JP2586244B2

JP2586244B2 - 金属ウエブの位置検出方法

Info

Publication number: JP2586244B2
Application number: JP19118991A
Authority: JP
Inventors: 秀夫倉島
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1997-02-26
Anticipated expiration: 2012-02-26
Also published as: JPH0510725A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばカップ状容器を
形成するため、プレス等に送られる金属ウエブの幅方向
の位置制御や、一時停止等を行なうための、走行する金
属ウエブの位置検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】プレスからブランクを打抜いたり、カ
ップ状体を成形するため、カップ状体の底部内面となる
べき部分を除いて透明塗膜面を形成された金属ウエブを
プレスに送入するための、金属ウエブの幅方向の位置決
めは従来ガイド板によって行なっていた。しかし金属ウ
エブが極く薄く（例えば約６０μｍ）、撓み易い場合
は、ガイド板に接触した金属ウエブの部分が容易に変形
するため、ガイド板による幅方向位置決めは至難であ
る。また打抜きや成形のさいの、金属ウエブの一時停止
は、従来主としてパイロットピンによっていたが、この
場合も同様の理由で、一時停止のためパイロットピンを
用いることは至難である。走行紙のように極く薄く、撓
み易いウエブに多色印刷する際の位置検出手段として、
特開昭６２−１１１８６０号公報には、走行紙に黒色の
横レジストマークおよび縦レジストマークを印刷形成し
た後、これ等のレジストマークに可視光線を照射し、反
射光を光電変換装置に受光して、光電変換装置からの電
気信号に基づいて走行紙を位置決めしながら、黒色画
像、シアン画像、マゼンタ画像等順次を形成する方法が
記載されている。この場合は、レジストマークを予め形
成するという工程が必要であるという問題を有する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、透明塗膜
面を形成された走行する金属ウエブが極く薄く撓み易い
場合であっても、その幅方向の位置制御や、一時停止を
高い精度で、レジストマークを印刷形成することなく行
なうことが可能な、金属ウエブの位置決め方法を提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の金属ウエブの
位置検出方法は、表面に透明塗膜面を形成された走行す
る金属ウエブの位置検出方法であって、金属ウエブの表
面に、透明塗膜面に長手方向に延びる境界線を介して接
する露出金属部を少なくとも残して透明塗膜面を形成
し、境界線を含むよう境界線に沿って、金属ウエブの温
度と異なる表面温度の熱源より熱線を斜めに照射し、照
射面内の境界線を含む円形のスポット部より反射する熱
線を、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収する特性を有
する１個の熱センサにより検知し、かつスポット部近傍
の金属ウエブの表面温度（Ｔ）を測定し、表面温度
（Ｔ）に基づく電圧（Ｖ１、熱）センサ出力電圧
（Ｖ’）および上記表面温度が基準温度（Ｔ０）の場合
の熱センサ出力電圧（Ｖ）に基づいて，スポット部の中
心が境界線を通るときの熱センサ電圧（Ｖ’Ｍ）が０に
なるように演算処理する演算処理回路の出力電圧
（Ｖ”）より駆動装置を駆動して、境界線がスポット部
の中心を実質的に通るように金属ウエブの幅方向位置を
制御することを特徴とする（請求項１）。本明細書にお
いて熱源とは、その表面温度が金属ウエブの表面温度よ
り低い所謂冷熱源を含めて称する。

【０００５】さらに本発明の金属ウエブの位置検出方
法は、表面に透明塗膜面を形成された走行する金属ウエ
ブの位置検出方法であって、金属ウエブの表面に、透明
塗膜面に幅方向に延びる境界線を介して接する露出金属
部を少なくとも残して透明塗膜面を形成し、境界線を横
切って金属ウエブの温度と異なる表面温度の熱源より熱
線を斜めに照射し、反射面内の境界線を含むスポット部
より反射する熱線を、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸
収する特性を有する１個の熱センサにより検地し、かつ
スポット部近傍の金属ウエブの表面温度（Ｔ）を測定
し、表面温度（Ｔ）に基づく電圧（Ｖ１）、熱センサ出
力電圧（Ｖ’）および上記表面温度が基準温度（Ｔ０）
の場合の熱センサ出力電圧（Ｖ）に基づいて、スポット
部の中心が境界線を通るときの熱センサ電圧（Ｖ’Ｍ）
が０になるよう演算する演算処理回路の出力電圧
（Ｖ”）により駆動装置を駆動して、境界線がスポット
部の中心に来た時に金属ウエブの走行を停止することを
特徴とする（請求項２）。

