(57)【要約】【課題】ウェブ搬送を行う際に、ウェブにしわが発生することを適切に防ぐ。  【解決手段】フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄ及びウェブの合成表面粗さσと、これらローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈとの大小関係を比較し、ｈ＞σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量が大きくローラ２とウェブ１０との摩擦力が小さくなるような条件では、（ａ）に示されるように、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが直角となる方向に軸の角度（スキュー角θ）の調整を行う。一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量が小さく、ローラ２とウェブ１０との摩擦力がローラ２とウェブ１０との接触領域の全域で均一に発生するような条件では、（ｂ）に示されるように、波形の直線Ｌに対し、フリーローラ２ｃの軸２０ｃ又は駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが鋭角となる方向に調整する。【選択図】図７
2010195558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路と、該ウェブ搬送路に沿って搬送される前記ウェブを撮像する撮像手段と、前記駆動ローラあるいは前記フリーローラの軸の角度を調整するアライメント調整手段と、コントローラとを備え、
該コントローラには、前記搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出手段と、
該浮上量算出手段の算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定手段と、
前記撮像手段によって撮像された撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記ローラに対する進入方向を解析する画像解析手段と、
該軸角度調整方向判定手段により定められた方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動させるように前記アライメント調整手段を制御する軸角度制御手段とが含まれることを特徴とするウェブ搬送装置。
【請求項２】
前記軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向が定められることを特徴とする請求項１記載のウェブ搬送装置。
【請求項３】
前記軸角度調整方向判定手段において、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められ、
前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められることを特徴とする請求項２記載のウェブ搬送装置。
【請求項４】
駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路を備えるウェブ搬送装置を用いたウェブ搬送方法であって、
前記搬送路の予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出ステップと、
該浮上量算出ステップの算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定ステップと、
前記搬送路に沿って搬送されるウェブを撮像した撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記駆動ローラに対する進入方向を解析する画像解析ステップと、
該軸角度調整方向判定ステップで判定された方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動する軸角度制御ステップとを含むことを特徴とするウェブ搬送方法。
【請求項５】
前記軸角度調整方向判定ステップにおいて、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向を定めることを特徴とする請求項４記載のウェブ搬送方法。
【請求項６】
前記軸角度調整方向判定ステップにおいて、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向を定め、
前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向を定めることを特徴とする請求項５記載のウェブ搬送方法。
【請求項７】
駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路を備えるウェブ搬送装置のコントローラを、
前記搬送路の予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出手段と、
該浮上量算出手段の算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定手段と、
前記搬送路に沿って搬送されるウェブを撮像した撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記ローラに対する進入方向を解析する画像解析手段と、
前記軸角度調整方向判定手段で判定された方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動する軸角度制御手段として、機能させる制御ロジックを含むことを特徴とするウェブ搬送制御プログラム。
【請求項８】
前記軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向が定められることを特徴とする請求項７記載のウェブ搬送制御プログラム。
【請求項９】
前記軸角度調整方向判定手段において、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められ、
前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められることを特徴とする請求項８記載のウェブ搬送制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェブ搬送装置、ウェブ搬送方法及びウェブ搬送制御プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、薄膜状の柔軟な連続素材（以下、ウェブという）を用いた製品の製造ラインにおいて、複数のローラで構成された搬送路に沿ってウェブを搬送する技術が利用されている。そして、ウェブに対する張力を適切に調整する技術も発明されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、従来の手法は、より一層のウェブ搬送速度の高速化、高効率化、高精度化を実現するに当たり、搬送中に生じるしわ等を適宜除去してウェブの損傷をふせぐことが困難となっている。ところで、ウェブに発生するしわは、一般に、ウェブを搬送する各ローラが平行に配置されていない、いわゆるミスアライメントが一因であることが解っており、本発明者らはこの点に鑑みて、ウェブの搬送中に生じるしわの発生の前兆を検出し、しわの発生を防止することが可能な、ウェブ搬送技術を開発している（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２１２４０６号公報
【特許文献２】特開２００７−３２６６５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
