(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の別個の支持部（２０２ａ〜２０２ｂ）、および複数の可撓性のレール（２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂ）を備えるフレームであって、各支持部が別の支持部から離れた位置に固着されるように構成され、各可撓性のレールが前記支持部に結合されかつ緊張下に置かれるように構成される、前記フレームと、
前記レール上に装着されるようにかつ前記レールに沿って前後に移動するように構成されるセンサヘッド（２０４ａ、２０４ｂ）であって、実質的に自己完結型であり、前記レールを介して動作電力を受け取るように構成される、前記センサヘッド（２０４ａ、２０４ｂ）と、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記フレームが、前記支持部に結合されるように構成された緊張付与された部材（２１０ａ、２１０ｂ）をさらに備え、
前記センサヘッドが、前記緊張付与された部材を使用して前後に移動するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサヘッドが、モータ（３１６）および複数のプーリまたはスプロケット（４０４〜４０８）を有するモータ組立体を備え、
前記プーリまたはスプロケットが、前記緊張付与された部材に接触するように構成され、
前記モータが、前記プーリまたはスプロケットのうちの少なくとも１つを回転させて前記センサヘッドを移動させるように構成される、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記緊張付与された部材が、前記フレームを１回横断し、両端部のところで前記支持部に固着される、請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
各レールが、前記センサヘッドへの電気的接触のために前記レールの一部分を露出されたままにしている絶縁性の囲い（６０２）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
複数の別個の支持部（２０２ａ〜２０２ｂ）および複数の可撓性のレール（２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂ）を備えるスキャナフレームを備え、
各支持部が、別の支持部から離れた位置に固着されるように構成され、
各可撓性のレールが、前記支持部に結合されかつ緊張下に置かれるように構成され、前記レールが、緊張下にあるときにセンサヘッドを支持するように構成され、
前記スキャナフレームが、前記支持部に結合されるようにかつ前記センサヘッドに接続されるように構成された緊張付与された部材（２１０ａ、２１０ｂ）をさらに備える、装置。
【請求項７】
スキャナフレームのレール（２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂ）上に装着されるようにかつ前記レールに沿って前後に移動するように構成されたセンサヘッド（２０４ａ、２０４ｂ）を備え、
前記センサヘッドが実質的に自己完結型であり、前記レールを介して動作電力を受け取るように構成され、
前記センサヘッドが、
筐体（３０２）と、
前記レールへの電気的接続部を形成するように構成された電気コンタクト（３２０）と、
前記レールから前記電気コンタクトを介して前記電力を受け取るように、ならびに、前記電力を異なる形態へと変換すること、および前記電力を調節することのうちの少なくとも１つを行うように構成された、電力変換器／調節器（３１８）と、
材料の少なくとも１つの特徴を測定するように構成された１つまたは複数のセンサ（３０４）であって、前記電力変換器／調節器からの前記電力を使用して動作するように構成された、前記１つまたは複数のセンサ（３０４）と、
前記１つまたは複数のセンサからのセンサ測定値をワイヤレスで送信するように構成されたワイヤレス送受信機（３１０）と、
前記筐体を前記レールに沿って前後に移動させるように構成されたモータ（３１６）と、
前記モータを制御するように構成されたモータ制御装置（３１４）と、
空気を圧縮し貯蔵するように構成された空気供給器（３２４）と、
前記センサヘッドの少なくとも一部分の温度を制御するように構成された温度制御ユニット（３２６）と、
１つまたは複数の状態を識別するように構成された１つまたは複数の安全表示器（３２８）と、
前記センサヘッドの位置を識別するように構成された位置センサ（３３０）と、
を備える、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は一般に、スキャンシステムに関する。より具体的には、本開示は、製紙機械または他のシステムのためのスキャンセンサ構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]材料のシートまたは他のウェブが、様々な産業において、および様々な方法で使用される。これらの材料は、紙、多層の板紙、および長いウェブとして製造または処理される、他の製品を含み得る。具体的な例として、長い紙のシートが製造され、リールとして収集され得る。
【０００３】
[0003]多くの場合、材料のウェブが製造または処理されているときに、そのウェブの１つまたは複数の特性を測定することが必要でありまたは望ましい。特性が望まれる範囲内に留まることを保証するために、製造または処理のシステムに対して調整が行われ得る。測定は多くの場合、センサを含むセンサヘッドをウェブの幅にわたって前後に移動させる、スキャナを用いて行われる。
【０００４】
[0004]ウェブの製造または処理システムにおいて使用されるスキャナは、多くの場合、大きな構造を示し、この構造全体にわたって様々な構成要素が分散されている。残念ながら、スキャナは、通常、その様々な構成要素が収集され１つに組み立てられて完全な機能ユニットとなるまでは試験され得ない。このことは多くの場合、顧客への輸送前に、（様々なリードタイムを有する）全ての構成要素が、同じ工場の場所において試験のために統合されたユニットとして利用可能であることを保証するために、その工場において長い時間を必要とする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような課題を解決するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
[0005]本開示は、製紙機械または他のシステムのためのスキャンセンサ構成を提供する。
[0006]第１の実施形態では、システムは、複数の別個の支持部および複数の可撓性のレールを有するフレームを含む。各支持部は、別の支持部から離れた位置に固着されるように構成され、また、各可撓性のレールは、支持部に結合されかつ緊張下に置かれるように構成される。システムは、レール上に装着されるようにかつレールに沿って前後に移動するように構成された、センサヘッドも含む。センサヘッドは実質的に自己完結型であり、レールを介して動作電力を受け取るように構成される。
【０００７】
[0007]第２の実施形態では、装置は、複数の別個の支持部および複数の可撓性のレールを有するスキャナフレームを含む。各支持部は、別の支持部から離れた位置に固着されるように構成される。各可撓性のレールは、支持部に結合されかつ緊張下に置かれるように構成され、これらのレールは、緊張下にあるときにセンサヘッドを支持するように構成される。
【０００８】
[0008]第３の実施形態では、装置は、スキャナフレームのレール上に装着されるようにかつレールに沿って前後に移動するように構成された、センサヘッドを含む。センサヘッドは実質的に自己完結型であり、レールを介して動作電力を受け取るように構成される。
【０００９】
[0009]他の技術的特徴は、以下の図、説明、および特許請求の範囲から、当業者には容易に明らかとなろう。
[0010]本開示のより完全な理解のために、ここで、添付の図面と併せて解釈される以下の説明への参照が行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】[0011]本開示による例示のウェブ製造または処理システムを例示する図である。
【図２】[0012]本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナおよび関連付けられた詳細を例示する図である。
【図３】本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナおよび関連付けられた詳細を例示する図である。
