(57)【要約】  包装材料（３１４、５１４、７１４）の位置を磁気マーキング（３１２、５１２、７１２）によって検出する位置検出器装置（１００、２００、９００）において、位置検出器装置は、それぞれが出力信号を出す出力部を有する複数の磁気センサを含むセンサ・アセンブリを含み、磁気センサは、少なくとも２組のペア（２０８、２０９、３０１、３０２、５０１、５０２、７０１、７０２）として配置され、各ペア磁気センサは、それぞれ感度方向（３０８、３０９、３１０、３１１、５０８、５０９、５１０、５１１、７０８、７０９、７１０、７１１、８０８、８０９、８１１）が反対向きに配置され、更に、センサは、包装材料の磁気マーキングを感知するように配置され、センサの出力信号を合計して合計信号とするように設けられた結合器（２１０、２１１、２１２、９１０、９１２、９１４、１１００、１２０３、１３０１、１３０２、１３０３）を含む磁気センサの出力部に結合された信号処理アセンブリ（１０４）を含み、包装材料の位置を合計信号から判定するように配置された検出機を含む。更に、包装材料を磁気マーキングによって検出する方法が開示される。
2008532039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
包装材料（３１２、５１２、７１２、８１２）の位置を磁気マーキング（３１４、５１４、７１４、８１４）によって検出する位置検出器装置（１００、２００、９００）であって、
それぞれが出力信号を出す出力部を有する複数の磁気検出ユニット（１０２、２０４、２０５、２０６、２０７、３０４、３０５、３０６、３０７、５０４、５０５、５０６、５０７、７０４、７０５、７０６、７０７、８０４、８０５、８０７、９０６、９０７、９０８、１０００、１２０１、１２０２）を含むセンサ・アセンブリと、磁気センサ・ユニットは、少なくとも２組のペア（２０８、２０９、３０１、３０２、５０１、５０２、７０１、７０２）として配置され、各磁気センサ・ユニット・ペアは、それぞれ感度方向（３０８、３０９、３１０、３１１、５０８、５０９、５１０、５１１、７０８、７０９、７１０、７１１、８０８、８０９、８１１）を反対向きに配置され、更にセンサ・ユニットは、包装材料の磁気マーキングを感知するように配置され
センサの出力信号を加算して加算信号とするように設けられた結合器（２１０、２１１、２１２、９１０、９１２、９１４、１１００、１２０３、１３０１、１３０２、１３０３）を含み磁気センサの出力部に結合された信号処理アセンブリ（１０４）と、
包装材料の位置を加算信号から判定するように配置された検出器（１０６、２１４、９１６）を含む前記位置検出器装置。
【請求項２】
請求項１記載の装置であって、各センサ・ユニット・ペアは、他方の磁気センサ・ユニットよりも包装材料の近くに配置される前記ペアの一方の磁気センサ・ユニットを含む前記装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の装置であって、センサ・ユニットは、磁気抵抗センサ（１００２、１００３、１００４、１００５）を含むホイートストーン・ブリッジ（１００６）である前記装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の装置であって、検出器は、加算信号のゼロ・クロスを検出することによりその位置を判定するように配置される前記装置。
【請求項５】
請求項４記載の装置であって、検出器は、ゼロ・クロスが生じる前の加算信号の所定のレベルを検出する手段を含む前記装置。
【請求項６】
請求項４または５記載の装置であって、検出器は、ゼロ・クロスが生じる前の加算信号のレベルを検出する手段を含む装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の装置であって、更に複数の磁気センサ・ユニットの感度方向に直角な感度方向（７１７）を有する第１の磁気補正センサ・ユニット（７１６）と、複数の磁気センサ・ユニットと第１の磁気補正センサ・ユニットのそれぞれの感度方向に直角な感度方向（７１９）を有する第２の磁気補正センサ・ユニット（７１８）とを含む前記装置。
【請求項８】