さて、本発明者らによる、引用文献２記載のしわ発生防止技術は、現状においても一定の効果を得られるものであるが、本発明者らの更なる研究の結果、特定の搬送条件下においては、未だしわの発生を十分に抑えることができないことも明らかとなってきている。本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、ウェブ搬送を行う際に、搬送条件の如何に関わらず、ウェブにしわが発生することを防ぐことを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（発明の態様）
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。又、各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。よって、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
【０００７】
（１）駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路と、該ウェブ搬送路に沿って搬送される前記ウェブを撮像する撮像手段と、前記駆動ローラあるいは前記フリーローラの軸の角度を調整するアライメント調整手段と、コントローラとを備え、該コントローラには、前記搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出手段と、該浮上量算出手段の算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定手段と、前記撮像手段によって撮像された撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記ローラに対する進入方向を解析する画像解析手段と、該軸角度調整方向判定手段により定められた方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動させるように前記アライメント調整手段を制御する軸角度制御手段とが含まれるウェブ搬送装置（請求項１）。
【０００８】
本項に係るウェブ搬送装置は、軸角度調整方向判定手段によって、搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、ウェブの物性値とに基づいて、駆動ローラ又はフリーローラにおけるウェブの浮上量を求め、その結果に基づき、最適となる軸の角度の調整方向を定める。又、ウェブ搬送路上を搬送されるウェブを、撮像手段によって撮像する。又、コントローラの画像解析手段によって、撮像画像から、ウェブ上に発生する波を打ったような波形（波打ち現象）を示す直線を検出するとともに、当該直線のローラに対する進入方向を解析する。この波形は、しわが発生する前兆となるものである。そして、波形を示す直線の進入方向に応じ、アライメント調整手段を制御して、軸角度調整方向判定手段により定められた方向に、駆動ローラ又はフリーローラの軸を駆動させる。
これによって、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。なお、しわの前兆となる波形の発生の有無は、画像解析手段によって常時監視され、波形の直線が検出された場合には、直ちに上記各手段により定められた方向に軸を駆動し、ミスアライメント補正がなされるものである。
【０００９】
（２）上記（１）項の軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送装置（請求項２）。
本項に係るウェブ搬送装置は、軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量とローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に着目し、これらの関係に応じて最適の方向へと、軸の角度の調整方向が定められる。これによって、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。
【００１０】
（３）上記（２）項の軸角度調整方向判定手段において、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められ、前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送装置（請求項３）。
本項に係るウェブ搬送装置は、駆動ローラ又はフリーローラの軸の角度の調整方向を定めるにあたり、駆動ローラ又はフリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、ローラに対するウェブの浮上量ｈとの大小関係に着目するものである。そして、ｈ＞σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が大きくローラとウェブとの摩擦力が小さくなるような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラの軸が直角となる方向に軸の角度の調整方向が定められる。一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が小さく、ローラとウェブとの摩擦力がローラとウェブとの接触領域の全域で均一に発生するような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラ又はフリーローラの軸が鋭角となる方向に軸の角度の調整方向が定められる。
【００１１】
（４）駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路を備えるウェブ搬送装置を用いたウェブ搬送方法であって、前記搬送路の予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出ステップと、該浮上量算出ステップの算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定ステップと、前記搬送路に沿って搬送されるウェブを撮像した撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記駆動ローラに対する進入方向を解析する画像解析ステップと、該軸角度調整方向判定ステップで判定された方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動する軸角度制御ステップとを含むウェブ搬送方法（請求項４）。
【００１２】
本項に係るウェブ搬送方法は、搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、ウェブの物性値とに基づいて、駆動ローラ又はフリーローラにおけるウェブの浮上量を求め、その結果に基づき、最適となる軸の角度の調整方向を定める。又、ウェブ搬送路上を搬送されるウェブを撮像して、撮像画像から、ウェブ上に発生する波を打ったような波形（波打ち現象）を示す直線を検出するとともに、当該直線のローラに対する進入方向を解析する。この波形は、しわが発生する前兆となるものである。
そして、波形を示す直線の進入方向に応じ、定められた方向に駆動ローラ又はフリーローラの軸を駆動させる。
これによって、いわゆるミスアライメントを、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正し、しわの発生を回避する。なお、しわの前兆となる波形の発生の有無を常時監視し、波形の直線が検出された場合には、直ちに上記手順により定められた方向に軸を駆動し、ミスアライメント補正を行うものである。
【００１３】
（５）上記（４）項の軸角度調整方向判定ステップにおいて、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送方法（請求項５）。
本項に係るウェブ搬送方法は、軸角度調整方向判定ステップにおいて、ウェブの浮上量とローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に着目し、これらの関係に応じて最適の方向へと、軸の角度の調整方向を定める。これによって、いわゆるミスアライメントを、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正し、しわの発生を回避する。