【図４】本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナおよび関連付けられた詳細を例示する図である。
【図５】本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナおよび関連付けられた詳細を例示する図である。
【図６】本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナおよび関連付けられた詳細を例示する図である。
【図７】[0013]本開示による製紙機械または他のシステムのためのスキャナを使用するための、例示の方法を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
[0014]以下で検討される図１から図７、および本特許文書において本発明の原理について説明するために使用される様々な実施形態は、例示に過ぎず、いかなる点においても本発明の範囲を限定するものと解釈されるべきではない。当業者は、本発明の原理が、任意の種類の好適に構成されたデバイスまたはシステムによって実施され得ることを理解するであろう。
【００１２】
[0015]図１は、本開示による例示のウェブ製造または処理システム１００を例示する。この例では、システム１００は、製紙機械１０２と、制御装置１０４と、ネットワーク１０６とを含む。製紙機械１０２は、紙製品、すなわちリール１１０のところに収集される紙ウェブ１０８を生産するために使用される、様々な構成要素を含む。制御装置１０４は、製紙機械１０２の動作を監視しかつ制御し、このことは、製紙機械１０２によって生産される紙ウェブ１０８の品質を維持するかまたは高めるのを助ける。
【００１３】
[0016]この例では、製紙機械１０２は、少なくとも１つのヘッドボックス１１２を含み、このヘッドボックス１１２は、パルプ懸濁液を、一続きの移動するワイヤスクリーンまたはメッシュ１１３上へと、この機械にわたって均一に分配する。ヘッドボックス１１２の中に入るパルプ懸濁液は、たとえば０．２〜３％の木質繊維、充填材、および／または他の材料を含み得、懸濁液の残りの部分は水である。ヘッドボックス１１２は、希釈水をウェブにわたってパルプ懸濁液の中に分配する、希釈作動装置の配列を含み得る。希釈水は、結果的に得られる紙ウェブ１０８がウェブ１０８にわたってより均一な坪量を有することを保証するのを助けるために、使用され得る。
【００１４】
[0017]ウェブ１０８の形成を開始するために、真空箱などの排水要素１１４の配列が、可能な限り大量の水を取り除く。蒸気作動装置１１６の配列は、高温の蒸気を生成し、この蒸気が紙ウェブ１０８を通り抜け、蒸気の潜熱を紙ウェブ１０８の中に放出し、このことにより、紙ウェブにわたる複数の区域においてウェブ１０８の温度を上げる。この温度の上昇は、紙ウェブ１０８からの残留水のより容易な除去を可能にし得る。再湿潤シャワー作動装置１１８の配列が、（空気で霧化され（ａｉｒ  ａｔｏｍｉｚｅｄ）得る）小さな水滴を、紙ウェブ１０８の表面上に付加する。再湿潤シャワー作動装置１１８の配列が、紙ウェブ１０８の水分プロファイルを制御する、紙ウェブ１０８の過乾燥を低減もしくは防止する、または紙ウェブ１０８におけるドライストリーク（ｄｒｙ  ｓｔｒｅａｋ）を補正するために、使用され得る。
【００１５】
[0018]紙ウェブ１０８は、次いで、多くの場合、逆方向に回転するロール同士のいくつかのニップ（ｎｉｐ）を有するカレンダに通される。誘導加熱作動装置１２０の配列が、これらのロールのうちの様々なもののシェル表面を加熱する。各ロール表面は局所的に温度上昇するので、ロール径が局所的に拡張されしたがってニップ圧を増加させ、このことが、ひいては紙ウェブ１０８を局所的に圧縮する。誘導加熱作動装置１２０の配列はしたがって、紙ウェブ１０８のキャリパ（厚さ）プロファイルを制御するために使用され得る。カレンダのニップには、紙ウェブの光沢プロファイルまたは平滑度プロファイルを制御するために使用され得る、空気シャワーまたは蒸気シャワーの配列などの、他の作動装置の配列も装備され得る。
【００１６】
[0019]２つの追加の作動装置１２２〜１２４が、図１に示されている。高濃度原料（ｓｔｏｃｋ）フロー作動装置１２２は、ヘッドボックス１１２のところで受容されて入ってくる原料の粘度を制御する。蒸気フロー作動装置１２４は、乾燥シリンダから紙ウェブ１０８に伝達される熱の量を制御する。作動装置１２２〜１２４は、たとえば、原料および蒸気のフローをそれぞれ制御する弁を表し得る。これらの作動装置１２２〜１２４は、紙ウェブ１０８の乾燥重量および水分を制御するために使用され得る。
【００１７】
[0020]追加の構成要素、たとえば（紙ウェブの厚さ、平滑度、および光沢を改善するための）スーパーカレンダ、または、（紙ウェブの平滑度および印刷適性を改善するために各々がコータント（ｃｏａｔａｎｔ）の層を紙の表面に適用する）１つもしくは複数の被覆ステーションが、紙ウェブ１０８をさらに処理するために使用され得る。同様に、追加のフロー作動装置が、高濃度の原料中の様々な種類のパルプおよび充填材材料の比率を制御するために、および原料の中に混合される（歩留向上剤（ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ  ａｉｄ）または染料などの）様々な添加剤の量を制御するために、使用され得る。
【００１８】
[0021]これは、紙製品を生産するために使用され得る１つの種類の製紙機械１０２の、簡略な説明を表す。この種類の製紙機械１０２に関する追加の詳細は、当技術分野でよく知られており、本開示の理解のために必要ではない。また、これは、システム１００において使用され得る１つの具体的な種類の製紙機械１０２を表す。紙製品を生産するための任意の他のまたは追加の構成要素を含む、他の機械またはデバイスが使用され得る。加えて、以下に記載される制御システムは、紙製品を生産するためのシステムと併せた使用に限定されず、紙製品を処理するシステムと併せて、あるいは、他の物品または材料（たとえば、多層の板紙、厚紙、プラスチック、繊維品、金属ウェブ、もしくは移動するウェブとして製造もしくは処理される他のもしくは追加の材料）を生産または処理するシステムと併せて、使用され得る。
【００１９】
[0022]製紙工程を制御するために、紙ウェブ１０８の１つまたは複数の特性が、連続的にまたは反復的に測定され得る。ウェブの特性は、製造工程中の１つのまたは様々な段において測定され得る。この情報は、次いで、製紙機械１０２内の様々な作動装置を調整することによってなどで製紙機械１０２を調整するために使用され得る。このことは、ウェブの特性の所望の目標からの何らかのばらつきを補償するのを助け得、このことはウェブ１０８の品質を保証するのを助けることができる。
【００２０】
[0023]図１に示されるように、製紙機械１０２は、１つまたは複数のスキャナ１２６〜１２８を含み、これらの各々は、１つまたは複数のセンサを含む。各スキャナ１２６〜１２８は、紙ウェブ１０８の１つまたは複数の特徴を測定することができる。たとえば、各スキャナ１２６〜１２８は、紙ウェブ１０８のキャリパ、異方性、坪量、色、光沢、艶、曇り度、表面の特徴的形態（ｆｅａｔｕｒｅ）（たとえば粗さ、トポグラフィ、もしくは表面の特徴的形態の配向分布）、または任意の他のもしくは追加の特徴を測定するための、センサを含み得る。
【００２１】
[0024]各スキャナ１２６〜１２８は、紙ウェブ１０８の１つまたは複数の特徴を測定または検出するための、任意の好適な１つの構造または複数の構造を含む。たとえば、各スキャナ１２６〜１２８は、ウェブ１０８にわたって前後に移動するセンサヘッド上に装着された、センサの１つまたは複数の組を含み得る。ただし、製紙機械１０２の１つまたは複数の場所で、固定的なセンサも使用され得ることに留意されたい。
【００２２】
[0025]制御装置１０４は、スキャナ１２６〜１２８から測定データを受信し、このデータを使用して製紙機械１０２を制御する。たとえば、制御装置１０４は、測定データを使用して、製紙機械１０２の作動装置または他の構成要素のうちのいずれかを調整することができる。制御装置１０４は、コンピューティングデバイスなどの、製紙機械１０２の少なくとも一部の動作を制御するための任意の好適な構造を含む。
【００２３】
