(57)【要約】【課題】円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる円柱体の位置状態測定方法及びシステムを提供する。【解決手段】第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように測定装置１０の光学系１１が配置され、ロールを含む像が光学系１１で結像される。光学系１１が結像した像内のロールに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するロールの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角される。測角された一対の端点それぞれの測定角及びロールの半径に基づき、座標演算部１２によってロールの中心座標が演算される。【選択図】図３
2017207439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め定められた設置軸線にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点それぞれの前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記一対の端点それぞれの前記測定角及び前記円柱体の半径に基づき、前記円柱体の中心座標を演算する座標演算工程と、を備える、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法。
【請求項２】
前記結像工程及び前記測角工程は、前記円柱体における軸方向で互いに異なる少なくとも２つの位置で行われ、
前記座標演算工程においては、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像に対応する、前記円柱体の少なくとも２つの中心座標が演算され、
前記円柱体の位置状態測定方法は、前記少なくとも２つの中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載の円柱体の位置状態測定方法。
【請求項３】
前記評価工程においては、前記少なくとも２つの中心座標のうちの２つの中心座標の差が差分ベクトルとして特定され、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする請求項２に記載の円柱体の位置状態測定方法。
【請求項４】
前記結像工程において、前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置され、且つ前記光学系は、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部に向けられて前記円柱体の前記一端部を含む像を結像するとともに、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部に向けられて前記円柱体の前記他端部を含む像を結像し、
前記測角工程においては、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、が測角され、
前記座標演算工程においては、前記一端部の前記一対の端点それぞれの前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換されて、前記第１変換測定角から前記一端部の中心座標が演算されるとともに、前記他端部の前記一対の端点それぞれの前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換されて、前記第２変換測定角から前記他端部の中心座標が演算される、ことを特徴とする請求項１に記載の円柱体の位置状態測定方法。
【請求項５】
前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程をさらに備える、ことを特徴とする請求項４に記載の円柱体の位置状態測定方法。
【請求項６】
前記評価工程においては、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差が差分ベクトルとして特定され、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする請求項５に記載の円柱体の位置状態測定方法。
【請求項７】
予め定められた設置軸線にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を備え、
前記測定装置は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記光学系を配置されて、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像するように構成されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点それぞれの前記測定角を測角するようになっており、
前記測定装置は、前記一対の端点それぞれの前記測定角及び前記円柱体の半径に基づき、前記円柱体の中心座標を演算する座標演算部をさらに有する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム。
【請求項８】
前記円柱体における軸方向で互いに異なる少なくとも２つの位置で、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像し、前記測角部によって、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像内の前記円柱体の一対の端点の前記測定角がそれぞれ測角された場合に、前記座標演算部は、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像に対応する、前記円柱体の少なくとも２つの中心座標を演算するようになっており、
前記測定装置は、前記少なくとも２つの中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部をさらに有する、ことを特徴とする請求項７に記載の円柱体の位置状態測定システム。
【請求項９】
前記評価部は、前記少なくとも２つの中心座標のうちの２つの中心座標の差を差分ベクトルとして特定し、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする請求項８に記載の円柱体の位置状態測定システム。
【請求項１０】
前記光学系は、前記光軸と前記光軸及び前記第１基準軸の両方に直交する第２基準軸とを含む面において、前記座標系原点を中心に回転可能となっており、
前記光学系は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置されており、