請求項７記載の装置であって、信号処理アセンブリは、第１と第２の磁気補正センサ・ユニットに接続され、複数の磁気センサ・ユニットの感度方向に直角な複数の磁気センサ・ユニットからの信号成分を抑制する配置される前記装置。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載の装置であって、磁気センサ・ユニットの出力信号を調整する手段（１１１０）を含む前記装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載の装置であって、磁気センサ・ユニットの感度方向は、磁気マーキングの帯磁方向に並列であるものと逆並列のものである前記装置。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれかに記載の装置であって、磁気センサ・ユニットの感度方向は、磁気マーキングの帯磁方向に直角である前記装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の装置であって、磁気マーキングに対向する２つのセンサ・ユニットの間隔と位置検出方向の磁気マーキングのサイズとの商は、０．６と３の間、望ましくは０．７と１．８の間、望ましくは０．８５と１．４の間、更に望ましくは約１である前記装置。
【請求項１３】
包装材料の位置を磁気マーキングによって検出する方法であって、各ペアは逆並列に配列される磁気センサを含む複数組の磁気センサ・ユニット・ペアによって磁気マーキングの磁気に反応する複数のセンサ信号を生成し、
センサ信号を加算して加算信号を獲得し、
加算信号から前記位置を判定するステップを含む前記方法。
【請求項１４】
請求項１１記載の方法であって、前記位置を判定するステップは、加算信号のゼロ・クロスを検出し、ゼロ・クロスから前記位置を判定するステップを含む前記方法。
【請求項１５】
請求項１３または１４記載の方法は、更に、
磁気センサの各ペアの感度方向に直角な方向の第１の磁気成分に依存する第１の補正信号を生成し、
磁気センサの各ペアと第１の磁気成分のそれぞれの感度方向に直角な方向の第２の磁気成分に依存する第２の補正信号を生成し、
磁気センサ・ペアの感度方向に直角な磁気成分の磁気センサ・ペアのセンサ信号界を第１と第２の補正信号によって補正するステップを含む前記方法。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれかに記載の方法であって、更に磁気センサの各々の出力を調整するステップを含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気マーキングによって包装材料の位置を検出する位置検出器装置および磁気マーキングによって包装材料の位置を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気センサあるいは検出器素子が磁界発生の確立および記録に使用できることが知られている。磁気センサによって読み取り可能な磁気マーキングをキャリアに配置することができることが知られている。ウェブの前方送りを制御し、あるいはその他の作業動作を制御するため、例えば、包装材料のウェブに施した磁気マーキングの検出において既知のタイプの磁気センサを使用すれば、強い磁気干渉界が生じるため様々な問題が発生する。
【０００３】
例えば、包装機械では、大きな電流が供給され、強い磁界を生じさせる誘導コイルを用いてシーリングを行うことが多い。同様に、最新の機械では、かなりの磁界を発生させるモータや変圧器などの電気機器が使用される。欧州特許３１７８７９では、キャリアに施した磁気マークあるいはマーキングの検出において磁気干渉界の影響を抑制する方法および装置が記述されている。しかし、包装材料の位置を判定するより良い位置検出が求められている。
【０００４】
（発明の要約）
上記の状況に徴して、本発明の目的は、上記諸問題を解決もしくは少なくとも軽減させることである。特に、包装材料の着実な位置判定を提供することを目的とする。
本発明は、複数の磁気センサの出力信号を合計することにより磁気干渉が抑制されるという認識に基づいている。
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、包装材料の位置を磁気マーキングによって検出する位置検出器装置を提供する。この位置検出器装置は、それぞれ出力信号を出す出力部を有する複数の磁気センサ・ユニットを含むセンサ・アセンブリ、その磁気センサ・ユニットは、少なくとも二組のペアとして配置され、各磁気センサ・ユニット・ペアは、それぞれ感度方向が反対向きに配置され、更にセンサ・ユニットは、包装材料の磁気マーキングを感知するように配置され、センサの出力信号を合計して合計信号とするように設けられた結合器を含む磁気センサの出力部に接続された信号処理アセンブリと、包装材料の位置を合計信号から判定するように配置された検出器を含む。
【０００６】