[0026]ネットワーク１０６は、制御装置１０４、および製紙機械１０２の様々な構成要素（たとえば作動装置およびスキャナ）に結合される。ネットワーク１０６は、システム１００の構成要素同士の間の通信を容易にする。ネットワーク１０６は、システム１００中の構成要素同士の間の通信を容易にする、任意の好適な１つのネットワークまたは複数のネットワークの組合せを表す。ネットワーク１０６は、たとえば、有線もしくはワイヤレスのイーサネット（登録商標）ネットワーク、電気信号ネットワーク（ＨＡＲＴもしくはファウンデーション・フィールドバス・ネットワーク）、空圧制御信号ネットワーク、または任意の他のもしくは追加のネットワークを表し得る。
【００２４】
[0027]以下により詳細に記載されるように、スキャナ１２６〜１２８のうちの少なくとも１つは、以下の特徴を含み得る。第１に、スキャナは、スキャナの長さにわたって延在する水平な支持梁を有さないフレームを含み得る。代わりに、このフレームは、スキャナの両側に据え付けられた別個の支持部、ならびに支持部に結合されかつ緊張下に置かれた可撓性のレールを含み得る。第２に、スキャナは、実質的に自己完結型である１つまたは複数のセンサヘッドを含み得、自己完結型であるとは、動作中にセンサヘッドが配線組立体を押すおよび引くことを要求されないことを意味する。代わりに、電力が、２つ以上のレールを介して各センサヘッドに供給され得、また、センサヘッドと相互作用するためにワイヤレス通信が使用され得る。第３に、各センサヘッドは、緊張付与されたケーブルまたは緊張下にある他の部材を使用してスキャナ内で各センサヘッドを前後に移動させるための、駆動システムを含み得る。
【００２５】
[0028]このように、スキャナのフレームは、２つの支持部、ならびに支持部に結合するいくつかの可撓性のレールおよびケーブルを含み得る。結果として、フレームは、より容易に製造および組立され得る。また、各センサヘッドは、フレームとは別に製造および試験され得る。たとえば、センサヘッドのスキャン機能性のほとんどまたは全てが、センサヘッドの製造業者の施設において、標準的な「ダム（ｄｕｍｂ）」フレームを使用して試験され得る。センサヘッドは、スキャナの特定の設置において使用されることになる実際のフレームを用いて試験される必要がない。加えて、スキャナ全体が、より小さな部品から形成され、大きな固定されたフレームを含まないので、スキャナは、分解されより小さな空間内で（場合によっては単一の標準サイズのパレット上ででさえ）輸送され得る。
【００２６】
[0029]スキャナの可能な実施態様に関する追加の詳細が、以下で提供される。スキャナは、上で記載された特徴のうちの３つ全てを有するものとして説明される場合があるが、スキャナが単一の特徴または上で説明された任意の２つの特徴の組合せを実施することが可能であることに留意されたい。
【００２７】
[0030]図１は、ウェブ製造または処理システム１００の１つの例を例示するが、図１に対して様々な変更が成され得る。たとえば、他の紙製品または非紙製品を生産するために、他のシステムが使用され得る。また、システム１００は、様々な構成要素および単一の制御装置１０４を有する単一の製紙機械１０２を含むものとして示されるが、任意の好適な構造を有する任意の数の製紙機械または他の機械設備を含み得、また、システム１００は、任意の数の制御装置を含み得る。加えて、図１は、スキャナが使用され得る１つの動作環境を例示する。スキャナは、任意の他の種類のシステムにおいて使用され得、そのシステムが、移動するウェブまたはウェブを製造または処理する必要はない。
【００２８】
[0031]図２から図６は、本開示による製紙機械または他のシステムのための、例示のスキャナ１２６、１２８、および関連付けられた詳細を例示する。図２に示されるように、スキャナは、スキャナの両側に２つの支持部２０２ａ〜２０２ｂを含む。各支持部２０２ａ〜２０２ｂは一般に、所定の位置で地面または外部構造に固着され得、かつスキャナの他の構成要素が取り付けまたは装着され得る構造を表す。ここに示されるように、支持部２０２ａ〜２０２ｂは、ウェブ１０８が中を通過できる空間によって分離される。各支持部２０２ａ〜２０２ｂは、金属などの、任意の好適な材料から形成され得る。各支持部２０２ａ〜２０２ｂは、溶接などの任意の好適な方法でも形成され得る。加えて、ここでは所定の位置で地面に固着されるものとして示されるが、各支持部２０２ａ〜２０２ｂは、外部構造に、たとえば製紙機械１０２のフレームまたは他の構成要素に、固着され得る。
【００２９】
[0032]スキャナは、複数のセンサヘッド２０４ａ〜２０４ｂも含む。各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは一般に、材料の少なくとも１つの特徴を測定できる、１つまたは複数のセンサを含む。たとえば、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、ウェブ１０８の水分、キャリパ、異方性、坪量、色、光沢、艶、曇り度、表面の特徴的形態（たとえば粗さ、トポグラフィ、もしくは表面の特徴的形態の配向分布）、または任意の他のもしくは追加の特徴を測定するための、センサを含み得る。各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、材料の１つまたは複数の特徴を測定または検出するための、任意の好適な１つの構造または複数の構造を含む。
【００３０】
[0033]図２に示されるように、ここでのスキャナは、スキャンの長さにわたって延在する水平な支持梁を有さないフレームを有する。平坦なシートの処理のためのスキャナは、従来から、剛直なフレームを形成する剛性の部材を使用して築造されてきた。剛直なフレームは通常、頂部および底部に、実質的にスキャナの全長に沿って延在する水平な梁を含む。レールが、周期的な間隔を置いて水平な梁に取り付けられ、また、取り付け箇所は通常、フレームに対するレールの調整を可能にする。このことは、他方の水平な梁上の対向する経路から一定の相対距離のところに、スキャナの長さに沿って真っ直ぐな経路を画定するように、各レールが調整されることを可能にする。センサヘッドがレールに取り付けられ、各センサヘッドの荷重は、関連付けられた水平な梁に伝達される。
【００３１】
[0034]この手法には、いくつかの理由から、問題がある。高精度のスキャナフレームの設計、構築、および維持は、多くの場合、大きな労力を要する取り組みである。たとえば、フレーム上でのレールの位置合わせには多くの時間がかかり、また、（追加の質量荷重、材料応力緩和、輸送時の応力（ｓｈｉｐｐｉｎｇ  ｓｔｒｅｓｓ）、または熱負荷に起因してなどで）フレームの形状が歪む場合、後でレールが位置のずらされた状態になる可能性がある。また、スキャナフレームの構築は多くの場合、ツーリングおよび専門技術の両方において専門化されており、このことは、スキャナフレームが多くの場合、限られた数の工場環境において製作されることを意味する。国際的な市場においては、このことは通常、製造されたスキャナフレームに関して、長い輸送距離を必要とする。さらに、スキャナフレームは通常、特定の設置に関してサイズにおいてカスタマイズされ、したがって、スキャナフレームの構築は通常、特定の設置に関する全ての寸法が知られるまでは始まらない。このことは、非効率的な１回限りの製造モデルおよび長いサイクル時間につながる。さらに、スキャナフレームは通常非常に長いので、フレームの幅および高さが過度に大きくない可能性のある場合でさえ、組み立てられたスキャナフレームに関する輸送費用は、非常に高くなる可能性がある。個別仕様の梱包および特別な取り扱いが、輸送コストを増加させる。空輸は非常にコストがかかり、また、陸上輸送は配送時間を長くする。最後に、より短い工程のためのスキャナフレームは、通常、より大きな工程のためのスキャナフレームと同じ全体設計および材料を利用する。このことは、より小さい用途の経済的側面に適合するように規模縮小しない、過剰な（ｏｖｅｒｂｕｉｌｔ）設計およびコストにつながる。
【００３２】
[0035]本開示の第１の態様によれば、図２におけるスキャナは、支持部２０２ａ〜２０２ｂの間に固定された水平な支持梁を省略している。代わりに、このスキャナは、いくつかの可撓性のレールを使用する。図２に示される例では、少なくとも２つのレール２０６ａ〜２０６ｂが、支持部２０２ａ〜２０２ｂの頂部の近くで、支持部２０２ａ〜２０２ｂの間に結合され、少なくとも２つのレール２０８ａ〜２０８ｂが、支持部２０２ａ〜２０２ｂの底部の近くで、支持部２０２ａ〜２０２ｂの間に結合される。センサヘッド２０４ａは、レール２０６ａ〜２０６ｂに接続されかつこれらに沿って運ばれ得、また、センサヘッド２０４ｂは、レール２０８ａ〜２０８ｂに接続されかつこれらに沿って運ばれ得る。レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは可撓性であり、輸送のために、コイル状に巻かれ得るかまたは他の方法で長さを小さくされ得る。レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは、支持部２０２ａ〜２０２ｂに結合されかつ緊張下に置かれ得る。このことは、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂが、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂに、概ね真っ直ぐな経路および支持を提供することを可能にする。
