JPH02284008A - 帯状シート材のトラックずれ測定装置 - Google Patents

帯状シート材のトラックずれ測定装置

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JPH02284008A
JPH02284008A JP2088419A JP8841990A JPH02284008A JP H02284008 A JPH02284008 A JP H02284008A JP 2088419 A JP2088419 A JP 2088419A JP 8841990 A JP8841990 A JP 8841990A JP H02284008 A JPH02284008 A JP H02284008A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、帯状シート材のトラックずれ測定装置、特に
光源及び受光器からなるトラックセンサと、トラックセ
ンサに接続された測定装置とを備え、帯状シート材とト
ラックセンサとが相対的に移動できろように構成された
帯状シート材のトラ・ツクずれを測定する装置に関する
。
この種の装置は、好ましくは巻取り切断装置において圧
印された帯状シート材を切断する際に帯状シート材の横
方向位置を正確に検出するのに使用される。
［従来の技術］ 帯状シート材を巻取るときに光学センサを用いて帯状シ
ー）、　ｉ、、を端縁の所定の中心位置からのずれを連
続的にヒリリ定する光学的なトラックセンサか知られて
いる。このトラックセンサは帯状シート材の一方の側に
配置された送光器としての光学系を有する光源と、他方
の側に配置された受光器としての検出器とから構成され
ている。このトラックセンサは、送光器の光線を遮光す
る帯状シート材端縁の位置を検出する。トラックセンサ
から受光信号力粕１１＋ｌ定装置へ供給され、測定装置
はずれを補正する操作信号を形成し、案内ローラへ送る
。案内ローラによって帯状シート材は中心位置へ戻るよ
うに制御される。この種のトラックセンサの感度が帯状
シート材端縁の検出誤差及び帯状シート材の透明度に悪
影響を及ぼす。
また、帯状シート材上でグラフィック手段によって形成
されたマークのトラックに追従するトランクセンサも知
られている。この光学センサは、送光器としての照明装
置と帯状シート材の同じ側に配置され反射光を受光する
受光器とから構成されている。このセンサは反射の差に
よってマークのトラックを検出している。この種のトラ
ックセンサはす？明光の強度の変動と帯状シート材及び
マークのトラックの反射の変化に反応する。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、簡単な手段で測定精度を向上させ、照
明光の強度の変動に影響されない帯状シート材のトラッ
クずれを測定する装置を提供することである。
［課題を解決するための手段］ 上記の課題は本発明によれは、請求項第１項の特徴によ
って解決される。
［作用コ 好ましい実施例が従属請求項に記載されている。
本発明によれは、簡単な手段で測定精度を向上させ、照
明光の強度の変動に影響されない帯状シート材のトラッ
クずれを測定する装置が得られろ。
［実施例コ 以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に゛説明する
。
第１図において符号１て示すものはトラックセンサてあ
って、トラックセンサｌには光源２と、光学レンズ３と
、光に感度を有する受光器が設けられている。光学レン
ズ３は光源２から発生した光４を帯状シート材５上の集
光点６に集光させる。
受光器内の２つの検出器７と８はり一ト線９を介して測
定装置１０と接続されており、測定装置１０はメモリ１
１ａを備えた演算ユニット１１を有し、かつ出力端子１
２を介して補正信号１３を出力する。
一連の操作を行うために、帯状シート材５は不図示の巻
取り装置により一方のリールから他方のリールへ巻き賛
えられろ。一連の操作とは例えば帯状シート材５を縦に
切断して長い細片にする切断工程である。帯状シート材
５は巻き取られるときに不図示の案内ローラを介して案
内される。帯状シート材５の機械的な張りや、巻取り装
置の構造におけるわずかなずれ等が、走行する帯状シー
ト材を理想的な中心位置から側方へ変位させ、横方向１
４にずれｙが発生する。帯状シート材５のこのずれは一
連の操作の障害となり、不良品を発生させる原因となる
。以下で説明するように、トラックセンサ１と測定装置
１０とからなる測定装置による軌道（トラック）制御に
よって、このずれが効果的に減少する。
図では、帯状シート材５は巻取るときに図の紙面に垂直
方向に移動する。トラックセンサ１は巻取り装置に設け
