JP5551378B2 - Tension / speed measuring device and method - Google Patents

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Description

本発明は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブの速度と張力を計測する張力・速度計測装置および方法に関するものである。   The present invention relates to a tension / speed measuring device and method for measuring the speed and tension of a web, which is an object being conveyed from a sending side to a receiving side by a conveying device.

紙、フィルム、セロファン、金属箔、ゴムなどのロール状に巻き取った物体（以下、ウェブと呼ぶ）を送出部から繰り出して、ウェブに対して所定の処理を行い、処理後のウェブを受取部によって巻き取るウェブ搬送装置では、送出部のロールの巻径と受取部のロールの巻径の変化に伴ってウェブの張力も変化する。したがって、適切な張力制御をおこたると、ウェブのしわやたわみの発生、ウェブの厚さの変化などを引き起こし、最悪の場合はウェブの切断にいたるため、張力制御が必要となる。   A roll (paper, film, cellophane, metal foil, rubber, etc.) that rolls up an object (hereinafter referred to as a web) is fed out from the sending unit, performs predetermined processing on the web, and receives the processed web. In the web conveyance device that winds up, the tension of the web also changes as the roll diameter of the roll of the sending section and the roll diameter of the roll of the receiving section change. Therefore, if appropriate tension control is performed, the wrinkles and deflection of the web are generated, the thickness of the web is changed, and the web is cut in the worst case. Therefore, the tension control is necessary.

従来、ウェブの張力を測定する方法としては、ロール軸に掛かる力から張力を算出する接触式の方法がある。また、別の方法として、ウェブの固有振動から張力を算出する非接触式の方法がある（特許文献１参照）。ただし、ウェブ搬送装置では、ウェブの移動速度を一定に制御し、巻き出し・巻き取りしたウェブの長さを正確に計測する必要があるが、これらの方法では、ウェブの速度を同時に測ることはできない。   Conventionally, as a method of measuring the tension of a web, there is a contact type method of calculating a tension from a force applied to a roll shaft. As another method, there is a non-contact method for calculating tension from the natural vibration of the web (see Patent Document 1). However, in the web transport device, it is necessary to control the moving speed of the web to be constant and accurately measure the length of the web that has been unwound and wound up. However, in these methods, it is not possible to measure the web speed at the same time. Can not.

ウェブの速度と巻き取ったウェブの長さを計測する方法としては、一般的にはロール軸の回転数からウェブの速度を求め、この速度からウェブの長さを間接的に算出する方法があるが、ウェブの伸び縮みや巻き取りの張力による誤差が大きい。
また、ウェブの速度を計測する別の手段として、非接触式のドップラーレーザ速度計がある。 As a method of measuring the web speed and the length of the wound web, there is generally a method of calculating the web speed from the rotation speed of the roll shaft and indirectly calculating the web length from this speed. However, there are large errors due to web expansion and contraction and winding tension.
Another means for measuring the web speed is a non-contact Doppler laser velocimeter.

特公平６−６３８２５号公報Japanese Patent Publication No. 6-63825

ロール軸に掛かる力からウェブの張力を算出する接触式の方法では、図３３に示すようにロール３００の箇所でウェブ３０１を曲げて、ロール３００の軸にかかる力からウェブ３０１の張力を算出するため、曲げることが難しいウェブ、例えば鋼板などに適用することができないという問題点があった。   In the contact-type method of calculating the web tension from the force applied to the roll shaft, the web 301 is bent at the location of the roll 300 as shown in FIG. 33, and the tension of the web 301 is calculated from the force applied to the roll 300 axis. Therefore, there is a problem that it cannot be applied to a web that is difficult to bend, such as a steel plate.

一方、ウェブの固有振動から張力を算出する非接触式の方法では、曲げることが難しいウェブにも適用することができる。しかし、この方法では、マイクロフォンを用いて集音し、ウェブの固有振動周波数を求めているため、外乱、すなわち雑音の混入に弱いという問題点があった。
また、ロール軸に掛かる力からウェブの張力を算出する方法やウェブの固有振動から張力を算出する方法では、ウェブの速度を同時に測ることができないという問題点があった。 On the other hand, the non-contact method of calculating the tension from the natural vibration of the web can be applied to a web that is difficult to bend. However, since this method collects sound using a microphone and obtains the natural vibration frequency of the web, there is a problem that it is vulnerable to disturbance, that is, noise.
Further, the method of calculating the web tension from the force applied to the roll shaft or the method of calculating the tension from the natural vibration of the web has a problem that the web speed cannot be measured simultaneously.

ロール軸の回転数からウェブの速度を求める方法では、ウェブの伸び縮みや巻き取りの張力による誤差が大きく、その結果として速度から間接的に算出するウェブの長さも誤差が大きくなってしまうという問題点があった。このため、ロール状に巻き取った形で販売されているウェブは規定値よりも長めで売られているものが多く、無駄が生じていた。
また、非接触式のドップラーレーザ速度計には、非常に高価であるという問題点があった。 In the method of calculating the web speed from the rotation speed of the roll shaft, there is a large error due to web expansion / contraction or winding tension, and as a result, the web length calculated indirectly from the speed also becomes large. There was a point. For this reason, many webs sold in the form of being wound up in a roll are sold longer than the specified value, resulting in waste.
Further, the non-contact type Doppler laser velocimeter has a problem that it is very expensive.

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ウェブの種類によらずにウェブの張力を高精度に計測することができ、ウェブの張力と同時にウェブの速度を安価に計測することができる張力・速度計測装置および方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and can measure the web tension with high accuracy regardless of the type of the web, and simultaneously measure the web speed at a low cost. It is an object of the present invention to provide a tension / speed measuring device and method capable of performing the above.

本発明の張力・速度計測装置は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブに搬送方向に対して斜めの方向からレーザ光を放射する半導体レーザと、発振波長が連続的に単調増加する第１の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第２の発振期間のうち少なくとも一方が繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させる発振波長変調手段と、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記ウェブからの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む電気信号を検出する検出手段と、この検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と前記第２の発振期間の各々について数える信号抽出手段と、この信号抽出手段の計数結果に基づいて前記ウェブの表面速度およびウェブの張力を算出する演算手段とを備えることを特徴とするものである。 The tension / speed measuring device according to the present invention includes a semiconductor laser that emits laser light from a direction oblique to a conveyance direction to a web that is an object being conveyed from a transmission side to a reception side by a conveyance device, and a continuous oscillation wavelength. Oscillation wavelength modulation means for operating the semiconductor laser so that at least one of the first oscillation period monotonically increasing and the second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases monotonously exists, and the semiconductor laser Detection means for detecting an electrical signal including an interference waveform caused by a self-coupling effect between the emitted laser light and the return light from the web, and the number of the interference waveforms included in the output signal of the detection means, a signal extracting means for counting for each of the one oscillation period the second oscillation period, the surface speed and web of the web based on the counting result of the signal extracting means It is characterized in further comprising a calculating means for calculating the tension force.

また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例において、前記演算手段は、前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、前記距離比例個数から前記ウェブの速度を算出する速度算出手段と、前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、この２値化手段から出力された２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手段と、この２値化出力周期測定手段の測定結果から一定時間における２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手段と、前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手段と、前記２値化出力周期度数分布作成手段が度数分布作成の対象とする期間と同じ一定時間の期間において前記２値化出力のパルスの数を数える２値化出力計数手段と、前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記２値化出力計数手段の計数結果を補正する補正手段と、この補正手段で補正された計数結果と前記一定時間に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手段と、前記ウェブの速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手段とを備えることを特徴とするものである。   Further, in one configuration example of the tension / velocity measuring apparatus of the present invention, the calculation means calculates an average value of the number of the interference waveforms, thereby calculating an interference waveform proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web. A distance proportional number calculating means for obtaining a distance proportional number that is a number, a speed calculating means for calculating the speed of the web from the distance proportional number, a binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means, A binarized output period measuring means for measuring the period of the binarized output outputted from the binarizing means, and the frequency of the binarized output period in a fixed time from the measurement result of the binarized output period measuring means. Binarized output period frequency distribution creating means for creating a distribution; reference period calculating means for calculating a reference period that is a representative value of the binarized output period distribution from the frequency distribution of the binarized output period; , Binarization A binarized output counting means for counting the number of pulses of the binarized output in a period of the same fixed period as the period for which the force cycle frequency distribution creating means is the object of frequency distribution creation; and the frequency of the binarized output period From the distribution, the sum Ns of the frequencies of the class that is less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and the sum Nw of the frequencies of the class that are greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period are obtained, and these frequencies Ns Correction means for correcting the counting result of the binarized output counting means on the basis of Nw and Nw; frequency calculating means for calculating the vibration frequency of the web based on the counting result corrected by the correcting means and the predetermined time; And a tension calculating means for calculating the tension of the web based on the speed of the web and the vibration frequency of the web.

また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例において、前記演算手段は、前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、前記距離比例個数から前記ウェブの速度を算出する速度算出手段と、前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、この２値化手段から出力された一定個数の２値化出力のパルスについて周期を測定する２値化出力周期測定手段と、前記２値化出力の一定個数のパルスについて実施された前記２値化出力周期測定手段の測定結果から前記２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手段と、前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手段と、前記２値化出力周期測定手段の測定結果から前記２値化出力の周期の総和を算出する周期和算出手段と、前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記一定個数を補正する補正手段と、この補正手段で補正された値と前記周期和算出手段で算出された周期の総和に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手段と、前記ウェブの速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手段とを備えることを特徴とするものである。   Further, in one configuration example of the tension / velocity measuring apparatus of the present invention, the calculation means calculates an average value of the number of the interference waveforms, thereby calculating an interference waveform proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web. A distance proportional number calculating means for obtaining a distance proportional number that is a number, a speed calculating means for calculating the speed of the web from the distance proportional number, a binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means, A binarized output period measuring means for measuring a period of a predetermined number of binarized output pulses output from the binarizing means, and the binarization performed for the predetermined number of pulses of the binarized output; A binarized output cycle frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the binarized output cycle from the measurement result of the output cycle measuring unit, and a binarized output cycle from the frequency distribution of the binarized output cycle Distribution A reference period calculating means for calculating a reference period which is a representative value; a period sum calculating means for calculating a sum of periods of the binarized output from a measurement result of the binarized output period measuring means; and the binarized output. From the frequency distribution of the period, a total number Ns of class frequencies that are less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and a total number Nw of class frequencies that are greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period, Based on these frequencies Ns and Nw, a correction means for correcting the fixed number, and a vibration frequency of the web is calculated based on the value corrected by the correction means and the sum of the periods calculated by the period sum calculation means. And a tension calculating means for calculating the tension of the web based on the speed of the web and the vibration frequency of the web.

また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例において、前記基準周期算出手段は、階級値と度数との積が最大となる階級値を前記基準周期とすることを特徴とするものである。
また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例において、前記信号抽出手段は、前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と第２の発振期間の各々について数える干渉波形計数手段と、この干渉波形計数手段が干渉波形の数を数える計数期間中の前記干渉波形の周期を干渉波形が入力される度に測定する干渉波形周期測定手段と、この干渉波形周期測定手段の測定結果から前記計数期間中の干渉波形の周期の度数分布を作成する干渉波形周期度数分布作成手段と、前記干渉波形の周期の度数分布から前記干渉波形の周期の分布の代表値を算出する代表値算出手段と、前記干渉波形の周期の度数分布から、前記代表値の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓａと、前記代表値の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗａとを求め、これらの度数ＮｓａとＮｗａに基づいて前記干渉波形計数手段の計数結果を補正し、補正後の計数結果を出力する補正値算出手段とからなることを特徴とするものである。
また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例は、さらに、前記信号抽出手段の計数結果の増減方向の一致不一致あるいは計数結果の平均値の変化に応じて前記信号抽出手段の最新の計数結果に正負の符号を付与する符号付与手段を備え、前記距離比例個数算出手段は、前記距離比例個数の算出に用いる全ての計数結果に前記符号付与手段によって符号が与えられた符号付き計数結果を用いることを特徴とするものである。 Further, in one configuration example of the tension / speed measuring device according to the present invention, the reference period calculating means sets the class value that maximizes the product of the class value and the frequency as the reference period. .
In the configuration example of the tension / velocity measuring apparatus according to the present invention, the signal extraction unit may calculate the number of the interference waveforms included in the output signal of the detection unit as the first oscillation period and the second oscillation period. An interference waveform counting means for counting each of the interference waveforms, and an interference waveform period measuring means for measuring the period of the interference waveform during the counting period in which the interference waveform counting means counts the number of interference waveforms each time the interference waveform is input, Interference waveform period frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the period of the interference waveform during the counting period from the measurement result of the interference waveform period measuring means, and a distribution of the period of the interference waveform from the frequency distribution of the period of the interference waveform From a representative value calculating means for calculating a representative value, and a frequency distribution of the period of the interference waveform, a sum Nsa of class frequencies that are equal to or less than a first predetermined number times the representative value, and a second predetermined value of the representative value. Several times more A correction value calculating means for obtaining a sum Nwa of frequencies of a certain class, correcting the counting results of the interference waveform counting means based on these frequencies Nsa and Nwa, and outputting the corrected counting results. It is what.
In addition, one configuration example of the tension / speed measuring device of the present invention further includes the latest count of the signal extraction means according to the coincidence mismatch of the counting results of the signal extraction means or the change of the average value of the count results. Sign providing means for assigning positive and negative signs to the result, wherein the distance proportional number calculating means includes a signed count result in which a sign is given by the sign providing means to all count results used for calculating the distance proportional number. It is characterized by using.

また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例において、前記演算手段は、前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、前記距離比例個数から前記ウェブの速度を算出する速度算出手段と、前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、この２値化手段から出力された２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手段と、前記ウェブに所望の張力が掛かっているときの前記２値化出力の周期を目標周期としたときに、前記２値化出力周期測定手段によって測定された２値化出力の周期の度数を、前記目標周期の第１の所定数倍未満の周期の度数Ｎ１と、前記目標周期の第１の所定数倍以上かつ目標周期未満の周期の度数Ｎ２と、前記目標周期以上かつ目標周期の第２の所定数倍未満（第１の所定数＜第２の所定数）の周期の度数Ｎ３と、前記目標周期の第２の所定数倍以上の周期の度数Ｎ４の４つに分別する周期分別手段と、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２とＮ３の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する判定手段と、この判定手段の判定結果に基づいて、前記ウェブの振動周波数が前記目標周波数に近づくように、前記搬送装置の送出側の駆動部と受取側の駆動部を制御する周波数制御手段とを備えることを特徴とするものである。   Further, in one configuration example of the tension / velocity measuring apparatus of the present invention, the calculation means calculates an average value of the number of the interference waveforms, thereby calculating an interference waveform proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web. A distance proportional number calculating means for obtaining a distance proportional number that is a number, a speed calculating means for calculating the speed of the web from the distance proportional number, a binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means, A binarized output period measuring means for measuring a period of the binarized output outputted from the binarizing means; and a period of the binarized output when a desired tension is applied to the web as a target period. When the frequency of the binarized output measured by the binarized output cycle measuring means is set to a frequency N1 of a cycle less than a first predetermined number times the target cycle and a first of the target cycle. More than a predetermined number of times and the target A frequency N2 of a period less than a period, a frequency N3 of a period equal to or greater than the target period and less than a second predetermined number of times of the target period (first predetermined number <second predetermined number), and a second of the target period The frequency separation means for dividing the frequency N4 into four of the frequency N4 having a period equal to or greater than a predetermined number of times is compared with the frequencies N1 and N4 and the sum of the frequencies (N2 + N3). If the frequency N1 is the largest, the web Is determined to be higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the highest, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency, and when the sum of the frequencies (N2 + N3) is the highest, The magnitudes N2 and N3 are compared, and when the frequency N2 is large, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency. When the frequency N3 is large, the vibration frequency of the web is the target frequency. than And a frequency for controlling the driving unit on the sending side and the driving unit on the receiving side of the conveying device so that the vibration frequency of the web approaches the target frequency based on the determination result of the determining unit. And a control means.

また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例は、さらに、前記度数Ｎ２の補正値Ｎ２’をＮ２’＝Ｎ２−Ｎ１により算出する度数補正手段を備え、前記判定手段は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数の補正値Ｎ２’と度数Ｎ３の大小を比較し、前記補正値Ｎ２’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とするものである。
また、本発明の張力・速度計測装置の１構成例は、さらに、前記度数Ｎ３の補正値Ｎ３’をＮ３’＝Ｎ３＋Ｎ１により算出する度数補正手段を備え、前記判定手段は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２と度数の補正値Ｎ３’の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記補正値Ｎ３’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とするものである。 In addition, one configuration example of the tension / speed measuring device of the present invention further includes a frequency correction unit that calculates the correction value N2 ′ of the frequency N2 by N2 ′ = N2−N1, and the determination unit includes the frequency N1. , N4 and the sum of the frequencies (N2 + N3) are compared, and when the frequency N1 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the largest, the web When the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency correction value N2 ′ is compared with the frequency N3, and the correction value N2 ′ is large. Determines that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N3 is large, determines that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency.
In addition, one configuration example of the tension / speed measuring device of the present invention further includes a frequency correction unit that calculates the correction value N3 ′ of the frequency N3 by N3 ′ = N3 + N1, and the determination unit includes the frequency N1 and N4. And the sum of the frequencies (N2 + N3) are compared. When the frequency N1 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the largest, the vibration of the web is determined. When it is determined that the frequency is lower than the target frequency and the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency N2 is compared with the frequency correction value N3 ′, and when the frequency N2 is large, the web It is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the correction value N3 ′ is large, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency.

また、本発明の張力・速度計測方法は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブに搬送方向に対して斜めの方向からレーザ光を放射する半導体レーザを、発振波長が連続的に単調増加する第１の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第２の発振期間のうち少なくとも一方が繰り返し存在するように動作させる発振手順と、前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記ウェブからの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む電気信号を検出する検出手順と、この検出手順で得られた出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と前記第２の発振期間の各々について数える信号抽出手順と、この信号抽出手順の計数結果に基づいて前記ウェブの表面速度およびウェブの張力を算出する演算手順とを備えることを特徴とするものである。 Further, the tension / speed measuring method of the present invention is a semiconductor laser that emits laser light from a direction oblique to the conveying direction to a web that is an object being conveyed from a sending side to a receiving side by a conveying device. An oscillation procedure for operating such that at least one of a first oscillation period continuously increasing monotonically and a second oscillation period continuously decreasing monotonically exists, and laser emitted from the semiconductor laser A detection procedure for detecting an electric signal including an interference waveform caused by a self-coupling effect between light and return light from the web, and the number of the interference waveforms included in the output signal obtained by the detection procedure a signal extraction procedure count for each of the the oscillation period second oscillation period, calculated Zhang force of the web surface speed and web based on the counting result of the signal extraction procedure It is characterized in further comprising a calculation procedure for.

本発明によれば、ウェブの種類によらずにウェブの張力を高精度に計測することができ、ウェブの張力と同時にウェブの速度を安価に計測することができる張力・速度計測装置を実現することができる。   According to the present invention, a tension / speed measuring device that can measure the web tension with high accuracy regardless of the type of the web and can measure the web speed at the same time as the web tension is realized. be able to.

本発明の第１の実施の形態に係る張力・速度計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tension | tensile_strength / speed measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態に係る張力・速度計測装置を適用するウェブ搬送装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the web conveyance apparatus to which the tension | tensile_strength / speed measuring apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention is applied. 本発明の第１の実施の形態における半導体レーザの発振波長の時間変化の１例を示す図である。It is a figure which shows one example of the time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における電流−電圧変換増幅部の出力電圧波形およびフィルタ部の出力電圧波形を模式的に示す波形図である。It is a wave form diagram showing typically the output voltage waveform of the current-voltage conversion amplification part in the 1st embodiment of the present invention, and the output voltage waveform of a filter part. モードホップパルスについて説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode hop pulse. 半導体レーザの発振波長とフォトダイオードの出力波形との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the oscillation wavelength of a semiconductor laser, and the output waveform of a photodiode. 本発明の第１の実施の形態における演算部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the calculating part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における演算部の速度算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the speed calculation process of the calculating part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における距離比例個数算出部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the distance proportional number calculation part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における演算部の張力算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tension | tensile_strength calculation process of the calculating part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における２値化部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the binarization part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における周期測定部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the period measurement part in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態における２値化出力の周期の度数分布の１例を示す図である。It is a figure which shows one example of the frequency distribution of the period of the binarization output in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態においてカウンタの計数結果の補正に用いる度数を模式的に表す図である。It is a figure which represents typically the frequency used for correction | amendment of the count result of a counter in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態におけるカウンタの計数結果の補正原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correction principle of the count result of the counter in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施の形態における周期測定部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the period measurement part in the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態における演算部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the calculating part in the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施の形態における演算部の張力算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the tension | tensile_strength calculation process of the calculating part in the 4th Embodiment of this invention. ２値化出力にノイズが存在する場合の一定時間の設定の仕方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the setting method of fixed time when noise exists in a binarization output. 本発明の第５の実施の形態における信号抽出部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the signal extraction part in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態における計数結果補正部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one example of a structure of the count result correction | amendment part in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第５の実施の形態における信号抽出部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the signal extraction part in the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態における演算部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the calculating part in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態における符号付与部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the code | symbol provision part in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施の形態における符号付与部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the code | symbol provision part in the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態における演算部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the calculating part in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第７の実施の形態において波形に欠落が生じた場合の２値化出力の周期の度数分布を示す図である。It is a figure which shows the frequency distribution of the period of the binarization output when a loss | missing has arisen in the waveform in the 7th Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施の形態においてノイズによって周期が２分割された場合の２値化出力の周期の度数分布を示す図である。It is a figure which shows the frequency distribution of the period of the binarization output when a period is divided into 2 by noise in the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第８の実施の形態における演算部の構成の１例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the calculating part in the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第１０の実施の形態における半導体レーザの発振波長の時間変化および信号抽出部の計数結果の時間変化を示す図である。It is a figure which shows the time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser in the 10th Embodiment of this invention, and the time change of the count result of a signal extraction part. 本発明の第１１の実施の形態に係る張力・速度計測装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the tension | tensile_strength / speed measuring apparatus which concerns on the 11th Embodiment of this invention. 張力・速度計測装置のセンサモジュールの別の配置例を示す図である。It is a figure which shows another example of arrangement | positioning of the sensor module of a tension | tensile_strength / speed measurement apparatus. ロール軸に掛かる力からウェブの張力を算出する方法を説明する図である。It is a figure explaining the method of calculating the tension of a web from the force applied to a roll axis.