【００１４】
（６）上記（５）項の軸角度調整方向判定ステップにおいて、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められ、前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送装置（請求項６）。
本項に係るウェブ搬送方法は、駆動ローラ又はフリーローラの軸の角度の調整方向を定めるにあたり、駆動ローラ又はフリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、ローラに対するウェブの浮上量ｈとの大小関係に着目するものである。そして、ｈ＞σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が大きくローラとウェブとの摩擦力が小さくなるような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラの軸が直角となる方向に軸の角度の調整方向を定める。一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が小さく、ローラとウェブとの摩擦力がローラとウェブとの接触領域の全域で均一に発生するような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラ又はフリーローラの軸が鋭角となる方向に軸の角度の調整方向を定める。
【００１５】
（７）駆動ローラと該駆動ローラの上流又は下流に位置するフリーローラとを含む複数のローラによって構成されたウェブ搬送路を備えるウェブ搬送装置のコントローラを、前記搬送路の予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、前記ウェブの物性値とに基づいて、前記駆動ローラ又は前記フリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出手段と、該浮上量算出手段の算出結果に基づき、前記軸の角度の調整方向を定める軸角度調整方向判定手段と、前記搬送路に沿って搬送されるウェブを撮像した撮像画像から、前記ウェブ上に発生する波形の直線を検出するとともに、当該直線の前記ローラに対する進入方向を解析する画像解析手段と、前記軸角度調整方向判定手段で判定された方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動する軸角度制御手段として、機能させる制御ロジックを含むウェブ搬送制御プログラム（請求項７）。
【００１６】
本項に係るウェブ搬送制御プログラムは、搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、ウェブの物性値とに基づいて、駆動ローラ又はフリーローラにおけるウェブの浮上量を求める浮上量算出手段として機能する。更に、浮上量算出手段の算出結果に基づき、最適となる軸の角度の調整方向を定める。又、ウェブ搬送装置のコントローラが、ウェブ搬送路上を搬送されるウェブを撮像して、撮像画像から、ウェブ上に発生する波を打ったような波形（波打ち現象）を示す直線を検出するとともに、当該直線のローラに対する進入方向を解析する、画像解析手段として機能する。この波形は、しわが発生する前兆となるものである。
そして、波形を示す直線の進入方向に応じ、アライメント調整手段を制御して、適切な方向に駆動ローラ又はフリーローラの軸を駆動させるための、軸角度調整方向判定手段として機能する。
そして、軸角度調整方向判定手段で判定された方向に、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸を駆動する軸角度制御手段として機能することによって、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。なお、しわの前兆となる波形の発生の有無は、画像解析手段によって常時監視され、波形の直線が検出された場合には、直ちに上記各手段により定められた方向に軸を駆動し、ミスアライメント補正がなされるものである。
【００１７】
（８）上記（７）項の軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量と、ローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に応じ、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が、直角又は鋭角になる方向に、前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送制御プログラム（請求項８）。
本項に係るウェブ搬送制御プログラムは、軸角度調整方向判定手段において、ウェブの浮上量とローラ及びウェブの合成表面粗さとの関係に着目し、これらの関係に応じて最適の方向へと、軸の角度の調整方向が定められる。これによって、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。
【００１８】
（９）上記（８）項の軸角度調整方向判定手段において、前記駆動ローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ＞σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラの軸が直角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められ、前記駆動ローラ又は前記フリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、前記駆動ローラに対するウェブの浮上量ｈとの関係がｈ≦σのとき、前記ウェブ上に発生する波形の直線に対し、前記駆動ローラ又は前記フリーローラの軸が鋭角となる方向に前記軸の角度の調整方向が定められるウェブ搬送制御プログラム（請求項９）。
本項に係るウェブ搬送制御プログラムは、駆動ローラ又はフリーローラの軸の角度の調整方向を定めるにあたり、駆動ローラ又はフリーローラ及びウェブの合成表面粗さσと、ローラに対するウェブの浮上量ｈとの大小関係に着目するものである。そして、ｈ＞σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が大きくローラとウェブとの摩擦力が小さくなるような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラの軸が直角となる方向に軸の角度の調整方向が定められる。一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラに対するウェブの浮上量が小さく、ローラとウェブとの摩擦力がローラとウェブとの接触領域の全域で均一に発生するような条件では、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラ又はフリーローラの軸が鋭角となる方向に軸の角度の調整方向が定められる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明はこのように構成したので、ウェブ搬送を行う際に、搬送条件の如何に関わらず、ウェブにしわが発生することを適切に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ウェブにしわが発生するメカニズムを説明するための説明図であり、（ａ）は２つのローラとウェブとの関係を示した斜視図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその上面図である。
【図２】しわの発生を防止し、ウェブを安定搬送させるための条件を示すグラフ図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置を模式的に示す側面図である。