【０００６】

【作用】請求項１に係る発明の場合、透明塗膜面３を
形成する際に、露出金属部２ｂを残すことにより長手方
向に延びる境界線１１を自動的に形成する。そして境界
線１１を含むよう境界線１１に沿って熱線を照射し、照
射面内の境界線１１を含むスポット部１６より反射する
熱線１３を、熱センサ１５により検知し、スポット部１
６の中心が境界線１１を通るときの熱センサ電圧（Ｖ’
Ｍ）が０になるよう演算処理する演算処理回路の出力電
圧（Ｖ”）により駆動装置６を駆動して、境界線１１が
スポット部の中心１６ａを実質的に通るように金属ウエ
ブ１の幅方向位置を制御する。従って境界線１１は、金
属ウエブ１の幅方向位置制御のレジストマークの機能を
果たすが、上記のように透明塗膜面３を形成する際に自
動的に形成されるので、金属ウエブ１の幅方向位置を制
御するためのレジストマークを特別に印刷形成する必要
がない。境界線１１を含むよう境界線１１に沿って、熱
源１２より熱線１３を斜めに照射し、照射面２２内の境
界線１１を含むスポット部１６より反射する熱線１３
を、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収する特性を有す
る１個の熱センサ１５により検知する。透明塗膜面３の
透明塗膜は、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収するの
で、スポット部１６における露出金属部２ｂの占める割
合が透明塗膜面３のそれより大きいときは、逆の場合よ
りも熱センサ１５の出力が大きくなる。従って境界線１
１が通過する照射面２２の幅方向位置によって熱センサ
出力が変化する。また熱センサ出力は金属ウエブの表面
温度（Ｔ）よっても変化する。よってスポット部近傍の
金属ウエブの表面温度（Ｔ）を測定し、表面温度（Ｔ）
に基づく電圧（Ｖ１）、熱センサ出力電圧（Ｖ’）およ
び上記表面温度が基準温度（Ｖ０）の場合の熱センサ出
力電圧（Ｖ）に基づいて、スポット部の中心が境界線を
通るときの熱センサ電圧（Ｖ’Ｍ）が０になるよう演算
処理する演算処理回路の出力電圧（Ｖ”）により駆動装
置を駆動して、境界線がスポット部の中心を実質的に通
るように、透明塗膜面を形成された金属ウエブの幅方向
位置を制御することができる。そのため金属ウエブは常
に、例えばプレスに対し一定の幅方向位置で走行する。
スポット部１６は円形であるので、境界線１１がスポッ
ト部の中心１６ａから僅かでもずれると、スポット部１
６における露出金属部２ｂの面積が大きく変化して（変
化面積は、スポット部１６の直径をｄ、僅かなずれ量を
Δｘとすると、ほぼｄ＊Δｘに等しい）、熱センサ１５
が検知する熱線１３の量が大きく変化する、すなわち熱
センサ１５の出力が大きく変化する（図５において、セ
ンサ出力が、位置１６ａ近傍で急勾配で立上る点に注目
されたい）。従って高い精度での金属ウエブの幅方向の
位置制御が可能である。従って表面に透明塗膜面を形成
された、走行する金属ウエブが極く薄く撓み易い場合で
あっても、レジストマークを印刷形成することなく、幅
方向の位置制御を高い精度で行なうことができる。