［第１の実施の形態］
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。図１は本発明の第１の実施の形態に係る張力・速度計測装置の構成を示すブロック図である。図１の張力・速度計測装置は、測定対象のウェブ１１にレーザ光を放射する半導体レーザ１と、半導体レーザ１の光出力を電気信号に変換するフォトダイオード２と、半導体レーザ１からの光を集光して放射すると共に、ウェブ１１からの戻り光を集光して半導体レーザ１に入射させるレンズ３と、半導体レーザ１を駆動する発振波長変調手段となるレーザドライバ４と、フォトダイオード２の出力電流を電圧に変換して増幅する電流−電圧変換増幅部５と、電流−電圧変換増幅部５の出力電圧から搬送波を除去するフィルタ部６と、フィルタ部６の出力電圧に含まれる自己結合信号であるモードホップパルス（以下、ＭＨＰとする）の数を数える信号抽出部７と、信号抽出部７の計数結果に基づいてウェブ１１の張力と速度とを算出する演算部８と、演算部８の計測結果を表示する表示部９とを有する。 [First Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tension / speed measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention. 1 includes a semiconductor laser 1 that emits laser light to a web 11 to be measured, a photodiode 2 that converts the optical output of the semiconductor laser 1 into an electrical signal, and light from the semiconductor laser 1. A lens 3 that collects and emits light, collects return light from the web 11 and makes it incident on the semiconductor laser 1, a laser driver 4 that serves as an oscillation wavelength modulation unit that drives the semiconductor laser 1, and a photodiode 2 A current-voltage conversion amplification unit 5 that converts and amplifies the output current into a voltage, a filter unit 6 that removes a carrier wave from the output voltage of the current-voltage conversion amplification unit 5, and a self-coupling included in the output voltage of the filter unit 6 A signal extraction unit 7 that counts the number of mode hop pulses (hereinafter referred to as MHP), which is a signal, and an operation for calculating the tension and speed of the web 11 based on the counting result of the signal extraction unit 7. It has a part 8, and a display unit 9 for displaying the measurement result of the arithmetic unit 8.

半導体レーザ１とフォトダイオード２とレンズ３とは、センサモジュール１０を構成している。また、フォトダイオード２と電流−電圧変換増幅部５とは、検出手段を構成している。   The semiconductor laser 1, the photodiode 2, and the lens 3 constitute a sensor module 10. In addition, the photodiode 2 and the current-voltage conversion amplification unit 5 constitute detection means.

図２は本実施の形態の張力・速度計測装置を適用するウェブ搬送装置の構成を示すブロック図である。ウェブ搬送装置は、送出側ガイド軸１００と、受取側ガイド軸１０１と、送出側ガイド軸１００に装着される送出側ロール１０２と、受取側ガイド軸１０１に装着される受取側ロール１０３と、送出側ガイド軸１００を駆動し、送出側ロール１０２を回転させる送出側モータ駆動部（不図示）と、受取側ガイド軸１０１を駆動し、受取側ロール１０３を回転させる受取側モータ駆動部（不図示）と、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する制御部１０４とを有する。   FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a web conveying device to which the tension / speed measuring device of the present embodiment is applied. The web conveyance device includes a sending side guide shaft 100, a receiving side guide shaft 101, a sending side roll 102 attached to the sending side guide shaft 100, a receiving side roll 103 attached to the receiving side guide shaft 101, and a sending side. A sending side motor driving unit (not shown) for driving the side guide shaft 100 and rotating the sending side roll 102 and a receiving side motor driving unit (not shown) for driving the receiving side guide shaft 101 and rotating the receiving side roll 103. ) And a control unit 104 for controlling the sending side motor driving unit and the receiving side motor driving unit.

送出側モータ駆動部が送出側ロール１０２を回転させると、送出側ロール１０２に巻かれたウェブ１１が繰り出される。受取側では、受取側モータ駆動部が受取側ロール１０３を回転させることにより、受取側ロール１０３がウェブ１１を巻き取る。
制御部１０４は、ウェブ１１の張力と速度とがそれぞれ所望の値になるように、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する。 When the delivery-side motor driving unit rotates the delivery-side roll 102, the web 11 wound around the delivery-side roll 102 is fed out. On the receiving side, the receiving-side motor 103 rotates the receiving-side roll 103 so that the receiving-side roll 103 winds up the web 11.
The control unit 104 controls the sending-side motor driving unit and the receiving-side motor driving unit so that the tension and speed of the web 11 become desired values, respectively.

半導体レーザ１とフォトダイオード２とレンズ３とからなるセンサモジュール１０は、図２に示すように送出側ガイド軸１００と受取側ガイド軸１０１間のウェブ１１上に配置され、ウェブ１１に対してレーザ光を斜方照射する。レーザ光を斜方照射するのは、ウェブ１１の速度を計測するためである。
図１のレーザドライバ４と電流−電圧変換増幅部５とフィルタ部６と信号抽出部７と演算部８と表示部９とは、制御部１０４の内部に設けられる。 The sensor module 10 including the semiconductor laser 1, the photodiode 2, and the lens 3 is disposed on the web 11 between the sending side guide shaft 100 and the receiving side guide shaft 101 as shown in FIG. Irradiate light obliquely. The reason for obliquely irradiating the laser beam is to measure the speed of the web 11.
The laser driver 4, current-voltage conversion amplification unit 5, filter unit 6, signal extraction unit 7, calculation unit 8, and display unit 9 in FIG. 1 are provided inside the control unit 104.

次に、本実施の形態の張力・速度計測装置の動作を詳細に説明する。以下、説明容易にするために、半導体レーザ１には、モードホッピング現象を持たない型（ＶＣＳＥＬ型、ＤＦＢレーザ型）のものが用いられているものと想定する。   Next, the operation of the tension / speed measuring device of the present embodiment will be described in detail. Hereinafter, for ease of explanation, it is assumed that a semiconductor laser 1 of a type that does not have a mode hopping phenomenon (VCSEL type, DFB laser type) is used.

レーザドライバ４は、時間に関して一定の変化率で増減を繰り返す三角波駆動電流を注入電流として半導体レーザ１に供給する。これにより、半導体レーザ１は、注入電流の大きさに比例して発振波長が一定の変化率で連続的に増加する第１の発振期間と発振波長が一定の変化率で連続的に減少する第２の発振期間とを交互に繰り返すように駆動される。図３は、半導体レーザ１の発振波長の時間変化を示す図である。図３において、Ｐ１は第１の発振期間、Ｐ２は第２の発振期間、λａは各期間における発振波長の最小値、λｂは各期間における発振波長の最大値、Ｔｔは三角波の周期である。本実施の形態では、発振波長の最大値λｂおよび発振波長の最小値λａはそれぞれ常に一定になされており、それらの差λｂ−λａも常に一定になされている。   The laser driver 4 supplies a triangular wave drive current that repeatedly increases and decreases at a constant change rate with respect to time to the semiconductor laser 1 as an injection current. As a result, the semiconductor laser 1 has a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases at a constant change rate in proportion to the magnitude of the injection current, and a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases at a constant change rate. It is driven to alternately repeat the two oscillation periods. FIG. 3 is a diagram showing a change with time of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1. In FIG. 3, P1 is the first oscillation period, P2 is the second oscillation period, λa is the minimum value of the oscillation wavelength in each period, λb is the maximum value of the oscillation wavelength in each period, and Tt is the period of the triangular wave. In the present embodiment, the maximum value λb of the oscillation wavelength and the minimum value λa of the oscillation wavelength are always constant, and the difference λb−λa is also always constant.

半導体レーザ１から出射したレーザ光は、レンズ３によって集光され、ウェブ１１に入射する。ウェブ１１で反射された光の一部は、レンズ３によって集光され、半導体レーザ１に入射する。ただし、レンズ３による集光は必須ではない。フォトダイオード２は、半導体レーザ１の内部又はその近傍に配置され、半導体レーザ１の光出力を電流に変換する。電流−電圧変換増幅部５は、フォトダイオード２の出力電流を電圧に変換して増幅する。   Laser light emitted from the semiconductor laser 1 is collected by the lens 3 and enters the web 11. Part of the light reflected by the web 11 is collected by the lens 3 and enters the semiconductor laser 1. However, condensing by the lens 3 is not essential. The photodiode 2 is disposed in the semiconductor laser 1 or in the vicinity thereof, and converts the optical output of the semiconductor laser 1 into a current. The current-voltage conversion amplification unit 5 converts the output current of the photodiode 2 into a voltage and amplifies it.

フィルタ部６は、変調波から重畳信号を抽出する機能を有するものである。図４（Ａ）は電流−電圧変換増幅部５の出力電圧波形を模式的に示す図、図４（Ｂ）はフィルタ部６の出力電圧波形を模式的に示す図である。これらの図は、フォトダイオード２の出力に相当する図４（Ａ）の波形（変調波）から、図３の半導体レーザ１の発振波形（搬送波）を除去して、図４（Ｂ）のＭＨＰ波形（干渉波形）を抽出する過程を表している。   The filter unit 6 has a function of extracting a superimposed signal from the modulated wave. FIG. 4A is a diagram schematically showing an output voltage waveform of the current-voltage conversion amplification unit 5, and FIG. 4B is a diagram schematically showing an output voltage waveform of the filter unit 6. These figures are obtained by removing the oscillation waveform (carrier wave) of the semiconductor laser 1 of FIG. 3 from the waveform (modulated wave) of FIG. 4A corresponding to the output of the photodiode 2, and the MHP of FIG. A process of extracting a waveform (interference waveform) is shown.

次に、信号抽出部７は、フィルタ部６の出力電圧に含まれるＭＨＰの数を第１の発振期間Ｐ１と第２の発振期間Ｐ２の各々について数える。信号抽出部７は、論理ゲートからなるカウンタを利用するものでもよいし、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）を利用してＭＨＰの周波数（すなわち単位時間あたりのＭＨＰの数）を計測するものでもよい。   Next, the signal extraction unit 7 counts the number of MHPs included in the output voltage of the filter unit 6 for each of the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2. The signal extraction unit 7 may use a counter composed of logic gates, or may measure the frequency of MHP (that is, the number of MHPs per unit time) using FFT (Fast Fourier Transform).

ここで、自己結合信号であるＭＨＰについて説明する。図５に示すように、ミラー層１０１３からウェブ１１までの距離をＬ、レーザの発振波長をλとすると、以下の共振条件を満足するとき、ウェブ１１からの戻り光と半導体レーザ１の光共振器内のレーザ光は強め合い、レーザ出力がわずかに増加する。
Ｌ＝ｑλ／２ ・・・（１）
式（１）において、ｑは整数である。この現象は、ウェブ１１からの散乱光が極めて微弱であっても、半導体レーザ１の共振器内の見かけの反射率が増加することにより、増幅作用が生じ、十分観測できる。 Here, the MHP that is a self-coupled signal will be described. As shown in FIG. 5, when the distance from the mirror layer 1013 to the web 11 is L and the oscillation wavelength of the laser is λ, the return light from the web 11 and the optical resonance of the semiconductor laser 1 are satisfied when the following resonance conditions are satisfied. The laser light in the chamber strengthens and the laser output increases slightly.
L = qλ / 2 (1)
In Formula (1), q is an integer. This phenomenon can be sufficiently observed even if the scattered light from the web 11 is very weak, because the apparent reflectivity in the resonator of the semiconductor laser 1 increases, causing an amplification effect.

図６は、半導体レーザ１の発振波長をある一定の割合で変化させたときの発振波長とフォトダイオード２の出力波形との関係を示す図である。式（１）に示したＬ＝ｑλ／２を満足したときに、戻り光と光共振器内のレーザ光の位相差が０°（同位相）になって、戻り光と光共振器内のレーザ光とが最も強め合い、Ｌ＝ｑλ／２＋λ／４のときに、位相差が１８０°（逆位相）になって、戻り光と光共振器内のレーザ光とが最も弱め合う。そのため、半導体レーザ１の発振波長を変化させていくと、レーザ出力が強くなるところと弱くなるところとが交互に繰り返し現れ、このときのレーザ出力をフォトダイオード２で検出すると、図６に示すように一定周期の階段状の波形が得られる。このような波形は一般的には干渉縞と呼ばれる。この階段状の波形、すなわち干渉縞の１つ１つがＭＨＰである。前記のとおり、ある一定時間において半導体レーザ１の発振波長を変化させた場合、測定距離に比例してＭＨＰの数は変化する。   FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the oscillation wavelength and the output waveform of the photodiode 2 when the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is changed at a certain rate. When L = qλ / 2 shown in Expression (1) is satisfied, the phase difference between the return light and the laser light in the optical resonator becomes 0 ° (the same phase), and the return light and the optical resonator The laser beam is the most intense, and when L = qλ / 2 + λ / 4, the phase difference is 180 ° (reverse phase), and the return light and the laser beam in the optical resonator are most weakened. Therefore, when the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is changed, a place where the laser output becomes strong and a place where the laser output becomes weak alternately appear repeatedly. When the laser output at this time is detected by the photodiode 2, as shown in FIG. A stepped waveform with a constant period can be obtained. Such a waveform is generally called an interference fringe. Each stepped waveform, that is, each interference fringe is MHP. As described above, when the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is changed for a certain period of time, the number of MHPs changes in proportion to the measurement distance.

次に、演算部８は、信号抽出部７が数えたＭＨＰの数に基づいてウェブ１１の速度と張力とを算出する。図７は演算部８の構成の１例を示すブロック図である。演算部８は、信号抽出部７の計数結果等を記憶する記憶部８０と、半導体レーザ１とウェブ１１との平均距離に比例したＭＨＰの数（以下、距離比例個数とする）ＮＬを求める距離比例個数算出部８１と、ウェブ１１の速度を算出する速度算出部８２と、信号抽出部７の計数結果を２値化する２値化部８３と、２値化部８３から出力された２値化出力の周期を測定する周期測定部８４と、２値化出力の周期の度数分布を作成する度数分布作成部８５と、２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出部８６と、２値化出力のパルスの数を数える２値化出力計数手段となるカウンタ８７と、カウンタ８７の計数結果を補正する補正部８８と、補正された計数結果に基づいてウェブ１１の振動周波数を算出する周波数算出部８９と、ウェブ１１の張力を算出する張力算出部９０とから構成される。   Next, the calculation unit 8 calculates the speed and tension of the web 11 based on the number of MHPs counted by the signal extraction unit 7. FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 8. The calculation unit 8 calculates the number of MHPs proportional to the average distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 (hereinafter referred to as a distance proportional number) NL, and the storage unit 80 that stores the counting results of the signal extraction unit 7 and the like. A proportional number calculation unit 81, a speed calculation unit 82 that calculates the speed of the web 11, a binarization unit 83 that binarizes the count result of the signal extraction unit 7, and a binary that is output from the binarization unit 83 A period measurement unit 84 that measures the cycle of the digitized output, a frequency distribution creation unit 85 that creates a frequency distribution of the cycle of the binarized output, and a reference cycle that is a representative value of the distribution of the cycle of the binarized output Based on a reference period calculation unit 86, a counter 87 serving as a binarized output counting means for counting the number of binarized output pulses, a correcting unit 88 for correcting the counting result of the counter 87, and the corrected counting result Frequency calculation to calculate the vibration frequency of the web 11 And parts 89, and a tension calculating unit 90. for calculating the tension of the web 11.

まず、演算部８の速度算出処理について説明する。図８は演算部８の速度算出処理を示すフローチャートである。
信号抽出部７の計数結果は、演算部８の記憶部８０に格納される。距離比例個数算出部８１は、記憶部８０に格納された、信号抽出部７の計数結果から距離比例個数ＮＬを求める（図８ステップＳ１００）。図９（Ａ）、図９（Ｂ）は距離比例個数算出部８１の動作を説明するための図であり、図９（Ａ）は半導体レーザ１の発振波長の時間変化を示す図、図９（Ｂ）は信号抽出部７の計数結果の時間変化を示す図である。図９（Ｂ）において、Ｎｕは第１の発振期間Ｐ１の計数結果、Ｎｄは第２の発振期間Ｐ２の計数結果である。 First, the speed calculation process of the calculating part 8 is demonstrated. FIG. 8 is a flowchart showing the speed calculation process of the calculation unit 8.
The counting result of the signal extraction unit 7 is stored in the storage unit 80 of the calculation unit 8. The distance proportional number calculation unit 81 obtains the distance proportional number NL from the count result of the signal extraction unit 7 stored in the storage unit 80 (step S100 in FIG. 8). FIGS. 9A and 9B are diagrams for explaining the operation of the distance proportional number calculation unit 81, and FIG. 9A is a diagram showing the time change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1. FIG. (B) is a figure which shows the time change of the count result of the signal extraction part 7. FIG. In FIG. 9B, Nu is the counting result of the first oscillation period P1, and Nd is the counting result of the second oscillation period P2.

図９（Ａ）から明らかなように、第１の発振期間Ｐ１と第２の発振期間Ｐ２は交互に訪れるので、計数結果Ｎｕと計数結果Ｎｄも交互に現れる。計数結果Ｎｕ，Ｎｄは、距離比例個数ＮＬとウェブ１１の変位に比例したＭＨＰの数（以下、変位比例個数とする）ＮＶとの和もしくは差である。距離比例個数ＮＬは、計数結果ＮｕとＮｄの平均値に相当する。また、計数結果ＮｕまたはＮｄと距離比例個数ＮＬとの差が、変位比例個数ＮＶに相当する。   As is clear from FIG. 9A, since the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2 come alternately, the count result Nu and the count result Nd also appear alternately. The counting results Nu and Nd are the sum or difference of the distance proportional number NL and the number of MHPs proportional to the displacement of the web 11 (hereinafter referred to as the displacement proportional number) NV. The distance proportional number NL corresponds to the average value of the counting results Nu and Nd. The difference between the counting result Nu or Nd and the distance proportional number NL corresponds to the displacement proportional number NV.

距離比例個数算出部８１は、次式に示すように現時刻ｔ以前の計数結果ＮｕとＮｄとを用いて、距離比例個数ＮＬを算出する。
ＮＬ＝（Ｎｕ＋Ｎｄ）／２ ・・・（２） The distance proportional number calculation unit 81 calculates the distance proportional number NL using the count results Nu and Nd before the current time t as shown in the following equation.
NL = (Nu + Nd) / 2 (2)

距離比例個数ＮＬは、記憶部８０に格納される。距離比例個数算出部８１は、以上のような距離比例個数ＮＬの算出処理を、信号抽出部７によってＭＨＰの数が測定される時刻毎（発振期間毎）に行う。   The distance proportional number NL is stored in the storage unit 80. The distance proportional number calculation unit 81 performs the processing for calculating the distance proportional number NL as described above at every time (every oscillation period) when the number of MHPs is measured by the signal extraction unit 7.

次に、速度算出部８２は、距離比例個数ＮＬからウェブ１１の速度を算出する（図８ステップＳ１０１）。信号抽出部７の計数結果Ｎ（すなわち、ＮｕまたはＮｄ）と距離比例個数ＮＬとの差がウェブ１１の速度に比例するため、半導体レーザ１の発振波長変調の搬送波（三角波）の半周期あたりのウェブ１１の進行方向の変位Ｄは次式で算出できる。
Ｄ＝λ／２×｜Ｎ−ＮＬ｜×ｃｏｓθ ・・・（３） Next, the speed calculation unit 82 calculates the speed of the web 11 from the distance proportional number NL (step S101 in FIG. 8). Since the difference between the counting result N (ie, Nu or Nd) of the signal extraction unit 7 and the distance proportional number NL is proportional to the speed of the web 11, the oscillation wavelength modulation carrier wave (triangular wave) of the semiconductor laser 1 per half cycle The displacement D in the traveling direction of the web 11 can be calculated by the following equation.
D = λ / 2 × | N−NL | × cos θ (3)

式（３）において、λは半導体レーザ１の発振平均波長、θは図２に示すように半導体レーザ１からのレーザ光の光軸がウェブ１１に対してなす角度である。搬送波の周波数をｆとすると、式（３）よりウェブ１１の速度Ｖは次式で算出できる。
Ｖ＝λ×ｆ×｜Ｎ−ＮＬ｜×ｃｏｓθ ・・・（４） In Equation (3), λ is the average oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and θ is the angle formed by the optical axis of the laser beam from the semiconductor laser 1 with respect to the web 11 as shown in FIG. Assuming that the frequency of the carrier wave is f, the speed V of the web 11 can be calculated by the following equation from Equation (3).
V = λ × f × | N−NL | × cos θ (4)

速度算出部８２は、式（４）による速度Ｖの算出処理を、信号抽出部７によってＭＨＰの数が測定される時刻毎（発振期間毎）に行う。
次に、以上のような速度算出処理と平行して行われる張力算出処理について説明する。図１０は演算部８の張力算出処理を示すフローチャートである。 The speed calculation unit 82 performs the calculation process of the speed V according to Expression (4) at each time (every oscillation period) when the number of MHPs is measured by the signal extraction unit 7.
Next, a tension calculation process performed in parallel with the speed calculation process as described above will be described. FIG. 10 is a flowchart showing the tension calculation process of the calculation unit 8.

まず、演算部８の２値化部８３は、記憶部８０に格納された、信号抽出部７の計数結果を２値化する（図１０ステップＳ２００）。図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）は２値化部８３の動作を説明するための図であり、図１１（Ａ）は信号抽出部７の計数結果の時間変化を示す図、図１１（Ｂ）は２値化部８３の出力Ｄ（ｔ）を示す図である。   First, the binarization unit 83 of the calculation unit 8 binarizes the count result of the signal extraction unit 7 stored in the storage unit 80 (step S200 in FIG. 10). 11A and 11B are diagrams for explaining the operation of the binarizing unit 83, and FIG. 11A is a diagram showing the time change of the counting result of the signal extracting unit 7. FIG. (B) is a diagram showing an output D (t) of the binarization unit 83. FIG.