【図４】図３に示されるウェブ搬送装置の平面図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置の、コントローラの構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置の、作動手順を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置において、ウェブ上にしわの前兆となる波形（波打ち現象）が発生した場合の、ガイドローラの制御手法を示す説明図であり、（ａ）は、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラの軸が直角となる方向に軸の角度の調整を行う場合を、（ｂ）は、ウェブ上に発生する波形の直線に対し、駆動ローラの軸が鋭角となる方向に軸の角度の調整を行う場合を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。ここでは、最初に、本願発明者が解明したウェブのしわの発生メカニズムについて、その概略を説明した後に、しわの発生を防止しながらウェブの搬送を行うウェブ搬送装置の構成及び動作について順次説明を行う。
なお、本発明者らによる上記特許文献２記載の発明と、一部重複する構成部分については、適宜、上記特許文献２の記載を引用して説明する。
【００２２】
［ウェブ搬送中のしわ発生メカニズム］
最初に、図１を参照して、ウェブ搬送中にウェブにしわが発生するメカニズムについて説明する。図１は、しわ発生のメカニズムを説明するための説明図であって、（ａ）は２つのローラとウェブとの関係を示した斜視図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）はその上面図を示している。図１では、ウェブ１０が、２つのローラ２（２１，２２）上を搬送されている状態を示している。ここでは、上流側のローラ２１から下流側のローラ２２の方向にウェブ１０（図中では透明で示している）が搬送されているものであり、上流側のローラ２１は受動的に回転するフリーローラ、下流側のローラ２２は動力源を備える駆動ローラである。
【００２３】
（しわ発生条件）
まず、ウェブ１０の搬送中にウェブ１０にしわが発生する条件について説明する。
通常、ローラ２１，２２が平行に配置されている場合は、ウェブ１０にしわは発生しない。しかし、例えば、ローラ２２が、ローラ２１に対してゆがみ（スキュー）が発生し、ローラ２１とローラ２２との間でミスアライメントが発生した場合、ウェブ１０はローラ２２の接線上で曲げモーメントによるせん断力ＳＦを受ける。ここで、ウェブ１０を、上流側のローラ２１を固定端とする極めて薄いはりと考えると、ウェブ１０はせん断力ＳＦを受け、面内でたわもうとする。このときのせん断応力がウェブ１０を平板とみなしたときの臨界座屈応力を上回っていれば、スキューが発生したローラ２２に進入する直前のウェブ１０の中央位置に座屈ＢＬが生じ始め、これがしわの発生点となる。
すなわち、ローラ２２のスキュー角θが、以下の（１）式に示す臨界ミスアライメント角θｃｒ以上となった場合にしわが発生する。
【００２４】
【数１】
2010195558.tif 000003
【００２５】
ここで、ａはローラ間のスパン［ｍ］、Ｌはウェブ幅［ｍ］、Ｅｘはウェブ搬送方向のウェブのヤング率［Ｐａ］、σｘは張力によるウェブ搬送方向の引張応力［Ｐａ］、σｚｃｒは臨界座屈応力［Ｐａ］をそれぞれ示している。
なお、引張応力σｘは、以下の（２）式で与えられる。
【００２６】
【数２】
2010195558.tif 000004
【００２７】
ここで、Ｔはウェブ張力［Ｎ／ｍ］、ｔｆはウェブ厚［ｍ］をそれぞれ示している。
また、臨界座屈応力σｚｃｒは、以下の（３）式で与えられる。
【００２８】
【数３】
2010195558.tif 000005
【００２９】
ただし、σｅ，ζ１及びζ２は、以下の（４）式で与えられる。
また、（３）式における整数ｉは、以下の（５）式を満たす任意の１個の整数とする。
【００３０】
【数４】
2010195558.tif 000006
【００３１】
【数５】
2010195558.tif 000007
【００３２】
（しわ伝搬条件）
次に、ウェブ１０に発生したしわがウェブ１０の搬送方向に沿って伝搬する条件について説明する。
通常、しわが発生したウェブ１０がローラ２２を通過する際、ローラ２２に沿って巻かれたウェブ１０の臨界座屈応力は、平板の臨界座屈応力に比べてはるかに大きくなることから、ウェブ１０とローラ２２間に大きなせん断力を支持するための十分な摩擦力ＦＦのうち、が作用していない場合には、ローラ２２上でウェブ１０は座屈せず、しわは消滅する。
しかし、ウェブ１０とローラ２２間に十分な摩擦力ＦＦが作用する場合にはローラ２２上でもウェブ１０は座屈し続け、しわが伝搬していく。
すなわち、ウェブ１０に対する張力が、以下の（６）式に示す臨界上限張力Ｔｗｉｋ以上となった場合にしわが伝搬する。
【００３３】
【数６】
2010195558.tif 000008
【００３４】
ここで、ｔｆはウェブ厚［ｍ］、μはウェブ−ローラ間の摩擦係数、Ｌはウェブ幅［ｍ］、Ｅｘはウェブ搬送方向のウェブのヤング率［Ｐａ］、Ｅｚはウェブ幅方向のウェブのヤング率［Ｐａ］、ｖｘはウェブ搬送方向のウェブのポアソン比、ｖｚはウェブ幅方向のウェブのポアソン比をそれぞれ示している。
なお、摩擦係数μは、以下の（７）式で与えられる。
【００３５】
【数７】
2010195558.tif 000009
【００３６】
ここで、Ｒはローラ半径［ｍ］、Ｂはウェブ巻角［ｒａｄ］である。また、μｌは以下の（８）式で与えられる。
【００３７】
【数８】
2010195558.tif 000010
【００３８】
ここで、μｃはウェブ−ローラ間の境界摩擦係数、ｈは空気膜厚、すなわち、ローラ２２に対するウェブ１０の浮上量［ｍ］、σはウェブ−ローラ間の合成表面粗さ［ｍ］をそれぞれ示している。
ただし、表面粗さσは、以下の（９）式に示すように、ローラの表面粗さσｒとウェブの表面粗さσｗとの合成値である。
【００３９】
【数９】
2010195558.tif 000011
【００４０】
また、空気膜厚ｈは、以下の（１０）式で与えられる。
【００４１】
【数１０】
2010195558.tif 000012
【００４２】
ここで、ηは空気膜粘度（あるいは、周囲が空気以外の流体の場合はその流体の粘度）［Ｐａ・ｓ］、Ｔはウェブ張力［Ｎ／ｍ］、ｋはウェブの透気率［ｍ２］、ｘはウェブ搬送方向座標［ｍ］、Ｕはウェブ搬送速度［ｍ／ｓ］をそれぞれ示している。なお、ウェブ搬送方向座標ｘは、巻き角の入口をｘ＝−ＲＢ／２、出口をｘ＝ＲＢ／２（−ＲＢ／２≦ｘ≦ＲＢ／２）とする。また、ウェブ搬送速度Ｕは、ローラ速度Ｕｒとウェブ速度Ｕｗとの加算値（Ｕｒ＋Ｕｗ）である。
このように、ウェブ１０に対する張力Ｔが、前記（６）式で示した臨界上限張力Ｔｗｉｋ未満であれば、しわは発生しない。しかし、この張力Ｔが逆に小さくなりすぎると、ウェブ１０とローラ２間の摩擦力が低下し、スリップが生じやすくなり、ウェブ１０の搬送が困難になってしまう。
そこで、ここでは、スリップが発生しない張力Ｔの臨界張力（臨界下限張力）Ｔｓｌｉｐについて求めておく。
一般に、スリップが発生するのは、μ＝０となるときであり、それは、（８）式から、ｈ＝３σとなる場合である。
【００４３】
つまり、下の（１１）式の右辺が３σとなるときである。
【００４４】
【数１１】
2010195558.tif 000013
【００４５】
よって、臨界下限張力Ｔｓｌｉｐは、以下の（１２）式により求めることができる。
【００４６】
【数１２】
2010195558.tif 000014
【００４７】
以上の条件を、図２にグラフ化して説明する。図２の上段の図は、しわの発生を防止し、ウェブを安定搬送させるための条件を示すグラフ図であって、横軸をウェブに対する張力Ｔ、縦軸をローラのスキュー角（ミスアライメント角）θとしたｍのである。又、図２の中段の図は、横軸を張力Ｔ、縦軸をローラに対するウェブの浮上量ｈとしたものである。更に、図２の下段の図は、横軸を張力Ｔ、縦軸をウェブ−ローラ間の摩擦係数μとしたものである。