前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記一端部を含む像を前記光学系に結像させるとともに、前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記他端部を含む像を前記光学系に結像させた場合に、前記測角部は、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、を測角するようになっており、
前記座標演算部は、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換して、前記第１変換測定角から前記一端部の中心座標を演算するとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換して、前記第２変換測定角から前記他端部の中心座標を演算する、ことを特徴とする請求項７に記載の円柱体の位置状態測定システム。
【請求項１１】
前記測定装置は、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部をさらに備える、ことを特徴とする請求項１０に記載の円柱体の位置状態測定システム。
【請求項１２】
前記評価部は、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差を差分ベクトルとして特定し、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする請求項１１に記載の円柱体の位置状態測定システム。
【請求項１３】
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程と、を備え、
前記結像工程及び前記測角工程は、前記円柱体における軸方向で互いに異なる２つの位置で行われ、
前記評価工程においては、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、を比較するとともに、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法。
【請求項１４】
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程と、を備え、
前記結像工程において、前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置され、且つ前記光学系は、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部に向けられて前記円柱体の前記一端部を含む像を結像するとともに、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部に向けられて前記円柱体の前記他端部を含む像を結像し、
前記測角工程においては、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、が測角され、
前記評価工程においては、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換されるとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換され、前記一端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較するとともに、前記一端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法。
【請求項１５】
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部と、を有する測定装置を備え、
前記測定装置は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記光学系が配置されて、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像するように構成されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を測角するようになっており、
前記円柱体の軸方向において互いに異なる２つの位置で、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像し、前記測角部によって、前記２つの位置に対応する前記円柱体の一対の端点の前記測定角が測角された場合に、前記評価部は、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、を比較するとともに、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム。
【請求項１６】
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部と、を有する測定装置を備え、
前記光学系は、前記光軸と前記光軸及び前記第１基準軸の両方に直交する第２基準軸とを含む面において、前記座標系原点を中心に回転可能となっており、
前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸及び前記第１基準軸を含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を測定するようになっており、
前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記一端部を含む像を前記光学系に結像させるとともに、前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記他端部を含む像を前記光学系に結像させた場合に、前記測角部は、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、を測角するようになっており、
前記評価部は、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換するとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換し、前記一端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較するとともに、前記一端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱体の位置状態測定方法及びシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
紙やフィルム等のウェブをロールによって搬送するウェブ搬送装置が従来から知られている。このようなウェブ搬送装置を利用する設備では、多くの場合、搬送中のウェブに対し印刷やラミネート等の付加加工を施す装置が併設される。そのため、ウェブ搬送装置の分野では、印刷等の付加加工を位置精度良く行うために、ウェブの搬送位置制御が重要視されてきた。
【０００３】