２値化部８３は、信号抽出部７の計数結果ＮｕとＮｄのうち、半導体レーザ１の照射面から、光源である半導体レーザ１との間にある決まった波の数を含む波面の位置の変位方向がウェブ１１の速度方向と対向しているときの計数結果Ｎαの平均値と信号抽出部７の現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）の大小を比較して、信号抽出部７の計数結果を２値化する。この場合、２値化部８３は、具体的には以下の式を実行する。
Ｉｆ Ｎ（ｔ）≧Ｎαａｖｅ ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝１ ・・・（５）
Ｉｆ Ｎ（ｔ）＜Ｎαａｖｅ ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝０ ・・・（６） Of the counting results Nu and Nd of the signal extraction unit 7, the binarization unit 83 has a wavefront position including the determined number of waves between the irradiation surface of the semiconductor laser 1 and the semiconductor laser 1 as the light source. The average value of the count result Nα when the displacement direction is opposed to the speed direction of the web 11 is compared with the count result N (t) of the signal extraction unit 7 at the current time t, and the count of the signal extraction unit 7 is compared. The result is binarized. In this case, the binarization unit 83 specifically executes the following expression.
If N (t) ≧ Nαave then D (t) = 1 (5)
If N (t) <Nαave then D (t) = 0 (6)

半導体レーザ１の発振波長が伸びているときは、光源である半導体レーザ１との間にある決まった波の数を含む波面は半導体レーザ１から離れる方向に変位する。このとき、ウェブ１１の速度方向が波面の変位方向と対向しているとは、半導体レーザ１に対して近づいている方向を指す。
式（５）、式（６）において、Ｎαａｖｅは現時刻ｔ以前に求めた計数結果Ｎαの最新の平均値である。２値化部８３は、現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）が計数結果Ｎαの平均値Ｎαａｖｅ以上であれば、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「１」とし、現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）が計数結果Ｎαの平均値Ｎαａｖｅより小さい場合は、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「０」とする。 When the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 is extended, the wavefront including the predetermined number of waves between the semiconductor laser 1 as the light source is displaced in a direction away from the semiconductor laser 1. At this time, the fact that the speed direction of the web 11 is opposed to the direction of wavefront displacement refers to the direction approaching the semiconductor laser 1.
In the equations (5) and (6), Nαave is the latest average value of the counting results Nα obtained before the current time t. If the count result N (t) at the current time t is equal to or greater than the average value Nαave of the count result Nα, the binarization unit 83 sets the output D (t) at the current time t to “1” and counts the current time t. When the result N (t) is smaller than the average value Nαave of the counting result Nα, the output D (t) at the current time t is set to “0”.

こうして、信号抽出部７の計数結果は２値化される。２値化部８３の出力Ｄ（ｔ）は記憶部８０に格納される。２値化部８３は、以上のような２値化処理を、搬送波の周期毎に行う。   Thus, the counting result of the signal extraction unit 7 is binarized. The output D (t) of the binarization unit 83 is stored in the storage unit 80. The binarization unit 83 performs the binarization process as described above for each carrier period.

ウェブ１１に張力が掛かっていると、ウェブ１１は張力に応じた固有の振動周波数で振動している。信号抽出部７の計数結果を２値化することは、鉛直方向（図２の上下方向）に沿ったウェブ１１の変位の向きを判別することを意味する。つまり、計数結果Ｎαが増加しているときは（Ｄ（ｔ）＝１）、ウェブ１１は鉛直方向に沿って半導体レーザ１に近づく方向に動いていることを意味し、計数結果Ｎαが減少しているときは（Ｄ（ｔ）＝０）、ウェブ１１は鉛直方向に沿って半導体レーザ１から遠ざかる方向に動いていることを意味する。したがって、基本的には２値化出力の周期を求めることができれば、ウェブ１１の振動周波数を算出することができる。   When tension is applied to the web 11, the web 11 vibrates at a specific vibration frequency corresponding to the tension. Binarizing the counting result of the signal extraction unit 7 means determining the direction of displacement of the web 11 along the vertical direction (vertical direction in FIG. 2). That is, when the counting result Nα is increasing (D (t) = 1), it means that the web 11 is moving in the direction approaching the semiconductor laser 1 along the vertical direction, and the counting result Nα is decreased. (D (t) = 0) means that the web 11 is moving in the direction away from the semiconductor laser 1 along the vertical direction. Therefore, basically, if the period of the binarized output can be obtained, the vibration frequency of the web 11 can be calculated.

なお、２値化部８３は、信号抽出部７の計数結果ＮｕとＮｄのうち、半導体レーザ１の照射面から、光源である半導体レーザ１との間にある決まった波の数を含む波面の位置の変位方向がウェブ１１の速度方向と対向しているときの計数結果Ｎαの増減に基づいて、信号抽出部７の計数結果を２値化してもよい。この場合、２値化部８３は、具体的には以下の式を実行する。
Ｉｆ Ｎα（ｔ）≧Ｎα（ｔ−２） ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝１ ・・・（７）
Ｉｆ Ｎα（ｔ）＜Ｎα（ｔ−２） ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝０ ・・・（８） Of the counting results Nu and Nd of the signal extraction unit 7, the binarization unit 83 has a wavefront including a predetermined number of waves between the irradiation surface of the semiconductor laser 1 and the semiconductor laser 1 as the light source. The count result of the signal extraction unit 7 may be binarized based on the increase / decrease of the count result Nα when the displacement direction of the position faces the speed direction of the web 11. In this case, the binarization unit 83 specifically executes the following expression.
If Nα (t) ≧ Nα (t−2) then D (t) = 1 (7)
If Nα (t) <Nα (t−2) then D (t) = 0 (8)

式（７）、式（８）において、（ｔ）は現時刻ｔにおいて計測されたＭＨＰの数であることを表し、（ｔ−２）は現時刻ｔの２回前に計測されたＭＨＰの数であることを表している。計数結果Ｎαは、計数結果ＮｕまたはＮｄのいずれか一方であり、１回おきに現れる。つまり、現時刻ｔの２回前とは、搬送波の１周期分前のことを意味する。なお、図９（Ｂ）の例では、計数結果ＮｕがＮαである場合を示している。   In equations (7) and (8), (t) represents the number of MHPs measured at the current time t, and (t-2) represents the MHPs measured two times before the current time t. It represents a number. The count result Nα is one of the count results Nu and Nd and appears every other time. In other words, two times before the current time t means one cycle before the carrier wave. In the example of FIG. 9B, a case where the counting result Nu is Nα is shown.

２値化部８３は、現時刻ｔの計数結果Ｎα（ｔ）が１周期前の計数結果Ｎα（ｔ−２）以上であれば、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「１」（ハイレベル）とし、現時刻ｔの計数結果Ｎα（ｔ）が１周期前の計数結果Ｎα（ｔ−２）より小さい場合は、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「０」（ローレベル）とする。   If the count result Nα (t) at the current time t is equal to or greater than the count result Nα (t−2) one cycle before, the binarization unit 83 sets the output D (t) at the current time t to “1” (high Level), and when the count result Nα (t) at the current time t is smaller than the count result Nα (t−2) one cycle before, the output D (t) at the current time t is set to “0” (low level). To do.

また、ウェブ１１の振動に伴う半導体レーザ１とウェブ１１との距離変化率が半導体レーザ１の発振波長変化率よりも小さい場合、計数結果Ｎｕの時間変化と計数結果Ｎｄの時間変化は、互いの位相差が１８０度の正弦波形となる。特開２００６−３１３０８０号公報では、このときのウェブ１１の状態を微小変位状態としている。ウェブ１１の状態が微小変位状態である場合は、式（５）、式（６）、式（７）、式（８）において、計数結果Ｎαの代わりに、半導体レーザ１の照射面から、光源である半導体レーザ１との間にある決まった波の数を含む波面の位置の変位方向がウェブ１１の速度方向と対向していないときの計数結果Ｎβを用いてもよい。   When the rate of change in the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 due to the vibration of the web 11 is smaller than the rate of change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, the time change of the count result Nu and the time change of the count result Nd are It becomes a sine waveform with a phase difference of 180 degrees. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-31080, the state of the web 11 at this time is a minute displacement state. When the state of the web 11 is a minute displacement state, in the formula (5), the formula (6), the formula (7), and the formula (8), the light source is irradiated from the irradiation surface of the semiconductor laser 1 instead of the counting result Nα. The count result Nβ when the displacement direction of the wavefront position including the predetermined number of waves between the semiconductor laser 1 and the semiconductor laser 1 is not opposed to the speed direction of the web 11 may be used.

また、ウェブ１１の状態が微小変位状態である場合、２値化部８３は、信号抽出部７の計数結果ＮｕとＮｄとの差の増減に基づいて、信号抽出部７の計数結果を２値化してもよい。この場合、２値化部８３は、例えば以下の式を実行する。なお、このように計数結果ＮｕとＮｄとの差の増減に基づいて信号抽出部７の計数結果を２値化することは、上記のように計数結果Ｎα（ｔ）とＮα（ｔ−２）の大小関係で信号抽出部７の計数結果を２値化することと同じである。
Ｉｆ Ｎｕ（ｔ）−Ｎｄ（ｔ−１）≧Ｎｕ（ｔ−２）−Ｎｄ（ｔ−３）
ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝１ ・・・（９）
Ｉｆ Ｎｕ（ｔ）−Ｎｄ（ｔ−１）＜Ｎｕ（ｔ−２）−Ｎｄ（ｔ−３）
ｔｈｅｎ Ｄ（ｔ）＝０ ・・・（１０） When the web 11 is in a minute displacement state, the binarization unit 83 binarizes the count result of the signal extraction unit 7 based on the increase / decrease in the difference between the count result Nu and Nd of the signal extraction unit 7. May be used. In this case, the binarization unit 83 executes the following expression, for example. In addition, binarizing the count result of the signal extraction unit 7 based on the increase / decrease in the difference between the count results Nu and Nd as described above means that the count results Nα (t) and Nα (t−2) are as described above. This is the same as the binarization of the counting result of the signal extraction unit 7.
If Nu (t) −Nd (t−1) ≧ Nu (t−2) −Nd (t−3)
then D (t) = 1 (9)
If Nu (t) -Nd (t-1) <Nu (t-2) -Nd (t-3)
then D (t) = 0 (10)

２値化部８３は、現時刻ｔの計数結果Ｎｕ（ｔ）と１回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−１）との差が、２回前の計数結果Ｎｕ（ｔ−２）と３回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−３）との差以上であれば、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「１」とし、現時刻ｔの計数結果Ｎｕ（ｔ）と１回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−１）との差が、２回前の計数結果Ｎｕ（ｔ−２）と３回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−３）との差より小さい場合は、現時刻ｔの出力Ｄ（ｔ）を「０」とする。なお、現時刻ｔの１回前とは、搬送波の半周期前のことであり、現時刻ｔの３回前とは、搬送波の３／２周期前のことを意味する。   The binarization unit 83 determines that the difference between the count result Nu (t) at the current time t and the count result Nd (t−1) of the previous time is three times the count result Nu (t−2) of the previous time. If the difference from the previous count result Nd (t−3) is greater than or equal to the output D (t) at the current time t is set to “1”, the count result Nu (t) at the current time t and the previous count result When the difference from Nd (t−1) is smaller than the difference between the counting result Nu (t−2) two times before and the counting result Nd (t−3) three times before, the output D at the current time t Let (t) be “0”. Note that “one time before the current time t” means half a cycle before the current time t, and “three times before the current time t” means 3/2 cycles before the current time t.

次に、周期測定部８４は、記憶部８０に格納された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定する（図１０ステップＳ２０１）。図１２は周期測定部８４の動作を説明するための図である。図１２において、Ｈ１は２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりを検出するためのしきい値、Ｈ２は２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりを検出するためのしきい値である。   Next, the period measurement unit 84 measures the period of the binarized output D (t) stored in the storage unit 80 (step S201 in FIG. 10). FIG. 12 is a diagram for explaining the operation of the period measurement unit 84. In FIG. 12, H1 is a threshold value for detecting the rising edge of the binarized output D (t), and H2 is a threshold value for detecting the falling edge of the binarized output D (t).

周期測定部８４は、記憶部８０に格納された２値化出力Ｄ（ｔ）をしきい値Ｈ１と比較することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりを検出し、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間ｔｕｕを測定することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定する。周期測定部８４は、このような測定を２値化出力Ｄ（ｔ）に立ち上がりエッジが発生する度に行う。   The period measuring unit 84 detects the rising of the binarized output D (t) by comparing the binarized output D (t) stored in the storage unit 80 with the threshold value H1, and binarized output The period of the binarized output D (t) is measured by measuring the time tu from the rise of D (t) to the next rise. The period measurement unit 84 performs such measurement every time a rising edge occurs in the binarized output D (t).

あるいは、周期測定部８４は、記憶部８０に格納された２値化出力Ｄ（ｔ）をしきい値Ｈ２と比較することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりを検出し、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりから次の立ち下がりまでの時間ｔｄｄを測定することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定してもよい。周期測定部８４は、このような測定を２値化出力Ｄ（ｔ）に立ち下がりエッジが発生する度に行う。   Alternatively, the period measuring unit 84 detects the trailing edge of the binarized output D (t) by comparing the binarized output D (t) stored in the storage unit 80 with the threshold value H2. The period of the binarized output D (t) may be measured by measuring the time tdd from the trailing edge of the digitized output D (t) to the next trailing edge. The period measurement unit 84 performs such measurement every time a falling edge occurs in the binarized output D (t).

周期測定部８４の測定結果は記憶部８０に格納される。次に、度数分布作成部８５は、周期測定部８４の測定結果から、一定時間Ｔ（Ｔ＞Ｔｔであり、例えば１００×Ｔｔ、すなわち三角波１００個分の時間）における周期の度数分布を作成する（図１０ステップＳ２０２）。図１３は度数分布の１例を示す図である。度数分布作成部８５が作成した度数分布は、記憶部８０に格納される。度数分布作成部８５は、このような度数分布の作成をＴ時間毎に行う。   The measurement result of the period measurement unit 84 is stored in the storage unit 80. Next, the frequency distribution creating unit 85 creates a frequency distribution of periods in a certain time T (T> Tt, for example, 100 × Tt, that is, a time corresponding to 100 triangular waves) from the measurement result of the period measuring unit 84. (FIG. 10, step S202). FIG. 13 is a diagram showing an example of the frequency distribution. The frequency distribution created by the frequency distribution creating unit 85 is stored in the storage unit 80. The frequency distribution creating unit 85 creates such a frequency distribution every T time.

続いて、基準周期算出部８６は、度数分布作成部８５が作成した度数分布から、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の代表値である基準周期Ｔ０を算出する（図１０ステップＳ２０３）。一般に、周期の代表値は最頻値や中央値であるが、本実施の形態においては、最頻値や中央値が周期の代表値として適していない。そこで、基準周期算出部８６は、階級値と度数との積が最大となる階級値を基準周期Ｔ０とする。表１に、度数分布の数値例およびこの数値例における階級値と度数との積を示す。   Subsequently, the reference period calculation unit 86 calculates a reference period T0, which is a representative value of the period of the binarized output D (t), from the frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 85 (step S203 in FIG. 10). In general, the representative value of the cycle is the mode value or the median value. However, in the present embodiment, the mode value or the median value is not suitable as the representative value of the cycle. Therefore, the reference period calculation unit 86 sets the class value that maximizes the product of the class value and the frequency as the reference period T0. Table 1 shows a numerical example of the frequency distribution and the product of the class value and the frequency in this numerical example.

Figure 0005551378
Figure 0005551378

表１の例では、度数が最大である最頻値（階級値）は１である。これに対して、階級値と度数との積が最大となる階級値は６であり、最頻値とは異なる値になっている。階級値と度数との積が最大となる階級値を基準周期Ｔ０とする理由については後述する。算出された基準周期Ｔ０の値は、記憶部８０に格納される。基準周期算出部８６は、このような基準周期Ｔ０の算出を、度数分布作成部８５によって度数分布が作成される度に行う。
なお、ノイズが少ない場合には、周期の最頻値や中央値を基準周期Ｔ０としてもよい。 In the example of Table 1, the mode value (class value) having the maximum frequency is 1. On the other hand, the class value that maximizes the product of the class value and the frequency is 6, which is different from the mode value. The reason why the class value that maximizes the product of the class value and the frequency is set as the reference period T0 will be described later. The calculated value of the reference period T0 is stored in the storage unit 80. The reference period calculation unit 86 performs the calculation of the reference period T0 every time the frequency distribution is created by the frequency distribution creation unit 85.
In addition, when there is little noise, it is good also considering the mode and median value of a period as the reference period T0.

一方、カウンタ８７は、周期測定部８４および度数分布作成部８５と並行して動作し、度数分布作成部８５が度数分布作成の対象とする期間と同じ一定時間Ｔの期間において、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりエッジの数Ｎｐ（すなわち、２値化出力Ｄ（ｔ）の「１」のパルスの数）を数える（図１０ステップＳ２０４）。カウンタ８７の計数結果Ｎｐは、記憶部８０に格納される。カウンタ８７は、このような２値化出力Ｄ（ｔ）の計数をＴ時間毎に行う。   On the other hand, the counter 87 operates in parallel with the period measuring unit 84 and the frequency distribution creating unit 85, and binarized output in a period of a fixed time T that is the same as the period for which the frequency distribution creating unit 85 is a target of frequency distribution creation. The number Np of rising edges of D (t) (that is, the number of “1” pulses of the binarized output D (t)) is counted (step S204 in FIG. 10). The count result Np of the counter 87 is stored in the storage unit 80. The counter 87 counts such binarized output D (t) every T time.

補正部８８は、度数分布作成部８５が作成した度数分布から、基準周期Ｔ０の０．５倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと、基準周期Ｔ０の１．５倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、カウンタ８７の計数結果Ｎｐを次式のように補正する（図１０ステップＳ２０５）。
Ｎｐ’＝Ｎｐ−Ｎｓ＋Ｎｗ ・・・（１１）
式（１１）において、Ｎｐ’は補正後の計数結果である。この補正後の計数結果Ｎｐ’は、記憶部８０に格納される。補正部８８は、このような補正をＴ時間毎に行う。 From the frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 85, the correction unit 88 calculates the sum Ns of the class frequencies that are 0.5 times or less of the reference period T0 and the frequency of the class that is 1.5 times or more of the reference period T0. And the count result Np of the counter 87 is corrected as follows (step S205 in FIG. 10).
Np ′ = Np−Ns + Nw (11)
In equation (11), Np ′ is the corrected count result. The corrected count result Np ′ is stored in the storage unit 80. The correction unit 88 performs such correction every T time.

図１４は度数の総和ＮｓとＮｗを模式的に表す図である。図１４において、Ｔｓは基準周期Ｔ０の０．５倍の階級値、Ｔｗは基準周期Ｔ０の１．５倍の階級値である。図１４における階級が、周期の代表値であることは言うまでもない。なお、図１４では記載を簡略化するため、基準周期Ｔ０とＴｓとの間、及び基準周期Ｔ０とＴｗとの間の度数分布を省略している。   FIG. 14 is a diagram schematically showing the sum total Ns and Nw of frequencies. In FIG. 14, Ts is a class value 0.5 times the reference period T0, and Tw is a class value 1.5 times the reference period T0. It goes without saying that the class in FIG. 14 is a representative value of the period. In FIG. 14, the frequency distribution between the reference periods T0 and Ts and between the reference periods T0 and Tw is omitted in order to simplify the description.

図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）はカウンタ８７の計数結果の補正原理を説明するための図であり、図１５（Ａ）は２値化出力Ｄ（ｔ）を示す図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）に対応するカウンタ８７の計数結果を示す図である。
本来、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期はウェブ１１の振動周波数によって異なるが、ウェブ１１の振動周波数が不変であれば、２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスは同じ周期で出現する。しかし、ノイズのために、ＭＨＰの波形には欠落が生じたり、信号として数えるべきでない波形が生じたりして、結果として２値化出力Ｄ（ｔ）の波形にも欠落や信号として数えるべきでない波形が生じ、２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスの計数結果に誤差が生じる。 15A and 15B are diagrams for explaining the correction principle of the counting result of the counter 87. FIG. 15A is a diagram showing the binarized output D (t). FIG. 15B is a diagram showing the counting result of the counter 87 corresponding to FIG.
Originally, the cycle of the binarized output D (t) varies depending on the vibration frequency of the web 11, but if the vibration frequency of the web 11 is unchanged, the pulse of the binarized output D (t) appears in the same cycle. However, due to noise, the MHP waveform may be missing or a waveform that should not be counted as a signal. As a result, the waveform of the binarized output D (t) should not be counted as a missing or signal. A waveform is generated, and an error occurs in the result of counting the pulses of the binarized output D (t).

信号の欠落が生じると、欠落が生じた箇所での２値化出力Ｄ（ｔ）の周期Ｔｗは、本来の周期のおよそ２倍になる。つまり、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期が基準周期Ｔ０のおよそ２倍以上の場合には、信号に欠落が生じていると判断できる。そこで、周期Ｔｗ以上の階級の度数の総和Ｎｗを信号が欠落した回数と見なし、このＮｗをカウンタ８７の計数結果Ｎｐに加算することで、信号の欠落を補正することができる。   When signal loss occurs, the cycle Tw of the binarized output D (t) at the location where the loss occurs is approximately twice the original cycle. That is, when the period of the binarized output D (t) is approximately twice or more than the reference period T0, it can be determined that the signal is missing. Therefore, it is possible to correct the loss of the signal by regarding the total sum Nw of the frequencies of the classes equal to or higher than the period Tw as the number of times the signal is lost and adding this Nw to the count result Np of the counter 87.

また、スパイクノイズなどによって本来の信号が分割された箇所での２値化出力Ｄ（ｔ）の周期Ｔｓは、本来の周期と比較して０．５倍よりも短い信号と０．５倍よりも長い信号の２つになる。つまり、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期が基準周期Ｔ０のおよそ０．５倍以下の場合には、信号を過剰に数えていると判断できる。そこで、周期Ｔｓ以下の階級の度数の総和Ｎｓを信号を過剰に数えた回数と見なし、このＮｓをカウンタ８７の計数結果Ｎｐから減算することで、誤って数えたノイズを補正することができる。以上が、式（１１）に示した計数結果の補正原理である。   Further, the cycle Ts of the binarized output D (t) at the portion where the original signal is divided by spike noise or the like is shorter than 0.5 times the signal shorter than the original cycle and 0.5 times. Becomes two of the long signals. That is, when the period of the binarized output D (t) is approximately 0.5 times or less of the reference period T0, it can be determined that the signals are excessively counted. Therefore, the sum Ns of the frequencies of the class having the period Ts or less is regarded as the number of times that the signal is excessively counted, and the Ns is subtracted from the count result Np of the counter 87, whereby the erroneously counted noise can be corrected. The above is the correction principle of the counting result shown in Expression (11).

