部と、
   前記検出部により検出された前記ウェブのエッジの位置を示す位置信号に対してノイズ成分を減衰させるフィルタ処理を行うデジタルフィルタを有し、フィルタ処理後の前記位置信号に基づき、前記ウェブの幅方向における位置を補正するよう前記補正部を制御する制御部とを備え、
   前記ウェブは、ウェブロールから引き出されつつ搬送されるものであり、
   前記制御部は、前記位置信号における、前記ウェブロールの回転周期に応じた前記ウェブの蛇行成分を通過させるよう前記デジタルフィルタの時定数を設定し、
   前記ウェブロールの外径の変化に応じて、前記デジタルフィルタの時定数を変化させることを特徴とする蛇行制御装置。
2. 前記制御部は、前記ウェブの搬送速度をＶｇ、信号振幅率をＡｍ、前記ウェブロールの外径をφとすると、信号振幅率Ａｍを１００％に近い所定値として下記の式（６）により算出される時定数τを、前記デジタルフィルタの時定数として設定することを特徴とする請求項１に記載の蛇行制御装置。
   τ＝－（φ×π／Ｖｇ）／（ｌｏｇ _ｅ （１－Ａｍ／１００）） …（６）
3. 前記ウェブは、前記ウェブの搬送方向に沿って形成された複数の穴を有するものであり、
   前記制御部は、前記位置信号における、前記ウェブの前記穴に対応する信号成分を減衰させるよう前記デジタルフィルタの時定数を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の蛇行制御装置。
4. 前記制御部は、前記ウェブの搬送速度をＶｇ、信号振幅率をＡｍ、前記穴のピッチをｄとすると、下記の式（９）により算出される信号振幅率Ａｍが所定の上限値以下となる時定数τｈを、前記デジタルフィルタの時定数として設定することを特徴とする請求項３に記載の蛇行制御装置。
   Ａｍ＝（１－ｅｘｐ（－ｄ／（Ｖｇ×τｈ）））×１００ …（９）

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