られており、帯状シート材５のトラックセンサ１側の表
面を走査する。横方向１４は帯状シート材５の平面内に
位置しており、帯状シート材５を巻取るときの移動方向
を示す走行方向１５（第２図）に対して垂直となる。
トラックセンサ１は、例えは圧印されたバターン１６を
有する薄いプラスチック箔からなる帯状シート材５から
戻ってきた光を分析して、測定装置１０（第１図）にお
いてずれｙに応した補正信号１３を形成する。出力端子
１２と接続された巻取り装置の制御装置（不図示）は補
正信号１３を処理して、調節可能な案内ローラを用いて
帯状シート材５が中心位置へ来るように、トラックセン
サ１に対して相対的に移動する帯状シート材の位置を制
御する。
他の実施例として帯状シート材を静止させ、トラックセ
ンサ１をこの帯状シート材に対し不図示の一連の操作を
行なう手段とともに相対的に移動させることもできる。
側方を正確に案内するために、帯状シート材５（第２図
）にはパターン１６と一緒に形成された少なくとも１つ
のトラックマーク１７が設けられている。パターン１Ｇ
は帯状シート材５の全長にわたって連続して形成される
か、あるいは圧印工程によって決められる所定の周間で
繰り返される。
帯状シート材５上に圧印された細いトラックマーク１７
はパターン１６に対して所定の距離を有する。トラック
マーク１７は長平方向に連続的に延び、帯状シート材５
の両端縁１８の間の区間内に設けられている。パターン
１６が多数の作業工程で形成されろ場合には、好ましく
はトラックマーク１７は最初の作業工程で形成され、そ
れによって一連の操作のどの工程においてもトラックマ
ーク１７を用いて整合を行うことができる。
短い区間毎に分割して設けられた非連続のトラックマー
ク１７は、との区間においても矩形の第１の回折格子ト
ラック１９と同じく矩形の第２の回折格子トラック２０
とを組み合わせて形成されており、両回折格子トラック
は互いに近接して、例えは長手側が接触している。各回
折格子トラック１９ないし２０には所定の凹凸構造を有
する回折格子が形成されている。トラックマーク１７の
設けられた区間の間には間隙２１が設けられている。間
隙２１の長さは好ましくはトラックマーク区間の長さよ
りも小さい。トラックマーク１７を区切りなく連続して
設ける場合は、一つだけの非連続なトラックマークから
なる特殊な場合と考えることができる。
回折格子は第１の回折格子トラック１９において第１の
アジマス角φ１を有し、第２の回折格子トラック２０に
おいては第２のアジマス角φ２を有し、これらのアジマ
ス角φｌないしφ２が走行方向１５に関して測定される
。各回折格子の格子周波数によりそれぞれ回折角度αな
いしβが定まる（第１図と第２図）。それぞれの回折角
度は、光学レンズ３によって形成されろ光線２２と所定
の回折次数で回折された回折光の間の角度として測定さ
れろ。第１の回折格子で回折された回折光２３は、アジ
マス角φ１と１８０＋φｌ並びに回折角度αを有ずろ。
一方、集光点６の第２の回折格子に入射した光は、アジ
マス角φ２と１８０＋φ２及び回折角度βて回折される
。
好ましくは２つの回折格子はアジマス角φ１ないしφ２
のみが異なる。例えは両回折格子は同一の格子周波数を
持つ同一の対称の凹凸構造を有し、前記凹凸構造は光４
を一次回折光の方向に回折する。従って両回折角度αと
βの大きさは同一である。この回折格子の利点は、トラ
ックマーク１７を形成するための圧印母型を安価に製造
することができることである。
好ましくはトラックマーク１７の周囲には拡散し゛て散
乱させるマットな表面が形成される。光源２と受光器の
検出器７．８は帯状シート袖５の上方の同一の側に配置
されている。光源２は帯状シート材５の上方に設けられ
ており、光源２と帯状シート材５の間には光学レンズ３
が設けられている。トラックセンサ１の外乱光に対する
ε光性を向上させるために、好ましくは検出器７．８の
感度に合わせた波長を有する単色光４が用いられる。
各検出器マないし８は、トラックマーク１７の回折格子
によって決定される入射方向２４ないし２５に合わせて
受光器内に取り付けられる。各検出器ヱないし８の感光
面の前には不図示のコリメータないしは他の光学装置が
配置され、それによって好ましくは検出器７ないし８の
外乱光感度を減少させろことかできろ。
光源２と光学レンズ３と受光器４は例えはハウジング内
に収容され、ハウジングは受光器からの外乱光を遮光し
、それによって検出器７と８の感度をざらに向上させ、
かつトラックセンサ１の汚れを防止する。
例えは光学レンズ３等の光学手段によって光線２２が形
成され、この光線は帯状シート材５の面に対して垂直に
入射し集光点６となって現れる。
好ましくは光学レンズ３内に設けられた不図示の絞りに
よって集光点６が所定の大きさを有する所定の形状にな