周波数算出部８９は、補正部８８が計算した補正後の計数結果Ｎｐ’に基づいて、ウェブ１１の振動周波数ｆｓｉｇを次式のように算出する（図１０ステップＳ２０６）。
ｆｓｉｇ＝Ｎｐ’／Ｔ ・・・（１２） The frequency calculation unit 89 calculates the vibration frequency fsig of the web 11 as follows based on the corrected count result Np ′ calculated by the correction unit 88 (step S206 in FIG. 10).
fsig = Np ′ / T (12)

周波数算出部８９の算出結果は、記憶部８０に格納される。張力算出部９０は、速度算出部８２が算出したウェブ１１の速度Ｖと周波数算出部８９が算出したウェブ１１の振動周波数ｆｓｉｇとからウェブ１１の張力Ｆ［Ｎ］を次式のように算出する（図１０ステップＳ２０７）。
Ｆ＝Ｍ×Ｗ×（２×Ｓ×ｆｓｉｇ−Ｖ）2×１０-9 ・・・（１３） The calculation result of the frequency calculation unit 89 is stored in the storage unit 80. The tension calculator 90 calculates the tension F [N] of the web 11 from the speed V of the web 11 calculated by the speed calculator 82 and the vibration frequency fsig of the web 11 calculated by the frequency calculator 89 as follows. (FIG. 10, step S207).
F = M × W × (2 × S × fsig−V) 2 × 10 −9 (13)

式（１３）において、Ｍはウェブ１１の１ｍｍ幅あたりの単位質量［ｇ／ｍ］、Ｗはウェブ１１の幅［ｍｍ］、Ｓはウェブ１１のスパン［ｍｍ］、すなわち図２の送出側ガイド軸１００と受取側ガイド軸１０１間の距離である。なお、式（１３）では、ウェブ１１の速度Ｖをｍｍ／ｓの単位で用いている。   In Expression (13), M is a unit mass [g / m] per 1 mm width of the web 11, W is a width [mm] of the web 11, and S is a span [mm] of the web 11, that is, the delivery side guide of FIG. This is the distance between the shaft 100 and the receiving side guide shaft 101. In the formula (13), the speed V of the web 11 is used in units of mm / s.

以上で、演算部８の速度算出処理と張力算出処理とが終了する。表示部９は、演算部８が算出したウェブ１１の速度Ｖと張力Ｆとを表示する。
ウェブ搬送装置の制御部１０４は、演算部８の算出結果に基づいて、ウェブ１１の速度と張力とがそれぞれ所望の値になるように、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する。 Thus, the speed calculation process and the tension calculation process of the calculation unit 8 are completed. The display unit 9 displays the speed V and the tension F of the web 11 calculated by the calculation unit 8.
The control unit 104 of the web conveyance device controls the sending side motor driving unit and the receiving side motor driving unit based on the calculation result of the calculation unit 8 so that the speed and tension of the web 11 become desired values, respectively. To do.

次に、階級値と度数との積が最大となる階級値を基準周期Ｔ０とする理由について説明する。本実施の形態のように鉛直方向に沿ったウェブ１１の変位を２値化した２値化出力Ｄ（ｔ）を補正する場合においては、ウェブ１１の振動周期よりも周期が短い高周波ノイズの補正が重要になる。高周波ノイズが存在する場合に、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の分布の代表値として最頻値や中央値などを用いると、誤って振動周期よりも短いノイズの周期を基準として補正を掛けてしまう懸念がある。また、２値化出力Ｄ（ｔ）が計数結果Ｎα（ｔ）とＮα（ｔ−２）の大小関係で２値化されている場合、あるいは２値化出力Ｄ（ｔ）が計数結果ＮｕとＮｄの差の増減で２値化されている場合は、図１１（Ａ）の個数の最大値、最小値付近で判定が逆転し易く、２値化出力Ｄ（ｔ）が距離比例個数ＮＬとの大小関係で２値化されている場合は、図９（Ｂ）の個数が距離比例個数ＮＬ付近で、判定が逆転しやすいので、階級値が小さな度数がノイズとして混入し易い。そのため、振動周波数を算出するための一定時間Ｔの期間において、ある階級の信号が占める割合、つまり階級値と度数との積が最も大きい階級値を基準周期Ｔ０として、カウンタ８７の計数結果の補正を実施する。以上が、階級値と度数との積が最大となる階級値を基準周期Ｔ０とする理由である。   Next, the reason why the class value that maximizes the product of the class value and the frequency is set as the reference period T0 will be described. When correcting the binarized output D (t) obtained by binarizing the displacement of the web 11 along the vertical direction as in the present embodiment, correction of high-frequency noise having a period shorter than the vibration period of the web 11 Becomes important. When high-frequency noise exists, if the mode or median is used as the representative value of the distribution of the binarized output D (t), the correction is made with reference to the noise cycle shorter than the vibration cycle. There is a concern that it will multiply. Further, when the binarized output D (t) is binarized due to the magnitude relationship between the count result Nα (t) and Nα (t−2), or the binarized output D (t) is equal to the count result Nu. When binarization is performed by increasing / decreasing the difference in Nd, the judgment is easy to reverse in the vicinity of the maximum value and the minimum value of the number in FIG. 11A, and the binarized output D (t) is the distance proportional number NL. 9 is binarized, the number in FIG. 9B is in the vicinity of the distance proportional number NL, and the determination is easily reversed. Therefore, the frequency with a small class value is likely to be mixed as noise. Therefore, in the period of a certain time T for calculating the vibration frequency, the ratio of the signal of a certain class, that is, the class value having the largest product of the class value and the frequency is set as the reference period T0, and the count result of the counter 87 is corrected. To implement. The above is the reason why the class value that maximizes the product of the class value and the frequency is the reference period T0.

以上のように、本実施の形態では、ウェブ１１の張力を非接触式で計測できることから、鋼板のような曲げることが難しいウェブ１１にも適用することができ、ウェブ１１の種類によらずにウェブの張力を計測することができる。   As described above, in the present embodiment, since the tension of the web 11 can be measured in a non-contact manner, it can also be applied to the web 11 that is difficult to bend, such as a steel plate, regardless of the type of the web 11. Web tension can be measured.

また、本実施の形態では、外乱光に強いという利点を有する自己結合型レーザ計測器を用いてウェブ１１の張力を計測するので、マイクロフォンを用いてウェブの振動周波数を求める従来の方法に比べて、外乱に対する耐性を向上させることができる。また、本実施の形態では、ＭＨＰの計数結果を２値化し、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定して一定時間Ｔにおける周期の度数分布を作成し、周期の度数分布から２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の分布の代表値である基準周期Ｔ０を算出し、一定時間Ｔの期間において２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスの数を数え、度数分布から、基準周期Ｔ０の０．５倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと基準周期Ｔ０の１．５倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスの計数結果を補正することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の計数誤差を補正することができるので、ウェブ１１の振動周波数の計測精度を向上させることができ、結果としてウェブ１１の張力の計測精度を向上させることができる。   Further, in the present embodiment, since the tension of the web 11 is measured using a self-coupled laser measuring instrument having an advantage of being strong against disturbance light, it is compared with the conventional method for obtaining the vibration frequency of the web using a microphone. , Resistance to disturbance can be improved. In the present embodiment, the MHP count result is binarized, the period of the binarized output D (t) is measured to create a frequency distribution of periods at a fixed time T, and binary is obtained from the frequency distribution of periods. A reference period T0, which is a representative value of the period distribution of the digitized output D (t), is calculated, the number of pulses of the binarized output D (t) is counted in the period of the fixed time T, and the reference period T0 is calculated from the frequency distribution. The total sum Ns of the frequencies of the class that is 0.5 times or less and the total sum Nw of the frequencies of the class that is 1.5 times or more of the reference period T0 are obtained, and the binarized output D is obtained based on these frequencies Ns and Nw. Since the counting error of the binarized output D (t) can be corrected by correcting the counting result of the pulse of (t), the measurement accuracy of the vibration frequency of the web 11 can be improved, and as a result The tension measurement accuracy of the web 11 can be improved.

また、本実施の形態では、ウェブの張力と同時に、ウェブの速度を計測することができる。本実施の形態の張力・速度計測装置は、ドップラーレーザ速度計に比べて安価に実現することができる。   In the present embodiment, the web speed can be measured simultaneously with the web tension. The tension / velocity measuring apparatus of the present embodiment can be realized at a lower cost than the Doppler laser velocimeter.

なお、本実施の形態では、レーザ光をウェブ１１に対して斜方照射しているが、レーザ光をウェブ１１に対して垂直に照射してもよい。この場合は、ウェブ１１の速度を計測することはできないが、ウェブ１１の張力は上記と同様にして計測することができる。   In this embodiment, the laser beam is irradiated obliquely to the web 11, but the laser beam may be irradiated perpendicularly to the web 11. In this case, the speed of the web 11 cannot be measured, but the tension of the web 11 can be measured in the same manner as described above.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を第１の実施の形態と異なる方法で測定するものである。本実施の形態においても、張力・速度計測装置の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１、図７の符号を用いて説明する。図１６は本実施の形態の周期測定部８４の動作を説明するための図である。図１６において、Ｈ１は２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりを検出するためのしきい値、Ｈ２は２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりを検出するためのしきい値である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the period of the binarized output D (t) is measured by a method different from that in the first embodiment. Also in the present embodiment, the configuration of the tension / speed measurement device is the same as that of the first embodiment, and therefore, description will be made using the reference numerals in FIGS. FIG. 16 is a diagram for explaining the operation of the period measurement unit 84 of the present embodiment. In FIG. 16, H1 is a threshold value for detecting the rising edge of the binarized output D (t), and H2 is a threshold value for detecting the falling edge of the binarized output D (t).

本実施の形態の周期測定部８４は、記憶部８０に格納された２値化出力Ｄ（ｔ）をしきい値Ｈ１と比較することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりを検出すると共に、２値化出力Ｄ（ｔ）をしきい値Ｈ２と比較することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりを検出する。そして、周期測定部８４は、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりから次の立ち下がりまでの時間ｔｕｄを測定すると共に、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりから次の立ち上がりまでの時間ｔｄｕを測定することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定する。周期測定部８４は、このような測定を２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりまたは立ち下がりのどちらかが検出される度に行う。   The period measuring unit 84 of the present embodiment detects the rising edge of the binarized output D (t) by comparing the binarized output D (t) stored in the storage unit 80 with the threshold value H1. At the same time, the falling of the binarized output D (t) is detected by comparing the binarized output D (t) with the threshold value H2. Then, the period measuring unit 84 measures a time tud from the rising edge of the binarized output D (t) to the next falling edge, and time from the falling edge of the binarized output D (t) to the next rising edge. The period of the binarized output D (t) is measured by measuring tdu. The period measurement unit 84 performs such measurement each time either the rising or falling edge of the binarized output D (t) is detected.

以上のようにして、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期、より正確には半周期を測定することができる。２値化出力Ｄ（ｔ）の半周期を測定することにより、基準周期算出部８６が算出するＴ０も周期ではなく、正確には基準半周期Ｔ０となる。他の構成は第１の実施の形態と同様である。   As described above, the cycle of the binarized output D (t), more precisely, the half cycle can be measured. By measuring the half cycle of the binarized output D (t), T0 calculated by the reference cycle calculation unit 86 is not a cycle, but accurately becomes the reference half cycle T0. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を第１、第２の実施の形態と異なる方法で測定するものである。本実施の形態においても、張力・速度計測装置の構成は第１の実施の形態と同様であるので、図１、図７の符号を用いて説明する。 [Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, the period of the binarized output D (t) is measured by a method different from that in the first and second embodiments. Also in the present embodiment, the configuration of the tension / speed measurement device is the same as that of the first embodiment, and therefore, description will be made using the reference numerals in FIGS.

本実施の形態の周期測定部８４は、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりから次の立ち上がりまでの時間ｔｕｕを測定することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定すると共に、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち下がりから次の立ち下がりまでの時間ｔｄｄを測定することにより、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定する。周期測定部８４は、このような測定を２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がりまたは立ち下がりのどちらかが検出される度に行う。
以上のようにして、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を測定することができる。他の構成は第１の実施の形態と同様である。
なお、第１〜第３の実施の形態では、２値化出力Ｄ（ｔ）の立ち上がり立ち下がりを検出するためにしきい値を用いているが、これに限定されるものではなく、フリップフロップ回路によって検出してもよいし、前回値との比較によりソフトウェア的に検出してもよい。 The period measuring unit 84 of the present embodiment measures the period of the binarized output D (t) by measuring the time tu from the rise of the binarized output D (t) to the next rise, The period of the binarized output D (t) is measured by measuring the time tdd from the fall of the binarized output D (t) to the next fall. The period measurement unit 84 performs such measurement each time either the rising or falling edge of the binarized output D (t) is detected.
As described above, the cycle of the binarized output D (t) can be measured. Other configurations are the same as those of the first embodiment.
In the first to third embodiments, the threshold value is used to detect the rise and fall of the binarized output D (t). However, the present invention is not limited to this, and a flip-flop circuit is used. Or may be detected by software by comparison with the previous value.

［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。第１〜第３の実施の形態では、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布と２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスの数とを求める時間を一定時間Ｔとしたが、この時間を可変長にしてもよい。
図１７は本実施の形態の演算部８ａの構成の１例を示すブロック図である。演算部８ａは、記憶部８０と、距離比例個数算出部８１と、速度算出部８２と、２値化部８３と、周期測定部８４ａと、度数分布作成部８５ａと、基準周期算出部８６と、補正部８８ａと、周波数算出部８９ａと、張力算出部９０と、周期和算出部９１とから構成される。 [Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the first to third embodiments, the time for obtaining the frequency distribution of the cycle of the binarized output D (t) and the number of pulses of the binarized output D (t) is set to a certain time T. The time may be variable.
FIG. 17 is a block diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 8a of the present embodiment. The calculation unit 8a includes a storage unit 80, a distance proportional number calculation unit 81, a speed calculation unit 82, a binarization unit 83, a cycle measurement unit 84a, a frequency distribution creation unit 85a, and a reference cycle calculation unit 86. , A correction unit 88a, a frequency calculation unit 89a, a tension calculation unit 90, and a period sum calculation unit 91.

半導体レーザ１、フォトダイオード２、レーザドライバ４、電流−電圧変換増幅部５、フィルタ部６、信号抽出部７、距離比例個数算出部８１および速度算出部８２の動作は、第１の実施の形態と同じであるので、演算部８ａの張力算出処理について説明する。図１８は演算部８ａの張力算出処理を示すフローチャートである。   The operations of the semiconductor laser 1, the photodiode 2, the laser driver 4, the current-voltage conversion amplification unit 5, the filter unit 6, the signal extraction unit 7, the distance proportional number calculation unit 81, and the speed calculation unit 82 are the first embodiment. Therefore, the tension calculation process of the calculation unit 8a will be described. FIG. 18 is a flowchart showing the tension calculation process of the calculation unit 8a.

演算部８ａの２値化部８３は、第１の実施の形態と同様に、信号抽出部７の計数結果を２値化する（図１８ステップＳ２００）。
周期測定部８４ａは、記憶部８０に格納された２値化出力Ｄ（ｔ）の一定個数Ｎｐ（Ｎｐは２以上の自然数で、例えば１００）個のパルスについて、周期を測定する（図１８ステップＳ２０８）。２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の測定方法は、第１〜第３の実施の形態のいずれの方法を用いてもよい。周期測定部８４ａの測定結果は記憶部８０に格納される。周期測定部８４ａは、このような測定を２値化出力Ｄ（ｔ）の「１」のパルスがＮｐ個発生する度に行う。 Similarly to the first embodiment, the binarization unit 83 of the calculation unit 8a binarizes the count result of the signal extraction unit 7 (step S200 in FIG. 18).
The period measuring unit 84a measures the period of a predetermined number Np (Np is a natural number of 2 or more, for example, 100) pulses of the binarized output D (t) stored in the storage unit 80 (step in FIG. 18). S208). As a method for measuring the cycle of the binarized output D (t), any method of the first to third embodiments may be used. The measurement result of the period measurement unit 84a is stored in the storage unit 80. The period measuring unit 84a performs such measurement every time Np pulses of “1” of the binarized output D (t) are generated.

度数分布作成部８５ａは、２値化出力Ｄ（ｔ）の一定個数Ｎｐ個のパルスについて実施された周期測定部８４ａの測定結果から、周期の度数分布を作成する（図１８ステップＳ２０９）。度数分布作成部８５ａが作成した度数分布は、記憶部８０に格納される。度数分布作成部８５ａは、このような度数分布の作成を２値化出力Ｄ（ｔ）の「１」のパルスがＮｐ個発生する度に行う。
基準周期算出部８６の動作は、第１の実施の形態と同様である（図１８ステップＳ２０３）。 The frequency distribution creating unit 85a creates a frequency distribution of the period from the measurement result of the period measuring unit 84a performed on the fixed number Np pulses of the binarized output D (t) (step S209 in FIG. 18). The frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 85 a is stored in the storage unit 80. The frequency distribution creating unit 85a creates such a frequency distribution each time Np pulses of “1” of the binarized output D (t) are generated.
The operation of the reference period calculation unit 86 is the same as that in the first embodiment (step S203 in FIG. 18).

周期和算出部９１は、記憶部８０に格納された周期測定部８４ａの測定結果から、２値化出力Ｄ（ｔ）の一定個数Ｎｐ個のパルスについて測定された周期の総和Ｔを算出する（図１８ステップＳ２１０）。算出された周期の総和Ｔは、記憶部８０に格納される。
ただし、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の測定方法として、第３の実施の形態の方法を用いる場合には、算出した値の１／２を周期の総和Ｔとする。 The period sum calculation unit 91 calculates the total sum T of the periods measured for a certain number Np pulses of the binarized output D (t) from the measurement result of the period measurement unit 84a stored in the storage unit 80 ( FIG. 18 step S210). The calculated total sum T of the periods is stored in the storage unit 80.
However, when the method of the third embodiment is used as the method of measuring the period of the binarized output D (t), 1/2 of the calculated value is set as the total sum T of the periods.

補正部８８ａは、度数分布作成部８５ａが作成した度数分布から、基準周期Ｔ０の０．５倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと、基準周期Ｔ０の１．５倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、一定個数Ｎｐを式（１１）のように補正する（図１８ステップＳ２１１）。補正後の値Ｎｐ’は、記憶部８０に格納される。補正部８８ａは、このような補正を２値化出力Ｄ（ｔ）の「１」のパルスがＮｐ個発生する度に行う。   From the frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 85a, the correction unit 88a calculates the sum Ns of the frequencies of the class that is 0.5 times or less of the reference period T0 and the frequency of the class that is 1.5 times or more of the reference period T0. And a fixed number Np is corrected as shown in equation (11) (step S211 in FIG. 18). The corrected value Np ′ is stored in the storage unit 80. The correction unit 88a performs such correction every time Np pulses of “1” of the binarized output D (t) are generated.

周波数算出部８９ａは、補正部８８ａが算出した補正後の値Ｎｐ’と周期和算出部９１が算出した周期の総和Ｔに基づいて、ウェブ１１の振動周波数ｆｓｉｇを式（１２）のように算出する（図１８ステップＳ２１２）。   The frequency calculation unit 89a calculates the vibration frequency fsig of the web 11 as shown in Expression (12) based on the corrected value Np ′ calculated by the correction unit 88a and the total period T calculated by the period sum calculation unit 91. (Step S212 in FIG. 18).

張力算出部９０は、第１の実施の形態と同様にウェブ１１の張力Ｆを式（１３）のように算出する（図１８ステップＳ２０７）。
その他の構成は、第１の実施の形態と同じである。こうして、本実施の形態のように、演算部８の代わりに演算部８ａを用いる場合においても、ウェブ１１の張力の計測精度を向上させることができる。 The tension calculation unit 90 calculates the tension F of the web 11 as shown in Expression (13) as in the first embodiment (step S207 in FIG. 18).
Other configurations are the same as those of the first embodiment. Thus, even when the calculation unit 8a is used instead of the calculation unit 8 as in the present embodiment, the measurement accuracy of the tension of the web 11 can be improved.

第１の実施の形態では、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布と２値化出力Ｄ（ｔ）のパルスの数とを求める時間が一定時間Ｔで固定されているため、周期の総和が一定時間Ｔと一致しない場合がある。このため、第１の実施の形態では、ウェブ１１の張力に算出誤差が生じる可能性がある。
これに対して、本実施の形態では、周期和算出部９１で算出される周期の総和が式（１２）で用いる時間Ｔと等しくなるようにしたので、第１の実施の形態と同様の効果が得られるだけでなく、ウェブ１１の張力の計測精度をさらに向上させることができる。 In the first embodiment, since the time for obtaining the frequency distribution of the period of the binarized output D (t) and the number of pulses of the binarized output D (t) is fixed at a certain time T, the period May not coincide with the fixed time T. For this reason, in the first embodiment, a calculation error may occur in the tension of the web 11.
On the other hand, in the present embodiment, the total sum of the cycles calculated by the cycle sum calculation unit 91 is made equal to the time T used in the equation (12), so the same effect as that of the first embodiment. As well as the tension measurement accuracy of the web 11 can be further improved.

なお、ウェブ１１の振動周波数ｆｓｉｇを求める際の母集団のＴについて、母集団の境目に前記のＮｓに該当するパルスがあると、図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）のように凹凸両方のノイズの可能性が考えられるが、凹のノイズなのか凸のノイズなのか判断できないためＮｓの短いパルスが本来Ｔに含まれるものか否かを判断することが困難であるため、Ｔに誤差が生じる可能性がある。図１９（Ａ）はノイズがない場合、図１９（Ｂ）はＮｓに該当する凹のノイズ１９０が存在する場合、図１９（Ｃ）はＮｓに該当する凸のノイズ１９１が存在する場合を示している。そこで、図１９（Ｂ）、図１９（Ｃ）のような場合には、Ｔの境目の前後にＮｓのパルスがないようにＴを選択すると良い。   When there is a pulse corresponding to the above Ns at the boundary of the population of the population T when the vibration frequency fsig of the web 11 is obtained, both unevenness as shown in FIGS. 19 (B) and 19 (C). However, it is difficult to determine whether a pulse with a short Ns is included in T because it cannot be determined whether it is concave noise or convex noise. May occur. 19A shows the case where there is no noise, FIG. 19B shows the case where there is a concave noise 190 corresponding to Ns, and FIG. 19C shows the case where there is a convex noise 191 corresponding to Ns. ing. Therefore, in the cases shown in FIGS. 19B and 19C, it is preferable to select T so that there is no Ns pulse before and after the T boundary.