【０００７】請求項２に係る発明の場合、透明塗膜面
３を形成する際に、露出金属部２ｃを残すことにより幅
方向に延びる境界線１７を自動的に形成する。そして境
界線１７を横切って熱線を照射し、照射面内の境界線１
７を含むスポット部１８より反射する熱線を、熱センサ
により検知し、スポット部１８の中心が境界線１７を通
るときの熱センサ電圧（Ｖ’Ｍ）が０になるよう演算処
理する演算処理回路の出力電圧（Ｖ”）により駆動装置
を駆動して、境界線１７がスポット部の中心１８ａに来
た時に金属ウエブ１の走行を停止する。従って境界線１
７は、金属ウエブ１の長さ方向位置検出のレジストマー
クの機能を果たすが、上記のように透明塗膜面３を形成
する際に自動的に形成されるので、金属ウエブ１の長さ
方向位置を検出する、すなわち金属ウエブ１の走行を停
止するためのレジストマークを特別に印刷形成する必要
がない。境界線１７を横切って熱源より熱線を斜めに照
射し、照射面内の境界線１７を含むスポット部１８より
反射する熱線を、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収す
る特性を有する熱センサにより検知する。透明塗膜面３
の透明塗膜は、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収する
ので、スポット部１８における露出金属部２ｃの占める
割合が透明塗膜面３のそれより大きいときは、逆の場合
よりも熱センサの出力が大きくなる。従って境界線１７
が通過するスポット部１８の縦方向（長さ方向）位置に
よって熱センサ出力が変化する。また熱センサ出力は金
属ウエブの表面温度（Ｔ）によっても変化する。よって
スポット部近傍の金属ウエブの表面温度（Ｔ）を測定
し、表面温度（Ｔ）に基づく電圧（Ｖ１）、熱センサ出
力電圧（Ｖ’）および上記表面温度が基準温度（Ｔ０）
の場合の熱センサ出力温度電圧（Ｖ）に基づいて、スポ
ット部の中心が境界線を通るときの熱センサ電圧（Ｖ’
Ｍ）が０になるよう演算処理する演算処理回路の出力電
圧（Ｖ”）により駆動装置を駆動して、境界線１７がス
ポット部１８の中心１８ａに来た時に透明塗膜面を形成
された金属ウエブの走行を停止することができる。スポ
ット部１８は円形であるので、境界線１７がスポット部
の中心１８ａから僅かでもずれると、前記のようにスポ
ット部１８における露出金属部２ｃの面積が大きく変化
して熱センサが検知する熱線の量が大きく変化する、す
なわち熱センサの出力が大きく変化する。従って駆動装
置を動作して高い精度で金属ウエブの走行を停止するこ
とができる。従って表面に透明塗膜面を形成された、走
行する金属ウエブが極く薄く撓み易い場合であっても、
レジストマークを印刷形成することなく、金属ウエブの
走行の停止、例えば一時停止を高い精度で行なうことが
できる。

【０００８】熱線の熱源の温度が、金属ウエブの表面温
度と等しい場合は、照射熱線により反射熱線の量が変化
しない故、熱源の温度は、金属ウエブの表面温度と異な
るものでなければならない。

【０００９】

【実施例】図１において、１はぶりき箔（厚さは例えば
約６０μｍ）よりなる金属ウエブであって、上面に複数
の露出金属部２ａ、１条の露出金属部２bおよび複数の
露出金属部２ｃを残して、透明塗料（例えばエポキシフ
ェノール系塗料）が乾燥硬化されてなる透明塗膜面３が
形成されている。下面には適宜の保護塗膜例えば白色塗
膜が形成されている。規則正しく配列した多数の円形露
出金属部２ａは、金属ウエブ１よりプレス１０（図２）
により打抜かれるブランクとなるべき部分４の中央に位
置し、ブランク打抜きと同時にプレス成形された、カッ
プ状容器５（図２）の底部５ａの内面となる。カップ状
容器５に野菜、果物等の変色し易い内容物が充填、密封
された密封容器において、露出金属部２ａの表面錫は、
内容物中に溶出して、酸素を消費し、内容物の変色等を
防止するのに役立つ。またカップ状容器５の胴部５b内
面を被覆する透明塗膜面３（厚さは例えば２〜８μｍ）
は、胴部５bの成形時の損傷を減少し、また内容物によ
る錫の溶解量の制御に役立つ。