図２の上段の図に示すように、張力Ｔが、前記（１２）式で算出した臨界下限張力Ｔｓｌｉｐよりも大きく、かつ、前記（６）式で算出した臨界上限張力Ｔｗｉｋよりも小さい場合は、しわの発生やスリップが発生せず安定してウェブ１０を搬送することができる。
なお、張力Ｔが臨界下限張力Ｔｓｌｉｐよりも小さくなった場合は、スリップが発生し、臨界上限張力Ｔｗｉｋよりも大きくなった場合は、しわが発生する。しかし、この場合であっても、ローラ２２のスキュー角θを、前記（１）式で算出した臨界ミスアライメント角θｃｒよりも小さくすることで、しわを発生させずに安定してウェブ１０を搬送することができる。
【００４８】
このように、ウェブ搬送において、しわの発生やスリップを発生させずにウェブを安定して搬送させるには、ウェブ１０の張力Ｔやローラ２２のスキュー角θが、図２のグラフにおいて、スリップ発生領域ＳＬやしわ発生領域ＷＲに入らないように、常に安定領域ＳＴに入るように状態を保持する必要がある。
【００４９】
加えて、本発明の実施の形態では、ウェブ１０とローラ２２間に作用する摩擦力ＦＦは、ローラ２２とウェブ１０とのと、ローラ２２に対するウェブ１０の浮上量ｈ［ｍ］との大小関係に影響を受けるものである。（なお、合成表面粗さσ［ｍ］ローラ２２の表面粗さσｒとウェブ１０の表面粗さσｗとの合成値である。（９）式参照。）
【００５０】
本発明者らによる研究によれば、ｈ≦σのとき、すなわち駆動ローラ２２又はフリーローラ２１に対するウェブ１０の浮上量ｈが、駆動ローラ２２又はフリーローラ２１とウェブ１０との合成表面粗さσ以下の場合には、ウェブ１０と駆動ローラ２２又はローラ２２間に作用する摩擦力ＦＦは、接触領域全域で均一となり、ｈ＞σのとき、すなわち、駆動ローラ２２に対するウェブ１０の浮上量ｈが、ローラ２２とウェブ１０との合成表面粗さσ超える場合には、ミスアライメントが生ずると、ウェブ１０とローラ２２間に作用する摩擦力ＦＦは、接触領域の全域で不均一となることが確認されている。すなわち、図２の中段の図に示される浮上量ｈ＝σを境として、図２の下段の図に示されるように、ｈ≦σの領域では、張力Ｔの平均値ＴＡＶを基準として平均値よりも張力の高い部分ＴＨ及び低い部分ＴＬとが生じても、ウェブ−ローラ間の摩擦係数μは一定となるが、ｈ＞σの領域では、張力が平均値ＴＡＶを中心にそれよりも低い値ＴＬと高い値ＴＨとで不均一だと、μも不均一となる。なお、図３の下段の図にも示されるように、浮上量ｈ＞３σの領域では、μ＝０で一定となる。
【００５１】
そこで、本発明の実施の形態は、ミスアライメント解消のための、ローラ２の軸の修正方向を決定するにあたり、駆動ローラ２２又はフリーローラ２１及びウェブの合成表面粗さσと、これらローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈとの大小関係に着目するものである。
以下、このウェブ１０の張力Ｔやローラのスキュー角θを、安定領域ＳＴ内で動作させることが可能なウェブ搬送装置の構成及び動作について説明する。
【００５２】
［ウェブ搬送装置の構成］
まず、図３及び図４を参照して、本発明に係るウェブ搬送装置の構成について説明する。図３は、本発明に係るウェブ搬送装置の概略の構成を示す側面図である。図４は、本発明に係るウェブ搬送装置の平面図である。
図３及び図４に示すように、ウェブ搬送装置１は、連続紙、プラスチックフィルム、金属膜等の柔軟な連続素材であるウェブ１０を、しわの発生やスリップを発生させずに、複数のローラ２で搬送するものである。
ここでは、ウェブ搬送装置１は、送り出し部１００から巻き取り部１０１へウェブ１０を搬送することとしている。また、ここでは、ウェブ搬送装置１は、複数のローラ２と、カメラ３と、張力調整手段４と、アライメント調整手段５と、ローラ駆動手段６と、コントローラ７とを備えている。
【００５３】
ローラ２は、軸を中心に回転することで、ウェブ１０を上流から下流に対して搬送するものである。ここでは、ローラ２として、補助ローラ２ａと、ダンサーローラ２ｂと、ガイドローラ２ｃと、駆動ローラ２ｄとを備えている。なお、これらのローラ２は、それぞれの軸が平行となるように設置されている。しかし、各軸の平行性は絶対的なものではないため、後記するガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄのスキュー角を制御することで平行性を保持することとする。
【００５４】
補助ローラ２ａは、その軸２０ａの両端がウェブ搬送装置１の本体に固定され、自身が駆動力を持たず、ウェブ１０を搬送する補助的なフリーローラである。ここでは、補助ローラ２ａは、送り出し部１００から送出されるウェブ１０を、ダンサーローラ２ｂへ導く役割を果たしている。
【００５５】
ダンサーローラ２ｂは、その軸２０ｂの位置を調整可能なフリーローラであって、ウェブ１０に対する張力を発生させるものである。ここでは、ダンサーローラ２ｂは、後記する張力調整手段４によって、軸２０ｂを設置面に対して鉛直方向に駆動されることで、ウェブ１０に対する張力を発生させる。
【００５６】
ガイドローラ２ｃは、その軸２０ｃの一端がウェブ搬送装置１の本体に固定され、他端（移動端）の位置を調整可能なフリーローラである。ここでは、ガイドローラ２ｃは、他端の位置を後記するアライメント調整手段５によって設置面に対して水平方向に調整されることで、上流側のローラとの軸の平行性を保つ役割を果たしている。
【００５７】
駆動ローラ２ｄは、その軸２０ｄを後記するローラ駆動手段６によって回転駆動されることで回転し、ウェブ１０との摩擦力によってウェブ１０を搬送するものである。又、駆動ローラ２ｃも、その軸２０ｄの一端がウェブ搬送装置１の本体に固定され、他端（移動端）の位置を調整可能なローラである。ここでは、駆動ローラ２ｄは、ガイドローラ２ｃから送出されたウェブ１０を巻き取り部１０１に送出している。
【００５８】
カメラ（撮像手段）３は、ガイドローラ２ｃ及び駆動ローラ２ｄ（すなわち、アライメント調整手段５が設けられたローラ）に近接して設けられ、ガイドローラ２ｃ及び駆動ローラ２ｄ上において搬送されるウェブ１０を撮像するものである。このカメラ３で撮像された画像は逐次映像信号としてフレーム単位で後記するコントローラ７に出力される。このカメラ３で撮像された画像は、コントローラ７内で解析され、ウェブ１０において、しわが発生する前兆となる波形が発生しているか否かが判定される。この解析手法の説明については、後記するコントローラ７の構成の説明において行う。
【００５９】
張力調整手段４は、ダンサーローラ２ｂの軸２０ｂの位置を調整することで、ウェブ１０の張力を調整するものである。ここでは、張力調整手段４は、コントローラ７からの駆動信号（張力調整駆動信号）に基づいて、ダンサーローラ２ｂの軸２０ｂの位置を設置面に対して鉛直方向に動作させることで、ウェブ１０に対する張力を調整する。この張力調整手段４は、例えば、油圧シリンダ、空気圧シリンダ等で構成することができる。
なお、ここでは、張力調整手段４は、ダンサーローラ２ｂの軸２０ｂを垂直方向に調整しているが、この方向については、これに限定されるものではなく、上流や下流のローラの配置等によって、ウェブ１０に対する張力を調整することが可能な方向であればよい。
また、ここでは、張力調整手段４は、内部に張力センサ４０を備え、張力センサ４０によって、ウェブ１０に対する張力を測定し、その張力をコントローラ７に出力する。
【００６０】
アライメント調整手段５は、ガイドローラ２ｃ及び駆動ローラ２ｄの軸２０ｃ及び２０ｄのスキュー角（ミスアライメント角）を調整するものである。ここでは、アライメント調整手段５は、コントローラ７からの駆動信号（アライメント調整駆動信号）に基づいて、ガイドローラ２ｃの軸２０ｃ、及び、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄの移動端の位置を設置面に対して水平方向に動作させることで、軸２０ｃ及び駆動ローラ２ｄのスキュー角を調整する。このアライメント調整手段５は、例えば、マイクロねじによって軸２０ｃ及び駆動ローラ２ｄの移動端の位置を調整することとしてもよいし、ピエゾ素子を電圧、磁気等によって変形させることで軸２０ｃ及び駆動ローラ２ｄの移動端の位置を調整することとしてもよい。