【００３３】
[0036]結果として、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、これらのそれぞれのレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂに沿って運ばれ、かつスキャナにわたって前後に移動し得る。このことは、支持部２０２ａ〜２０２ｂを連結する固定された水平な梁の使用の必要なしに、達成され得る。代わりに、支持部２０２ａ〜２０２ｂは、引っ張り荷重を担うように設計され、また、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは、支持部２０２ａ〜２０２ｂの間に延在する。特定の実施形態では、スキャナのフレームのこの設計は、より小さいスキャナ径間およびより低い積載質量のために使用され得る。
【００３４】
[0037]とりわけ、スキャナのフレームのこの設計は、スキャナの正確な長さを知る前に、フレームが大まかに構築されることを可能にする。支持部２０２ａ〜２０２ｂは、任意の好適なときに製造され得、また、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂの長さは、スキャナの正確な長さが知られたとき、容易に調節され得る。このことは、製造効率を高め、リードタイムを短くする。また、この手法は、支持部２０２ａ〜２０２ｂ、およびレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂが、固定された水平な支持梁を有する従来のフレームと比較して、はるかに小さなパッケージ内で輸送されることを可能にする。このことはさらに、輸送コストを下げ、壊れ物取り扱いの要件および個別仕様の梱包の使用を低減する。この設計は、配送センターまたは顧客の施設における現地での最終的な組立のための他の場所への、フレーム構成要素の大量輸送をさらに可能とする。さらに、この設計は、熱的問題、輸送時の応力、および他の要因から独立してセンサヘッドの位置合わせを維持するのを助ける。加えてこの設計は、スキャナフレームを、複雑な電気機械的構造から、工程にわたるより単純な案内経路へと変更し、このことは築造コストを低減し、配送時間を改善する。
【００３５】
[0038]レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは、任意の好適な材料から、任意の好適な方法で形成され得る。たとえば、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは、金属ケーブルまたは引抜成形された複合材料から形成されたケーブルを表し得る。レールは、コイル状に巻かれた方式でまたは他の小さくされたサイズの様式で損傷なく輸送されるのに十分な可撓性を有することができる。レールはまた、レールに接触するセンサヘッド２０４ａ〜２０４ｂの、特定の外形とされた（ｐｒｏｆｉｌｅｄ）ローラまたは他の構造に係合するのに好適なサイズを有する。レールは、概ね平滑な仕上げなど、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂの正確な移行を可能にする仕上げをさらに有し得る。特定の実施形態では、各レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂは、直径０．６３５ｃｍから１．２７ｃｍ（１／４インチから１／２インチ）で、１９×１の構成の、型成形されたステンレス鋼製ケーブルを表し得る。
【００３６】
[0039]この例では、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、２つのレールに接触しこれらの上で運ばれる。ただし、各センサヘッドに対して３つ以上のレールも設けられ得る。たとえば、より大きなねじり剛性を提供するために、各センサヘッドに対して３つまたは４つのレールが使用され得る。また、各支持部２０２ａ〜２０２ｂは、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂの固定装置（ａｎｃｈｏｒ）または他の部分に結合するためのコネクタを受容する精確に位置付けられた穴を含み得る。このことは、支持部２０２ａ〜２０２ｂが、互いに対するレールの位置および間隔を明確かつ容易に画定することを可能とする。
【００３７】
[0040]従来のスキャナは、駆動機構（ｍｅｃｈａｎｉｃｓ）、位置フィードバック機構、制御電子機器、気体力学系（ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓ）、アンビリカルケーブル、データ取得システム、および冷却システムなどの、様々なサブシステムも含む。従来は、これらのサブシステムは、フレームおよびセンサヘッド全体にわたって展開されていた。たとえば、多くの場合、スキャナフレームの一方の端部にある単一のモータが、移動ベルトおよびセンサヘッドを前後に引くエンコーダを駆動する。多くの場合、駆動制御電子機器が、スキャナフレーム上にモータに密に近接して配設される。多くの場合、冷却水および空圧動力が、スキャナフレームの一方の端部において供給され、ケーブルトレイの形態のアンビリカルケーブルの組によって、センサヘッドに伝送される。場合によっては、センサヘッドからの信号は、アンビリカルケーブルの組の中の配線を介してアナログフォーマットで、スキャナフレームの一方の端部にあるデータ取得電子機器に送られる。多くの変形形態が存在するが、従来のシステムは通常、センサ駆動、環境制御、空圧動力、センサ信号、および動作制御の機能性、ならびにスキャナフレームおよびセンサヘッド全体にわたる配線を展開する。
【００３８】
[0041]この手法に伴う１つの問題は、スキャナのセンサヘッド、フレーム、ならびに関連付けられた配線および制御モジュールが全て１つに接続されて、完成したユニットとしてこのスキャナが試験され得るようになるまでは、スキャナが完全には試験され得ないことである。このことは多くの場合、顧客への輸送前に、構成要素が、同じ工場の場所において試験のために統合されたユニットとして全て利用可能であることを保証するために、その工場において長い時間を必要とする。
【００３９】
[0042]本開示の第２の態様によれば、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、実質的に自己完結型のセンサヘッドを表し得る。たとえば、以下に説明されるように、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、そのそれぞれのレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂを介して、動作電力を受け取ることができる。また、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、センサ測定値または他のデータを送信するための、およびコマンドまたは他のデータを受信するための、ワイヤレス無線機を含み得る。さらに、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂをそのそれぞれのレールに沿って移動させるためのモータまたは他の駆動装置を含み得る。加えて、各２０４ａ〜２０４ｂは、局所空気供給器および温度制御装置などの、そのセンサヘッド内で局所的に他の機能を実行する追加の構成要素を含み得る。
【００４０】
[0043]１つまたは複数の実質的に自己完結型のセンサヘッドの使用は、各センサヘッドの多数の機能が、そのセンサヘッドが最終的に使用されることになるフレームとは別に試験されることを可能にする。いくつかの実施形態では、センサヘッドは、センサヘッドが前後にスキャンを行う際にセンサヘッドとともに移行する移動ベルト、配線、およびホースを有さないスキャナフレーム上で使用され得る。結果として、各センサヘッドは、通電されたレールに沿ったセンサの位置合わせおよび電力伝送を支援するだけのフレームなどの、「ダム」試験フレームを使用して、試験され得る。特定の設置において使用されるスキャナフレームの試験は、したがって、その特定の設置において使用されるセンサヘッドの試験とは別に行われる。実際には、顧客が、スキャナフレームおよびセンサヘッドを、異なる製造業者から取得することが可能である。