【００１０】露出金属部２bは、金属ウエブ１の一方の端
縁部（図１の場合は右側端縁部）に沿って長手方向に延
びる幅狭（例えば幅５ｍｍ）の帯状をなしており、金属
ウエブ１の幅方向位置を制御するために用いられる。露
出金属部２ｃは比較的小面積の横長長方形状（例えば横
８ｍｍ、縦５ｍｍ）で、露出金属部２bが位置する端縁
部と反対側の端縁部（図１の場合は左側端縁部）に沿っ
て、走行方向に隣接する各ブランクとなるべき部分４の
中間に、１個づつ形成されており、カップ状容器５をプ
レス成形するさい、金属ウエブ１を一時停止するための
制御に用いられる。

【００１１】図３に示すように、金属ウエブ１はリール
７から、透明塗膜面３が形成された面を上面にして、ピ
ンチロール３０によって巻きほどかれて、約４０℃に保
持された塗油ロール８により、上下面に潤滑剤、好まし
くはパーム油を塗布された後、ルーパ９を経てカップ成
形プレス１０に送られ、カップ状容器５に成形される。
潤滑剤塗布のため、金属ウエブ１のプレス１０入口近傍
の表面温度は約４０℃になっていて、室温より高い。

【００１２】ルーパ９には、走行する金属ウエブ１の
左右方向位置を微調整するため、ルーパ９全体を金属ウ
エブ１の進行方向に対し直角方向に移動可能の駆動装置
６が付設されている。ルーパ９とプレス１０との間の金
属ウエブ１の上方には、図４に示すように、帯状露出金
属部２ｂの境界線１１に沿って、境界線１１に対し実質
的に直角方向に熱線１３を照射し、ほぼ円形状の照射面
２２（照射面２２の直径は通常約１０ｍｍ）を形成する
ための固定熱源１２と凹面鏡１２ａ、およびそれぞれ照
射面２２内の境界線１１を含む円形のスポット部１６
（スポット部１６の直径は通常約１〜１０ｍｍ）より反
射する熱線１３を集光し、かつ検知するための凸レンズ
１４および１個の熱センサ１５（例えばサーモパイルよ
りなる）が配設されている。なお凸レンズ１４は、透明
塗膜の吸収波長域を透過可能な材料よりなっている。

【００１３】さらに熱源１２の近傍には、各長方形状露
出金属部２ｃの下流側境界線１７に対し実質的に直角方
向に斜めに熱線を照射し、ほぼ円形状の照射面（図示さ
れない；照射面の直径は通常約１０ｍｍ）を形成するた
めの、熱源１２と同様な熱源２１（図３）と凹面鏡（図
示されない）、および照射面内の境界線１７を含むスポ
ット部１８（図１；スポット部１８の直径は通常約１〜
１０mm）より反射する熱線を検知するためのセンサ１５
と同様なセンサ（図示されない）が配設されている。ま
たスポット部１６、１８近傍の金属ウエブ１の表面温度
を測定するための温度センサ１９（通常は赤外線放射温
度計）が配設されている。

【００１４】図４に示すように、熱源１２（例えば表
面温度約２００〜３００℃の赤外線ヒータ）、凹面鏡１
２ａおよび凸レンズ１４は、正常の状態では境界線１１
がスポット部１６の中心１６ａを通るように配設されて
いる（図１参照）のであるが、実作業では金属ウエブ１
の横揺れのため、屡境界線１１が中心１６ａからずれ
る。プレス１０は境界線１１が中心１６ａを通過すると
き、露出金属部２ａがブランクの真中央にくるように、
ブランクとなるべき部分４を打抜くように調整されてい
る。そのため境界線１１が中心１６ａからずれる場合
は、露出金属部２ａがカップ状容器５の底部５ａ内面か
らずれる。このことはカップ状容器５の品質や外観を損
ねて商品価値を落とすので好ましくない。なお露出金属
部２と透明塗膜面３との反射率の差を大きくするため、
ぼかした熱線を照射し、狭い面積のスポット部１６より
の反射光を集光することが好ましい。