なお、ここでは、アライメント調整手段５は、ガイドローラ２ｃの軸２０ｃ、及び、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄを水平方向に調整しているが、この方向は、水平方向に限定されるものではなく、ガイドローラ２ｃに対するウェブ１０の入力方向を調整することが可能な方向であればよい。
【００６１】
ローラ駆動手段６は、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄを回転駆動させるものであって、例えば、一般的なモータである。ここでは、ローラ駆動手段６は、コントローラ７からの駆動信号（電源周波数信号）に基づいて、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄを回転駆動させる。
【００６２】
コントローラ７は、ウェブ搬送装置１全体を制御する制御装置であって、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた一般的なコンピュータ等の演算手段によって実現される。
【００６３】
ここで、図５を参照（適宜図３及び図４参照）して、コントローラ７の機能構成について説明する。図５は、コントローラの構成を示す機能ブロック図である。
ここでは、コントローラ７は、記憶手段７０と、臨界張力算出手段７１と、張力制御手段７２と、画像解析手段７３と、軸角度制御手段７４と、駆動制御手段７５と、軸角度調整方向判定手段７６とを備えている。
【００６４】
記憶手段７０は、ウェブ１０の物性値や、駆動情報等を記憶するものであって、半導体メモリ、ハードディスク等の一般的な記憶装置である。
この記憶手段７０に記憶されるウェブ１０の物性値は、ヤング率、ポアソン比、ウェブ厚、ウェブ幅、ウェブ表面粗さ、摩擦係数等、前記（１）〜（１２）式において説明したウェブ１０固有の値である。
【００６５】
また、記憶手段７０に記憶される駆動情報は、ローラ種別（駆動ローラ又はフリーローラ）、ローラ表面粗さ、ローラ半径、ウェブ巻角、ウェブ搬送速度、空気膜粘度等、前記（１）〜（１２）式において説明したウェブ搬送装置１を運転させる際の条件を示す値である。
なお、これらの物性値や駆動情報は、予め記憶手段７０に記憶しておいてもよいし、図示を省略したキーボード等の入力手段を介して外部から入力することとしてもよい。
さらに、記憶手段７０には、後記する臨界張力算出手段７１で算出される臨界値が記憶される。
【００６６】
臨界張力算出手段７１は、ウェブ１０の搬送時において、ウェブ１０にしわやスリップを発生させない条件を臨界条件として算出するものである。ここでは、臨界張力算出手段７１は、臨界上限張力算出手段７１ａと、臨界下限張力算出手段７１ｂとを備えている。
【００６７】
臨界上限張力算出手段７１ａは、ウェブ１０にしわが発生する際のウェブ１０に対する張力の上限値を算出するものである。ここでは、臨界上限張力算出手段７１ａは、記憶手段７０に記憶されているウェブ１０の物性値や駆動情報に基づいて、前記（６）式で説明した臨界上限張力Ｔｗｉｋを算出する。この臨界上限張力Ｔｗｉｋは、張力制御手段７２に出力される。
【００６８】
臨界下限張力算出手段７１ｂは、ウェブ１０にスリップが発生する際のウェブ１０に対する張力の下限値を算出するものである。ここでは、臨界下限張力算出手段７１ｂは、記憶手段７０に記憶されているウェブ１０の物性値や駆動情報に基づいて、前記（１２）式で説明した臨界下限張力Ｔｓｌｉｐを算出する。この臨界下限張力Ｔｓｌｉｐは、張力制御手段７２に出力される。
【００６９】
張力制御手段７２は、ウェブ１０に対する張力を制御するものである。ここでは、張力制御手段７２は、ダンサーローラ２ｂの軸２０ｂの位置を調整することで、ウェブ１０に対する張力を制御する。なお、ここでは、張力制御手段７２は、初期値設定手段７２ａと、測定張力入力手段７２ｂと、張力範囲制御手段７２ｃとを備えている。
【００７０】
初期値設定手段７２ａは、ウェブ１０に対する張力の初期値を設定するものである。ここでは、初期値設定手段７２ａは、臨界張力算出手段７１で算出された臨界上限張力Ｔｗｉｋ及び臨界下限張力Ｔｓｌｉｐに基づいて、以下の（１３）式を満たすような張力ＴＯを初期値とする。例えば、臨界上限張力Ｔｗｉｋ及び臨界下限張力Ｔｓｌｉｐの平均値を張力ＴＯとする。
【００７１】
【数１３】
2010195558.tif 000015
【００７２】
測定張力入力手段７２ｂは、張力調整手段４の張力センサ４０で測定されたウェブ１０の張力を測定値として入力するものである。この測定張力入力手段７２ｂで入力された張力の測定値は、張力範囲制御手段７２ｃに出力される。
【００７３】
張力範囲制御手段７２ｃは、ウェブ１０の張力が臨界上限張力Ｔｗｉｋ及び臨界下限張力Ｔｓｌｉｐの範囲に収まるように、ダンサーローラ２ｂを制御するものである。
ここでは、張力範囲制御手段７２ｃは、初期値設定手段７２ａで設定された初期値が、ウェブ１０に対する張力となるように、張力調整手段４に対して駆動信号（張力調整駆動信号）を出力する。なお、張力範囲制御手段７２ｃは、ウェブ１０の搬送中は、逐次、測定張力入力手段７２ｂで入力された張力の範囲が、臨界上限張力Ｔｗｉｋ及び臨界下限張力Ｔｓｌｉｐの範囲に収まるように、張力調整手段４に対して駆動信号（張力調整駆動信号）を出力する。
【００７４】
画像解析手段７３は、カメラ３で撮像された画像の色または輝度に基づいて、当該画像から、ウェブ１０上に発生する波形を検出するとともに、予め定めた座標系を基準に当該直線の方向を当該波形のガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄに対する進入方向として解析するものである。ここでは、画像解析手段７３は、画像入力手段７３ａと、波形検出手段７３ｂとを備えている。
【００７５】
画像入力手段７３ａは、カメラ３で撮像された画像を入力するものである。この画像入力手段７３ａは、カメラ３で撮像されたフレーム単位の画像を時系列に入力し、波形検出手段７３ｂに出力する。
【００７６】
波形検出手段７３ｂは、画像入力手段７３ａから入力された画像を解析することで、ウェブ１０において、しわが発生する前兆となる波形と、その波形のガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄへの進入方向を検出するものである。
【００７７】
ウェブ１０にしわが発生する場合、前兆となる波形が予めウェブ１０上に発生する。そこで、波形検出手段７３ｂは、カメラ３で撮像された画像を解析することで、波形（図７参照）に示すを検出することとする。
例えば、波形検出手段７３ｂは、既知の技術であるハフ変換の手法を用いることで、画像内から直線（しわが発生する前兆となる波形の直線）を検出し、その直線の方向（波形の進入方向）を求める。
【００７８】
このウェブ１０上に発生する波形は、画像がカラー画像である場合は、予め定めた色ベクトルに属する画素値を検出することで直線として検出することができる。また、白黒画像であれば、輝度の差に基づいて波形を直線として検出することができる。
また、波形検出手段７３ｂは、ハフ変換により、直線の画素をｘ−ｙ座標系からρ−θ座標系に変換することで、直線の傾きを求めることができる。
この波形検出手段７３ｂで波形が検出された旨と、その波形のガイドローラ２ｃへの進入方向は、軸角度制御手段７４に出力される。
【００７９】
軸角度制御手段７４は、波形検出手段７３ｂで検出された波形の進入方向に基づいて、ガイドローラ２ｃのスキュー角を制御するものである。ここでは、軸角度制御手段７４は、ガイドローラ２ｃへの波形の進入方向と、ガイドローラ２ｃの軸方向とのなす角が直角となる方向に、アライメント調整手段５に対して駆動信号（アライメント調整駆動信号）を出力する。