［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、信号抽出部の別の構成例を示すものである。図２０は本実施の形態の信号抽出部７ａの構成の１例を示すブロック図である。信号抽出部７ａは、判定部７１と、論理積演算部（ＡＮＤ）７２と、カウンタ７３と、計数結果補正部７４と、記憶部７５とから構成される。判定部７１とＡＮＤ７２とカウンタ７３とは、干渉波形計数手段を構成している。 [Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. The present embodiment shows another configuration example of the signal extraction unit. FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the signal extraction unit 7a of the present embodiment. The signal extraction unit 7 a includes a determination unit 71, an AND operation unit (AND) 72, a counter 73, a counting result correction unit 74, and a storage unit 75. The determination unit 71, the AND 72, and the counter 73 constitute interference waveform counting means.

図２１は計数結果補正部７４の構成の１例を示すブロック図である。計数結果補正部７４は、周期測定部７４０と、度数分布作成部７４１と、代表値算出部７４２と、補正値算出部７４３とから構成される。   FIG. 21 is a block diagram showing an example of the configuration of the counting result correction unit 74. The counting result correction unit 74 includes a period measurement unit 740, a frequency distribution creation unit 741, a representative value calculation unit 742, and a correction value calculation unit 743.

図２２（Ａ）〜図２２（Ｆ）は信号抽出部７ａの動作を説明するための図であり、図２２（Ａ）はフィルタ部６の出力電圧の波形、すなわちＭＨＰの波形を模式的に示す図、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）に対応する判定部７１の出力を示す図、図２２（Ｃ）は信号抽出部７ａに入力されるゲート信号ＧＳを示す図、図２２（Ｄ）は図２２（Ｂ）に対応するカウンタ７３の計数結果を示す図、図２２（Ｅ）は信号抽出部７ａに入力されるクロック信号ＣＬＫを示す図、図２２（Ｆ）は図２２（Ｂ）に対応する周期測定部７４０の測定結果を示す図である。   22A to 22F are diagrams for explaining the operation of the signal extraction unit 7a, and FIG. 22A schematically illustrates the waveform of the output voltage of the filter unit 6, that is, the waveform of MHP. 22B is a diagram illustrating the output of the determination unit 71 corresponding to FIG. 22A, FIG. 22C is a diagram illustrating the gate signal GS input to the signal extraction unit 7a, and FIG. FIG. 22D is a diagram illustrating the counting result of the counter 73 corresponding to FIG. 22B, FIG. 22E is a diagram illustrating the clock signal CLK input to the signal extraction unit 7a, and FIG. It is a figure which shows the measurement result of the period measurement part 740 corresponding to B).

まず、信号抽出部７ａの判定部７１は、図２２（Ａ）に示すフィルタ部６の出力電圧がハイレベル（Ｈ）かローレベル（Ｌ）かを判定して、図２２（Ｂ）のような判定結果を出力する。このとき、判定部７１は、フィルタ部６の出力電圧が上昇してしきい値ＴＨ１以上になったときにハイレベルと判定し、フィルタ部６の出力電圧が下降してしきい値ＴＨ２（ＴＨ２＜ＴＨ１）以下になったときにローレベルと判定することにより、フィルタ部６の出力を２値化する。   First, the determination unit 71 of the signal extraction unit 7a determines whether the output voltage of the filter unit 6 shown in FIG. 22A is high level (H) or low level (L), as shown in FIG. The correct judgment result is output. At this time, the determination unit 71 determines the high level when the output voltage of the filter unit 6 rises to be equal to or higher than the threshold value TH1, and the output voltage of the filter unit 6 decreases to the threshold value TH2 (TH2). <TH1) The output of the filter unit 6 is binarized by determining the low level when it becomes below.

ＡＮＤ７２は、判定部７１の出力と図２２（Ｃ）のようなゲート信号ＧＳとの論理積演算の結果を出力し、カウンタ７３は、ＡＮＤ７２の出力の立ち上がりをカウントする（図２２（Ｄ））。ここで、ゲート信号ＧＳは、計数期間（本実施の形態では第１の発振期間Ｐ１または第２の発振期間Ｐ２）の先頭で立ち上がり、計数期間の終わりで立ち下がる信号である。したがって、カウンタ７３は、計数期間中のＡＮＤ７２の出力の立ち上がりエッジの数（すなわち、ＭＨＰの立ち上がりエッジの数）を数えることになる。   The AND 72 outputs a logical product operation result of the output of the determination unit 71 and the gate signal GS as shown in FIG. 22C, and the counter 73 counts the rising edge of the output of the AND 72 (FIG. 22D). . Here, the gate signal GS is a signal that rises at the beginning of the counting period (in the present embodiment, the first oscillation period P1 or the second oscillation period P2) and falls at the end of the counting period. Therefore, the counter 73 counts the number of rising edges of the output of the AND 72 during the counting period (that is, the number of rising edges of MHP).

一方、計数結果補正部７４の周期測定部７４０は、計数期間中のＡＮＤ７２の出力の立ち上がりエッジの周期（すなわち、ＭＨＰの周期）を立ち上がりエッジが発生する度に測定する。このとき、周期測定部７４０は、図２２（Ｅ）に示すクロック信号ＣＬＫの周期を１単位としてＭＨＰの周期を測定する。図２２（Ｆ）の例では、周期測定部７４０は、ＭＨＰの周期としてＴα，Ｔβ，Ｔγを順次測定している。図２２（Ｅ）、図２２（Ｆ）から明らかなように、周期Ｔα，Ｔβ，Ｔγの大きさは、それぞれ５クロック、４クロック、２クロックである。クロック信号ＣＬＫの周波数は、ＭＨＰの取り得る最高周波数に対して十分に高いものとする。
記憶部７５は、カウンタ７３の計数結果と周期測定部７４０の測定結果を記憶する。 On the other hand, the period measuring unit 740 of the counting result correcting unit 74 measures the period of the rising edge of the output of the AND 72 during the counting period (that is, the MHP period) every time a rising edge occurs. At this time, the period measuring unit 740 measures the MHP period with the period of the clock signal CLK shown in FIG. In the example of FIG. 22F, the period measurement unit 740 sequentially measures Tα, Tβ, and Tγ as MHP periods. As is clear from FIGS. 22E and 22F, the periods Tα, Tβ, and Tγ are 5 clocks, 4 clocks, and 2 clocks, respectively. The frequency of the clock signal CLK is assumed to be sufficiently higher than the highest frequency that the MHP can take.
The storage unit 75 stores the count result of the counter 73 and the measurement result of the period measurement unit 740.

ゲート信号ＧＳが立ち下がり、計数期間が終了した後、計数結果補正部７４の度数分布作成部７４１は、記憶部７５に記憶された測定結果から計数期間中のＭＨＰの周期の度数分布を作成する。
続いて、計数結果補正部７４の代表値算出部７４２は、度数分布作成部７４１が作成した度数分布から、ＭＨＰの周期の中央値（メジアン）Ｔ０を算出する。 After the gate signal GS falls and the counting period ends, the frequency distribution creation unit 741 of the counting result correction unit 74 creates a frequency distribution of the MHP period during the counting period from the measurement result stored in the storage unit 75. .
Subsequently, the representative value calculation unit 742 of the counting result correction unit 74 calculates the median value (median) T0 of the MHP cycle from the frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 741.

計数結果補正部７４の補正値算出部７４３は、度数分布作成部７４１が作成した度数分布から、周期の中央値Ｔ０の０．５倍以下である階級の度数の総和Ｎｓａと、周期の中央値Ｔ０の１．５倍以上である階級の度数の総和Ｎｗａとを求め、カウンタ７３の計数結果を次式のように補正する。
Ｎａ’＝Ｎａ−Ｎｓａ＋Ｎｗａ ・・・（１４） The correction value calculation unit 743 of the counting result correction unit 74 uses the frequency distribution created by the frequency distribution creation unit 741 to sum the frequency Nssa of the class that is 0.5 times or less the median value T0 of the cycle and the median value of the cycle. A total sum Nwa of class frequencies that is 1.5 times or more of T0 is obtained, and the count result of the counter 73 is corrected as in the following equation.
Na ′ = Na−Nsa + Nwa (14)

式（１４）において、Ｎａはカウンタ７３の計数結果であるＭＨＰの数、Ｎａ’は補正後の計数結果である。式（１４）に示した計数結果の補正原理は、図１５を用いて説明した、カウンタ８７の計数結果の補正原理と同じである。   In Equation (14), Na is the number of MHPs that are the counting result of the counter 73, and Na 'is the corrected counting result. The correction principle of the counting result shown in Expression (14) is the same as the correction principle of the counting result of the counter 87 described with reference to FIG.

補正値算出部７４３は、式（１４）により計算した補正後の計数結果Ｎａ’の値を演算部８，８ａに出力する。信号抽出部７ａは、以上のような処理を第１の発振期間Ｐ１と第２の発振期間Ｐ２の各々について行う。なお、本実施の形態では、ＭＨＰの周期の代表値として中央値を用いたが、ＭＨＰの周期の代表値として最頻値を用いてもよい。   The correction value calculation unit 743 outputs the value of the corrected count result Na ′ calculated by the equation (14) to the calculation units 8 and 8a. The signal extraction unit 7a performs the above processing for each of the first oscillation period P1 and the second oscillation period P2. In the present embodiment, the median value is used as the representative value of the MHP cycle, but the mode value may be used as the representative value of the MHP cycle.

以上、本実施の形態で説明した信号抽出部７ａを、第１〜第４の実施の形態において、信号抽出部７の代わりに使用することが可能である。
信号抽出部７ａによれば、計数期間中のＭＨＰの周期を測定し、この測定結果から計数期間中のＭＨＰの周期の度数分布を作成し、度数分布からＭＨＰの周期の代表値を算出し、度数分布から、代表値の０．５倍以下である階級の度数の総和Ｎｓａと、代表値の１．５倍以上である階級の度数の総和Ｎｗａとを求め、これらの度数ＮｓａとＮｗａに基づいてカウンタの計数結果を補正することにより、ＭＨＰの計数誤差を補正することができるので、ウェブ１１の速度および張力の計測精度を更に向上させることができる。 As described above, the signal extraction unit 7a described in the present embodiment can be used in place of the signal extraction unit 7 in the first to fourth embodiments.
According to the signal extraction unit 7a, the period of the MHP in the counting period is measured, a frequency distribution of the period of the MHP in the counting period is created from the measurement result, a representative value of the period of the MHP is calculated from the frequency distribution, From the frequency distribution, a sum Nsa of class frequencies that is 0.5 times or less of the representative value and a sum Nwa of class frequencies that are 1.5 times or more of the representative value are obtained, and based on these frequencies Nsa and Nwa. By correcting the counting result of the counter, the MHP counting error can be corrected, so that the measurement accuracy of the speed and tension of the web 11 can be further improved.

［第６の実施の形態］
次に、本発明の第６の実施の形態について説明する。第１〜第５の実施の形態では、ウェブ１１の速度や半導体レーザ１とウェブ１１との距離がおおよそ分かっていることを前提にしているが、ウェブ１１の速度やウェブ１１との距離が分かっていない場合、距離比例個数ＮＬを誤算出する可能性があり、結果としてウェブ１１の速度および張力を誤算出する可能性がある。本実施の形態は、このような場合に対応するものである。 [Sixth Embodiment]
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the first to fifth embodiments, it is assumed that the speed of the web 11 and the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 are roughly known. However, the speed of the web 11 and the distance from the web 11 are known. If not, the distance proportional number NL may be erroneously calculated, and as a result, the speed and tension of the web 11 may be erroneously calculated. The present embodiment corresponds to such a case.

図２３は本実施の形態の演算部８ｂの構成の１例を示すブロック図である。演算部８ｂは、記憶部８０と、距離比例個数算出部８１ｂと、速度算出部８２と、２値化部８３と、周期測定部８４と、度数分布作成部８５と、基準周期算出部８６と、カウンタ８７と、補正部８８と、周波数算出部８９と、張力算出部９０と、信号抽出部７の計数結果Ｎｕ，Ｎｄの増減方向の一致不一致あるいは計数結果Ｎｕ，Ｎｄの平均値の変化に応じて、信号抽出部７の最新の計数結果に正負の符号を付与する符号付与部９２とから構成される。張力・速度計測装置の全体の構成は第１の実施の形態と同じでよい。   FIG. 23 is a block diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 8b of the present embodiment. The calculation unit 8b includes a storage unit 80, a distance proportional number calculation unit 81b, a speed calculation unit 82, a binarization unit 83, a cycle measurement unit 84, a frequency distribution creation unit 85, and a reference cycle calculation unit 86. The counter 87, the correction unit 88, the frequency calculation unit 89, the tension calculation unit 90, the coincidence mismatch in the increase / decrease direction of the count results Nu and Nd of the signal extraction unit 7, or the change in the average value of the count results Nu and Nd. Correspondingly, it is composed of a sign assigning unit 92 for assigning a positive or negative sign to the latest count result of the signal extracting unit 7. The overall configuration of the tension / speed measuring device may be the same as that of the first embodiment.

半導体レーザ１、フォトダイオード２、レーザドライバ４、電流−電圧変換増幅部５、フィルタ部６、信号抽出部７、速度算出部８２、２値化部８３、周期測定部８４、度数分布作成部８５、基準周期算出部８６、カウンタ８７、補正部８８、周波数算出部８９および張力算出部９０の動作は、第１の実施の形態と同じであるので、距離比例個数算出部８１ｂと符号付与部９２の動作について説明する。   Semiconductor laser 1, photodiode 2, laser driver 4, current-voltage conversion amplification unit 5, filter unit 6, signal extraction unit 7, speed calculation unit 82, binarization unit 83, period measurement unit 84, frequency distribution creation unit 85 Since the operations of the reference period calculation unit 86, the counter 87, the correction unit 88, the frequency calculation unit 89, and the tension calculation unit 90 are the same as those in the first embodiment, the distance proportional number calculation unit 81b and the code addition unit 92 are performed. Will be described.

距離比例個数算出部８１ｂは、ウェブ１１の速度および張力の計測開始初期には、第１の実施の形態と同様に、式（２）を用いて距離比例個数ＮＬを算出するが、途中からは式（２）の代わりに後述する符号付き計数結果を用いる次式により距離比例個数ＮＬを算出する。
ＮＬ＝（Ｎｕ’＋Ｎｄ’）／２ ・・・（１５） The distance proportional number calculation unit 81b calculates the distance proportional number NL using the equation (2) at the initial stage of the measurement of the speed and tension of the web 11 as in the first embodiment. The distance proportional number NL is calculated by the following formula using a signed count result described later instead of the formula (2).
NL = (Nu ′ + Nd ′) / 2 (15)

式（１５）において、Ｎｕ’は計数結果Ｎｕに後述する符号付与処理を施した後の符号付き計数結果、Ｎｄ’は計数結果Ｎｄに符号付与処理を施した後の符号付き計数結果である。式（１５）が使用されるのは、符号付与部９２が符号付き計数結果を出力したとき以降である。
距離比例個数ＮＬは、記憶部８０に格納される。距離比例個数算出部８１ｂは、以上のような距離比例個数ＮＬの算出処理を、信号抽出部７によってＭＨＰの数が測定される時刻毎（発振期間毎）に行う。 In Expression (15), Nu ′ is a signed count result after applying the sign addition process described later to the count result Nu, and Nd ′ is a signed count result after applying the sign addition process to the count result Nd. The expression (15) is used after the sign providing unit 92 outputs a signed count result.
The distance proportional number NL is stored in the storage unit 80. The distance proportional number calculation unit 81b performs the above-described calculation process of the distance proportional number NL at each time (every oscillation period) when the number of MHPs is measured by the signal extraction unit 7.

次に、符号付与部９２は、信号抽出部７の計数結果Ｎｕ，Ｎｄの増減方向の一致不一致、あるいは計数結果Ｎｕ，Ｎｄの平均値の変化に基づいて、信号抽出部７の最新の計数結果に正負の符号を付与する。図２４（Ａ）、図２４（Ｂ）、図２５（Ａ）、図２５（Ｂ）は符号付与部９２の動作を説明するための図であり、図２４（Ａ）、図２５（Ｂ）は半導体レーザ１の発振波長の時間変化を示す図、図２４（Ｂ）、図２５（Ｂ）は信号抽出部７の計数結果の時間変化を示す図である。なお、図２４（Ｂ）、図２５（Ｂ）の例では、計数結果Ｎｕが、半導体レーザ１の照射面から、光源である半導体レーザ１との間にある決まった波の数を含む波面の位置の変位方向がウェブ１１の速度方向と対向しているときの計数結果Ｎαである場合を示している。   Next, the sign assigning unit 92 determines the latest count result of the signal extraction unit 7 based on the coincidence / mismatch of the count results Nu and Nd in the increase / decrease direction of the signal extraction unit 7 or the average value of the count results Nu and Nd. Is given a positive or negative sign. 24 (A), 24 (B), 25 (A), and 25 (B) are diagrams for explaining the operation of the code assigning unit 92, and FIG. 24 (A) and FIG. 25 (B). FIG. 24 is a diagram showing a change with time of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, and FIGS. 24B and 25B are diagrams showing a change with time of the counting result of the signal extraction unit 7. In the example of FIGS. 24B and 25B, the counting result Nu has a wavefront including a fixed number of waves between the irradiation surface of the semiconductor laser 1 and the semiconductor laser 1 as the light source. The case where the displacement direction of the position is the counting result Nα when facing the speed direction of the web 11 is shown.

ウェブ１１の振動に伴う半導体レーザ１とウェブ１１との距離変化率が半導体レーザ１の発振波長変化率よりも小さく、ウェブ１１が鉛直方向に沿って単振動している場合、第１の発振期間Ｐ１の計数結果Ｎｕの時間変化と第２の発振期間Ｐ２の計数結果Ｎｄの時間変化は、図２４（Ｂ）に示すように互いの位相差が１８０度の正弦波形となる。上記のように、このときのウェブ１１の状態を微小変位状態とする。   When the rate of change of the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 due to the vibration of the web 11 is smaller than the rate of change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 and the web 11 is oscillating simply along the vertical direction, the first oscillation period The time change of the count result Nu of P1 and the time change of the count result Nd of the second oscillation period P2 are sinusoidal waveforms having a phase difference of 180 degrees as shown in FIG. As described above, the state of the web 11 at this time is a minute displacement state.

一方、半導体レーザ１とウェブ１１との距離変化率が半導体レーザ１の発振波長変化率よりも大きい場合、計数結果Ｎｄの時間変化は、図２５（Ｂ）の負側の波形２５０が正側の波形２５１に折り返された形になる。特開２００６−３１３０８０号公報では、この計数結果の折り返しが生じている部分におけるウェブ１１の状態を変位状態としている。一方、計数結果の折り返しが生じていない部分におけるウェブ１１の状態は、上記の微小変位状態である。   On the other hand, when the rate of change in the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 is greater than the rate of change in the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1, the time change of the counting result Nd is such that the negative waveform 250 in FIG. The waveform is folded back into a waveform 251. In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2006-31080, the state of the web 11 in the portion where the counting result is folded is defined as a displacement state. On the other hand, the state of the web 11 in the portion where the counting result is not folded is the above-described minute displacement state.

計数結果の折り返しが生じている部分において、計数結果をそのまま用いて距離比例個数ＮＬを算出すると、距離比例個数ＮＬが本来の値と異なる値になる。
つまり、距離比例個数ＮＬを正しく求めるためには、ウェブ１１が変位状態であるか微小変位状態であるかを判定し、ウェブ１１が変位状態である場合には、正側に折り返されている計数結果に負の符号を付与する補正を行う必要がある。 If the distance proportional number NL is calculated using the count result as it is in the portion where the counting result is folded, the distance proportional number NL becomes a value different from the original value.
That is, in order to correctly determine the distance proportional number NL, it is determined whether the web 11 is in a displaced state or a minutely displaced state. If the web 11 is in a displaced state, the count that is folded back to the positive side. It is necessary to perform correction to give a negative sign to the result.

符号付与部９２は、図２４（Ｂ）に示すように計数結果Ｎｕの時間変化と計数結果Ｎｄの時間変化が同相でない場合、信号抽出部７の現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）に正の符号を付与した符号付き計数結果Ｎ’（ｔ）を出力し、図２５（Ｂ）に示すように計数結果Ｎｕの時間変化と計数結果Ｎｄの時間変化が同相である場合、現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）に負の符号を付与した符号付き計数結果Ｎ’（ｔ）を出力する。   When the time change of the count result Nu and the time change of the count result Nd are not in phase as shown in FIG. 24B, the sign assigning unit 92 corrects the count result N (t) at the current time t of the signal extraction unit 7. The signed count result N ′ (t) with the sign of is output, and when the time change of the count result Nu and the time change of the count result Nd are in phase as shown in FIG. A signed count result N ′ (t) obtained by adding a negative sign to the count result N (t) is output.