この利点は、例えば、電気機械からの磁気干渉感知および、例えば、包装材料からの塵感知における着実な位置判定を行うことができることである。更に、別の利点は、センサが包装材料に直接、接触する必要がないことであり、また別の利点は、簡単な信号処理を行うことができることである。
【０００７】
センサ・ユニットの各ペアは、ペアの他方の磁気センサよりも動作中に包装材料に近く配置される一方の磁気センサを含んでもよい。
【０００８】
各センサ・ユニットは、磁気抵抗センサを有するホイートストーン・ブリッジであってよい。
【０００９】
検出器は、合計信号のゼロ・クロスを検出してその位置を判定するように配置してよい。
【００１０】
検出器は、ゼロ・クロス発生前に合計信号の予め定めたレベルを検出する手段を有してよい。検出器は、ゼロ・クロス発生前に合計信号の予め定めたレベルの変化を検出する手段を有してよい。
【００１１】
これらの特徴により、信号のレベルあるいは傾斜あるいは双方を観察してゼロ・クロスの正確な検出が確保される。これらの特徴により、高速検出が可能になり、即ち、検出出力信号の提供において遅れをなくし、あるいはほとんどなくすことが可能になる。
【００１２】
前記の装置は、複数の磁気センサ・ユニットの感度方向と直角な感度方向を有する第１の磁気補正センサ・ユニットと、複数の磁気センサ・ユニットと第１の磁気補正センサ・ユニットのそれぞれの感度方向に直角な感度方向を有する第２の磁気補正センサ・ユニットとを含んでよい。
【００１３】
信号処理アセンブリは、第１と第２の磁気補正センサ・ユニットに接続され、複数の磁気センサ・ユニットの感度方向に直角な複数の磁気センサ・ユニットからの信号成分を抑制するよう配置してよい。
【００１４】
位置検出器は、磁気センサ・ユニットの出力信号の調整手段を含んでよい。
【００１５】
磁気センサ・ユニットの感度方向は、磁気マーキングの帯磁方向に平行であるものと逆平行のものとがあってよい。
【００１６】
上記に代えて、磁気センサ・ユニット感度方向は、磁気マーキングの帯磁方向に直角であってよい。
【００１７】
磁気マーキングに対向する２つのセンサ・ユニットの間隔と位置検出方向の磁気マーキングのサイズとの商が、０．６と３の間、望ましくは０．７と１．８の間、望ましくは０．８５と１．４の間、更に望ましくは約１である。
【００１８】
本発明の第２の態様において、包装材料の位置を磁気マーキングによって判定する方法であって、各ペアは、逆平行に配置される磁気センサ・ユニットの複数のペアによって磁気マーキングの磁気に反応する複数のセンサ信号を生成し、センサ信号を合計して合計信号を獲得し、合計信号からその位置を判定するステップを含む。
【００１９】
この利点を挙げれば、本発明の第１の態様と本質的に同じであることである。
【００２０】
前記位置を判定するステップは、合計信号のゼロ・クロスを検出し、ゼロ・クロスから前記位置を判定するステップを含んでよい。
【００２１】
前記方法は、更に
磁気センサの各ペアの感度方向に直角な方向の第１の磁気成分に依存する第１の補正信号を生成し、
磁気センサの各ペアと第１の磁気成分のそれぞれの感度方向に直角な方向の第２の磁気成分に依存する第２の補正信号を生成し、
磁気センサ・ペアの感度方向に直角な磁気成分の磁気センサ・ペアのセンサ信号界を第１と第２の補正信号によって補正するステップを含んでよい。
【００２２】
前記方法は、更に磁気センサの各々の出力を調整するステップを含んでよい。
【００２３】
一般に、請求項で使用されるすべての用語は、本書中で、明示的に異なった定義を行わない限り、本技術分野における通常の意味で解釈される。「１つの、あるいは、その［素子、デバイス、成分、手段、ステップ、その他］」についてのすべての言及は、明示的に別段の指示をしない限り、素子、デバイス、成分、手段、ステップ、その他の少なくとも１つの事例について述べているものと率直に解釈される。明示的に述べない限り、本書中で開示されたいずれの方法のそれぞれのステップも、開示された順序で実施しなければならないわけではない。
【００２４】
「磁気」という用語は、様々な量として解釈される。「磁気センサ」という用語は、磁気を検出あるいは測定できるいずれかの装置として解釈される。「感度方向」という用語は、正の磁気量から正の電気出力信号を得る方向を意味する。「センサ・ユニット・ペア」という用語は、物理的装置の数に関してではなく機能について理解される必要がある。
【００２５】
本発明の他の目的、特徴、利点は、以下の詳細な説明から、また図面はもとより添付された従属請求項から明らかとなる。
【００２６】
（実施例の詳細説明）