【００４１】
[0044]加えて、従来のスキャナは多くの場合、スキャナのフレームに固定された固定モータにより駆動されるベルト駆動装置を有する駆動システムを使用する。これは通常、スキャナフレームの全長２つ分にわたるベルトの使用を必要とするが、その理由は、ベルトが、フレームの一方の端部にあるモータからフレームの反対側の端部にあるアイドラプーリまで移行し、このアイドラプーリの周囲に巻き付き、そしてモータまで戻るからである。また、スキャナがウェブの両面にセンサヘッドを含むときは、別個のベルトが必要とされる。多くの場合、モータ駆動装置からの減速（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）の提供、複数のベルトの間でモータの動力の分割、ならびにベルトの引き回し、たるみ、緊張、および取り付けの制御のために、非常に多数の部品が必要とされる。ベルトがそれらのそれぞれの移動経路の両端部から引かれる場合さらなる困難が生じ、一方のセンサヘッドが、他方のセンサヘッドと比較してより長い引っ張り長さを有し、したがって望まれない相対的なずれを生じさせるという結果をもたらす。これらの相対的なずれは、質量、ベルトシステムにおける摩擦、各ヘッドを支持する回動する要素における摩擦、ベルトの緊張、およびベルトの剛直性に起因する、上側のセンサヘッドおよび下側のセンサヘッドの動力学的側面の相違によっても影響される。
【００４２】
[0045]本開示の第３の態様によれば、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、そのセンサヘッドを前後に移動させるためのそれ自体の駆動システムを含み得る。たとえば、各駆動システムは、その関連付けられたセンサヘッド２０４ａ〜２０４ｂを、そのセンサヘッドのそれぞれのレールに沿って前後に移動させることができる。いくつかの実施形態では、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂは、追加の緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂにそれぞれ結合される。各緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、支持部２０２ａ〜２０２ｂの間に置かれた緊張下にあるケーブルまたは他の構造を表し得る。各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂ上の駆動システムは、モータ、および、関連付けられた緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂが周りに置かれ得る様々なプーリまたはスプロケットを含み得る。モータは次いで、プーリまたはスプロケットのうちの１つを回転させて、センサヘッドを緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂに沿って移動させることができる。
【００４３】
[0046]とりわけ、駆動システムのこの設計は、各緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂが、戻りの径間を必要とせず、スキャナフレームの１つ分の長さにまたがることを可能にする。このことは、必要とされる材料の量を１／２に低減する。また、単一の径間部材の使用は、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂの引っ張り長さを均等にする。さらに、モータからの動力を分割するためにおよびベルトを回転させるために使用される構成要素が排除され得、また、ベルトがアイドラプーリの上を走行することによる摩擦損失が、低減され得る。このことは、センサヘッドを駆動するために要求される電力がより小さくなるという結果をもたらし、また、各駆動システムは、より少ない部品を有し得る。さらに、軽量の緊張付与された部材を使用することは、たるみを低減し、この結果、たるみを制御するための案内部が、もはや必要とされない。加えて、センサヘッドの相対的なずれを結果としてもたらす、上側の緊張付与された部材と下側の緊張付与された部材との間の物理的な相違が、２重モータ駆動制御の方策を通して補償されて、スキャナから除かれ得る。
【００４４】
[0047]図２および上記の説明では、図２のスキャナは、ウェブ１０８の各面上に１つずつ、複数のセンサヘッド２０４ａ〜２０４ｂを有するものとして示され説明されていることに留意されたい。ただし、スキャナにおいて他の構成も使用され得る。たとえば、スキャナは、ウェブ１０８の一方の面上に、複数のセンサヘッドを含み得る。また、スキャナは、ウェブ１０８の一方の面上のみに、単一のセンサヘッドを含み得る。
【００４５】
[0048]加えて、２つのレール２０６ａ〜２０６ｂまたは２０８ａ〜２０８ｂは、ここでは離間されて示されているが、このことは必須ではない。たとえば、レール２０６ａ〜２０６ｂまたは２０８ａ〜２０８ｂは、内部導体を露出する少なくとも１つの開口部を有する外部の導電シェルを有する、単一のレールケースの一部を形成し得る。この構成では、外側導電シェルは、一方のレールを表し得、また、内部導体は他方のレールを表し得る。ブラシまたは他の電気コンタクトは、外側導電シェルに、およびこの外側シェルの開口部を通して内部導体に、接触し得る。レールのための任意の他の好適な構成が使用され得る。
【００４６】
[0049]図３は、例示のスキャンセンサヘッド２０４ａ、２０４ｂの追加の詳細を例示する。図３に示されるように、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂは、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂの他の構成要素を包囲する、収容する、または他の方法で支持するように構成されたハウジングまたは他の構造を表す、可動の筐体３０２を含む。筐体３０２は、任意の好適な材料（金属など）から、任意の好適な方法で形成され得る。
【００４７】
[0050]センサヘッド２０４ａ、２０４ｂは、ウェブ１０８または他の材料と関連付けられた測定値を捕捉する１つまたは複数のセンサ３０４も含む。各センサ３０４は、材料の１つまたは複数の特徴と関連付けられた測定値を補足するための、任意の好適な構造を含む。センサ３０４は、ウェブとの接触を介してそのウェブの測定を行う接触センサ、またはウェブに接触することなくそのウェブの測定を行う非接触センサを表し得る。各センサヘッド２０４ａ、２０４ｂは、任意の数のセンサ３０４を含み得る。
【００４８】
[0051]センサヘッド中の信号処理回路３０６は、センサ３０４からの測定データを処理することができる。たとえば、信号処理回路３０６は、信号調節、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換、フィルタリング、および位置／タイムスタンプ処理を行うことができる。特定の必要に応じてセンサ測定値を処理するために、信号処理回路３０６によって他のまたは追加の機能が行われ得る。位置／タイムスタンプ機能は、センサ測定値を、（ｉ）その測定が行われた時間、および（ｉｉ）その測定が行われたときのセンサヘッドの位置、の両方と関連付けることができる。センサ測定値を時間および位置と関連付けるための１つの例示の技法の追加の詳細が、（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）「Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎ−Ｔｉｍｅ  Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅｓ（スキャンセンサデバイスのためのワイヤレス位置−時間同期）」という名称の米国特許出願［整理番号第Ｈ００３９９５３−０１０８号］において提供されている。信号処理回路３０６は、センサ測定値を処理するための任意の好適な構造を含む。
【００４９】
[0052]制御装置３０８は、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂの全体的な動作を制御する。たとえば、制御装置３０８は、１つまたは複数のセンサ３０４から測定値を受信し、かつ１つまたは複数の宛先へのセンサ測定値のワイヤレス送信を制御することができる。制御装置３０８は、１つまたは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、または特定用途向け集積回路などの、任意の好適な処理または制御デバイスを含む。制御装置３０８が、複数のデバイスとしても実施され得ることに留意されたい。