【００１５】透明塗膜面３の透明塗膜は、一般に６〜
１２μｍの特性波長吸収域を有する。そのためセンサ１
５として、６〜１２μｍの波長を吸収する特性を有する
もの（例えばサーモパイル）を用いるときは、スポット
部１６の直径をｄとすると、スポット部１６全体が透明
塗膜面３の上にあるとき、すなわち図５において、スポ
ット部１６の左端を位置０とし、右端を位置ｄとした場
合（位置０と位置ｄ間の距離はｄ）、境界線１１が位置
ｄより右方にあるときは、センサ出力ＶはＶＬと低レベ
ルにある。一方スポット部１６全体が帯状露出金属部２
ｂの上にあるとき、すなわち境界線１１が位置０より左
方にあるときは、センサ出力ＶはＶＨと高レベルにあ
る。スポット部１６は円形であるためセンサ出力Ｖは、
位置０と位置ｄ近傍では勾配が緩やかであり、位置０と
位置ｄの中心位置１６ａ近傍では勾配が急である。

【００１６】そしてスポット部１６の中心１６ａが境界
線１１の上にあるときは、センサ出力ＶはＶL／２＋ＶH
／２＝ＶMとなる。なお図５の曲線２０は、金属ウエブ１
の表面温度が基準温度Ｔ0（例えば２０℃）の場合のも
のであって、表面温度が基準温度から離れて、例えば基
準温度より高い場合は、例えば曲線２０’に示すよう
に、曲線２０の全体の電圧がＶからＶ’に、Ｖxだけ上
昇し、ＶL、ＶHおよびＶMはそれぞれ、Ｖ’L、Ｖ’Hお
よびＶ’Mとなる。

【００１７】図６において、２５は赤外線放射温度計１
９で測定された金属ウエブ１の表面温度Ｔに基づく電圧
信号Ｖ1に基づいて、基準温度Ｔ0の場合のセンサ出力Ｖ
（曲線２０）と実測センサ出力Ｖ’（曲線２０’）との
差Ｖxを演算する演算回路であって、演算回路２５から
の信号−Ｖxが差動増幅器２６に入力する。一方基準温
度Ｔ0について求められた信号ＶMも差動増幅器２６に入
力するので、差動増幅器２６からはＶMと−Ｖxの差すな
わち（ＶM＋Ｖx）＝Ｖ’Mが差動増幅器２７に出力す
る。

【００１８】差動増幅器２７にはセンサ１５の出力Ｖ’
も入力し、ここでＶ’−Ｖ’Mの演算が行なわれ、すな
わち図５において、曲線２０’の全体が、Ｖ’Mの電圧
が０になるまで低下した曲線２０”になり、Ｖ’Mは電
圧０のレベルにきて、Ｖ”Mとなる。差動増幅器２７の
出力電圧Ｖ”が０のときは、駆動装置６は動作せず、
Ｖ”が＋になると、駆動装置６によりＶ”がほぼ０にな
るまで金属ウエブ１を進行方向Ａに対して右方に微動
し、一方Ｖ”が−になると、駆動装置６によりＶ”がほ
ぼ０になるまで金属ウエブ１を進行方向Ａに対して左方
に微動して、境界線１１が常に実質的にスポット部１６
の中心１６ａを通るように制御する。

【００１９】スポット部１８に対するセンサ（図示され
ない）についても同様な電気回路が設けられていて、差
動増幅器２７に対応する差動増幅器（図示されない）か
ら０信号が出力すると、駆動装置（図示されない）は金
属ウエブ１の進行を一時停止する。停止期間中にプレス
１０は、例えばスポット部１８が図１の位置にあって、
スポット部１８の中心１８ａが露出金属部２ｃの下流側
境界線１７の上にある間、金属ウエブ１の４ａ、４bの部
分からブランクを打抜き、同時にカップ状容器５を成形
し、ポンチ（図示されない）の下端が金属ウエブ１より
上のレベルに達したとき、金属ウエブ１は再び進行を始
める。