るようにされる。集光点６は均一に照射され、例えば円
あるいは矩形の形状を有する。
トラックマーク１７の回折格子て回折された光２３は、
入射方向２４ないし２５で回折された場合には検出器７
ないし８へ入射する。
光線２２に対して対称に配置された２つの検出器７と８
は、好ましくは帯状シート材５に対して所定の等しい距
離を有する。
例えはアジマス角の値はφ１＝１３５°ないしφ２＝２
２５°である。−次回折角度βは３０゜〜６０°の範囲
にある。入射方向２４ないし２５を決定するこの角度に
よって、トラックセンサｌの構造が非常に簡単になり、
所定の回折格子で回折された光とは異なる光に対する検
出器フないし８の感度を最小とすることができる。
好ましくは光学レンズ３用の光ファイバと検出器７と８
のコリメータ用の光ファイバを用いることによってトラ
ックセンサ１の必要とするスペースが削減される。一つ
の光ファイバによって光４が光源２から集光点６の２．
３ミリメートル上まで案内され、もう一つの光ファイバ
によって入射角度２４と２５で回折された光２３がほぼ
等距離で集光して、検出器７と８に導ひかれる。光ファ
イバが柔軟である場合には、トラックセンサｌを読取ヘ
ッドと本体部分に分割することができ、両者は互いに独
立しているが光ファイバによって結合され組み込むこと
ができる。読取ヘッド内では光ファイバの一方の端部が
固定されて、トラックマーク７の検出に用いられる。本
体番部分は、光Ｒ２、光学レンズ３と検出器７及び８か
ら構成され、光ファイバの他方の端部と接続されて、例
えは測定装置１０のハウジングに収容される。
測定装置・１０はディジタル技術で、あるいはアナログ
技術の手段を用いて形成することができる。
光線２２は集光点６（第３図）内で、第１の回折格子ト
ラ９９１９０回折格子の面部分２６を照ｆ）４シ、また
第２の回折格子トラック２０の第２の面部分２７を照射
する。巻取り時帯状シート材５のトラックマーク１７が
走行方向１５に移動すると、トラックマーク１７上で集
光点６が走行方向１５と反対に相対的に移動され、その
際に常に新しい面部分２６と２７が照射される。
巻取りの間に帯状シート材５が側方へずれると、集光点
６内で照射される面部分２６と２７の割合が変化する。
贋えば帯状シート材５が横方向１４へ移動し、従ってず
れｙがプラスになると、集光点６は第１の面部分２６が
増大してその号笛２の面部分２７が減少する。ずれｙが
マイナスになる場合には集光点６によって回折格子トラ
ック１９ないし２０のいずれか一方の面部分２６ないし
２７しか照射されない場合がある。帯状シート材５が理
想的な中心位置にある場合には、両面部分２６と２７の
大きさは等しい。
回折格子が同一の回折度を有する場合には、入射方向２
４と２５に回折された光２３（第１図）の強度は面部分
２６．２７に比例して変化する。
検出器７は第１の入射方向２４で回折した光２３をそれ
に比例する電気信号Ｅ（第４図）に変換し、検出器８は
第２の入射方向２５て回折した光２３を電気信号Ｅに変
換し、これらの電気信号Ｅはそれぞれ強度１１と１２を
有する。ずれｙがマイナスの場合には強度は１２＞１１
となり、ｙ＝００中心位置においてはＩＩは冑と同じ大
きさとなり、ｙがプラスの場合には１１＞１２となる。
各検出器ヱないし８の受光信号Ｅは（第１図と第４図）
εｉ１１定装置１０において別々の増幅器で増幅される
。少なくとも一方の増幅器の増幅係数を調節することが
できる。このようにすることによって、回折格子及び検
出器７と８の回折度の違いを補償することができ、帯状
シート材５の中心位置を調節することができるという利
点が得られる。
測定装置１０の演算ユニット１１は受光信号Ｅを処理し
て、差信号Ｄ＝１２−１１　（第１図、第４図及び第５
図）を形成し、従ってこの信号は集光点６における照明
の強度及び回折格子の回折度にほとんど影響されなくな
る。このようにトラックセンサ１は回折された光２３の
みに感度を有する。
ずれがｙ＝Ｑの場合には差信号りはゼロ点２８を通る。
ｙ＜ｏの場合には差信号はＤ＞０でありｙ＞Ｏの場合に
はＤ＜０となる。測定装置１０（第１図、第３図及び第
５図）はＤの符号を識別して、それに従って集光点６を
横方向１４へ移動させて、ずれｙを減少させる。
差信号りは好ましくは次式のように規定することができ
る。
Ｄ＝　（１２−１１）／　（Ｉ　２＋１１）　・・　（
１）従って規格化された差信号りは、ずれがＶＲないし
−ｙＲとなり一方の面部分２６ないし２７が消滅し、集
光点６が一つの回折格子だけを照射した場合には、１の
値を有する。集光点６がさらにトラックマーク１７から
外れると、集光点６内で照射されている唯一の回折格子
の面部分２６ないし２７が減少し、回折された光２３の