【００８０】
駆動制御手段７５は、ウェブ１０を搬送するためにローラ駆動手段６に対して、所定速度を指示する駆動信号（電源周波数信号）を出力することで、駆動ローラ２ｄを駆動させるものである。また、ここでは、駆動制御手段７５は、記憶手段７０に記憶されているウェブ搬送速度に基づいて、駆動信号（電源周波数信号）を出力することとする。
なお、コントローラ７は、コンピュータを前記した各手段として機能させるウェブ搬送制御プログラムにより動作させることができる。
【００８１】
軸角度調整方向判定手段７６は、記憶手段７０に何れも記憶されている、搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報とウェブ１０の物性値とに基づいて、フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄにおけるウェブ１０の浮上量ｈを求め、その結果に基づき前記軸の角度の調整方向を定めるものであり、浮上量算出手段７６ａと、軸角度調整方向判定手段７６ｂとを備えている。
【００８２】
浮上量算出手段７６ａは、前記（１５）式で説明した、ローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈを算出する。この浮上量ｈは、軸角度調整方向判定手段７６ｂに出力される。
そして、軸角度調整方向判定手段７６ｂにおいて、フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄ及びウェブ１０の合成表面粗さσと、これらローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈとの大小から、画像解析手段で検出されたウェブ１０上に発生する波形の直線に対する、フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄの軸２０ｃ、２０ｄの角度の調整方向が定められ、その方向に関する情報が、軸角度制御手段７４に出力される。
【００８３】
［ウェブ搬送装置の動作］
次に、図６を参照（適宜図３、図４及び図５参照）して、ウェブ搬送装置１の動作について説明する。図６は、本発明に係るウェブ搬送装置の動作を示すフローチャートである。ここでは、ウェブ搬送装置１の動作について、コントローラ７の動作を中心に説明を行う。
【００８４】
（臨界張力算出ステップ）
まず、ウェブ搬送装置１は、臨界張力算出手段７１の臨界上限張力算出手段７１ａによって、ウェブ１０にしわが発生する際のウェブ１０に対する張力の上限値（臨界上限張力Ｔｗｉｋ）を算出する（ステップＳ１）。さらに、ウェブ搬送装置１は、臨界張力算出手段７１の臨界下限張力算出手段７１ｂによって、ウェブ１０にスリップが発生する際のウェブ１０に対する張力の下限値（臨界下限張力Ｔｓｌｉｐ）を算出する（ステップＳ２）。
【００８５】
そして、ウェブ搬送装置１は、張力制御手段７２の初期値設定手段７２ａによって、臨界上限張力Ｔｗｉｋと臨界下限張力Ｔｓｌｉｐの範囲内で、ウェブ１０に対する張力の初期値（張力ＴＯ）を設定する（ステップＳ３）。
また、ウェブ搬送装置１は、張力制御手段７２の張力範囲制御手段７２ｃによって、ウェブ１０に対する張力がステップＳ３で設定された張力となるように、ダンサーローラ２ｂを制御する（ステップＳ４）。
以上の動作によって、ウェブ搬送装置１において張力に関する初期設定が行われたことになる。
【００８６】
その後、ウェブ搬送装置１は、駆動制御手段７５からローラ駆動手段６に対して駆動信号を出力することで、駆動ローラ２ｄを回転させ、ウェブ１０を搬送させる（ステップＳ５）。そして、ウェブ搬送装置１は、以下の張力制御ステップ、画像解析ステップ及び軸角度制御ステップを実行する。
なお、ここで、動作の終了が指示された場合（ステップＳ６でＹｅｓ）は、ウェブ搬送装置１は、動作を終了する。一方、動作の終了が指示されなかった場合（ステップＳ６でＮｏ）は、ステップＳ７に進む。
【００８７】
（張力制御ステップ）
まず、ウェブ搬送装置１は、ウェブ１０の搬送中、張力制御手段７２の測定張力入力手段７２ｂによって、張力調整手段４の張力センサ４０で測定されたウェブ１０の張力Ｔを入力する（ステップＳ７）。
そして、ウェブ搬送装置１は、張力範囲制御手段７２ｃによって、ウェブ１０の張力ＴがステップＳ１で算出された臨界上限張力Ｔｗｉｋと、ステップＳ２で算出された臨界下限張力Ｔｓｌｉｐの範囲に収まるように、張力調整手段４に対して駆動信号を出力することで、ダンサーローラ２ｂの位置を鉛直方向に変化させるように制御する（ステップＳ８）。
【００８８】
（浮上量算出ステップ）
ウェブ搬送装置１は、ウェブ１０の搬送中、軸角度調整方向判定手段７６の浮上量算出手段７６ａによって、フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄに対するウェブ１０の浮上量ｈを算出する（ステップＳ９（１））。
【００８９】
（軸角度調整方向判定ステップ）
そして、軸角度調整方向判定手段７６ｂにおいて、フリーローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄ及びウェブの合成表面粗さσと、これらローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈとの大小関係を比較する。ここで、ｈ＞σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量が大きくローラ２とウェブ１０との摩擦力が小さくなるような条件では、図７（ａ）に示されるように、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが直角となる方向に軸の角度（スキュー角θ）の調整方向ＲＶが定められる。
一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量が小さく、ローラ２とウェブ１０との摩擦力がローラ２とウェブ１０との接触領域の全域で均一に発生するような条件では、図７（ｂ）に示されるように、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、フリーローラ２ｃの軸２０ｃ又は駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが鋭角となる方向に前記軸の角度（スキュー角θ）の調整方向ＲＶが定められる（ステップＳ９（２））。
【００９０】
ここで、図７を参照しながら、上述のようにガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄに対するスキュー角θの調整方向を定める理由について説明する。図７は、ウェブ上にしわの前兆となる波形（波打ち現象）が発生した場合のガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄの制御方法を説明するための説明図である。ここでは、カメラ３が撮像した画像をそれぞれ示し、図中上から下方向にウェブ１０がガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄ上を搬送されている状態を示している。
なお、図７では、理解を容易にするため、ガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄのスキュー角を大きく調整しているが、実際は、１度、２度等の角度で徐々に角度調整を行う。
【００９１】
まず、ｈ＞σのときには、ローラ２とウェブ１０との間の摩擦力が小さくなり、その際、ミスアライメントがあるとウェブ１０の幅方向の各位置におけるテンションが不均一となり、フリーローラ２ｃと駆動ローラ２ｄとの間の距離が大きい部分に接触領域ＣＡが偏り、この部分のテンションが大きくなる。そして、テンションの大きい領域は浮上量ｈが小さくなり、摩擦力が大きくなる。