現時刻ｔの計数結果がＮｕであれば、計数結果Ｎｕの増減は、現時刻ｔの計数結果Ｎｕ（ｔ）と２回前の計数結果Ｎｕ（ｔ−２）との差Ｎｕ（ｔ）−Ｎｕ（ｔ−２）の符号で判別することができ、計数結果Ｎｄの増減は、１回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−１）と３回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−３）との差Ｎｄ（ｔ−１）−Ｎｄ（ｔ−３）の符号で判別することができる。一方、現時刻ｔの計数結果がＮｄであれば、計数結果Ｎｕの増減は、１回前の計数結果Ｎｕ（ｔ−１）と３回前の計数結果Ｎｕ（ｔ−３）との差Ｎｕ（ｔ−１）−Ｎｕ（ｔ−３）の符号で判別することができ、計数結果Ｎｄの増減は、現時刻ｔの計数結果Ｎｄ（ｔ）と２回前の計数結果Ｎｄ（ｔ−２）との差Ｎｄ（ｔ）−Ｎｄ（ｔ−２）の符号で判別することができる。   If the count result at the current time t is Nu, the increase / decrease in the count result Nu is the difference Nu (t) − between the count result Nu (t) at the current time t and the count result Nu (t−2) two times before. It can be determined by the sign of Nu (t−2), and the increase / decrease in the count result Nd is the difference between the count result Nd (t−1) one time before and the count result Nd (t−3) three times before. It can be determined by the sign of Nd (t-1) -Nd (t-3). On the other hand, if the counting result at the current time t is Nd, the increase / decrease in the counting result Nu is the difference Nu between the counting result Nu (t−1) one time before and the counting result Nu (t−3) three times before. (T−1) −Nu (t−3) can be discriminated, and the increase / decrease in the count result Nd is the count result Nd (t) at the current time t and the count result Nd (t−2) two times before. ) And the difference Nd (t) −Nd (t−2).

このような増減の判別の結果、計数結果Ｎｕ，Ｎｄが共に増加している場合あるいは共に減少している場合は、計数結果Ｎｕの時間変化と計数結果Ｎｄの時間変化が同相であり、ウェブ１１が変位状態であると判断することができる。また、計数結果Ｎｕ，Ｎｄのどちらか一方が増加していて他方が減少している場合は、計数結果Ｎｕの時間変化と計数結果Ｎｄの時間変化が同相でなく、ウェブ１１が変位状態でないと判断することができる。   When the counting results Nu and Nd both increase or decrease as a result of such increase / decrease discrimination, the time change of the counting result Nu and the time change of the counting result Nd are in phase, and the web 11 Can be determined to be in a displaced state. Further, when either one of the counting results Nu and Nd increases and the other decreases, the time change of the counting result Nu and the time change of the counting result Nd are not in phase, and the web 11 is not in a displaced state. Judgment can be made.

また、図２５（Ｂ）で説明したような計数結果の折り返しが生じると、計数結果Ｎｕ，Ｎｄの平均値に変化が生じる。そこで、符号付与部９２は、計数結果Ｎｕ，Ｎｄの平均値の変化に応じて信号抽出部７の最新の計数結果に正負の符号を付与するようにしてもよい。   Further, when the counting result is turned back as described with reference to FIG. 25B, the average value of the counting results Nu and Nd changes. Therefore, the sign assigning unit 92 may assign a positive or negative sign to the latest count result of the signal extraction unit 7 in accordance with a change in the average value of the count results Nu and Nd.

この場合、符号付与部９２は、現時刻ｔ以前に求めた計数結果Ｎｕの最新の平均値がこの値よりも前に求めた計数結果Ｎｕの平均値に対して所定のしきい値以内であり、かつ現時刻ｔ以前に求めた計数結果Ｎｄの最新の平均値がこの値よりも前に求めた計数結果Ｎｕの平均値に対して所定のしきい値以内である場合、現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）に正の符号を付与した符号付き計数結果Ｎ’（ｔ）を出力する。また、符号付与部９２は、現時刻ｔ以前に求めた計数結果Ｎｕの最新の平均値がこの値よりも前に求めた計数結果Ｎｕの平均値に対して所定のしきい値を超えて変化したり、現時刻ｔ以前に求めた計数結果Ｎｄの最新の平均値がこの値よりも前に求めた計数結果Ｎｕの平均値に対して所定のしきい値を超えて変化したりした場合、現時刻ｔの計数結果Ｎ（ｔ）に負の符号を付与した符号付き計数結果Ｎ’（ｔ）を出力する。   In this case, the sign assigning unit 92 is such that the latest average value of the count results Nu obtained before the current time t is within a predetermined threshold with respect to the average value of the count results Nu obtained before this value. When the latest average value of the count results Nd obtained before the current time t is within a predetermined threshold with respect to the average value of the count results Nu obtained before this value, the count at the current time t A signed count result N ′ (t) obtained by adding a positive sign to the result N (t) is output. In addition, the sign assigning unit 92 changes the latest average value of the counting results Nu obtained before the current time t beyond a predetermined threshold with respect to the average value of the counting results Nu obtained before this value. Or when the latest average value of the counting results Nd obtained before the current time t changes beyond the predetermined threshold with respect to the average value of the counting results Nu obtained before this value, A signed count result N ′ (t) obtained by adding a negative sign to the count result N (t) at the current time t is output.

符号付き計数結果Ｎ’（ｔ）は、記憶部８０に格納される。符号付与部９２は、以上のような符号付与処理を、信号抽出部７によってＭＨＰの数が測定される時刻毎（発振期間毎）に行う。   The signed count result N ′ (t) is stored in the storage unit 80. The code assigning unit 92 performs the above-described code assigning process at each time (every oscillation period) when the number of MHPs is measured by the signal extracting unit 7.

以上のように、本実施の形態では、ウェブ１１の速度や半導体レーザ１とウェブ１１との距離が分かっていない場合であっても対応することができ、ウェブ１１の速度および張力を誤算出する可能性を低減することができる。
なお、本実施の形態では、演算部８ｂを第１の実施の形態に適用しているが、他の実施の形態に適用してもよいことは言うまでもない。 As described above, in the present embodiment, even when the speed of the web 11 and the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11 are not known, it can be dealt with, and the speed and tension of the web 11 are erroneously calculated. The possibility can be reduced.
In the present embodiment, the calculation unit 8b is applied to the first embodiment, but it goes without saying that it may be applied to other embodiments.

［第７の実施の形態］
次に、本発明の第７の実施の形態について説明する。図２６は本実施の形態の演算部８ｃの構成の１例を示すブロック図である。演算部８ｃは、記憶部８０と、距離比例個数算出部８１と、速度算出部８２と、２値化部８３と、周期測定部８４と、周期分別部９３と、判定部９４とから構成される。
なお、図２６における１０５は、演算部８ｃと共にウェブ搬送装置の制御部１０４内に設けられる速度・周波数制御部である。 [Seventh Embodiment]
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described. FIG. 26 is a block diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 8c of the present embodiment. The calculation unit 8c includes a storage unit 80, a distance proportional number calculation unit 81, a speed calculation unit 82, a binarization unit 83, a cycle measurement unit 84, a cycle sorting unit 93, and a determination unit 94. The
In addition, 105 in FIG. 26 is a speed / frequency control part provided in the control part 104 of a web conveyance apparatus with the calculating part 8c.

半導体レーザ１、フォトダイオード２、レーザドライバ４、電流−電圧変換増幅部５、フィルタ部６、信号抽出部７、距離比例個数算出部８１、速度算出部８２、２値化部８３および周期測定部８４の動作は、第１の実施の形態と同じであるので、周期分別部９３と判定部９４の動作について説明する。   Semiconductor laser 1, photodiode 2, laser driver 4, current-voltage conversion amplification unit 5, filter unit 6, signal extraction unit 7, distance proportional number calculation unit 81, velocity calculation unit 82, binarization unit 83, and period measurement unit Since the operation 84 is the same as that in the first embodiment, the operations of the period separation unit 93 and the determination unit 94 will be described.

周期分別部９３は、ウェブ１１に所望の張力が掛かっているときの２値化出力Ｄ（ｔ）の周期（以下、目標周期Ｔｈと呼ぶ）に基づく値により２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数を分別する。すなわち、周期分別部９３は、周期測定部８４によって測定された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期ＴＤの度数を、目標周期Ｔｈの０．５倍未満（０．５Ｔｈ＞ＴＤ）の周期の度数Ｎ１と、目標周期Ｔｈの０．５倍以上かつ目標周期Ｔｈ未満（０．５Ｔｈ≦ＴＤ＜Ｔｈ）の周期の度数Ｎ２と、目標周期Ｔｈ以上かつ目標周期Ｔｈの１．５倍未満（Ｔｈ≦ＴＤ＜１．５Ｔｈ）の周期の度数Ｎ３と、目標周期Ｔｈの１．５倍以上（１．５Ｔｈ≦ＴＤ）の周期の度数Ｎ４の４つに分別する。   The period sorting unit 93 determines the binarized output D (t) based on a value based on the period of the binarized output D (t) when the web 11 is under a desired tension (hereinafter referred to as a target period Th). Sort the frequency of the cycle. That is, the cycle sorting unit 93 sets the frequency of the cycle TD of the binarized output D (t) measured by the cycle measurement unit 84 to a cycle less than 0.5 times the target cycle Th (0.5Th> TD). The frequency N1, the frequency N2 of a period not less than 0.5 times the target period Th and less than the target period Th (0.5Th ≦ TD <Th), and not less than 1.5 times the target period Th (Th) ≦ TD <1.5 Th), and frequency N3 of the cycle, and frequency N4 of 1.5 times or more of the target cycle Th (1.5Th ≦ TD).

以上のようにして、周期分別部９３は、周期測定部８４によって測定された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数を分別する。周期分別部９３は、一定期間ごとに周期の度数を分別する。周期分別部９３の分別結果は、記憶部８０に格納される。   As described above, the period separation unit 93 separates the frequency of the period of the binarized output D (t) measured by the period measurement unit 84. The cycle sorting unit 93 sorts the frequency of the cycle every fixed period. The sorting result of the period sorting unit 93 is stored in the storage unit 80.

次に、判定部９４は、周期分別部９３の分別結果からウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いか低いかを判定する。目標周波数は、ウェブ１１に所望の張力が掛かっているときのウェブ１１の振動周波数である。判定部９４は、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）との大小を比較し、度数Ｎ１が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ４が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。また、判定部９４は、度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合、度数Ｎ２とＮ３の大小を比較し、度数Ｎ３よりも度数Ｎ２が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ２よりも度数Ｎ３が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。   Next, the determination unit 94 determines whether the vibration frequency of the web 11 is higher or lower than the target frequency from the classification result of the period classification unit 93. The target frequency is a vibration frequency of the web 11 when a desired tension is applied to the web 11. The determination unit 94 compares the magnitudes N1 and N4 of the cycle of the binarized output D (t) with the sum of the frequencies (N2 + N3), and when the frequency N1 is the largest, the vibration frequency of the web 11 is greater than the target frequency. If the frequency N4 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. The determination unit 94 compares the frequencies N2 and N3 when the sum of frequencies (N2 + N3) is the largest. If the frequency N2 is greater than the frequency N3, the vibration frequency of the web 11 is higher than the target frequency. If the frequency N3 is greater than the frequency N2, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency.

判定部９４は、このような判定を、周期分別部９３が２値化出力Ｄ（ｔ）の周期を分別する期間ごとに行う。
速度・周波数制御部１０５は、速度算出部８２の速度算出結果に基づいて、ウェブ１１の速度が所望の値になるように、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御すると共に、判定部９４の判定結果に基づいて、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数に近づくように、送出側モータ駆動部と受取側モータ駆動部とを制御する。 The determination unit 94 performs such determination for each period in which the cycle sorting unit 93 sorts the cycle of the binarized output D (t).
The speed / frequency control unit 105 controls the sending side motor driving unit and the receiving side motor driving unit so that the speed of the web 11 becomes a desired value based on the speed calculation result of the speed calculating unit 82. Based on the determination result of the determination unit 94, the sending side motor driving unit and the receiving side motor driving unit are controlled so that the vibration frequency of the web 11 approaches the target frequency.

つまり、速度・周波数制御部１０５は、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定された場合、ウェブ１１の張力が所望の値よりも高いことを意味するので、ウェブ１１の張力が低くなるように制御する。また、速度・周波数制御部１０５は、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定された場合、ウェブ１１の張力が所望の値よりも低いことを意味するので、ウェブ１１の張力が高くなるように制御する。   That is, when it is determined that the vibration frequency of the web 11 is higher than the target frequency, the speed / frequency control unit 105 means that the tension of the web 11 is higher than a desired value, so that the tension of the web 11 is low. Control to be. Further, when it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency, the speed / frequency control unit 105 means that the tension of the web 11 is lower than a desired value. Therefore, the tension of the web 11 is high. Control to be.

図２７、図２８は本実施の形態の判定原理を説明するための図であり、図２７は波形に欠落が生じた場合の２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布を示す図、図２８はノイズによって周期が２分割された場合の２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布を示す図である。図２７、図２８において、Ｔｃは２値化出力Ｄ（ｔ）の本来の周期の度数分布ａの代表値（中央値または最頻値等）である。   27 and 28 are diagrams for explaining the determination principle of the present embodiment, and FIG. 27 is a diagram showing the frequency distribution of the period of the binarized output D (t) when a waveform is missing. FIG. 28 is a diagram showing the frequency distribution of the period of the binarized output D (t) when the period is divided into two by noise. 27 and 28, Tc is a representative value (median value or mode value) of the frequency distribution a of the original period of the binarized output D (t).

例えば周期の測定時に２値化出力Ｄ（ｔ）の欠落（検出漏れ）が発生すると、欠落が生じた箇所での２値化出力Ｄ（ｔ）の周期は、本来の周期のおよそ２倍になり、この欠落によって生じた２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布は、２Ｔｃを中心とした正規分布（図２７のｂ）になる。この度数分布ｂは、２値化出力Ｄ（ｔ）の本来の周期の度数分布ａの相似形である。
一方、周期の測定時にノイズを２値化出力Ｄ（ｔ）として誤って検出してしまうと、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期はランダムな割合で２分割される。このとき、ノイズを過剰に数えた結果として２分割された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布は、０．５Ｔｃに対して対称な分布になる（図２８のｃ）。 For example, when missing (detected omission) of the binarized output D (t) occurs during the period measurement, the cycle of the binarized output D (t) at the location where the missing occurs is approximately twice the original cycle. Thus, the frequency distribution of the period of the binarized output D (t) generated by this omission becomes a normal distribution centering on 2Tc (b in FIG. 27). This frequency distribution b is similar to the frequency distribution a of the original period of the binarized output D (t).
On the other hand, if noise is erroneously detected as the binarized output D (t) during the period measurement, the period of the binarized output D (t) is divided into two at a random rate. At this time, the frequency distribution of the period of the binarized output D (t) divided into two as a result of excessive noise counting becomes a distribution symmetric with respect to 0.5 Tc (c in FIG. 28).

本実施の形態では、上記のとおり２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数を４つに分け、目標周期Ｔｈの０．５倍未満の周期の度数Ｎ１が最も大きい場合は、この度数Ｎ１がノイズによるものではなく、２値化出力Ｄ（ｔ）の本来の周期であると見なして、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定する。また、目標周期Ｔｈの１．５倍以上の周期の度数Ｎ４が最も大きい場合は、この度数Ｎ４が２値化出力Ｄ（ｔ）の欠落によるものではなく、２値化出力Ｄ（ｔ）の本来の周期であると見なして、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。また、度数Ｎ１またはＮ４でウェブ１１の振動周波数の高低を判断できない場合は、度数Ｎ１とＮ４を無視して、目標周期Ｔｈの０．５倍以上かつ目標周期Ｔｈ未満の周期の度数Ｎ２と目標周期Ｔｈ以上かつ目標周期Ｔｈの１．５倍未満の周期の度数Ｎ３の大小比較で、ウェブ１１の振動周波数の高低を判定する。   In the present embodiment, as described above, the frequency of the binarized output D (t) is divided into four, and when the frequency N1 of the cycle less than 0.5 times the target cycle Th is the largest, this frequency N1 Is determined not to be due to noise but to the original period of the binarized output D (t), and it is determined that the vibration frequency of the web 11 is higher than the target frequency. Further, when the frequency N4 of the cycle 1.5 times or more the target cycle Th is the largest, this frequency N4 is not caused by the lack of the binarized output D (t) but the binarized output D (t). It is determined that the vibration period of the web 11 is lower than the target frequency, assuming that the period is the original period. Further, when the level of the vibration frequency of the web 11 cannot be determined by the frequency N1 or N4, the frequencies N1 and N4 are ignored, and the frequency N2 and the target of the cycle not less than 0.5 times the target cycle Th and less than the target cycle Th. The level of the vibration frequency of the web 11 is determined by comparing the frequency N3 of the period Th or more and less than 1.5 times the target period Th.

こうして、本実施の形態では、周期測定時の２値化出力Ｄ（ｔ）の欠落や過剰なノイズ検出の影響を除去し、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いか低いかを正しく判定することができ、この判定結果を使ってウェブ１１の振動周波数が目標周波数になるように制御することで、ウェブ１１の張力を制御することができる。   Thus, in the present embodiment, it is possible to correctly determine whether the vibration frequency of the web 11 is higher or lower than the target frequency by eliminating the influence of the missing binary output D (t) and excessive noise detection during the period measurement. The tension of the web 11 can be controlled by controlling the vibration frequency of the web 11 to be the target frequency using the determination result.

［第８の実施の形態］
次に、本発明の第８の実施の形態について説明する。図２９は本実施の形態の演算部８ｄの構成の１例を示すブロック図である。演算部８ｄは、記憶部８０と、距離比例個数算出部８１と、速度算出部８２と、２値化部８３と、周期測定部８４と、周期分別部９３と、判定部９４ｄと、度数補正部９５とから構成される。 [Eighth Embodiment]
Next, an eighth embodiment of the present invention will be described. FIG. 29 is a block diagram showing an example of the configuration of the calculation unit 8d of the present embodiment. The calculation unit 8d includes a storage unit 80, a distance proportional number calculation unit 81, a speed calculation unit 82, a binarization unit 83, a period measurement unit 84, a period classification unit 93, a determination unit 94d, and a frequency correction. Part 95.

半導体レーザ１、フォトダイオード２、レーザドライバ４、電流−電圧変換増幅部５、フィルタ部６、信号抽出部７、距離比例個数算出部８１、速度算出部８２、２値化部８３、周期測定部８４、周期分別部９３および速度・周波数制御部１０５の動作は、第１、第７の実施の形態と同じであるので、判定部９４ｄと度数補正部９５の動作について説明する。   Semiconductor laser 1, photodiode 2, laser driver 4, current-voltage conversion amplification unit 5, filter unit 6, signal extraction unit 7, distance proportional number calculation unit 81, speed calculation unit 82, binarization unit 83, period measurement unit 84. Since the operations of the period separation unit 93 and the speed / frequency control unit 105 are the same as those of the first and seventh embodiments, the operations of the determination unit 94d and the frequency correction unit 95 will be described.

度数補正部９５は、目標周期Ｔｈの０．５倍以上かつ目標周期Ｔｈ未満の周期の度数Ｎ２の補正値Ｎ２’と、目標周期Ｔｈ以上かつ目標周期Ｔｈの１．５倍未満の周期の度数Ｎ３の補正値Ｎ３’を以下のように算出する。
Ｎ２’＝Ｎ２−Ｎ１ ・・・（１６）
Ｎ３’＝Ｎ３＋Ｎ１ ・・・（１７） The frequency correction unit 95 includes a correction value N2 ′ of a frequency N2 that is 0.5 times or more of the target cycle Th and less than the target cycle Th, and a frequency of a cycle that is greater than or equal to the target cycle Th and less than 1.5 times the target cycle Th. A correction value N3 ′ for N3 is calculated as follows.
N2 '= N2-N1 (16)
N3 ′ = N3 + N1 (17)

そして、度数補正部９５は、周期分別部９３が求めた度数Ｎ１，Ｎ２，Ｎ３，Ｎ４と自身が求めた補正値Ｎ２’，Ｎ３’とを判定部９４ｄに通知する。第７の実施の形態と同様に、周期分別部９３は、一定期間ごとに２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数を分別し、度数補正部９５は、分別された度数を補正する。なお、度数補正部９５は、補正値Ｎ２’とＮ３’のどちらか一方を算出すればよい。   Then, the frequency correction unit 95 notifies the determination unit 94d of the frequencies N1, N2, N3, and N4 obtained by the period sorting unit 93 and the correction values N2 'and N3' obtained by itself. Similarly to the seventh embodiment, the period sorting unit 93 classifies the frequency of the binarized output D (t) at regular intervals, and the frequency correction unit 95 corrects the sorted frequency. The frequency correction unit 95 may calculate one of the correction values N2 'and N3'.

次に、判定部９４ｄは、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）との大小を比較し、度数Ｎ１が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ４が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。また、判定部９４ｄは、度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合、度数の補正値Ｎ２’と度数Ｎ３の大小を比較し、度数Ｎ３よりも補正値Ｎ２’が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、補正値Ｎ２’よりも度数Ｎ３が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。判定部９４ｄは、このような判定を一定期間ごとに行う。   Next, the determination unit 94d compares the magnitudes N1 and N4 of the cycle of the binarized output D (t) with the magnitude (N2 + N3) of the frequencies, and when the frequency N1 is the largest, the vibration frequency of the web 11 is When it is determined that the frequency is higher than the target frequency and the frequency N4 is the highest, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. The determination unit 94d compares the frequency correction value N2 ′ with the frequency N3 when the sum of frequencies (N2 + N3) is the largest, and when the correction value N2 ′ is greater than the frequency N3, the vibration frequency of the web 11 If the frequency N3 is larger than the correction value N2 ′, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. The determination unit 94d performs such determination at regular intervals.

また、度数補正部９５が補正値Ｎ３’を算出する場合には判定部９４ｄは以下のような判定を行う。すなわち、判定部９４ｄは、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）との大小を比較し、度数Ｎ１が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ４が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。また、判定部９４ｄは、度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合、度数Ｎ２と度数の補正値Ｎ３’の大小を比較し、度数の補正値Ｎ３’よりも度数Ｎ２が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ２よりも度数の補正値Ｎ３’が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。その他の構成は、第７の実施の形態で説明したとおりである。   When the frequency correction unit 95 calculates the correction value N3 ', the determination unit 94d performs the following determination. That is, the determination unit 94d compares the frequencies N1 and N4 of the cycle of the binarized output D (t) with the sum of the frequencies (N2 + N3). When the frequency N1 is the largest, the vibration frequency of the web 11 is the target. If it is determined that the frequency is higher than the frequency N4 and the frequency N4 is the highest, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. The determination unit 94d compares the frequency N2 with the frequency correction value N3 ′ when the frequency sum (N2 + N3) is the largest, and when the frequency N2 is greater than the frequency correction value N3 ′, When it is determined that the vibration frequency is higher than the target frequency and the frequency correction value N3 ′ is larger than the frequency N2, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. Other configurations are the same as those described in the seventh embodiment.