【００５０】
[0053]ワイヤレス送受信機３１０は、１つまたは複数のアンテナ３１２に結合される。ワイヤレス送受信機３１０は、センサ測定値および関連付けられたデータを制御システムに送信し制御システムからコマンドを受信することによってなどで、データのワイヤレスでの送信および受信を容易にする。ワイヤレス送受信機３１０は、ワイヤレス送信のための信号を生成するためのおよび／またはワイヤレスで受信された信号を処理するための、任意の好適な構造を含む。特定の実施形態では、ワイヤレス送受信機３１０は、無線周波数（ＲＦ）送受信機を表す。送受信機３１０は、送信機および別個の受信機を使用して実施され得ることに留意されたい。アンテナ３１２は、ＲＦアンテナなどの、ワイヤレス信号を送信および受信するための任意の好適な構造を表す。
【００５１】
[0054]モータ制御装置３１４が、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂ中のモータ３１６の動作を制御するために使用され得る。モータ３１６は、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂを、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂに沿って前後に移動させるために使用され得る。たとえば、モータ３１６は、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂを引き寄せてセンサヘッドを前後に移動させるために使用され得る。モータ制御装置３１４は、モータ３１６の方向および速度を調整するために、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号または他の制御信号を生成および出力することができる。方向および速度は、制御装置３０８からの入力に基づいて制御され得る。モータ制御装置３１４は、モータの動作を制御するための任意の好適な構造を含む。たとえば、モータ制御装置３１４は、モータ駆動装置、モータ制御電子機器および処理、リミットスイッチ、位置フィードバック機構、および頭部位置合わせ機構（ｈｅａｄ−ｔｏ−ｈｅａｄ  ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）を含み得る。モータ３１６は、精確に制御され得るステッパモータなどの、任意の好適な種類のモータを含む。
【００５２】
[0055]センサヘッド２０４ａ、２０４ｂは、電力変換器／調節器３１８をさらに含む。電力変換器／調節器３１８は、２つ以上のレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂに電気的に接続され、これらのレールから電力を受け取る。電気コンタクト３２０は、レール２０８ａ〜２０８ｂへの電気的接続部を直接的に、またはレールコンタクト３２２を介してなどで間接的に形成するために使用され得る。電力変換器／調節器３１８は、電力を受け取り、この電力をセンサヘッドでの使用のために好適な形態へと変換することができる。たとえば、電力変換器／調節器３１８は、電源からＡＣ電力を受け取り、このＡＣ電力をＤＣの形態に変換することができるか、または、電力変換器／調節器３１８は、電源からＤＣ電力を受け取り、このＤＣ電力を異なるＤＣの形態に変換することができる。具体的な例として、電力変換器／調節器３１８は、電源から２０〜４０ＶＡＣ、５０〜６０Ｈｚの信号を受信し、この信号を、２４ＶＤＣの信号へと変換することができる。電力変換器／調節器３１８は、受け取られた電力を（電力の形態を変換してまたは変換せずに）フィルタリングすることによってなどで、受け取られた電力を調節することもできる。電力変換器／調節器３１８は、電力をある形態から別の形態に変換し、かつ／または電力を調節するための、任意の好適な構造を含む。
【００５３】
[0056]各電気コンタクト３２０は、レールへの直接的なまたは間接的な電気的接続部を形成するための任意の好適な構造を含む。２つ以上のレールから動作電力を受け取るために、任意の好適な電気コンタクト３２０がセンサヘッドにおいて使用され得る。いくつかの実施形態では、電気コンタクト３２０は、ブラシ、ローラ、摺動子（ｓｌｉｄｅｒ）、または、電気的接続部を直接レール上に形成するために使用される他の構造を表す。他の実施形態では、電気コンタクト３２０は、ブラシ、ローラ、摺動子、または、レールに接触するレールコンタクト３２２に押し付けて使用され、このことによりレールとの間接的な電気的接続部を提供する、他の構造（軸受組立体もしくはホイールなど）を表す。
【００５４】
[0057]レールコンタクト３２２は、センサヘッド２０４ａ、２０４ｂを、これらのセンサヘッドがレール上で前後に移動可能となるように、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂに結合する。レールコンタクト３２２は、任意選択で、レールから電気コンタクト３２０へと電力を提供するためにも使用され得る。たとえば、レールコンタクト３２２は、レールと電力変換器／調節器３１８との間に電流が流れることを可能にし得る。各レールコンタクト３２２は、センサヘッドをレールに結合するための任意の好適な構造を含む。
【００５５】
[0058]いくつかの実施形態では、各レールコンタクト３２２は、外側案内溝、内側案内溝、軸受、およびケージを有する、軸受組立体を含む。外側案内溝および内側案内溝は全体として、軸受およびケージが中に納まるチャネルを形成する。内側案内溝は、外側案内溝とは独立して回転することができ、また、軸受は、外側案内溝と内側案内溝との間のチャネル内で回動することによって、この回転を容易にするのを助ける。ケージは、軸受の分離を維持するのを助ける。他の実施形態では、各レールコンタクト３２２は、外側案内溝、内側案内溝、および外側案内溝と内側案内溝を固定的に接続するコネクタを有する、軸受ホイールを含む。これらの実施形態では、電流は、軸受組立体またはホイールを通って電気コンタクト３２０へと流れることができる。たとえば、電流は、外側案内溝のみを通って、または外側案内溝および内側案内溝を通って、流れることができる。ただし、レールコンタクト３２２は、レールに沿って単純に摺動する炭素、グラファイト、または他の好適な材料で作られた摺動子を使用することによってなど、任意の他の好適な方法で実施され得ることに留意されたい。
【００５６】
[0059]様々な追加の構成要素が、センサヘッド中で特定の必要に応じて使用され得る。たとえば、感知または他の動作のための圧縮された空気を提供するために、局所空気供給器３２４が使用され得る。局所空気供給器３２４は、空気を圧縮するための小さな圧縮機、および圧縮された空気を貯蔵するためのタンクを含み得る。圧縮機は、電力変換器／調節器３１８によって受け取られた電力に基づいて動作し得る。別の例として、センサヘッドに関する環境温度制御を提供するために、温度制御ユニット３２６が使用され得る。たとえば、温度制御ユニット３２６は、センサ３０４の温度を制御するための加熱器または冷却器を含み得る。具体的な例として、温度制御ユニット３２６は、センサの安全性および安定性を保証するのを助ける、熱電冷却器を含み得る。さらなる例として、センサヘッドは、電力、温度、または放射線表示器などの、様々な状態を識別する１つまたは複数の安全表示器３２８を含み得る。
【００５７】
[0060]加えて、位置センサ３３０は、センサヘッドの位置を識別するために使用され得る。位置センサ３３０は、センサヘッドの位置を識別するための任意の好適な技法を使用することができる。たとえば、位置センサ３３０は、開ループ位置制御を支援するステッパモータのステップカウンタを含み得る。別の例として、位置センサ３３０は、データを、モータ３１６の回転速度を明示する回転速度計から、または、データを、モータ３１６がどのように駆動されているかを明示するモータ制御装置３１４から、受信し得る。このデータまたは他のもしくは追加のデータを使用して、位置センサ３３０は、閉ループ位置制御を支援するために、センサヘッドの現在の位置を識別することができる。現在の位置は、絶対的な場所または直前に知られた場所からの距離などの、任意の好適な形態で識別され得る。位置センサ３３０は、センサヘッドの場所を識別するための任意の好適な構造を含む。
【００５８】