図１は、磁気マーキングが包装材料のうちに、包装材料において、あるいは包装材料によって配置される時間を判定することによって包装材料（図示せず）の位置を判定するように配置され、あるいは磁性材料の磁気に反れた位置判定装置１００を概略的に示すブロック図である。前記装置は、磁石に反応する出力信号を発生する複数のセンサ１０２を有する。出力信号は、信号処理手段１０４において合計され、検出器１０６に出力される合計信号となる。検出器１０６は、磁気マーキングの位置を合計信号によって判定する。
【００２７】
図２は、磁気マーキングが包装材料のうちに、包装材料において、あるいは包装材料によって配置される時間を、あるいは前記材料の磁化部分が前記装置を通過する時間を判定することによって、包装材料（図示せず）の位置を判定するように配置された位置判定装置２００を概略的に示すブロック図である。位置判定装置２００は、電力を装置２００の電子機器に提供する電源２０２を含む。装置２００は、２つ一組のペア２０８、２０９として組み合わされる複数の磁気センサ・ユニット２０４、２０５、２０６、２０７を有する。各ペア２０８、２０９において、一方の磁気センサ・ユニット２０４、２０６はその感度方向をある方向に向けて配置され、もう一方の磁気センサ・ユニット２０５、２０６は、その感度方向を反対の方向に向けて配置され、即ち、１つのペアの磁気センサ２０４、２０５、２０６、２０７は、逆平行に配置される。出力信号の極性と磁気の方向、即ち、磁界あるいは磁気流との関係を意味する。磁気センサ・ユニット２０４、２０５、２０６、２０７の出力は、１つあるいはそれ以上の合計回路２１０、２１１、２１２で合計され、センサの出力信号の合計信号を作る。合計信号は、合計信号の特定のよく画成されたポイントを判定するように配置された検出器２１４で分析される。合計信号のよく画成されたポイントは、合計信号のセンタ・ゼロ・クロスであることも可能である。
【００２８】
図３は、本発明の一実施例による逆平行感度方向３０８、３０９あるいは３１０、３１１を有する各ペアが１組のセンサ・ユニット３０４、３０５あるいは３０６、３０７を含み、２組のセンサ・ユニット・ペア３０１、３０２のそれぞれの位置を示す概略図であり、包装材料３１２に磁石３１４が配置され、図では矢印３１３で示すように右から左へ移動する包装材料３１２の一部が描かれている。前記合計によって合計信号が生成され、これにより容易に検出可能な、よく画成されたゼロ・クロスを判定することができるような、センサ３０４から３０７からの出力信号を得るため、前記配置においてセンサ・ペアのセンサ間の間隔である距離ａは、磁気マーキングがセンサに対面する方向、即ち、位置判定方向で測定される磁気マーキングのサイズｂと基本的に同じである。ここで、距離ａは、センサ装置の中央と外側のセンサ・ユニット３０４の中央の間の距離である。これは、実際に有効な間隔となることが経験的に明らかになっていることである。こうすることによって、磁気マーキングがセンサに接近したときセンサの同時出力が得られる。あるペアのセンサの間隔と磁気マーキングのサイズｂとの間の商ａ／ｂは、望ましくは０．６と３の間であり、更に望ましくは０．７と１．８の間であり、更に望ましくは０．８５と１．４の間であり、最も望ましくは１である。
【００２９】
図４ａから図４ｅは、磁石あるいは包装材料の磁化部分が図３に示す配置によるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを示す信号図である。図４ａは、磁石が通過するときの第１のセンサ・ユニット・ペアの第１のセンサ・ユニットの出力信号を示す。磁界がセンサ・ユニットの感度方向と同じであるから、出力信号は、正の極性を有し、磁石が接近するに従って大きくなる。磁石の通過中に、感度方向の磁界成分が小さくなるにつれて出力信号は、小さくなり、感度方向の磁界成分が負になると、極性が変化する。磁石が進み続けると、出力信号が次第に増加しゼロになる。図４ｂは、磁石が通過するときの第１のセンサ・ユニット・ペアの第２のセンサ・ユニットの出力信号を示す。図４ａに示すペアの第１のセンサ・ユニットの出力信号と比べて、出力信号は、逆平行配置のため反対の極性を有し、第１のセンサ・ユニットに隣り合って第２のセンサ・ユニットが配置されるため時間的にずれる。マーキングまでの距離と比べて電気機械、電力線などの遠くはなれた磁気源からの干渉は、ペアのセンサ・ユニットからの出力信号を合計する結果、ゼロになり、出力信号の感度方向が逆のため、センサ・ユニットが相互に接近して配置されており、換言すれば、互いに等しい量の干渉を発生する。そのため、干渉が抑制される。明瞭性のため、信号図にはいかなる干渉も図示されていない。干渉を図示すると出力信号を合計する原理が不明瞭になるためである。