その結果、図７（ａ）に示されるように、ウェブ１０を回転させようとするモーメントＭが発生し、下流に位置する駆動ローラ２ｄ上で、図７（ａ）の例ではウェブ１０を図の右側に寄せようとする力が働き、ウェブ１０が変形して同図の向きに波形の直線Ｌが発生する。この場合には、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、特に、駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが直角となる方向に軸の角度（スキュー角θ）を調整することで、効果的にウェブ１０の幅方向の各位置におけるテンションの均一化を図り、フリーローラ２ｃと駆動ローラ２ｄとの間の接触領域ＣＡの偏りを解消する。これによって、全体の摩擦力が平均化され、波打ち現象が打ち消されてしわの発生を防止することができる。
【００９２】
一方、ｈ≦σのときは、ローラ２とウェブ１０との接触領域ＣＡは、ミスアライメントが生じても、フリーローラ２ｃと駆動ローラ２ｄとの間の距離の如何に関わらず幅方向の全域にわたり、ローラ２とウェブ１０との間の摩擦力は接触領域ＣＡの全域で均一に発生する。
その結果、駆動ローラ２ｄとウェブ１０との間の摩擦力ＦＦの、ウェブ搬送方向成分ＦＦ１及びそれと直交する方向成分ＦＦ２のうち、後者の成分ＦＦ２によって、図７（ｂ）の例ではウェブ１０を図の左側に寄せようとする力が働き、ウェブ１０が変形して同図の向きに波形の直線Ｌが発生する。この場合には、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、フリーローラ２ｃの軸２０ｃ又は駆動ローラ２ｄの軸２０ｄが鋭角となる方向に軸の角度（スキュー角θ）を調整することで、フリーローラ２ｃと駆動ローラ２ｄとを平行に修正することにより、ウェブ搬送方向と直交する方向成分ＦＦ２を打ち消す。この場合は、元々ローラ２とウェブ１０との間の摩擦力は接触領域ＣＡの全域で均一に発生していることから、フリーローラ２ｃと駆動ローラ２ｄとを平行に修正することにより、波打ち現象が打ち消されてしわの発生を防止することができる。
【００９３】
（画像解析ステップ）
まず、ウェブ搬送装置１は、画像解析手段７３の画像入力手段７３ａによって、カメラ３で撮像された、ガイドローラ２ｃ上において搬送されるウェブ１０の画像をフレーム単位で時系列に入力する（ステップＳ１０）。
そして、ウェブ搬送装置１は、波形検出手段７３ｂによって、しわが発生する前兆となる波形（波打ち現象）とその波形の直線のガイドローラ２ｃへの進入方向を検出するために、ステップＳ９で入力された画像を解析する（ステップＳ１１）。
ここで、ウェブ搬送装置１は、波形検出手段７３ｂによって、波形の直線が検出されたか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００９４】
（軸角度制御ステップ）
そして、ステップＳ１１において、波形の直線が検出された場合（Ｙｅｓ）、ウェブ搬送装置１は、軸角度制御手段７４によって、ステップＳ１０で解析された波形（直線）の進入方向に対し、ステップＳ９（２）で判定された調整方向ＲＶに、ガイドローラ２ｃの軸２０ｃ又は駆動ローラ２ｄの軸２０ｄを動かすように、アライメント調整手段５に対して駆動信号を出力することで、ガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄのスキュー角を制御する（ステップＳ１３）。
【００９５】
以上の如く、ガイドローラ２ｃ又は駆動ローラ２ｄのスキュー角を制御することで、状態が安定領域ＳＴへ移行し、しわの発生を防止することができる。
ステップＳ１３の動作後またはステップＳ１２において波形が検出されなかった場合（Ｎｏ）、ウェブ搬送装置１は、ステップＳ６に戻って、ウェブ１０の搬送中、動作を継続する。
【００９６】
以上の動作によって、ウェブ搬送装置１は、しわの発生とスリップとを防止しながら安定して、ウェブ１０を搬送することができる。
なお、ここでは、張力制御ステップ、浮上量算出ステップ、軸角度調整方向判定ステップの後に、画像解析ステップ及び軸角度制御ステップを実行することとしたが、これらの各ステップは、上記説明の順序に限定されるものではない。また、それぞれの動作を並列で行うこととしてもよい。また、臨界張力算出ステップにおいて、ステップＳ１とステップＳ２との順序は、逆であっても構わないし、並列で動作しても構わない。
【００９７】
上記構成をなす、本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。すなわち、本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置１は、軸角度調整方向判定手段７６によって、搬送路における予め定められた駆動条件を示す駆動情報と、ウェブ１０の物性値とに基づいて、駆動ローラ２ｄ又はフリーローラ２ｃにおけるウェブ１０の浮上量ｈを求め、その結果に基づき、最適となる軸２０ｄ、２０ｃの角度の調整方向を定める。又、ウェブ搬送路上を搬送されるウェブ１０を、撮像手段３によって撮像する。そして、コントローラ７の画像解析手段７３によって、撮像画像から、ウェブ１０上に発生する波を打ったような波形（波打ち現象）を示す直線Ｌを検出するとともに、当該直線Ｌのローラ２に対する進入方向を解析する。そして、アライメント調整手段５を制御して、軸角度調整方向判定手段７６により定められた方向に、駆動ローラ２ｄ又はフリーローラ２ｃの軸２０ｄ又は２０ｃを駆動させるものである。
【００９８】
又、軸角度調整方向判定手段７６において、ウェブ１０の浮上量ｈとローラ２及びウェブ１０の合成表面粗さσとの関係に着目し、これらの関係に応じて最適の方向へと、適宜、軸２０ｄ又は２０ｃの角度の調整方向が定められる。これによって、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。
【００９９】
しかも、本発明の実施の形態は、駆動ローラ２ｄ又はフリーローラ２ｃの軸２０ｄ、２０ｃの角度の調整方向ＲＶを定めるにあたり、駆動ローラ２ｄ又はフリーローラ２ｃ及びウェブ１０の合成表面粗さσと、ローラに対するウェブの浮上量ｈとの、大小関係に着目するものである。そして、ｈ＞σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量ｈが大きくローラ２とウェブ１０との摩擦力ＦＦが小さくなるような条件では（図７（ａ））、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、駆動ローラ２ｄの軸が直角となる方向に軸の角度の調整方向ＲＶが定められる。
一方、ｈ≦σのとき、すなわちローラ２に対するウェブ１０の浮上量が小さく、ローラ２とウェブ１０との摩擦力ＦＦがローラ２とウェブ１０との接触領域の全域で均一に発生するような条件では（図７（ｂ））、ウェブ１０上に発生する波形の直線Ｌに対し、駆動ローラ２ｄ又はフリーローラ２ｃの軸２ｄ、２ｃが鋭角となる方向に軸の角度の調整方向ＲＶが定められる。
【０１００】
以上の如く、本発明の実施の形態に係るウェブ搬送装置１によれば、いわゆるミスアライメントは、しわの前兆となる波形を減衰させる状態へと補正され、しわの発生が回避される。なお、しわの前兆となる波形の発生の有無は、画像解析手段７３によって常時監視され、波形の直線Ｌが観測された場合には、直ちに上記各手段により定められた方向に軸２０ｄ、２０ｃを駆動し、ミスアライメント補正がなされるものである。
【符号の説明】
【０１０１】
１、１Ｂ：ウェブ搬送装置、２：ローラ、２ｃ：ガイドローラ（フリーローラ）、２ｄ：駆動ローラ、３：カメラ（撮像手段）、４：張力調整手段、４０：張力センサ（張力計測手段）、５：アライメント調整手段、６：ローラ駆動手段、７：コントローラ、７０：記憶手段、７１：臨界張力算出手段、７２：張力制御手段、７３：画像解析手段、７４：軸角度制御手段、７５：駆動制御手段、７６：軸角度調整方向判定手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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