強度は外乱光の強度まで減少する。帯状シート材５上の
集光点６がトラックマーク１７から最大にずれて＋ｙな
いし−ｙになると同様に差信号りの値も減少し、圃はゼ
ロに達する。それぞれの最大のずれｙは集光点６のトラ
ックマーク１７に対する横方向の寸法と回折格子トラッ
ク１９ないし２０の幅の合計である。
ずれｙないし−ｙの最大値によって測定８置ないし巻取
り装置の制御装置の限界が定まり、−力測定装置の利用
可能な調節範囲は、ずれの値ｙＲと一５７Ｒによって限
定される。
差信号りのゼロ通過点２８がどこにあるかによって帯状
シート材５の側方向の位置の基準が定まり、その位置は
測定装置１０の増幅器の増幅係数を変化させることによ
って横方向１４に移動させることができので、巻取り装
置の側方を正確に位置決めすることができる。
差信号りは演算ユニット１１において、好ましくは上方
の限界値ＯＧ及び下方の限界値ＵＧと比較される。差信
号りが両限界値ＯＧとＵ３Ｏ間にある間は、出力端子１
２に補正信号は発生しない。
差信号りが上方の限界値ＯＧを越え、ないしは下方の限
界値ＵＧより低くなった場合には、出力端子１２を介し
て補正信号１３か巻取り装置の制御装置へ供給される。
補正信号１３は巻取り装置の制１３１１ｆｆｉとして制
御装置に用いられ、帯状シート材５を光線２２に対して
横方向１４に移動させ帯状シート材５を中心位置へ戻す
。
２つの限界値ｏＧとＵＧはメモリ１１ａから読み出され
る。この限界値が制御の誤差を決定するものであって、
巻取り装置を整合させる場合に公知のようにメモリ１１
ａ内で所定の値に設定され、記憶されているものである
。
補正信号をどのように伝達するかは後段に接続されてい
る巻取り装置の制御装置によって異なり、−一者の裁量
に属する。例えばＤ〉ＯＧの場合には補正信号１３は正
の極性を有し、Ｄ＜ＵＧの場合には負の極性を有する。
特に出力１２に２つの端子を設けることも考えられ、そ
の場合には補正信号１３はそれぞれＤ＞ＯＧないしＤ＜
ＵＧに従って２つの端子の一方に現れる。
他の実施例としては、制御装置に増幅された差信号りを
直接供給し、常に中心位置になるように制御を行なうこ
ともできる。
トラックマーク１７の回折格子で回折された光２３（第
１図と第２図）の強度は圧印されていない帯状シート材
５あるいはそのマットな表面で拡散された光４の強度の
数倍になる。従ってトラックセンサｌは好ましくは同ト
ラックセンサか感度を有する回折された光２３のみを受
光する。このことは帯状シート材を処理する上で効果的
である。
というのは帯状シート材５が光４を透過し、色を有しあ
るいは例えば鏡面層をコーティングされている場合でも
、トラックセンサ１はトラックマーり１７て回折された
光２３を正確に分析するからである。
測定装置の検出領域及び制御領域は、好ましくは理想的
な中心位置に対して対称となる。２つの回折格子トラッ
ク１９．２０は同し幅を有し、トラックマーク１７は少
なくとも集光点６と同じ幅を有する。好ましくは集光点
６は矩形の形状を有し、その長手側はトラックマーク１
７の幅に相当するようにする。というのはその場合差信
号りの変化は制御領域全体にわたって線形となるからで
ある。ずれがｙ＝Ｑである場合には、この矩形の両対角
線の仮想交点は正確に両回折格子トラック１９．２０の
接触面上に位置する。
トラックマークの長さとトラックマーク１７の間隙２１
の大きさは、圧印母型と圧印方法によって定まり、トラ
ックマーク１７の長さはその幅の数倍であるとともに間
隙２１の数倍でもある。すべてのトラックマークは好ま
しくは同じ長さてあって、それによって唯一の母型で安
価にトラックマークを形成することができる。
トラックマーク１７の実施例においては、その幅は例え
は３．６ｍｍであって、各回折格子トラック１９と２０
は同一の幅を有する。各トラックマーク１７は、間隙２
１が２．９ｍｍとすると２６ｍｍの長さを有する。
従って測定装置の横方向１４の有効制御領域は、上述の
矩形の集光点６を用いた場合には主１゜８ｒｎｍであっ
て、１．４ｍｍの直径を有する円形の集光点６を用いた
場合には主１゜３ｍｍとなる。
巻取り装置により帯状シート材５は１ｍ／秒以上の速度
でトラックセンサ１の下を通過し、例えは６００ｍ、ｍ
幅の帯状シート材の位置はトラックマーク１７に間して
ミリメートルの何分の−かで正確に制御される。かなり
幅の広い帯状シート材５の場合にはトラックマーク１７
は好ましくは中央に配置され、それによって加工の際に
考えられる帯状シート材のしわによる誤差が半減される
。
例えばこの誤差は、帯状シート材の伸縮が１％て幅が６
００ｍｍの場合には、両端縁の間で測定して０　、６　
ｍ　ｍである。
非常に広い帯状シート材の場合には多数の平行なトラッ
クマーク１７を設けろことが望ましく、その場合には例