【００３０】
センサ・ユニットの第１のペアに関する図４ａと図４ｂと同様に、図４ｃと図４ｄは、図３に示されたセンサ・ユニットの第２のペアの出力信号を図示している。図４ｃは、第２のペアの第１のセンサ・ユニットの出力信号を示す。この出力信号は、その感度方向により第１ペアの第２センサの出力と同様な波形と極性を有しており、更に（図４ｃのセンサが）第１のペアの第２のセンサに近いため、時間のずれがわずかであり、図４ｃでは、時間のずれがゼロとして描かれている。図４ｄに示された第２のペアの第２のセンサ・ユニットの出力信号は、波形は同様だが、時間のずれは大きく、平行感度方向のため第１のペアの第１のセンサの出力と極性が同じである。センサ・ユニットの合計出力信号を含む合計信号を図４ｅに示す。以下に述べるように、前記位置は、ゼロ・クロス４００を判定することによって合計信号から判定される。
【００３１】
図５は、本発明の一実施例による逆平行感度方向５０８、５０９あるいは５１０、５１１を有する各ペアが１組のセンサ・ユニット５０４、５０５あるいは５０６、５０７を含む、２組のセンサ・ユニット・ペア３０１、３０２のそれぞれの位置を示す概略図であり、包装材料５１２に磁石５１４が配置され、図では矢印５１３で示すように右から左へ移動する包装材料５１２の一部が描かれている。前記合計によって合計信号が生成され、これにより容易に検出可能な、よく画成されたゼロ・クロスを判定することができ、センサ５０４から５０７からの出力信号を得るため、前記配置においてセンサ・ペアのセンサ間の間隔である距離ａは、磁気マーキングがセンサに対面する方向で測定される磁気マーキングのサイズｂと基本的に同じである。こうすることによって、磁気マーキングがセンサに接近したときセンサの同時出力が得られる。あるペアのセンサの間隔と磁気マーキングのサイズｂとの間の商ａ／ｂは、望ましくは０．６と３の間であり、更に望ましくは０．７と１．８の間であり、更に望ましくは０．８と１．４の間であり、最も望ましくは１である。図６ａから図６ｅは、磁石あるいは包装材料の磁化部分が図５に示す配置によるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを示す信号図である。図６ａは、磁石が通過するときの第１のセンサ・ユニット・ペアの第１のセンサ・ユニットの信号を示す。磁界がセンサ・ユニットの感度方向と反対であるから、出力信号は、負の極性を有し、磁石が接近するに従って小さくなる。磁石がセンサ・ユニットと並んだとき、感度方向の磁界成分が磁石の磁力線にほぼ一致してたどるので、出力信号は、増加する。磁石が進み続けると出力信号は、次第に減少してゼロになり、磁石がセンサ・ユニットを通過してしまうと、負になり、磁石が遠くなると、最後にゼロになる。図６ｂは、磁石が通過するときの第１のセンサ・ユニット・ペアの第２のセンサ・ユニットの出力信号を示す。図６ａに示すペアの第１のセンサ・ユニットの出力信号に比べて、出力信号は、逆平行配置のため反対の極性を有し、第１のセンサ・ユニットよりもマーキングから離れている第２のセンサ・ユニットの配置のため、その絶対値は小さくなる。マーキングまでの距離と比べて電気機械、電力線などの遠く離れた磁気源からの干渉は、ペアのセンサ・ユニットからの出力信号を合計すると、合計の結果はゼロになり、出力信号は、感度方向が逆のため、センサ・ユニットが相互に接近して配置され、互いに等しい量の干渉を発生する。従って、干渉は抑制される。明瞭性のため、信号図には、いかなる干渉も図示されていない。干渉を図示すると、出力信号を合計する原理が不明瞭になるためである。
【００３２】
センサ・ユニットの第１のペアに関する図６ａと図６ｂと同様に、図６ｃと図６ｄは、図５に示されたセンサ・ユニットの第２のペアの出力信号を図示している。図６ｃは、第２のペアの第１のセンサ・ユニットの出力信号を示す。この出力信号は、同じような波形をしているが、その感度方向のため第１ペアの第１センサの出力と反対の極性を有しており、センサ・ユニットの配置された位置のため、時間がずれている。図６ｄに示された第２ペアの第２センサ・ユニットの出力信号は、極性が反対であり、マーキングまでの距離のため第１のペアの第２のセンサの出力と同様に絶対値は、小さい。センサ・ユニットの合計出力信号を含む合計信号を図６ｅに示す。前記位置は、センタ・ゼロ・クロス６００を判定することによって合計信号から判定される。
【００３３】