[0061]このようにして、センサヘッドが動作してセンサ測定値を取得するために必要とされる構成要素のほとんどまたは全てが、センサヘッド自体の中に含まれる。センサヘッドは、動作するために、適切に離間されたレールおよびケーブル、ならびにレールを介して電力を提供する能力を有するフレームのみを必要とし得る。このことは、試験、設置、および保守を、大きく簡略化する。
【００５９】
[0062]図４は、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂとともに使用され得る、例示のモータ組立体４００を例示する。図４に示されるように、モータ３１６は、センサヘッドの筐体３０２上に装着される。モータ３１６は、プーリ減速システム４０２に接続し、これが、モータ３１６のより高速の回転を、駆動プーリ４０４のより低速の回転へと転換する。緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂのうちの１つは、２つの案内プーリ４０６〜４０８および駆動プーリ４０４の周りに巻き付く。
【００６０】
[0063]モータ３１６が動作するとき、モータ３１６は、駆動プーリ４０４を（プーリ減速システム４０２を通した駆動プーリ４０４へのその接続を介して）回転させる。案内プーリ４０６〜４０８は、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂが駆動プーリ４０４との接触状態を保つのを助けるので、駆動プーリ４０４の回転は、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂを引き寄せ、センサヘッドを移動させる。モータ３１６の方向的な回転を制御することによって、センサヘッドの前後への移動が精確に制御され得る。
【００６１】
[0064]プーリ４０４〜４０８の構成は例示のみを目的とし、他の構成が使用され得ることに留意されたい。たとえば、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、図４では、案内プーリ４０６〜４０８の外周に様々なパーセンテージで接触する。案内プーリ４０６〜４０８は、駆動プーリ４０４を中心とするように配置され得、この結果、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、案内プーリ４０６〜４０８の外周に同じパーセンテージで接触する。別の例として、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、図４では駆動プーリ４０４の外周の約７５％に接触するが、その他のパーセンテージで接触され得る。たとえば、他の実施形態では、案内プーリ４０６〜４０８は、より大きな距離によって分離され得、駆動プーリ４０４は、部分的に案内プーリ４０６〜４０８の間に位置決めされ得る。この実施形態では、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、駆動プーリ４０４の外周の５０％未満に接触することができ、また、駆動プーリ４０４は、緊張付与された部材が案内プーリ４０６〜４０８の間に延長する際に緊張付与された部材を偏向するように動作し得る。一般に、モータ組立体４００において、プーリの任意の好適な構成が使用され得る。
【００６２】
[0065]さらに、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、図４では滑らかなものとして示されており、また、プーリ４０４〜４０８は、図４では緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂを受容するための滑らかな凹部を有するものとして示されている。他の実施形態では、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂは、凹凸のある表面を有し得、かつ／または、プーリ４０４〜４０８は、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂに接触する凹凸のある表面を有し得る。具体的な例として、プーリ４０４〜４０８は、緊張付与された部材の対応する表面に係合する歯の付された表面を有し得る。
【００６３】
[0066]加えて、センサヘッドを移動させるために他の機構が使用され得ることに留意されたい。モータ組立体４００は、ここでは単に、センサヘッドが推進され得る多数の方法の１つの例として提供される。
【００６４】
[0067]図５および図６は、スキャナのフレームの追加の詳細を例示する。図５に示されるように、支持部２０２ｂは、様々な穴５０２を含む。各穴５０２は、レールまたは緊張付与された部材に結合するためのコネクタ５０４が置かれ得る、様々な地点を表す。各穴５０２は、レールまたは緊張付与された部材の位置を明確に画定し、また、複数の穴５０２は集合的に、レールと緊張付与された部材との間の互いに対する間隔を画定する。各穴５０２は、任意の好適なサイズおよび形状を有し得る。
【００６５】
[0068]各コネクタ５０４は、支持部２０２ｂを、レールまたは緊張付与された部材の一方の端部に結合する。たとえば、各コネクタ５０４は、穴５０２を通って嵌合できるより小さい区域、およびそのように嵌合できないより大きな区域を含み得る。より小さい区域は、ねじ山の切られた部材、または関連付けられたレールまたは緊張付与された部材に対して緊張を加えるために緊締され得る他の構造を含み得る。各コネクタ５０４は、ケーブルまたは他のレールもしくは緊張付与された部材に結合するための、任意の好適な構造を含む。この例では、各コネクタ５０４は、レールまたは緊張付与された部材の端部に形成されたループ５０６に結合するが、レールまたは緊張付与された部材に結合するための、他の機構を使用することができる。たとえば、各コネクタ５０４は、レールまたは緊張付与された部材が「スエージレスな（ｓｗａｇｅｌｅｓｓ）」端末を用いて終端する場合などに、レールまたは緊張付与された部材に直接結合し得る。
【００６６】
[0069]制振器５０８が、レールおよび緊張付与された部材上の振動を低減するのを助けるために、様々な場所において使用され得る。この例では、制振器５０８は、レールおよび緊張付与された部材の端部の近くに置かれる。ただし、制振器５０８は、センサヘッド上でなど、他の場所において使用され得る。各制振器５０８は、振動を低減するための任意の好適な構造を含む。
【００６７】
[0070]図５では、レールおよび緊張付与された部材に対して緊張を加えるために、コネクタ５０４が使用され得ることに留意されたい。反対側の支持部２０２ａ上では、レールおよび緊張付与された部材は、レールおよび緊張付与された部材に対して緊張を加えることのできるコネクタによって支持部２０２ａに結合されてもよく、そのように結合されなくてもよい。いくつかの実施形態では、たとえば、レールおよび緊張付与された部材は、レールおよび緊張付与された部材に対して緊張を加えることのできるデバイスを何ら使用することなく、支持部２０２ａに単に取り付けられ得る。
【００６８】
[0071]図５に示されるように、少なくとも１つの電源５１０は、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂを介して、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂに動作電力を提供する。各電源５１０は、１つまたは複数のセンサヘッドのための、動作電力の任意の好適な供給源を表す。電源５１０は、たとえば、少なくとも１つのＡＣおよび／またはＤＣ電圧源を表し得る。安全に関する低電圧の指令に適合するように、より低い電圧レベルを有する電源が使用され得るか、または、より低い電流レベルおよび電気コンタクトにわたるより少ないアーク損傷を支援するように、より高い電圧レベルを有する電源が使用され得る。特定の実施形態では、各電源５１０は、５０〜６０Ｈｚで２０〜４０ＶＡＣまたは２４ＶＤＣの期待される範囲を有する、ＡＣ電源を表す。
【００６９】
[0072]この例では、各センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂに電力を供給するために使用される２つのレール２０６ａ〜２０６ｂまたは２０８ａ〜２０８ｂが存在する。この実施形態では、一方のレール２０６ａ、２０８ａは、電圧供給レール（ＤＣ）として、または電圧線＃１（ＡＣ）として使用され得、また、他方のレール２０６ｂ、２０８ｂは、電圧戻りレール（ＤＣ）として、または電圧線＃２（ＡＣ）として使用され得る。ただし、各センサヘッドに給電するために、３つ以上のレールも使用され得る。たとえば、交流電圧の複数のレベルもしくは種類を提供するために、またはスキャナにおける冗長性を提供するために、追加のレールが使用され得る。