図１１（Ａ）に示すように、ウェブ搬送装置によって搬送されるウェブＷは、ロールＲの軸線に対し垂直に進入する特性があるため、図１１（Ｂ）に示すように、隣接するロールＲの向きが互いに異なっていると、ウェブＷにずれｄが生じ、ウェブＷの蛇行やシワの原因となる。したがって、ウェブを蛇行等させることなく搬送するには、隣接するロールが平行に並んでいること、すなわちロール間の平行度が高いことが極めて重要となる。そのため、ウェブ搬送装置では、一般に、適宜のタイミングで、ロールの位置状態を測定し、ロールを所望の状態に調整する作業が行われている。
【０００４】
ロールの位置状態を測定する手法としては、ダイヤルメータ及び水準器を用いて手動でロール間の距離及び水平度を直接的に測定する手法や、プリズムや受光素子をロールに設置し光学的にロールの位置状態を測定する手法等が知られている。これら手法では、ウェブ搬送装置を停止させた状態で水準器等或いは受光素子等の器具をロールに設置するため、いずれもロールへの物理的な接触が必要となる。
【０００５】
図１２は、ウェブ搬送装置の動作時におけるロールの様子を示している。ウェブ搬送装置の動作時には、実際上、ロールＲの位置状態が、ウェブの張力等によって停止時のロールＲの位置状態（図１２中の破線を参照）と異なっている。そのため、本来管理すべきは動作時のロールの位置状態であり、回転しているロールの位置状態を測定することが望ましい。しかしながら、この場合、完全に非接触でロールの位置状態を測定する必要があり、上述の手法を適用することは困難である。これに対して、特許文献１には、測角機能と測距機能を有する測量機を用いて、円柱体の中心座標を非接触で測定する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１０６８３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の手法では、ウェブ搬送装置におけるロールの平行度の測定については言及していないが、当該手法によれば、ロールの中心座標を非接触で測定し得る。しかしながら、円柱体としてのロールの中心座標を求める際に、測量機の測角機能及び測距機能の両方を用いるため、測距機能の分解能が低い場合には、ロールの位置状態を高精度に測定することが困難となる虞がある。また高分解能の測量機を使用して所望の精度を得たとして、装置コストの上昇の問題が生じ得る。
【０００８】
なお、一般に流通している測量機では、測距機能の分解能が０．１ｍｍ程度といった比較的低いものが多い。このような分解能の測量機を用いて特許文献１の手法を実施したとしても、ロールに求められる一般的な精度での位置状態の測定は困難である。
【０００９】
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる円柱体の位置状態測定方法及びシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による円柱体の位置状態測定方法は、
予め定められた設置軸線にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点それぞれの前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記一対の端点それぞれの前記測定角及び前記円柱体の半径に基づき、前記円柱体の中心座標を演算する座標演算工程と、を備える、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法、である。
【００１１】
前記結像工程及び前記測角工程は、前記円柱体における軸方向で互いに異なる少なくとも２つの位置で行われ、前記座標演算工程においては、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像に対応する、前記円柱体の少なくとも２つの中心座標が演算され、前記円柱体の位置状態測定方法は、前記少なくとも２つの中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程をさらに備えていてもよい。
【００１２】
前記評価工程においては、前記少なくとも２つの中心座標のうちの２つの中心座標の差が差分ベクトルとして特定され、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量が評価されてもよい。
【００１３】
前記結像工程において、前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置され、且つ前記光学系は、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部に向けられて前記円柱体の前記一端部を含む像を結像するとともに、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部に向けられて前記円柱体の前記他端部を含む像を結像し、前記測角工程においては、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、が測角され、前記座標演算工程においては、前記一端部の前記一対の端点それぞれの前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換されて、前記第１変換測定角から前記一端部の中心座標が演算されるとともに、前記他端部の前記一対の端点それぞれの前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換されて、前記第２変換測定角から前記他端部の中心座標が演算されてもよい。
【００１４】
この場合、前記円柱体の位置状態測定方法は、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程をさらに備えていてもよい。
【００１５】
前記評価工程においては、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差が差分ベクトルとして特定され、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量が評価されてもよい。
【００１６】
また、本発明による円柱体の位置状態測定システムは、
予め定められた設置軸線にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を備え、
前記測定装置は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記光学系を配置されて、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像するように構成されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点それぞれの前記測定角を測角するようになっており、
前記測定装置は、前記一対の端点それぞれの前記測定角及び前記円柱体の半径に基づき、前記円柱体の中心座標を演算する座標演算部をさらに有する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム、である。
【００１７】