図７は、本発明の一実施例による逆平行感度方向７０８、７０９あるいは７１０、７１１を有する各ペアが１組のセンサ・ユニット７０４、７０５あるいは７０６、７０７を含み、２組のセンサ・ユニット・ペア７０１、７０２のそれぞれの位置を示す概略図であり、包装材料７１２に磁石７１４が配置され、図では矢印７１３で示すように右から左へ移動する包装材料７１２の一部が描かれている。図７において、センサ・ユニットの１つ７０５がαだけ幾分、角度をつけて、言い換えれば、センサ・ユニット・ペア７０２のもう一方のセンサ７０４に正確には平行ではない。この配置により、センサ・ユニット７０５は、センサ・ペア原理による干渉の抑制を低減する信号を出力するという効果をもたらす。これを補うため、第１の磁気補正センサ・ユニット７１６は、その感度方向７１７がセンサ・ユニット・ペア７０１、７０２のセンサ・ユニット７０４、７０５、７０６、７０７の主方向に直角になるように配置され、第２の磁気補正センサ・ユニット７１８は、その感度方向７１９がセンサ・ユニット・ペア７０１、７０２のセンサ・ユニット７０４、７０５、７０６、７０７の主方向と磁気補正センサ・ユニット７１６に対して直角になるように配置される。補正センサ７１６、７１８が受け取った値を加算あるいは減算することによって、センサ・ユニット・ペア７０１、７０２のセンサ・ユニット７０４、７０５、７０６、７０７のいかなる角度の偏差も補正することができる。
【００３４】
図８は、１つのセンサ・ユニット８０５を共有し、従って各ペアが本発明の一実施例によって逆平行感度方向８０８、８０９あるいは８０９、８１１を有する「２つの」センサ・ユニット８０４、８０５あるいは８０５、８０７を具有する２組のセンサ・ユニット・ペア８０１、８０２のそれぞれの位置を示す概略図であり、包装材料８１２に磁石８１４が配置され、本図では矢印８１３で示すように右から左へ移動する包装材料８１２の一部が描かれている。前記合計によって合計信号が生成され、これによって、容易に検出可能な、よく画成されたゼロ・クロスを判定することができるような、センサ８０４から８０７からの出力信号を得るため、前記配置においてセンサ・ペアのセンサ間の間隔である距離ａは、磁気マーキングのサイズｂと基本的に同じである。これによって、磁気マーキングがセンサに接近したときのセンサの同時出力が得られる。あるペアのセンサの間隔と時期マーキングのサイズｂとの間の商ａ／ｂは、望ましくは０．６と３の間であり、更に望ましくは０．７と１．８の間であり、更に望ましくは０．８５と１．４の間であり、最も望ましくは１である。
【００３５】
図９は、図８に示された実施例によるアセンブリ９００の配線を概略的に示す。アセンブリは、第１のセンサ・ペア９０２および第２のセンサ・ペア９０４を含む。このうち、第１のセンサ・ペアは、センサ９０６、９０７を含み、第２のセンサ・ペアは、センサ９０７、９０８を含む。即ち、センサ・ペア９０２、９０４は、共通のセンサ９０７を有している。第１のセンサ・ペア９０２からの信号、即ち、センサ９０６、９０７からの信号は、第１の合計手段９１０で合計される。第２のセンサ・ペア９０４からの信号、即ち、センサ９０７、９０８からの信号は、第２の合計手段９１２で合計される。第１と第２の合計手段９１０、９１２からの合計信号は、第３の合計手段９１４で合計され、新たな合計信号が出力される。この合計信号によって検出器９１６は、磁気マーキングの位置を判定することができる。
【００３６】
図１０は、本発明の一実施例による磁気センサ・ユニット１０００の電気配線図である。センサ・ユニット１０００は、ホイートストーン・ブリッジ１００６を形成するように接続された４つの磁気センサ１００２、１００３、１００４、１００５を有する。ブリッジ１００６は、磁気センサ１００２、１００３、１００４、１００５のタイプに合わせて駆動電圧あるいは駆動電流が入力端子１００８、１００９を通して供給される。磁気センサ１００２、１００３、１００４、１００５は、磁気抵抗、ホール・センサもしくは誘導センサであってよい。
【００３７】
本発明の一実施例によれば、センサ・ユニットは、１つの磁気センサを有してよい。磁気センサは、磁気抵抗、ホール・センサあるいは誘導センサであってよい。
【００３８】