えは１つのトラックマーク１７は帯状シート材５の位置
の制御に用いられ、伯のトラックマーク１７は一連の作
業時に設けられる不図示の他のｊ−１１定装置によって
パターン１６を調節するのに用いられる。他のトラック
マーク１７は、帯状シート材５か細い細片に分割された
後に、その細片の正確な加工を可能にするものである。
トラックセンサ１の他の実施例においては、光源２と光
学レンズ３は透明な帯状シート材５の圧印されていない
側に配置され、受光器は圧印されている側に配置される
。光線２２は帯状シート材５を通過し、帯状シート材５
から出るときにはじめてトラックマーク１７の回折格子
で回折される。
回折された光２３は検出器に入射する。
好ましくは受光器の外乱光感度は、変調された光４を用
いることによって減少される。例えば光源２あるいは光
学レンズ３が光線２２における光４０強度を変調する。
受光信号Ｅにζよ変調されな調信号を選択的に増幅し、
受光信号Ｅに含まれている外乱光成分は抑圧される。
好ましい実施例においては、光線２２が回折格子トラッ
ク１９．２０を照射しなくなり、従って光線２２がトラ
ックマーク１７を外れると、測定装置（１０）の演算ユ
ニット１１は例えば警告信号などの補助信号を発生する
。外れた場合両受光信号Ｅに損失が生じ、ないしは両受
光信号Ｅの強さＩｔないしＩ２は拡散光４に関する値ま
で減少する。好ましくはトラックマーク１７から外れた
ことは、両受光信号Ｅの強度ＩＩとＩ２の合計が調節可
能な所定のレベルＬより低くなったことによって判定さ
れる。前記レベルＬは拡散光４に関する両受光信号Ｅの
強度１１とＩ２の合計より高い。補助信号は、測定装置
１０の不図示の表示パネルに表示される。
両受光信号Ｅの消失が認められても、測定装置が制御領
域にある場合には、付加信号が出力される。このような
場合は、光線２２がトラックマーク１７間の間隙２１に
入射した場合に満たされる。
−万両受光信号Ｅの消失が認め沿′測定装置が制御領域
外にある場合には、警告信号が出力される。制御領域を
外れるときに差信号りの符号は変わらないので、測定装
置は好ましくはずれｙの方向１３を表示する。
巻取り装置の整合を容易にするために、測定装置１０の
表示パネルには好ましくは差信号りの光学表示が行なわ
れる。光学表示には例えば測定装置の制御領域にはずれ
ｙが長さの単位（例えはμｍ）で、そして検出領域には
ずれｙの横方向１４ないしその符号が直接水される。２
つの補助信号は、例えば表示ランプを用いて受光信号Ｅ
の消失とトラックマーク１７からの集光点６のずれ方向
を示す。
付加信号は好ましくは巻取り装置の制御装置に入力され
、集光点６がトラックマーク１７の間隙２１を越えて移
動し、トラックマーク１７の次のトラックマークを照射
するまで、制御をロックする。他の利用方法としては、
パターン１６の新たな周期の開始を示すのに用いること
である。
パターン１６の新たな周期の開始を示すのに７■す定装
置を利用しようとする場合には、好ましくは帯状シート
材５の所定の箇所にトラックマーク１７と同時に他のマ
ーキング２９（第６図）が設けられる。各マーキング２
９は互いに隣接した回折光学的に異なる２つの回折格子
トラック１９’と２０゛から形成される。この両回折格
子トラック１９′と２０゛の共通の境界３０はトラック
マーク１７に対して垂直に配置される。好ましくはマー
キング２９の両回折格子は例えばトラックマーク１７の
回折格子と周波数だけが異なるようにされる。
マーキング２９は好ましくはトラックマーク１７の隣に
離れて、あるいは間隙２１に配置されており、帯状シー
ト材５のマーキング２９のトラック内には他の圧印構造
は設けられていない。マーキング２９を形成するのに帯
状シート材５上のスペースをできるだけ失わないように
するために、マーキング２９は好ましくはトラックマー
ク１７の間隙２１に圧印される。マーキング２９は例え
ば横方向１４の長さが１０ｍｍで走行方向１５の幅が３
．６　ｍｍであって、従って両回折格子トラック１９’
と２０’はそれぞれ１０ｍｍＸ　１．８ｍｍの面積を有
する。
巻取り装置にはトラックセンサ１の他に、入射方向２４
．２５の光路まで同じの第２のトラックセンサ、すなわ
ちマーキング２９を検出するマークセンサ３１が設けら
れており、マークセンサ３１の受光器の検出器３２と３
３はマーキング２９の両回折格子の特性に合わされる。
第６図においては集光点６は正確に境界３ｏ上にある。
好ましい実施例においてはトラックセンサｌの検出器７
と８及びマークセンサ３１の検出器３２．３３は平面図
においては境界３ｏに対して対称で、かつ集光点６を囲
むように配置されている。１つの光源２の光４から光学
レンズによって形成された１つの光線２２（第１図）は
、帯状シート材５が巻取られるときに集光点６を通過す