前記円柱体における軸方向で互いに異なる少なくとも２つの位置で、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像し、前記測角部によって、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像内の前記円柱体の一対の端点の前記測定角がそれぞれ測角された場合に、前記座標演算部は、前記少なくとも２つの位置で前記光学系が結像した像に対応する、前記円柱体の少なくとも２つの中心座標を演算するようになっており、前記測定装置は、前記少なくとも２つの中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部をさらに有していてもよい。
【００１８】
前記評価部は、前記少なくとも２つの中心座標のうちの２つの中心座標の差を差分ベクトルとして特定し、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量を評価してもよい。
【００１９】
前記光学系は、前記光軸と前記光軸及び前記第１基準軸の両方に直交する第２基準軸とを含む面において、前記座標系原点を中心に回転可能となっており、前記光学系は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置されており、前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記一端部を含む像を前記光学系に結像させるとともに、前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記他端部を含む像を前記光学系に結像させた場合に、前記測角部は、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、を測角するようになっており、前記座標演算部は、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換して、前記第１変換測定角から前記一端部の中心座標を演算するとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換して、前記第２変換測定角から前記他端部の中心座標を演算してもよい。
【００２０】
前記測定装置は、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差に基づき、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部をさらに備えていてもよい。
【００２１】
前記評価部は、前記一端部の中心座標、及び、前記他端部の中心座標の差を差分ベクトルとして特定し、前記差分ベクトルと予め定められた基準ベクトルとの差に応じて、前記円柱体の芯ずれ量を評価してもよい。
【００２２】
また、本発明による円柱体の位置状態測定方法は、
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程と、を備え、
前記結像工程及び前記測角工程は、前記円柱体における軸方向で互いに異なる２つの位置で行われ、
前記評価工程においては、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、を比較するとともに、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法、である。
【００２３】
また、本発明による円柱体の位置状態測定方法は、
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定方法であって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、を有する測定装置を準備する準備工程と、
前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記測定装置の前記光学系を配置し、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像する結像工程と、
前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を前記測角部によって測角する測角工程と、
前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価工程と、を備え、
前記結像工程において、前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置され、且つ前記光学系は、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部に向けられて前記円柱体の前記一端部を含む像を結像するとともに、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部に向けられて前記円柱体の前記他端部を含む像を結像し、
前記測角工程においては、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、が測角され、
前記評価工程においては、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換されるとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角が、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換され、前記一端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較するとともに、前記一端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量が評価される、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定方法、である。
【００２４】
また、本発明による円柱体の位置状態測定システムは、
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部と、を有する測定装置を備え、
前記測定装置は、前記第１基準軸に沿って見た場合に、前記光軸が前記設置軸線に直交するように前記光学系を配置されて、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像するように構成されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を測角するようになっており、
前記円柱体の軸方向において互いに異なる２つの位置で、前記円柱体を含む像を前記光学系で結像し、前記測角部によって、前記２つの位置に対応する前記円柱体の一対の端点の前記測定角が測角された場合に、前記評価部は、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側の端点の測定角と、を比較するとともに、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの一方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、前記２つの位置で前記光学系が結像した像のうちの他方に対応する前記一対の端点それぞれの前記測定角における前記第１基準軸側とは反対側の端点の測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム、である。