図１１は、２つのセンサ・ユニットからの出力信号を合計するように配置され、本発明の一実施例による合計回路の電気回路図である。第１のセンサ・ユニットからの出力信号は、合計回路１１００の入力端子１１０２、１１０４に送られ、第２のセンサ・ユニットの出力信号は、合計回路１１００の入力端子１１０６、１１０８に送られる。ポテンショメータ１１１０は、それぞれ１つのセンサ・ユニットに接続された入力端子１１０２、１１０６の間に接続された可変分圧器として使用できる。ポテンショメータ１１１０は、２つのセンサの入力信号のバランスをとるために使用される。ポテンショメータ１１１０のワイパ端子は、オペアンプのように増幅器１１１２の入力部に接続されている。増幅器１１１２の他方の入力部は、それぞれ１つのセンサ・ユニットに接続された入力端子１１０４、１１０８に接続されている。望ましくは、増幅器段は、ゲインを制御するフィードバック抵抗１１１４を有している。出力端子１１１６は、センサ・ユニットの出力信号の合計信号が出力される。
【００３９】
図１２は、２つのセンサ・ユニット１２０１、１２０２と合計器１２０３の組立て配線を示す。
【００４０】
図１３は、それぞれ２つのセンサ・ユニット（図示せず）に接続された第１の合計器１３０１と第２の合計器と、第１と第２の合計器１３０１、１３０２に接続された第３の合計器１３０３を含む合計回路１３００の概略配線図である。ポテンショメータ１３０４は、第１と第２の合計器１３０１、１３０２の出力部の間に接続された可変分圧器として使用される。ポテンショメータ１３０４は、第１と第２の合計器１３０１、１３０２からの信号のバランスをとるために使用される。ポテンショメータ１３０４のワイパ端子１３０６は、第３の合計器１３０３の入力部に接続されている。第３の合計器の他方の入力部１３０８は、アクティブ・ゼロ発生器（図示せず）あるいはアースに接続されている。出力端子１３１０からは、センサ・ユニットの出力信号の合計信号が出力される。
【００４１】
図１４は、本発明の一実施例における磁気マーキングにより包装材料の位置を判定する方法のフローチャートである。センサ信号生成ステップ１４２０において、各々のペアは、逆平行に配置される、磁気センサ・ユニットの複数のペアによって磁気マーキングの磁気、例えば、磁界あるいは磁気流に反応する複数のセンサ信号が生成される。センサ信号は、相互に逆平行に並んで接近して配置された磁気センサのペアを形成する複数の磁気センサ・ユニットによって生成される。磁気干渉抑制ステップ１４２２において、マーキングまでの距離と比較して遠く離れた磁気源からの磁気干渉は、センサ・ペアの各々のセンサのセンサ信号を合計することによって抑制される。このようにして、逆平行配置により遠くの磁気源からの干渉が抑制される。センサ信号合計ステップ１４２４において、センサ・ペアからのセンサ信号が合計されて合計信号となる。位置判定ステップ１４２８において、前記位置は、合計信号により判定される。
【００４２】
図１５は、本発明一実施例による磁気マーキングによって包装材料の位置を判定する方法のフローチャートである。センサ信号生成ステップ１５００において、包装材料の磁気マーキングからの磁界あるいは磁気流などの磁気に反応する複数のセンサ信号が生成される。センサ信号は、相互に逆平行に並んで接近して配置された磁気センサのペアを形成する複数の磁気センサ・ユニットによって生成される。センサ信号調整ステップ１５０１において、センサ・ユニットの信号は、バランスがとれるように、即ち、信号のレベルが磁気暴露の一定レベルにおいて等しくなるように調整される。磁気干渉抑制ステップ１５０２において、マーキングまでの距離と比較して遠く離れた磁気源からの磁気干渉は、センサ・ペアの各々のセンサのセンサ信号を合計することによって抑制される。このようにして、逆平行配置により遠くの磁気源からの干渉が抑制される。補正ステップ１５０３において、センサ信号は、いずれかのセンサ・ユニットの感度方向が揃わないケースにおいて調整される。これは、いずれかのセンサが他のセンサと正確に並んで配置されていないケースである。補正ステップ１５０３は、第１の直角方向、即ち、センサ・ペアのセンサの所望の感度方向に直角な磁気を判定することによって行われ、また第２の直角方向、即ち、センサ・ペアのセンサの所望の感度方向および第１の直角方向に直角な磁気を判定することによって行われる。センサ信号は、第１と第２の直角方向の磁気を補正することができる。センサ信号合計ステップ１５０４において、センサ・ペアからのセンサ信号を合計して合計信号が形成される。ゼロ・クロス判定ステップ１５０６において、合計信号のゼロ・クロスが判定される。「ゼロ」は、大地あるいはゼロ・レベル発生器によって生成されたアクティブ・ゼロ・レベルでもよい、一定の予め定めたレベルを意味する。位置判定ステップ１５０８において、前記位置は、ゼロ・クロスの定められたタイミングから判定される。
【００４３】