る各トラックマーク１７とマーキング２９を次々と照射
する。トラックマーク１７の回折格子は、光を回折角度
αで回折し、マーキング２９の回折格子は回折角度βて
回折する。その場合、回折角度αて回折された光２３は
検出器３２と３３には達せず、回折角度βで回折された
光２３は検出器７と８には入射できないように構成され
る。
共通のセンサハウジング３４に、例えばトラックセンサ
１と、マークセンサ３１と、唯一の光線２２並びにそれ
を発生する手段２．３とを収納し、それによって組み合
わせセンサ３５を形成する。
読取ヘッドと本体部分を分割し光ファイバを介して接続
させる構造は、組み合わせセンサにとっても有利であっ
て、その場合には４つの検出器７．８．３２．３３に応
じて４つの光ファイバが集光点６を照明する部分を囲ん
で配置される。
集光点６は例えば１辺の長さが３．６ｍｍの正方形の形
状を有し、その側面はトラックマーク１７とマーキング
２９に整合されている。
マークセンサ３１も測定装置１０に接続されており、検
出器３２と３３から受光した受光信号Ｅ（第７図）が測
定装置に人力される。演算ユニット１１は受光信号ＥＳ
の強度■３とＩ４から第１式に従って差信号ＤＳ（第８
図）を算出する。巻取りの際に集光点６はマーキング２
９に対して走行方向１５へ移動し、集光点６がマーキン
グ２９の回折格子トラック１９’　　２０’を照射し、
受光信号ＥＳの強度Ｉ３とＩ４の合計が所定に調節され
たレベルＬＳを越えると、差信号ＤＳは例えは正の値を
とる。集光点６がマーキング２９の２つの回折格子を同
じ割合で照射した場合、ないしは演算ユニット１１が差
信号ＤＳのゼロクロス２日を検出した場合に、測定装置
１０は同期信号を出力する。
演算ユニット１１はマークセンサ３１に関してもトラッ
クセンサ１の場合と同様に補助信号を出力し・、測定装
置の表示パネルに表示して整合を容易ζこする。
差信号ＤＳのゼロクロス２８によって決定されるマーキ
ング２９の位置も、測定装置１０における受光信号ＥＳ
の増幅係数を変化させることによって走行方向１５に移
動させることかでき、それによって巻取り装置を走行方
向１５に正確に整合させることができる。
ゼロクロス２８を用いて帯状シート材５上のトラックマ
ーク１７の位置ないしマーキング２９の位置を検出する
ことは、マイクロメートルの単位で正確に行われる。帯
状シート材５が例えばパターン１６を有する熱圧印シー
ト材として形成されている場合には、この測定装置はパ
ターン１６の位置を正確に検出することができ、従って
パターン１６を不図示の支持体上の所定の場所に高精度
で転写することができる。
巻取り装置には好ましくは２つの組み合わせセンサ３５
（第９図）が設けられている。帯状シート材５は供給ロ
ーラ３６から巻取りローラ３７へ走行方向１５に巻取ら
れて、組み合わせセンサ３５の垂直下方を通過する。前
記組み合わせセンサ３５の光線２２は所定の距離Ａで配
置されており、順に各トラックマーク１７の部分を走査
する。各組み合わせセンサ３５はリード線９を介してそ
れぞれの測定装置１０と接続され、測定装置１０の出力
端子１２は巻取り装置を制御する制御装置の処理装置３
８と接続されている。
処理装置３８は距離Ａと、測定装置１０から得た両同期
信号間の時間差とから等間隔で連続的に配置されている
２つのマーキング２９間の距Ｍ３９の正確な実際値を算
出する。この実際値は記憶されている所定の目標値と比
較される。この比較結果に基づいて、巻取り装置の制御
装置に設けられている処理装置３８は供給ローラ３６に
作用する不図示の０繰り出しブレーキの作用を変化させ
る。その場合巻き取り時帯状シート材５の張りが変化し
、距離３９が目標値に対応するように変化される。この
ような調節は、マーキング２９の間に多数のパターン１
６〜１６′が設けられており、マーキング２９に達した
パターン１６と後続のパターン１６’を同一の精度で位
置検出しなければならない場合に効果的である。
測定装置１０（第６図）には、受光信号ＥないしＥＳか
ら読み取った結果をカウントする少なくとも１つのカウ
ンタ４０が設けられており、カウンタの計数状態は測定
装置１０の表示パネルに表示することができる。カウン
タ４０は例えば付加信号からトラックセンサｌが読み取
った間隙２１の数を計数し、ないしは同期化信号からマ
ークセンサ３１が記録したマーキング２９の数を計数す
る。いずれの場合にも計数状態はパターン１６の数に比
例する。
巻取り時組み合わせセンサ３５と接続されている測定装
置１０からは、出力端子１２を介して補助信号、補正信
号、計数状態及び同期化信号が出力される。処理装置３
８（第９図）はこれらすべての信号を処理する。例えば
計数状態は、処理装置３８に記憶されている所定に調節