【００２５】
また、本発明による円柱体の位置状態測定システムは、
予め定められた設置軸線上にその軸線が位置するように設置される円柱体の位置状態を測定するための円柱体の位置状態測定システムであって、
測定点を含む領域の像を結像する光学系と、前記光学系の光軸と前記光学系内で前記光軸上に定められた座標系原点から前記光軸に対して垂直に延びる第１基準軸とを含む面において前記測定点が前記第１基準軸又は前記光軸に対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部と、前記円柱体の芯ずれ量を評価する評価部と、を有する測定装置を備え、
前記光学系は、前記光軸と前記光軸及び前記第１基準軸の両方に直交する第２基準軸とを含む面において、前記座標系原点を中心に回転可能となっており、
前記光学系は、前記円柱体の軸方向の一端部と他端部との間の中間部で前記光軸が前記設置軸線に直交するように、配置されており、
前記測角部は、前記光学系が結像した像内の前記円柱体に対して前記光軸及び前記第１基準軸を含む面が交差する前記円柱体の一対の端点の前記測定角を測定するようになっており、
前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記一端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記一端部を含む像を前記光学系に結像させるとともに、前記光学系を、前記光軸が前記中間部で前記設置軸線に直交する位置から前記円柱体の前記他端部へ向くように回転させて、前記円柱体の前記他端部を含む像を前記光学系に結像させた場合に、前記測角部は、前記一端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記一端部の一対の端点の前記測定角と、前記他端部に対して前記光軸と前記第１基準軸とを含む面が交差する前記他端部の一対の端点の前記測定角と、を測角するようになっており、
前記評価部は、前記一端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第１変換測定角に変換するとともに、前記他端部の前記一対の端点の前記測定角を、前記中間部で前記設置軸線に直交する前記光軸と前記第１基準軸とを含む面における第２変換測定角に変換し、前記一端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較するとともに、前記一端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第１変換測定角と、前記他端部の前記第１基準軸側とは反対側の端点に対応する前記第２変換測定角と、を比較することによって、前記円柱体の芯ずれ量を評価する、ことを特徴とする円柱体の位置状態測定システム、である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、高分解能の測角機能を測定装置に確保すれば、高精度に円柱体の位置状態を測定できるため、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムが適用されたウェブ搬送装置を含む印刷設備の概略の側面図である。
【図２】第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムにおける測定装置をその光学系の光軸に沿って見た概略図である。
【図３】第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムにおける測定装置の概略の側面図であり、同測定装置による測定の様子を説明する図である。
【図４】第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムにおける測定装置による測定の様子を説明する図である。
【図５】第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムの測定の流れの一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムにおける測定装置をその光学系の光軸に直交する第１基準軸に沿って見た概略図である。
【図７】第２の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムにおける測定装置による測定の様子を説明する図である。
【図８】第２の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムの測定の流れの一例を示すフローチャートである。
【図９】第３の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムの測定の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１０】第４の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システムの測定の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１１】（Ａ），（Ｂ）は、ウェブ搬送装置においてウェブがロールによって搬送される様子を示す図である。
【図１２】ウェブ搬送装置の動作時におけるロールの様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら本発明の各実施の形態について説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる円柱体の位置状態測定システム１が適用された印刷設備１００の概略の側面図を示している。図１に示すように、印刷設備１００には、ウェブ搬送装置１１０と、グラビア印刷用の複数の版胴１２０Ａ〜１２０Ｄと、が設置されている。図示のウェブ搬送装置１１０は、搬送するウェブＷの巻回体を保持する供給装置１１１と、供給装置１１１に保持された巻回体から繰り出されるウェブＷを搬送する複数のロールを含む搬送ユニット１１２と、搬送ユニット１１２が搬送したウェブＷを巻き取る巻取り装置１１３と、を備えている。以下では、円柱体の位置状態測定システム１を測定システム１と略して記す。
【００３０】
図示の例において、搬送ユニット１１２には、４つの圧胴１１２Ａ〜１１２Ｄが含まれ、圧胴１１２Ａと版胴１２０Ａとの間、圧胴１１２Ｂと版胴１２０Ｂとの間、圧胴１１２Ｃと版胴１２０Ｃとの間、及び圧胴１１２Ｄと版胴１２０Ｄとの間に、順次ウェブＷが供給される。圧胴１１２Ａと版胴１２０Ａとが、第１印刷ユニット１３０Ａを構成し、圧胴１１２Ｂと版胴１２０Ｂとが、第２印刷ユニット１３０Ｂを構成し、圧胴１１２Ｃと版胴１２０Ｃとが、第３印刷ユニット１３０Ｃを構成し、圧胴１１２Ｄと版胴１２０Ｄとが、第４印刷ユニット１３０Ｄを構成する。これら各印刷ユニット１３０Ａ〜１３０Ｄは、供給されたウェブＷを挟圧し、版胴１２０Ａ〜１２０Ｄに付着したインキをウェブＷに印刷するようになっている。