【００２０】本発明は、以上の実施例によって制約され
るものでなく、例えば熱源は、金属ウエブの表面温度よ
り低い所謂冷熱源、例えば水冷された銅パイプであって
もよい。この場合もセンサは、前記と同様のタイプのも
のを用いることができる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の金属ウエブの位置決め方法
は、透明塗膜面を形成された走行する金属ウエブが極く
薄く撓み易い場合であっても、その幅方向の位置制御
や、一時停止を高い精度で、レジストマークを印刷形成
することなく行なうことが可能であるという効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に適用される金属ウエブの表面の例の平
面図である。

【図２】図１の金属ウエブから形成されたカップ状容器
の例の縦断面図である。

【図３】図１の金属ウエブをプレスに送入する装置の例
の説明用正面図である。

【図４】図１の金属ウエブに熱線を照射する状態を示す
要部説明用縦断面図である。

【図５】スポット部に対する金属ウエブの境界線の幅方
向位置とセンサ出力との関係の例を示す線図である。

【図６】センサ出力信号に温度補正等を行なうための例
を示す電気回路図である。

【符号の説明】

１金属ウエブ２ｂ露出金属部２ｃ露出金属部３透明塗膜面６駆動装置１１境界線１２熱源１３熱線（赤外線）１５熱センサ１６スポット部１６ａスポット部の中心１７境界線１８スポット部１８ａスポット部の中心１９温度センサ２５演算回路（演算処理回路の一部）２６差動増幅器（演算処理回路の一部）２７差動増幅器（演算処理回路の一部）

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に透明塗膜面を形成された走行する
金属ウエブの位置検出方法において、金属ウエブの表面
に、透明塗膜面に長手方向に延びる境界線を介して接す
る露出金属部を少なくとも残して透明塗膜面を形成し、
境界線を含むよう境界線に沿って、金属ウエブの温度と
異なる表面温度の熱源より熱線を斜めに照射し、照射面
内の境界線を含む円形のスポット部より反射する熱線
を、６〜１２μｍの波長の赤外線を吸収する特性を有す
る１個の熱センサにより検知し、かつスポット部近傍の
金属ウエブの表面温度（Ｔ）を測定し、表面温度（Ｔ）
に基づく電圧（Ｖ１）、熱センサ出力電圧（Ｖ’）およ
び上記表面温度が基準温度（Ｔ０）の場合の熱センサー
出力電圧（Ｖ）に基づいて、スポット部の中心が境界線
を通るときの熱センサ電圧（Ｖ’Ｍ）が０になるように
演算処理する演算処理回路の出力電圧（Ｖ”）により駆
動装置を駆動して、境界線がスポット部の中心を実質的
に通るように金属ウエブの幅方向位置を制御することを
特徴とする金属ウエブの位置検出方法。
【請求項２】表面に透明塗膜面を形成された走行する
金属ウエブの位置検出方法において、金属ウエブの表面
に、透明塗膜面に幅方向に延びる境界線を介して接する
露出金属部を少なくとも残して透明塗膜面を形成し、境
界線を横切って金属ウエブの温度と異なる表面温度の熱
源より熱線を斜めに照射し、反射面内の境界線を含むス
ポット部より反射する熱線を、６〜１２μｍの波長の赤
外線を吸収する特性を有する１個の熱センサにより検知
し、かつスポット部近傍の金属ウエブの表面温度（Ｔ）
を測定し、表面温度（Ｔ）に基づく電圧（Ｖ１）、熱セ
ンサ出力電圧（Ｖ’）および上記表面温度が基準温度
（Ｔ０）の場合の熱センサ出力電圧（Ｖ）に基づいて、
スポット部の中心が境界線を通るときの熱センサ電圧
（Ｖ’Ｍ）が０になるよう演算する演算処理回路の出力
電圧（Ｖ”）により駆動装置を駆動して、境界線がスポ
ット部の中心に来た時に金属ウエブの走行を停止するこ
とを特徴とする金属ウエブの位置検出方法。