された数字と連続的に比較され、差が所定の値を下回る
とローラ３６と３７を停止させるブレーキ信号を発生さ
せ、帯状シート材５を同期化信号に同期して停止させ、
それによって光線２２は所定のマーキング２９上に留ま
る。
カウンタ４０の他の好ましい実施例によれば（第６図）
、正の値から負の値にゼロクロス２８する際に同期化信
号が発生されると、記憶されている計数状態に１単位が
加算される。それに対して、例えば整合を行う場合など
に巻取り装置を逆転させるときのように、負の値から正
の値へゼロクロス２８すると、計数状態から１単位が減
算される。
演算ユニット１１（第６図）は好ましくは、間隙２１な
いしマーキング２圭が帯状シート材５上に等間隔て連続
し、距離３９の所定の値が測定装置１０に記憶されてい
る場合には、計数状態の時間的な変化から帯状シート材
５の速度を算出する。
それによって測定装置をさらに、巻取り装置のタコメー
タとしても利用することができる。測定装置に少なくと
も１つのマークセンサ３１が設けられている場合には、
速度と同時に走行方向１５を決定することもてきる。
組み合わせセンサ３５（第５図、第８図、第１Ｏ図）は
、照準マーク４１を求める位置決め装置としても使用す
ることができる。組み合わせセンサ３５はり一ト線９に
よって測定装置１０と接続されており、測定装置は差信
号りとＤＳから方向信号４２を求め、それを２つの駆動
装置４３に伝達する。駆動装置４３は組み合わせセンサ
３５と帯状シート材５あるいは一般に平坦な面との間で
横方向１４と走行方向１５の相対移動を行わせ、光線２
２を照準マーク４１上に位置決めする。駆動装置４３は
巻取り装置のローラに作用し、あるいは組み合わせセン
サ３５を帯状シート材５上で平行に移動させる。測定装
置１０は、組み合わせセンサ３５が照準マーク４１で回
折された光２３を受光するまで、集光点６を帯状シート
材５上の所定の検出路に沿って移動させる。次に光線２
２は駆動装置４３によって照準マーク４１の中心上に心
だしされる。
ｑ？準マーク４１は例えば少なくとも１つのマーキング
２９とトラックマーク１７の少なくともｌ摘３分からな
り、帯状シート材５上に十字形に圧印されている。
回折格子トラック１９．１９’　　２０．２０′（第１
０図）は、例えば共通の境界３０が交差して照準マーク
４１を対称に分割するように圧印されている。
照準マーク４１は好ましくは同じ大きさで回折格子から
なる岡なる４つのセクターを有する円形として形成され
る。
照準マーク４１をシート状の面あるいは帯状シート材上
に直接圧印する代わりに、この種の照準マーク４１を有
するラベルを張ることも考えられる。
［発明の効果コ 以上の説明から明らかなように本発明によれば、簡単な
手段で測定精度を向上させ、照明の強度の変動に影響さ
れない可動の帯状シート材のトラックずれを測定する装
置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図はトラックセンサの断面図、第２図は第１図の装
置の上面図、第３図はマークのトラックを有する第２図
の一部を示す上面図、第４図は偏差ｙを関数とするトラ
ックセンサの受光信号を示す波形図、第５図は第４図の
受光信号から形成した偏差ｙを関数とする差信号を示す
波形図、第６図はトラックセンサとマークセンサとを有
する測定装置の上面図、第７図は帯状シート材の走行方
向を間数とするマークセンサの受光信号を示す波形図、
第８図は第７図の受光信号から形成した走行方向を関数
とする差信号を示す波形図、第９図は２つの組合せセン
サを有する巻取り装置の構成図、第１０図は位置決め装
置の構成図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）光源及び受光器からなるトラックセンサと、トラッ
    クセンサに接続された測定装置とを備え、帯状シート材
    とトラックセンサとが相対的に移動できるように構成さ
    れた帯状シート材のトラックずれを測定する装置におい
    て、 トラックマーク（１７）が互いに平行で回折光学的に異
    なる２つの回折格子トラック（１９、２０）から形成さ
    れ、 光源（２）からの光を所定の大きさの集光点（６）に集
    光しトラックマーク（１７）を照明する光学手段（３）
    が設けられており、 受光器内には２つの検出器（７、８）が設けられ、各検
    出器（７、８）は集光点（６）にある２つの回折格子ト
    ラック（１９、２０）のいずれか一方のトラックにより
    回折された所定次数の回折光（２３）を受光するように
    配置されており、両検出器（７、８）は測定装置（１０
    ）と接続され、 前記測定装置（１０）には、両検出器（７、８）から発