周期の測定時にノイズを過剰に数えた結果として２分割された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数分布ｃは、図２８に示すように、２値化出力Ｄ（ｔ）の本来の周期の度数分布ａに重なることが多い。そこで、本実施の形態では、目標周期Ｔｈの０．５倍以上かつ目標周期Ｔｈ未満の周期の度数Ｎ２を式（１６）のように補正し、目標周期Ｔｈ以上かつ目標周期Ｔｈの１．５倍未満の周期の度数Ｎ３を式（１７）のように補正する。   As shown in FIG. 28, the frequency distribution c of the period of the binarized output D (t) divided into two as a result of excessively counting noise during the period measurement is the original value of the binarized output D (t). Often overlaps the frequency distribution a of the period. Therefore, in the present embodiment, the frequency N2 of the cycle that is 0.5 times or more the target cycle Th and less than the target cycle Th is corrected as shown in the equation (16), and 1.5 or more of the target cycle Th and the target cycle Th The frequency N3 having a period less than double is corrected as shown in Expression (17).

こうして、本実施の形態では、周期測定時の過剰なノイズ検出の影響をより効果的に除去することができ、第７の実施の形態に比べてウェブ１１の振動周波数の高低の判定精度をさらに向上させることができる。   Thus, in the present embodiment, the influence of excessive noise detection during period measurement can be more effectively removed, and the determination accuracy of the vibration frequency of the web 11 can be further improved as compared with the seventh embodiment. Can be improved.

［第９の実施の形態］
次に、本発明の第９の実施の形態について説明する。本実施の形態においても、演算部の構成は第７の実施の形態と同様であるので、図２６の符号を用いて説明する。
本実施の形態の周期分別部９３は、第７の実施の形態と同様に、周期測定部８４によって測定された２値化出力Ｄ（ｔ）の周期ＴＤの度数を、目標周期Ｔｈの０．５倍未満（０．５Ｔｈ＞ＴＤ）の周期の度数Ｎ１と、目標周期Ｔｈの０．５倍以上かつ目標周期Ｔｈ未満（０．５Ｔｈ≦ＴＤ＜Ｔｈ）の周期の度数Ｎ２と、目標周期Ｔｈ以上かつ目標周期Ｔｈの１．５倍未満（Ｔｈ≦ＴＤ＜１．５Ｔｈ）の周期の度数Ｎ３と、目標周期Ｔｈの１．５倍以上（１．５Ｔｈ≦ＴＤ）の周期の度数Ｎ４の４つに分別する。 [Ninth Embodiment]
Next, a ninth embodiment of the present invention will be described. Also in this embodiment, the configuration of the calculation unit is the same as that of the seventh embodiment, and therefore, description will be made using the reference numerals in FIG.
Similarly to the seventh embodiment, the period sorting unit 93 according to the present embodiment calculates the frequency of the period TD of the binarized output D (t) measured by the period measurement unit 84 to 0. 0 of the target period Th. Frequency N1 of a cycle less than 5 times (0.5Th> TD), frequency N2 of a cycle 0.5 times or more of the target cycle Th and less than the target cycle Th (0.5Th ≦ TD <Th), and a target cycle Th The frequency N3 having a period that is less than 1.5 times the target period Th (Th ≦ TD <1.5Th) and the frequency N4 having a period not less than 1.5 times the target period Th (1.5Th ≦ TD). Sort into two.

第７の実施の形態と同様に、判定部９４は、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）との大小を比較し、度数Ｎ１が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ４が最も大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。また、判定部９４は、度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合、目標周期Ｔｈの整数倍の周期ｎＴｈ（ｎは２以上の整数）を基準として、周期ｎＴｈの近傍であってかつ周期ｎＴｈ未満である周期Ｔの度数を度数Ｎ２に加え、周期ｎＴｈの近傍であってかつ周期ｎＴｈ以上である周期Ｔの度数を度数Ｎ３に加える。例えば判定部９４は、目標周期Ｔｈの１．５倍以上２倍未満の周期の度数を度数Ｎ２に加え、目標周期Ｔｈの２倍以上２．５倍未満の周期の度数を度数Ｎ３に加える。そして、判定部９４は、この加算後の度数Ｎ２とＮ３の大小を比較し、度数Ｎ３よりも度数Ｎ２が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、度数Ｎ２よりも度数Ｎ３が大きい場合、ウェブ１１の振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する。その他の構成は、第７の実施の形態で説明したとおりである。   As in the seventh embodiment, the determination unit 94 compares the frequencies N1 and N4 of the cycle of the binarized output D (t) with the frequency sum (N2 + N3), and the frequency N1 is the largest. It is determined that the vibration frequency of the web 11 is higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. In addition, when the sum of frequencies (N2 + N3) is the largest, the determination unit 94 is in the vicinity of the cycle nTh and less than the cycle nTh with reference to a cycle nTh (n is an integer of 2 or more) that is an integer multiple of the target cycle Th Is added to the frequency N2, and the frequency of the cycle T in the vicinity of the cycle nTh and not less than the cycle nTh is added to the frequency N3. For example, the determination unit 94 adds the frequency of a cycle 1.5 times or more and less than 2 times the target cycle Th to the frequency N2, and adds the frequency of a cycle 2 times or more and less than 2.5 times the target cycle Th to the frequency N3. And the determination part 94 compares the magnitude of frequency N2 and N3 after this addition, and when frequency N2 is larger than frequency N3, it determines with the vibration frequency of the web 11 being higher than a target frequency, and is higher than frequency N2. When the frequency N3 is large, it is determined that the vibration frequency of the web 11 is lower than the target frequency. Other configurations are the same as those described in the seventh embodiment.

本実施の形態は、２値化出力Ｄ（ｔ）の周期の測定時に２値化出力Ｄ（ｔ）の欠落が発生する場合の補正方法を示すものであり、周期測定部８４の測定結果においてＮ３＜Ｎ２＜（Ｎ３＋Ｎ４）が成立するときに有効である。
なお、本実施の形態を第８の実施の形態と併用する場合には、補正値Ｎ２’を使う必要がある。この補正値Ｎ２’と度数Ｎ３に対して前記加算を行う。 The present embodiment shows a correction method in the case where missing of the binarized output D (t) occurs when measuring the cycle of the binarized output D (t). This is effective when N3 <N2 <(N3 + N4) holds.
When this embodiment is used in combination with the eighth embodiment, it is necessary to use the correction value N2 ′. The addition is performed on the correction value N2 ′ and the frequency N3.

［第１０の実施の形態］
次に、本発明の第１０の実施の形態について説明する。第１〜第９の実施の形態では、半導体レーザ１を三角波状に発振させていたが、これに限るものではなく、図３０（Ａ）に示すように半導体レーザ１を鋸波状に発振させてもよい。すなわち、本実施の形態では、第１の発振期間Ｐ１または第２の発振期間Ｐ２のいずれか一方が繰り返し存在するように半導体レーザ１を動作させればよい。 [Tenth embodiment]
Next, a tenth embodiment of the present invention will be described. In the first to ninth embodiments, the semiconductor laser 1 is oscillated in a triangular wave shape. However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor laser 1 is oscillated in a sawtooth wave shape as shown in FIG. Also good. That is, in the present embodiment, the semiconductor laser 1 may be operated so that either the first oscillation period P1 or the second oscillation period P2 exists repeatedly.

本実施の形態のように半導体レーザ１を鋸波状に発振させる場合においても、半導体レーザ１の発振波長の変化速度が一定であることが必要である。第１の発振期間Ｐ１または第２の発振期間Ｐ２における動作は、三角波発振の場合と同様である。図３０に示すように第１の発振期間Ｐ１のみが繰り返し存在する鋸波状の発振の場合は第１の発振期間Ｐ１の処理を繰り返し行えばよく、第２の発振期間Ｐ２のみが繰り返し存在する鋸波状の発振の場合は第２の発振期間Ｐ２の処理を繰り返し行えばよいことは言うまでもない。   Even when the semiconductor laser 1 oscillates in a sawtooth shape as in the present embodiment, the rate of change of the oscillation wavelength of the semiconductor laser 1 needs to be constant. The operation in the first oscillation period P1 or the second oscillation period P2 is the same as in the case of triangular wave oscillation. As shown in FIG. 30, in the case of sawtooth oscillation in which only the first oscillation period P1 exists repeatedly, the processing in the first oscillation period P1 may be repeated, and the saw in which only the second oscillation period P2 exists repeatedly. Needless to say, in the case of wavy oscillation, the processing of the second oscillation period P2 may be repeated.

ただし、信号抽出部７の計数結果を示す図３０（Ｂ）からも明らかなように、本実施の形態では、計数結果Ｎｕ，Ｎｄの平均値を求めることはできないので、距離比例個数ＮＬが既知であることが必要となる。言い換えると、距離比例個数算出部８１は、距離比例個数ＮＬを算出する必要はなく、所定の距離比例個数ＮＬを出力すればよい。つまり、ウェブ１１が所望の速度で移動しているときの距離比例個数ＮＬを予め求めて、距離比例個数算出部８１に設定しておけばよい。   However, as is clear from FIG. 30B showing the counting result of the signal extraction unit 7, in this embodiment, since the average value of the counting results Nu and Nd cannot be obtained, the distance proportional number NL is known. It is necessary to be. In other words, the distance proportional number calculation unit 81 does not need to calculate the distance proportional number NL, and may output a predetermined distance proportional number NL. That is, the distance proportional number NL when the web 11 is moving at a desired speed may be obtained in advance and set in the distance proportional number calculation unit 81.

なお、本実施の形態のように半導体レーザ１を鋸波状に発振させる構成は、第１〜第５の実施の形態および第７〜第９の実施の形態に適用することができるが、第６の実施の形態に適用することはできない。   In addition, although the structure which oscillates the semiconductor laser 1 like a sawtooth shape like this Embodiment is applicable to the 1st-5th embodiment and the 7th-9th embodiment, it is 6th. It cannot be applied to the embodiment.

［第１１の実施の形態］
次に、本発明の第１１の実施の形態について説明する。第１〜第１０の実施の形態では、ＭＨＰ波形を含む電気信号を検出する検出手段としてフォトダイオード２と電流−電圧変換増幅部５とを用いたが、フォトダイオードを使用することなくＭＨＰ波形を抽出することも可能である。図３１は本発明の第１１の実施の形態に係る張力・速度計測装置の構成を示すブロック図であり、図１と同様の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態の張力・速度計測装置は、第１〜第１０の実施の形態のフォトダイオード２と電流−電圧変換増幅部５の代わりに、検出手段として電圧検出部１２を用いるものである。 [Eleventh embodiment]
Next, an eleventh embodiment of the present invention will be described. In the first to tenth embodiments, the photodiode 2 and the current-voltage conversion amplification unit 5 are used as detection means for detecting an electrical signal including an MHP waveform. However, the MHP waveform is not used without using a photodiode. It is also possible to extract. FIG. 31 is a block diagram showing the configuration of the tension / speed measuring apparatus according to the eleventh embodiment of the present invention. The same reference numerals are given to the same components as those in FIG. The tension / velocity measuring apparatus according to the present embodiment uses a voltage detector 12 as detection means instead of the photodiode 2 and the current-voltage conversion amplifier 5 according to the first to tenth embodiments.

電圧検出部１２は、半導体レーザ１の端子間電圧、すなわちアノード−カソード間電圧を検出して増幅する。半導体レーザ１から放射されたレーザ光とウェブ１１からの戻り光とによって干渉が生じるとき、半導体レーザ１の端子間電圧には、ＭＨＰ波形が現れる。したがって、半導体レーザ１の端子間電圧からＭＨＰ波形を抽出することが可能である。   The voltage detector 12 detects and amplifies the voltage between the terminals of the semiconductor laser 1, that is, the anode-cathode voltage. When interference occurs between the laser light emitted from the semiconductor laser 1 and the return light from the web 11, an MHP waveform appears in the voltage between the terminals of the semiconductor laser 1. Therefore, it is possible to extract the MHP waveform from the voltage between the terminals of the semiconductor laser 1.

フィルタ部６は、電圧検出部１２の出力電圧から搬送波を除去する。張力・速度計測装置のその他の構成は、第１〜第１０の実施の形態と同じである。
こうして、本実施の形態では、フォトダイオードを使用することなくＭＨＰ波形を抽出することができ、第１〜第１０の実施の形態と比較して張力・速度計測装置の部品を削減することができ、張力・速度計測装置のコストを低減することができる。また、本実施の形態では、フォトダイオードを使用しないので、外乱光による影響を除去することができる。 The filter unit 6 removes the carrier wave from the output voltage of the voltage detection unit 12. Other configurations of the tension / speed measuring device are the same as those in the first to tenth embodiments.
Thus, in this embodiment, the MHP waveform can be extracted without using a photodiode, and the parts of the tension / speed measuring device can be reduced as compared with the first to tenth embodiments. The cost of the tension / speed measuring device can be reduced. In this embodiment, since no photodiode is used, the influence of disturbance light can be eliminated.

本実施の形態では、レーザドライバ４から半導体レーザ１に供給する駆動電流をレーザ発振のしきい値電流付近に制御することが好ましい。これにより、半導体レーザ１の端子間電圧からＭＨＰを抽出することが容易になる。   In the present embodiment, it is preferable that the drive current supplied from the laser driver 4 to the semiconductor laser 1 is controlled near the laser oscillation threshold current. Thereby, it becomes easy to extract MHP from the voltage between the terminals of the semiconductor laser 1.

なお、第１〜第１１の実施の形態において少なくとも信号抽出部７，７ａと演算部８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅと制御部１０４とは、例えばＣＰＵ、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータとこれらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。このようなコンピュータを動作させるためのプログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供される。ＣＰＵは、読み込んだプログラムを記憶装置に書き込み、このプログラムに従って第１〜第１１の実施の形態で説明した処理を実行する。   In the first to eleventh embodiments, at least the signal extraction units 7, 7a, the calculation units 8, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, and the control unit 104 include, for example, a CPU, a storage device, and an interface. It can be realized by a computer and a program for controlling these hardware resources. A program for operating such a computer is provided in a state of being recorded on a recording medium such as a flexible disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, or a memory card. The CPU writes the read program into the storage device, and executes the processes described in the first to eleventh embodiments according to this program.

また、第１〜第１１の実施の形態では、センサモジュール１０を図２に示すように配置したが、これに限るものではない。例えば図３２に示すように、半導体レーザ１からのレーザ光が送出側ロール１０２の箇所または受取側ロール１０３の箇所でウェブ１１に入射するようにしてもよい。この場合、測定可能な物理量は、ウェブ１１の速度と、半導体レーザ１とウェブ１１との距離であり、ウェブ１１の張力を測定することはできない。ウェブ１１との距離を測定すれば、ロールの半径を間接的に算出することができ、ロール半径のモニタリングが実現できる。なお、自己結合型のレーザ計測器において、物体との距離を測定することは周知技術である。また、送出側ロール１０２の箇所または受取側ロール１０３の箇所で、レーザ光をウェブ１１に対して垂直に照射した場合には、ウェブ１１との距離のみを測定することができる。   In the first to eleventh embodiments, the sensor module 10 is arranged as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 32, the laser light from the semiconductor laser 1 may be incident on the web 11 at the position of the sending side roll 102 or the position of the receiving side roll 103. In this case, the measurable physical quantity is the speed of the web 11 and the distance between the semiconductor laser 1 and the web 11, and the tension of the web 11 cannot be measured. If the distance to the web 11 is measured, the roll radius can be indirectly calculated, and monitoring of the roll radius can be realized. Note that it is a well-known technique to measure the distance to an object in a self-coupled laser measuring instrument. In addition, when the laser beam is irradiated perpendicularly to the web 11 at the location of the sending side roll 102 or the location of the receiving side roll 103, only the distance to the web 11 can be measured.

本発明は、搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブの速度と張力を測定する技術に適用することができる。   The present invention can be applied to a technique for measuring the speed and tension of a web that is an object being conveyed from a sending side to a receiving side by a conveying device.

１…半導体レーザ、２…フォトダイオード、３…レンズ、４…レーザドライバ、５…電流−電圧変換増幅部、６…フィルタ部、７，７ａ…信号抽出部、８，８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ…演算部、９…表示部、１０…センサモジュール、１１…ウェブ、１２…電圧検出部、７１…判定部、７２…論理積演算部、７３…カウンタ、７４…計数結果補正部、７５…記憶部、８０…記憶部、８１，８１ｂ…距離比例個数算出部、８２…速度算出部、８３…２値化部、８４，８４ａ…周期測定部、８５，８５ａ…度数分布作成部、８６…基準周期算出部、８７…カウンタ、８８，８８ａ…補正部、８９，８９ａ…周波数算出部、９０…張力算出部、９１…周期和算出部、９２…符号付与部、９３…周期分別部、９４，９４ｄ，９４ｅ…判定部、９５…度数補正部、９６…正規化部、９７…度数補正部、１００…送出側ガイド軸、１０１…受取側ガイド軸、１０２…送出側ロール、１０３…受取側ロール、１０４…制御部、１０５…速度・周波数制御部、７４０…周期測定部、７４１…度数分布作成部、７４２…代表値算出部、７４３…補正値算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser, 2 ... Photodiode, 3 ... Lens, 4 ... Laser driver, 5 ... Current-voltage conversion amplification part, 6 ... Filter part, 7, 7a ... Signal extraction part, 8, 8a, 8b, 8c, 8d , 8e ... arithmetic unit, 9 ... display unit, 10 ... sensor module, 11 ... web, 12 ... voltage detection unit, 71 ... determination unit, 72 ... logical product operation unit, 73 ... counter, 74 ... count result correction unit, 75 ... storage unit, 80 ... storage unit, 81, 81b ... distance proportional number calculation unit, 82 ... speed calculation unit, 83 ... binarization unit, 84, 84a ... period measurement unit, 85, 85a ... frequency distribution creation unit, 86 Reference period calculation unit 87 87 Counter 88, 88a Correction unit 89 89a Frequency calculation unit 90 Tension calculation unit 91 Period sum calculation unit 92 Symbol addition unit 93 Period separation unit 94, 94d, 94e ... determination unit, 95 Frequency correction unit 96 ... Normalization unit 97 ... Frequency correction unit 100 ... Sending side guide shaft 101 ... Reception side guide shaft 102 ... Sending side roll 103 ... Reception side roll 104 ... Control unit 105 ... Speed Frequency control unit, 740 ... period measurement unit, 741 ... frequency distribution creation unit, 742 ... representative value calculation unit, 743 ... correction value calculation unit.

Claims (18)

搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブに搬送方向に対して斜めの方向からレーザ光を放射する半導体レーザと、
発振波長が連続的に単調増加する第１の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第２の発振期間のうち少なくとも一方が繰り返し存在するように前記半導体レーザを動作させる発振波長変調手段と、
前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記ウェブからの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む電気信号を検出する検出手段と、
この検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と前記第２の発振期間の各々について数える信号抽出手段と、
この信号抽出手段の計数結果に基づいて前記ウェブの表面速度およびウェブの張力を算出する演算手段とを備えることを特徴とする張力・速度計測装置。 A semiconductor laser that emits a laser beam from a direction oblique to the conveyance direction to a web that is an object being conveyed from a transmission side to a reception side by a conveyance device;
Oscillation wavelength modulation means for operating the semiconductor laser so that at least one of a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases monotonously and a second oscillation period in which the oscillation wavelength continuously decreases monotonously exists ,
Detecting means for detecting an electrical signal including an interference waveform caused by a self-coupling effect between the laser light emitted from the semiconductor laser and the return light from the web;
Signal extraction means for counting the number of interference waveforms included in the output signal of the detection means for each of the first oscillation period and the second oscillation period;
The signal extraction means of the counting result tension and speed measuring device, characterized in that it comprises a calculating means for calculating the surface speed and tension force of the web of said web based on. 請求項１記載の張力・速度計測装置において、
前記演算手段は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手段と、
前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、
この２値化手段から出力された２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手段と、
この２値化出力周期測定手段の測定結果から一定時間における２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手段と、
前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手段と、
前記２値化出力周期度数分布作成手段が度数分布作成の対象とする期間と同じ一定時間の期間において前記２値化出力のパルスの数を数える２値化出力計数手段と、
前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記２値化出力計数手段の計数結果を補正する補正手段と、
この補正手段で補正された計数結果と前記一定時間に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ウェブの表面速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手段とを備えることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 1,
The computing means is
A distance proportional number calculating means for calculating a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of the interference waveforms;
Speed calculating means for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
Binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means;
A binarized output period measuring means for measuring the period of the binarized output outputted from the binarizing means;
A binarized output period frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the period of the binarized output in a fixed time from the measurement result of the binarized output period measuring means;
A reference period calculating means for calculating a reference period that is a representative value of the distribution of the binarized output period from the frequency distribution of the period of the binarized output;
A binarized output counting unit that counts the number of pulses of the binarized output in a period of a fixed time that is the same as a period for which the binarized output cycle frequency distribution generating unit is a target of frequency distribution generation;
From the frequency distribution of the period of the binarized output, the sum Ns of the frequencies of the class that is less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and the sum of the frequencies of the class that is greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period Nw and a correction means for correcting the counting result of the binarized output counting means based on these frequencies Ns and Nw;
Frequency calculating means for calculating the vibration frequency of the web based on the counting result corrected by the correcting means and the predetermined time;
A tension / speed measuring device, comprising: tension calculating means for calculating the tension of the web based on a surface speed of the web and a vibration frequency of the web. 請求項１記載の張力・速度計測装置において、
前記演算手段は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手段と、
前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、
この２値化手段から出力された一定個数の２値化出力のパルスについて周期を測定する２値化出力周期測定手段と、
前記２値化出力の一定個数のパルスについて実施された前記２値化出力周期測定手段の測定結果から前記２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手段と、
前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手段と、
前記２値化出力周期測定手段の測定結果から前記２値化出力の周期の総和を算出する周期和算出手段と、
前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記一定個数を補正する補正手段と、
この補正手段で補正された値と前記周期和算出手段で算出された周期の総和に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手段と、
前記ウェブの表面速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手段とを備えることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 1,
The computing means is
A distance proportional number calculating means for calculating a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of the interference waveforms;
Speed calculating means for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
Binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means;
Binarized output period measuring means for measuring the period of a certain number of binarized output pulses output from the binarizing means;
Binarized output period frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the binarized output period from the measurement result of the binarized output period measuring means implemented for a fixed number of pulses of the binarized output;
A reference period calculating means for calculating a reference period that is a representative value of the distribution of the binarized output period from the frequency distribution of the period of the binarized output;
A period sum calculating means for calculating a total sum of the periods of the binarized output from the measurement result of the binarized output period measuring means;
From the frequency distribution of the period of the binarized output, the sum Ns of the frequencies of the class that is less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and the sum of the frequencies of the class that is greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period Nw and a correction means for correcting the fixed number based on these frequencies Ns and Nw;
Frequency calculating means for calculating the vibration frequency of the web based on the value corrected by the correcting means and the sum of the periods calculated by the period sum calculating means;
A tension / speed measuring device, comprising: tension calculating means for calculating the tension of the web based on a surface speed of the web and a vibration frequency of the web. 請求項２または３記載の張力・速度計測装置において、
前記基準周期算出手段は、階級値と度数との積が最大となる階級値を前記基準周期とすることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 2 or 3,
The tension / speed measuring apparatus according to claim 1, wherein the reference period calculating means uses a class value that maximizes the product of the class value and the frequency as the reference period. 請求項１記載の張力・速度計測装置において、
前記信号抽出手段は、
前記検出手段の出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と第２の発振期間の各々について数える干渉波形計数手段と、
この干渉波形計数手段が干渉波形の数を数える計数期間中の前記干渉波形の周期を干渉波形が入力される度に測定する干渉波形周期測定手段と、
この干渉波形周期測定手段の測定結果から前記計数期間中の干渉波形の周期の度数分布を作成する干渉波形周期度数分布作成手段と、
前記干渉波形の周期の度数分布から前記干渉波形の周期の分布の代表値を算出する代表値算出手段と、
前記干渉波形の周期の度数分布から、前記代表値の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓａと、前記代表値の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗａとを求め、これらの度数ＮｓａとＮｗａに基づいて前記干渉波形計数手段の計数結果を補正し、補正後の計数結果を出力する補正値算出手段とからなることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 1,
The signal extraction means includes
Interference waveform counting means for counting the number of interference waveforms included in the output signal of the detection means for each of the first oscillation period and the second oscillation period;
An interference waveform period measuring means for measuring the period of the interference waveform during the counting period in which the interference waveform counting means counts the number of interference waveforms each time the interference waveform is input;
Interference waveform period frequency distribution creating means for creating a frequency distribution of the period of the interference waveform during the counting period from the measurement result of the interference waveform period measuring means;
Representative value calculating means for calculating a representative value of the period distribution of the interference waveform from the frequency distribution of the period of the interference waveform;
From the frequency distribution of the period of the interference waveform, the sum Nsa of the class frequencies that are less than or equal to the first predetermined number times the representative value and the sum Nwa of the class frequencies that are greater than or equal to the second predetermined number times the representative value. And a correction value calculation means for correcting the count result of the interference waveform counting means based on these frequencies Nsa and Nwa and outputting the corrected count result. . 請求項２または３記載の張力・速度計測装置において、
さらに、前記信号抽出手段の計数結果の増減方向の一致不一致あるいは計数結果の平均値の変化に応じて前記信号抽出手段の最新の計数結果に正負の符号を付与する符号付与手段を備え、
前記距離比例個数算出手段は、前記距離比例個数の算出に用いる全ての計数結果に前記符号付与手段によって符号が与えられた符号付き計数結果を用いることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 2 or 3,
Furthermore, it comprises a sign giving means for giving a positive or negative sign to the latest count result of the signal extraction means in accordance with the coincidence mismatch or the change in the average value of the count results in the increase / decrease direction of the count result of the signal extraction means,
The tension / speed measuring device characterized in that the distance proportional number calculation means uses a signed count result to which a sign is given by the sign assigning means for all count results used for calculation of the distance proportional number. 請求項１記載の張力・速度計測装置において、
前記演算手段は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手段と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手段と、
前記信号抽出手段の計数結果を２値化する２値化手段と、
この２値化手段から出力された２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手段と、
前記ウェブに所望の張力が掛かっているときの前記２値化出力の周期を目標周期としたときに、前記２値化出力周期測定手段によって測定された２値化出力の周期の度数を、前記目標周期の第１の所定数倍未満の周期の度数Ｎ１と、前記目標周期の第１の所定数倍以上かつ目標周期未満の周期の度数Ｎ２と、前記目標周期以上かつ目標周期の第２の所定数倍未満（第１の所定数＜第２の所定数）の周期の度数Ｎ３と、前記目標周期の第２の所定数倍以上の周期の度数Ｎ４の４つに分別する周期分別手段と、
前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２とＮ３の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する判定手段と、
この判定手段の判定結果に基づいて、前記ウェブの振動周波数が前記目標周波数に近づくように、前記搬送装置の送出側の駆動部と受取側の駆動部を制御する周波数制御手段とを備えることを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 1,
The computing means is
A distance proportional number calculating means for calculating a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to an average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of the interference waveforms;
Speed calculating means for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
Binarizing means for binarizing the counting result of the signal extracting means;
A binarized output period measuring means for measuring the period of the binarized output outputted from the binarizing means;
When the cycle of the binarized output when the desired tension is applied to the web is set as a target cycle, the frequency of the binarized output cycle measured by the binarized output cycle measuring means is A frequency N1 of a cycle less than a first predetermined number of times of a target cycle, a frequency N2 of a cycle of the first predetermined number of times greater than the target cycle and less than the target cycle, and a second frequency of the target cycle greater than the target cycle Period sorting means for classifying the frequency into a frequency N3 of a period less than a predetermined number of times (first predetermined number <second predetermined number) and a frequency N4 of a period greater than a second predetermined number of times of the target period ,
The frequency N1 and N4 are compared with the frequency sum (N2 + N3). When the frequency N1 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the largest. When the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the magnitudes of the frequencies N2 and N3 are compared, and when the frequency N2 is large, the web Determining means for determining that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency, and determining that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency when the frequency N3 is large;
Based on the determination result of the determination unit, the control unit includes a frequency control unit that controls the driving unit on the sending side and the driving unit on the receiving side of the conveying device so that the vibration frequency of the web approaches the target frequency. Characteristic tension / speed measuring device. 請求項７記載の張力・速度計測装置において、
さらに、前記度数Ｎ２の補正値Ｎ２’をＮ２’＝Ｎ２−Ｎ１により算出する度数補正手段を備え、
前記判定手段は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数の補正値Ｎ２’と度数Ｎ３の大小を比較し、前記補正値Ｎ２’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 7,
Furthermore, a frequency correction means for calculating the correction value N2 ′ of the frequency N2 by N2 ′ = N2−N1 is provided,
The determination means compares the frequencies N1 and N4 and the sum of frequencies (N2 + N3), and when the frequency N1 is the largest, determines that the vibration frequency of the web is higher than a target frequency, and the frequency N4 Is the largest, the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and when the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency correction value N2 ′ is compared with the frequency N3, When the correction value N2 ′ is large, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N3 is large, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency. Tension / speed measuring device. 請求項７記載の張力・速度計測装置において、
さらに、前記度数Ｎ３の補正値Ｎ３’をＮ３’＝Ｎ３＋Ｎ１により算出する度数補正手段を備え、
前記判定手段は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２と度数の補正値Ｎ３’の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記補正値Ｎ３’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とする張力・速度計測装置。 The tension / speed measuring device according to claim 7,
Further, a frequency correction means for calculating the correction value N3 ′ of the frequency N3 by N3 ′ = N3 + N1 is provided,
The determination means compares the frequencies N1 and N4 and the sum of frequencies (N2 + N3), and when the frequency N1 is the largest, determines that the vibration frequency of the web is higher than a target frequency, and the frequency N4 Is the largest, the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and when the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency N2 is compared with the frequency correction value N3 ′, When the frequency N2 is large, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the correction value N3 ′ is large, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency. Tension / speed measuring device. 搬送装置によって送出側から受取側まで搬送中の物体であるウェブに搬送方向に対して斜めの方向からレーザ光を放射する半導体レーザを、発振波長が連続的に単調増加する第１の発振期間と発振波長が連続的に単調減少する第２の発振期間のうち少なくとも一方が繰り返し存在するように動作させる発振手順と、
前記半導体レーザから放射されたレーザ光と前記ウェブからの戻り光との自己結合効果によって生じる干渉波形を含む電気信号を検出する検出手順と、
この検出手順で得られた出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と前記第２の発振期間の各々について数える信号抽出手順と、
この信号抽出手順の計数結果に基づいて前記ウェブの表面速度およびウェブの張力を算出する演算手順とを備えることを特徴とする張力・速度計測方法。 A semiconductor laser that emits a laser beam from a direction oblique to the conveyance direction onto a web that is an object being conveyed from a transmission side to a reception side by a conveyance device, and a first oscillation period in which the oscillation wavelength continuously increases monotonously. An oscillation procedure for operating such that at least one of the second oscillation periods in which the oscillation wavelength continuously decreases monotonously is present repeatedly;
A detection procedure for detecting an electrical signal including an interference waveform caused by a self-coupling effect between laser light emitted from the semiconductor laser and return light from the web;
A signal extraction procedure for counting the number of the interference waveforms included in the output signal obtained by the detection procedure for each of the first oscillation period and the second oscillation period;
Tension and speed measuring method characterized by based on the counting result of the signal extracting procedure and a calculation procedure for calculating the surface speed and tension force of the web of said web. 請求項１０記載の張力・速度計測方法において、
前記演算手順は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手順と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手順と、
前記信号抽出手順の計数結果を２値化する２値化手順と、
この２値化手順で得られた２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手順と、
この２値化出力周期測定手順の測定結果から一定時間における２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手順と、
前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手順と、
前記２値化出力周期度数分布作成手順が度数分布作成の対象とする期間と同じ一定時間の期間において前記２値化出力のパルスの数を数える２値化出力計数手順と、
前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記２値化出力計数手順の計数結果を補正する補正手順と、
この補正手順で補正された計数結果と前記一定時間に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手順と、
前記ウェブの表面速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手順とを含むことを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 10,
The calculation procedure is as follows:
A distance proportional number calculation procedure for obtaining a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to the average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of interference waveforms;
A speed calculating procedure for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
A binarization procedure for binarizing the counting result of the signal extraction procedure;
A binarized output cycle measuring procedure for measuring the binarized output cycle obtained by the binarizing procedure;
A binarized output cycle frequency distribution creating procedure for creating a binarized output cycle frequency distribution in a predetermined time from the measurement result of the binarized output cycle measuring procedure;
A reference period calculation procedure for calculating a reference period that is a representative value of the distribution of the binarized output period from the frequency distribution of the period of the binarized output;
A binarized output counting procedure for counting the number of pulses of the binarized output in a period of a fixed time that is the same as the period for which the binarized output period frequency distribution generating procedure is a target of frequency distribution generation;
From the frequency distribution of the period of the binarized output, the sum Ns of the frequencies of the class that is less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and the sum of the frequencies of the class that is greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period Nw and a correction procedure for correcting the counting result of the binarized output counting procedure based on these frequencies Ns and Nw;
A frequency calculation procedure for calculating the vibration frequency of the web based on the count result corrected by the correction procedure and the predetermined time;
A tension / speed measurement method comprising: a tension calculation procedure for calculating a tension of the web based on a surface speed of the web and a vibration frequency of the web. 請求項１０記載の張力・速度計測方法において、
前記演算手順は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手順と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手順と、
前記信号抽出手順の計数結果を２値化する２値化手順と、
この２値化手順で得られた一定個数の２値化出力のパルスについて周期を測定する２値化出力周期測定手順と、
前記２値化出力の一定個数のパルスについて実施された前記２値化出力周期測定手順の測定結果から前記２値化出力の周期の度数分布を作成する２値化出力周期度数分布作成手順と、
前記２値化出力の周期の度数分布から前記２値化出力の周期の分布の代表値である基準周期を算出する基準周期算出手順と、
前記２値化出力周期測定手順の測定結果から前記２値化出力の周期の総和を算出する周期和算出手順と、
前記２値化出力の周期の度数分布から、前記基準周期の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓと前記基準周期の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗとを求め、これらの度数ＮｓとＮｗに基づいて前記一定個数を補正する補正手順と、
この補正手順で補正された値と前記周期和算出手順で算出された周期の総和に基づいて前記ウェブの振動周波数を算出する周波数算出手順と、
前記ウェブの表面速度と前記ウェブの振動周波数に基づいて前記ウェブの張力を算出する張力算出手順とを含むことを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 10,
The calculation procedure is as follows:
A distance proportional number calculation procedure for obtaining a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to the average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of interference waveforms;
A speed calculating procedure for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
A binarization procedure for binarizing the counting result of the signal extraction procedure;
A binarized output period measuring procedure for measuring the period of a certain number of binarized output pulses obtained by the binarizing procedure;
A binarized output cycle frequency distribution creating procedure for creating a frequency distribution of the binarized output cycle from the measurement result of the binarized output cycle measuring procedure performed for a certain number of pulses of the binarized output;
A reference period calculation procedure for calculating a reference period that is a representative value of the distribution of the binarized output period from the frequency distribution of the period of the binarized output;
A cycle sum calculation procedure for calculating a sum of cycles of the binarized output from a measurement result of the binarized output cycle measurement procedure;
From the frequency distribution of the period of the binarized output, the sum Ns of the frequencies of the class that is less than or equal to the first predetermined number of times of the reference period and the sum of the frequencies of the class that is greater than or equal to the second predetermined number of times of the reference period Nw and a correction procedure for correcting the fixed number based on these frequencies Ns and Nw;
A frequency calculation procedure for calculating the vibration frequency of the web based on the value corrected in the correction procedure and the total sum of the cycles calculated in the cycle sum calculation procedure;
A tension / speed measurement method comprising: a tension calculation procedure for calculating a tension of the web based on a surface speed of the web and a vibration frequency of the web. 請求項１１または１２記載の張力・速度計測方法において、
前記基準周期算出手順は、階級値と度数との積が最大となる階級値を前記基準周期とすることを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 11 or 12,
The tension / speed measuring method characterized in that, in the reference period calculation procedure, a class value that maximizes the product of the class value and the frequency is set as the reference period. 請求項１０記載の張力・速度計測方法において、
前記信号抽出手順は、
前記検出手順で得られた出力信号に含まれる前記干渉波形の数を、前記第１の発振期間と第２の発振期間の各々について数える干渉波形計数手順と、
この干渉波形計数手順が干渉波形の数を数える計数期間中の前記干渉波形の周期を干渉波形が入力される度に測定する干渉波形周期測定手順と、
この干渉波形周期測定手順の測定結果から前記計数期間中の干渉波形の周期の度数分布を作成する干渉波形周期度数分布作成手順と、
前記干渉波形の周期の度数分布から前記干渉波形の周期の分布の代表値を算出する代表値算出手順と、
前記干渉波形の周期の度数分布から、前記代表値の第１の所定数倍以下である階級の度数の総和Ｎｓａと、前記代表値の第２の所定数倍以上である階級の度数の総和Ｎｗａとを求め、これらの度数ＮｓａとＮｗａに基づいて前記干渉波形計数手順の計数結果を補正し、補正後の計数結果を出力する補正値算出手順とを含むことを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 10,
The signal extraction procedure includes:
An interference waveform counting procedure for counting the number of the interference waveforms included in the output signal obtained by the detection procedure for each of the first oscillation period and the second oscillation period;
An interference waveform period measuring procedure for measuring the period of the interference waveform during the counting period in which the interference waveform counting procedure counts the number of interference waveforms every time the interference waveform is input;
An interference waveform period frequency distribution creating procedure for creating a frequency distribution of the period of the interference waveform during the counting period from the measurement result of the interference waveform period measuring procedure;
A representative value calculating procedure for calculating a representative value of the period distribution of the interference waveform from the frequency distribution of the period of the interference waveform;
From the frequency distribution of the period of the interference waveform, the sum Nsa of the class frequencies that are less than or equal to the first predetermined number times the representative value and the sum Nwa of the class frequencies that are greater than or equal to the second predetermined number times the representative value. And a correction value calculation procedure for correcting the counting result of the interference waveform counting procedure based on these frequencies Nsa and Nwa and outputting the corrected counting result. . 請求項１１または１２記載の張力・速度計測方法において、
さらに、前記信号抽出手順の計数結果の増減方向の一致不一致あるいは計数結果の平均値の変化に応じて前記信号抽出手順の最新の計数結果に正負の符号を付与する符号付与手順を備え、
前記距離比例個数算出手順は、前記距離比例個数の算出に用いる全ての計数結果に前記符号付与手順によって符号が与えられた符号付き計数結果を用いることを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 11 or 12,
In addition, it comprises a sign assignment procedure for assigning a positive or negative sign to the latest count result of the signal extraction procedure in accordance with the coincidence mismatch in the increase / decrease direction of the count result of the signal extraction procedure or a change in the average value of the count result,
In the distance-proportional number calculation procedure, a signed count result in which a sign is given by the sign-applying procedure is used for all count results used for calculating the distance-proportional number. 請求項１０記載の張力・速度計測方法において、
前記演算手順は、
前記干渉波形の数の平均値を算出することにより前記半導体レーザと前記ウェブとの平均距離に比例した干渉波形の数である距離比例個数を求める距離比例個数算出手順と、
前記距離比例個数から前記ウェブの表面速度を算出する速度算出手順と、
前記信号抽出手順の計数結果を２値化する２値化手順と、
この２値化手順で得られた２値化出力の周期を測定する２値化出力周期測定手順と、
前記ウェブに所望の張力が掛かっているときの前記２値化出力の周期を目標周期としたときに、前記２値化出力周期測定手順によって測定された２値化出力の周期の度数を、前記目標周期の第１の所定数倍未満の周期の度数Ｎ１と、前記目標周期の第１の所定数倍以上かつ目標周期未満の周期の度数Ｎ２と、前記目標周期以上かつ目標周期の第２の所定数倍未満（第１の所定数＜第２の所定数）の周期の度数Ｎ３と、前記目標周期の第２の所定数倍以上の周期の度数Ｎ４の４つに分別する周期分別手順と、
前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２とＮ３の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定する判定手順と、
この判定手順の判定結果に基づいて、前記ウェブの振動周波数が前記目標周波数に近づくように、前記搬送装置の送出側の駆動部と受取側の駆動部を制御する周波数制御手順とを含むことを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measurement method according to claim 10,
The calculation procedure is as follows:
A distance proportional number calculation procedure for obtaining a distance proportional number that is the number of interference waveforms proportional to the average distance between the semiconductor laser and the web by calculating an average value of the number of interference waveforms;
A speed calculating procedure for calculating the surface speed of the web from the distance proportional number;
A binarization procedure for binarizing the counting result of the signal extraction procedure;
A binarized output cycle measuring procedure for measuring the binarized output cycle obtained by the binarizing procedure;
When the cycle of the binarized output when a desired tension is applied to the web is set as a target cycle, the frequency of the binarized output cycle measured by the binarized output cycle measuring procedure is calculated as follows. A frequency N1 of a cycle less than a first predetermined number of times of a target cycle, a frequency N2 of a cycle of the first predetermined number of times greater than the target cycle and less than the target cycle, and a second frequency of the target cycle greater than the target cycle A cycle separation procedure for sorting into four frequencies: a frequency N3 of a cycle less than a predetermined number of times (first predetermined number <second predetermined number) and a frequency N4 of a cycle greater than or equal to a second predetermined number of times the target cycle; ,
The frequency N1 and N4 are compared with the frequency sum (N2 + N3). When the frequency N1 is the largest, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N4 is the largest. When the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the magnitudes of the frequencies N2 and N3 are compared, and when the frequency N2 is large, the web A determination procedure for determining that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency, and determining that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency.
Including a frequency control procedure for controlling the driving unit on the sending side and the driving unit on the receiving side of the conveying device so that the vibration frequency of the web approaches the target frequency based on the determination result of the determination procedure. Characteristic tension / speed measurement method. 請求項１６記載の張力・速度計測方法において、
さらに、前記度数Ｎ２の補正値Ｎ２’をＮ２’＝Ｎ２−Ｎ１により算出する度数補正手順を備え、
前記判定手順は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数の補正値Ｎ２’と度数Ｎ３の大小を比較し、前記補正値Ｎ２’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ３が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measuring method according to claim 16,
Furthermore, a frequency correction procedure for calculating the correction value N2 ′ of the frequency N2 by N2 ′ = N2−N1 is provided,
The determination procedure compares the frequencies N1 and N4 and the sum of frequencies (N2 + N3), and when the frequency N1 is the largest, determines that the vibration frequency of the web is higher than a target frequency, and the frequency N4 Is the largest, the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and when the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency correction value N2 ′ is compared with the frequency N3, When the correction value N2 ′ is large, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the frequency N3 is large, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency. Tension / speed measurement method. 請求項１６記載の張力・速度計測方法において、
さらに、前記度数Ｎ３の補正値Ｎ３’をＮ３’＝Ｎ３＋Ｎ１により算出する度数補正手順を備え、
前記判定手順は、前記度数Ｎ１とＮ４と度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）の大小を比較し、前記度数Ｎ１が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記度数Ｎ４が最も大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定し、前記度数の和（Ｎ２＋Ｎ３）が最も大きい場合は、前記度数Ｎ２と度数の補正値Ｎ３’の大小を比較し、前記度数Ｎ２が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも高いと判定し、前記補正値Ｎ３’が大きい場合は、前記ウェブの振動周波数が目標周波数よりも低いと判定することを特徴とする張力・速度計測方法。 The tension / speed measuring method according to claim 16,
Furthermore, a frequency correction procedure for calculating the correction value N3 ′ of the frequency N3 by N3 ′ = N3 + N1 is provided,
The determination procedure compares the frequencies N1 and N4 and the sum of frequencies (N2 + N3), and when the frequency N1 is the largest, determines that the vibration frequency of the web is higher than a target frequency, and the frequency N4 Is the largest, the vibration frequency of the web is determined to be lower than the target frequency, and when the sum of the frequencies (N2 + N3) is the largest, the frequency N2 is compared with the frequency correction value N3 ′, When the frequency N2 is large, it is determined that the vibration frequency of the web is higher than the target frequency, and when the correction value N3 ′ is large, it is determined that the vibration frequency of the web is lower than the target frequency. Tension / speed measurement method.
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