【００７０】
[0073]図６は、レール２０６／２０８（レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂのうちの１つを表す）を覆うための、例示の機構を例示する。この例では、レールは、Ｕ字形状の囲い６０２によって部分的に覆われる。囲い６０２は、少なくとも１つの側面に沿って部分的に開かれ、このことは、電気コンタクト３２０および／またはレールコンタクト３２２がレールに物理的に接触することを可能にする。囲い６０２は、囲い６０２の開口部に沿って以外ではレールへの電気的接続部が形成され得ないように、絶縁材料から形成され得る。囲い６０２内のスペーサ６０４はレールに接触し、レール上の囲い６０２の位置を維持するのを助けることができる。任意の好適な数および種類のスペーサが使用され得る。
【００７１】
[0074]囲い６０２は、意図しないレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂとの接触およびこれらのレールにまたがる短絡を、回避するのを助けることができる。たとえば、各レールは、その関連付けられた囲い６０２内にわずかに引き込まれる。工具または他の導電性の物体がレール２０６ａ〜２０６ｂまたは２０８ａ〜２０８ｂにまたがって落下した場合、囲い６０２は、短絡の発生を回避するのを助けることができる。センサヘッドに給電するためにレール上で低電圧が使用される場合でも、短絡の状態は、制御コンピュータまたは他の構成要素の再起動をもたらす可能性がある。絶縁性の囲いの使用は、このことの回避を助けることができる。
【００７２】
[0075]図２から図６は、製紙機械または他のシステムのためのスキャナおよび関連付けられた詳細の１つの例を例示するが、図２から図６に対して様々な変更が成され得る。たとえば、上で指摘されたように、スキャナは、ウェブの一方の面または複数の面上に、任意の数のセンサヘッドを含み得る。また、図３の様々な構成要素が、組み合わせられ、さらに細分化され、並べ替えられ、または省略され得、また、特定の必要に応じて、追加の構成要素が追加され得る。具体的な例として、センサヘッドに給電するレールを介して、低いデータレートの通信または他の通信を行うことが可能である。センサヘッドがこの機能性を含むとき、センサヘッドは、１つまたは複数のレールを介した通信を支援する送受信機を含むことができ、この送受信機は、ワイヤレス送受信機３１０を置き換えるかまたは補完することができる。加えて、図４から図６に示される例示の構造は、スキャナの複数の部分の可能な実施態様であるが、他の実施態様も使用され得る。
【００７３】
[0076]図７は、本開示による製紙機械または他のシステムのためのスキャナを使用するための、例示の方法７００を例示する。図７に示されるように、スキャナ用の支持部は、ステップ７０２で、所定の位置で地面または外部構造に固着される。これは、たとえば、支持部２０２ａ〜２０２ｂを、地面または製紙機械１０２内の他の構造に結合することを含み得る。レールおよび緊張部材は、ステップ７０４で、支持部に結合される。これは、たとえば、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂおよび緊張部材２１０ａ〜２１０ｂを、支持部２０２ａ〜２０２ｂに、明確に画定された場所において結合することを含み得る。レールは、ステップ７０６で、緊張下に置かれる。これは、たとえば、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂを好適な緊張下に置くために、コネクタ５０４においてねじ山の切られた接続部または他の機構を使用することを含み得る。
【００７４】
[0077]センサヘッドは、ステップ７０８で、レール上に置かれ、緊張部材に接続される。これは、たとえば、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂを、これらのそれぞれのレール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂ上に装着することを含み得る。またこれは、緊張部材２１０ａ〜２１０ｂを、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂのモータ組立体４００に挿通することも含み得る。接続されると、緊張部材は、ステップ７１０で緊張下に置かれる。これは、たとえば、緊張部材２１０ａ〜２１０ｂを好適な緊張下に置くために、コネクタ５０４においてねじ山を切られた接続部または他の機構を使用することを含み得る。
【００７５】
[0078]電力は、ステップ７１２で、センサヘッドにレールを介して提供される。これは、たとえば、レール２０６ａ〜２０６ｂ、２０８ａ〜２０８ｂを介して電圧を提供するために、１つまたは複数の電源５１０を使用することを含み得る。センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂ中の電力変換器３０６は、この電力を受信し、これをセンサヘッド２０４ａ〜２０４ｂにおける使用のために好適な形態へと変換し得る。センサヘッドは、ステップ７１４で、レール上で前後に移動する。これは、たとえば、緊張付与された部材２１０ａ〜２１０ｂを引き寄せてセンサヘッドを前後に移動させるために、センサヘッド２０４ａ〜２０４ｂ中でモータ３１６を使用することを含み得る。この時間中、センサ測定値が、スキャナ７１６でセンサヘッドを使用して捕捉され、ステップ７１８でワイヤレスで送信される。これは、たとえば、センサ３０４が信号処理回路３０６にセンサ測定値を提供することを含み得、この信号処理回路３０６は、センサ測定値を、送信のために送信機３１０に、または送信前のさらなる処理のために制御装置３０８に、直接的に提供する。この時間中、センサヘッドは、温度制御、位置追跡、または空気の圧縮および使用などの、追加の機能を実行し得る。
【００７６】
[0079]図７は、製紙機械または他のシステムのためのスキャナを使用するための方法７００の１つの例を例示するが、図７に対して様々な変更が成され得る。たとえば、図７は、スキャナにおいて複数のセンサヘッドが使用されると仮定するが、単一のセンサヘッドも使用され得る。また、一連のステップとして示されているが、図７の様々なステップは、重なり合い、並列して行われ、異なる順序で行われ、または任意の回数で行われることが可能である。
【００７７】
[0080]本特許文書の全体を通して使用される特定の語句の定義を記載することが、有利である場合がある。「含む」および「備える」の用語、ならびにこれらの派生語は、限定のない包含を意味する。「または」の用語は非排他的であり、および／またはを意味する。「対象と関連付けられた」の句、ならびにその派生語は、対象を含む、対象の中に含まれる、対象と相互接続する、対象を包含する、対象の中に包含される、対象にまたは対象と接続する、対象にまたは対象と結合する、対象と通信可能である、対象と協働する、対象を間に挟む、対象を並置する、対象に近接する、対象にまたは対象と結着される、対象を有する、対象の特性を有する、対象へのまたは対象との関連を有する、などを意味する場合がある。「のうちの少なくとも１つ」の句は、項目の一覧とともに使用されるとき、一覧に挙げられた項目の１つまたは複数の様々な組合せが使用され得ること、および一覧中の１つの項目のみが必要とされ得ることを意味する。たとえば、「Ａ、Ｂ、およびＣのうちの少なくとも１つ」は、以下の組合せ、すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃ、ＡおよびＢ、ＡおよびＣ、ＢおよびＣ、ならびにＡおよびＢおよびＣ、のうちのいずれかを含む。
【００７８】
[0081]本開示は、特定の実施形態および全体的に関連付けられた方法について説明してきたが、これらの実施形態および方法の修正、および組み換えが、当業者には明らかであろう。したがって、例示の実施形態の上記の説明は、本開示を規定または制限しない。以下の特許請求の範囲によって規定されるように、本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく、他の変更、置換、および修正も可能である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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