従って、包装材料の位置検出は、印刷のような包装材料の生産において、包装機械における正確な文章および画像の印刷や開口の形成など、包装材料のパッケージの製作において、開放および閉止用デバイス、ステッカなどを取り付けるなど製作されたパッケージの取り扱いにおいて実施される。本発明は、これらの種類の作業のためによい精度で同期化を行うことを可能にする。更に、上記の実施例の特徴のいずれも組み合わせて使用することができる。
【００４４】
本発明は、主にいくつかの実施例を取り上げて説明してきた。しかし、当業者が容易に理解できるように、本書で開示した以外の実施例も同様に、添付の特許請求の範囲で規定するように本発明の範囲内で実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
本発明の別の目的、特徴、利点並びに上記の事柄については、同じ要素を同じ参照番号で示す添付図面を参照して本発明の実施例に関する以下の例示的かつ非制限的詳細説明を読むことにより深く理解することが可能になる。
【図１】本発明の一実施例における位置判定装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施例における位置判定装置を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の一実施例における位置判定装置を概略的に示すブロック図である。
【図４ａ】包装材料あるいは磁化部分が図３に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図４ｂ】包装材料あるいは磁化部分が図３に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図４ｃ】包装材料あるいは磁化部分が図３に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図４ｄ】包装材料あるいは磁化部分が図３に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図４ｅ】包装材料あるいは磁化部分が図３に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図５】本発明の一実施例における２組のセンサ・ユニット・ペアの位置を示す概略図である。
【図６ａ】包装材料の磁石あるいは磁性材料が図５に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図６ｂ】包装材料の磁石あるいは磁性材料が図５に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図６ｃ】包装材料の磁石あるいは磁性材料が図５に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図６ｄ】包装材料の磁石あるいは磁性材料が図５に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図６ｅ】包装材料の磁石あるいは磁性材料が図５に示す配置におけるセンサ・ユニットを通過するときの信号のタイミングを概略的に示す信号図である。
【図７】本発明の一実施例における２組のセンサ・ユニット・ペアおよび補償センサの位置を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施例における共通のセンサを有する２組のセンサ・ユニット・ペアの位置を示す概略図である。
【図９】図８で示した本発明の実施例における位置判定装置の概略配線図である。
【図１０】本発明の一実施例における磁気センサの電気配線図である。
【図１１】本発明の一実施例における合計回路の電気配線図である。
【図１２】２つのセンサ・ユニットと合計器の組立配線図である。
【図１３】本発明の一実施例における合計回路の概略配線図である。
【図１４】本発明の一実施例における包装材料の位置を磁気マーキングによって判定する方法のフローチャートである。
【図１５】本発明の一実施例における包装材料の位置を磁気マーキングによって判定する方法のフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図４ｄ】
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【図４ｅ】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図６ｅ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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