    生された受光信号（Ｅ）を差信号（Ｄ）に変換する演算
    ユニット（１１）が設けられていることを特徴とする帯
    状シート材のトラックずれ測定装置。 ２）検出器（７、８）の受光信号（Ｅ）を測定する測定
    装置（１０）に２つの別体の増幅器が設けられており、 少なくとも一方の増幅器の増幅係数は、帯状シート材（
    ５）の中心位置を定めるために、調節できることを特徴
    とする請求項第１項に記載の装置。 ３）光源（２）あるいは光（４）を変調する光学手段（
    ３）が設けられており、 測定装置（１０）の増幅器が受光信号（Ｅ）に含まれる
    変調信号を選択的に増幅するように構成されていること
    を特徴とする請求項第１項あるいは第２項に記載の装置
    。 ４）演算ユニット（１１）がメモリ（１１ａ）と接続さ
    れ、差信号（Ｄ）が上方の限界値（ＯＧ）を越えたとき
    、ないしは下方の限界値（ＵＧ）を下回ったときに補正
    信号（１３）を発生し、所定の限界値（ＯＧ、ＵＧ）が
    設定できるように形成されていることを特徴とする請求
    の範囲第１項から第３項のいずれか１項に記載の装置。 ５）回折光（２３）の入射方向（２４、２５）が１３５
    °ないし２２５°のアジマス角（φ１、φ２）と、３０
    °〜６０°の範囲の回折角度（α、β）を有することを
    特徴とする請求項第１項から第４項のいずれか１項に記
    載の装置。 ６）光（４）が単色光であることを特徴とする請求項第
    １項から第５項のいずれか１項に記載の装置。 ７）演算ユニット（１１）が、Ｉ１を一方の検出器（７
    ）の受光信号（Ｅ）の強度、Ｉ２を他方の検出器（８）
    の受光信号（Ｅ）の強度として差信号（Ｄ）、 Ｄ＝（Ｉ２−Ｉ１）／（Ｉ２＋Ｉ１） を形成することを特徴とする請求項第１項から第６項の
    いずれか１項に記載の装置。 ８）帯状シート材（５）上に少なくとも１つの光学的な
    マーキング（２９）が配置されており、このマーキング
    には回折光学的に異なる隣接した２つの回折格子が設け
    られ、２つの回折格子の共通の境界線（３０）はトラッ
    クマーク（１７）に対して垂直に延びており、 マークセンサ（３１）が設けられ、このマークセンサは
    光源（２）と、集光点（６）を照射する光学手段（３）
    と、他の２つの検出器（３２、３３）を有する受光器と
    から構成され、前記各検出器（３２、３３）は、集光点
    （６）にある２つの回折格子のいずれか一方の格子によ
    り回折された所定次数の回折光（２３）を受光するよう
    に配置されており、 ２つの前記他の検出器（３２、３３）が測定装置（１０
    ）と接続され、 演算ユニット（１１）が、２つの前記他の検出器（３２
    、３３）から得られた受光信号（ＥＳ）を第２の差信号
    （ＤＳ）に変換し、第２の差信号（ＤＳ）がゼロクロス
    （２８）したときに同期化信号が出力されることを特徴
    とする請求項第１項から第７項のいずれか１項に記載の
    装置。 ９）マークセンサ（３１）が組み合わせセンサ（３５）
    の共通のハウジング（３４）内に収容されており、 唯一の光源（２）と唯一の光学手段（３）が組み合わせ
    センサ（３５）の両センサ（１、３１）に共通であるこ
    とを特徴とする請求項第８項に記載の装置。 １０）トラックマーク（１７）とマーキング（２９）が
    一緒になって照準マーク（４１）を形成し、 帯状シート材（５）の組み合わせセンサ（３５）に対す
    る移動が、測定装置（１０）において差信号（Ｄ、ＤＳ
    ）から形成された方向信号（４２）によって制御されて
    、組み合わせセンサ（３５）の光線（２２）が照準マー
    ク（４１）の中心に自動的に位置決めされることを特徴
    とする請求項第９項に記載の装置。 １１）測定装置（１０）に、検出器（７、８、３２、３
    ３）の受光信号（Ｅ、ＥＳ）の合計（Ｉ１＋Ｉ２、Ｉ３
    ＋Ｉ４）がレベル（Ｌ、ＬＳ）を下回ったときに補助信
    号を発生させる手段が設けられていることを特徴とする
    請求項第８項から第１０項のいずれか１項に記載の装置
    。 １２）測定装置（１０）にカウンタ（４０）が設けられ
    、 カウンタ（４０）は、測定装置（１０）において受光信
    号（Ｅ、ＥＳ）から導き出され間隙（２１）ないしマー
    キング（２９）の数に比例する量を計数するように構成
    されていることを特徴とする請求の範囲第８項から第１
    ０項のいずれか１項に記載の装置。
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