【００３１】
搬送ユニット１１２では、上述の圧胴１１２Ａ〜１１２Ｄの他に、供給装置１１１と第１印刷ユニット１３０Ａとの間、隣り合う印刷ユニットの間、及び第４印刷ユニット１３０Ｄと巻取り装置１１３との間のそれぞれに、複数のロールが設けられている。搬送ユニット１１２における各ロールは、それぞれに予め定められた設置軸線にその軸線が位置するように設置され、図示の例において、各ロールに定められた設置軸線は、水平方向に延び、互いに平行の状態となっている。本実施の形態においては、測定システム１によって、搬送ユニット１１２におけるロールの位置状態、特に、その中心座標及び芯ずれ量を測定する例を説明する。図１においては、測定システム１が、第１印刷ユニット１３０Ａと第２印刷ユニット１３０Ｂとの間に位置するロールの位置状態を測定するべく、これら第１印刷ユニット１３０Ａと第２印刷ユニット１３０Ｂとの間に配置される例が示されている。
【００３２】
図２は、測定システム１における測定装置１０を後述する光学系１１の光軸ＯＡに沿って見た概略図であり、図３は、測定システム１における測定装置１０の概略の側面図であって、同測定装置１０による測定の様子を説明する図である。
【００３３】
図１乃至図３に示すように、本実施の形態にかかる測定システム１は、測定装置１０を備える。測定装置１０には、測定点を含む領域の像を結像する光学系１１と、光学系１１の光軸ＯＡと光学系１１内で光軸ＯＡ上に定められた座標系原点Ｏから光軸ＯＡに対して垂直に延びる第１基準軸ＦＡとを含む面において前記測定点が第１基準軸ＦＡに対して傾く角度を測定角として測角可能な測角部１２と、ロールの中心座標を演算する座標演算部１３と、ロールの芯ずれ量を評価する評価部１４と、が含まれている。
【００３４】
光学系１１は、一つ又は複数のレンズを含み、測定装置１０における測定対象となる測定点を含む領域の像を結像するように構成される。図２及び図３に示すように、本実施の形態においては、光学系１１が筐体１１Ｂ内に収容されている。図３には、光学系１１の光軸ＯＡが示され、光学系１１の座標系原点Ｏが、光学系１１内で光軸ＯＡ上に定められ、第１基準軸ＦＡが座標系原点Ｏから延びる様子が示されている。座標系原点Ｏは、光学系１１の設置位置の原点を規定する点であり、図３においては、光軸ＯＡが座標系のＸ軸を規定し、第１基準軸ＦＡが座標系のＹ軸を規定している。なお、光学系１１で結像された像は、例えばファインダーを介して観察者によって確認可能となっていてもよい。
【００３５】
本実施の形態における光学系１１は、光軸ＯＡが水平方向に沿うように配置され、この場合、第１基準軸ＦＡは、鉛直方向に沿って延び、本例では、座標系原点Ｏから上方に延びているが、光軸ＯＡは水平方向に対して傾斜していてもよい。図２には、測定対象となるロールのうちの一例として一つのロールＲ１（以下、第１ロールＲ１と呼ぶ。）が示され、同図には、第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１が示されている。ここで、光学系１１は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡが第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１に直交するように配置され、測定装置１０は、第１ロールＲ１を含む像を光学系１１で結像するように構成されている。光学系１１と他のロールとの位置関係も、光学系１１と第１ロールＲ１との位置関係と同様となっている。
【００３６】
なお光学系１１は、図１の矢印ＲＲに示すように、光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面において、これら光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとに直交する第２基準軸ＳＡ（図２参照）を中心に回転可能となっていることが好ましい。このような構成では、光学系１１を回転させることによって、複数のロールの像を容易に結像することが可能となる。
【００３７】
測角部１２は、光学系１１が結像した像内のロールに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するロールの一対の端点それぞれの測定角を測角するようになっている。本実施の形態において、測角部１２は、一例として、光学系１１とともに筐体１１Ｂに内蔵されているが、測角部１２は、筐体１１Ｂと分離して構成されていてもよい。
【００３８】
図３には、第１ロールＲ１と、上述した光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面と、が交差する第１ロールＲ１の一対の端点Ｐ１，Ｐ２が示されており、本例において、端点Ｐ１は、第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点であり、端点Ｐ２は、第１基準軸ＦＡ側の端点である。図３に示すように、端点Ｐ１の測定角φＡ１は、光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面において座標系原点Ｏから延びて第１ロールＲ１の下側の外表面に接する接線Ｓ１が第１基準軸ＦＡとなす角度となっており、端点Ｐ２の測定角φＡ２は、光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面において座標系原点Ｏから延びて第１ロールＲ１の上側の外表面に接する接線Ｓ２が第１基準軸ＦＡとなす角度となっている。なお、ここで説明した一対の端点Ｐ１，Ｐ２は、第１ロールＲ１の後述する一端部ＭＳ（マンサイドＭＳ、図２参照）の一対の端点となっている。図３において端点Ｐ１，Ｐ２を有する円形部分は、第１ロールＲ１の後述する一端部ＭＳの円形部分として示されている。
【００３９】
測角部１２による端点の特定は、例えば、光学系１１が結像した像においてロールとその外側との濃淡を検出して行ってもよいし、観察者が特定してもよい。また、レーザの反射を利用した測距機能を利用し、反射レベルが急激に変化する点或いは反射レベルが急激に検出されず測定不能となる点を検出して行ってもよい。ここで、反射レベルが急激に変化する点或いは反射レベルが急激に検出されず測定不能となる点に基づく特定においては、反射レベルの変化域の中点を端点として特定すれば、測角部１２による端点の特定を精度良く行うことができる。なお、上述のように端点の検出のために測距機能を利用する場合であっても、本実施の形態は、測距機能を測定角の直接的な測角のためには用いていない。
【００４０】
また測角部１２による端点の特定は、光学系１１が像を結像している際に、例えば観察者が図示省略する操作部を操作したことをトリガとして行われてもよいし、光学系１１が像を結像している際に、常時行われるようになっていてもよい。また本実施の形態では、測定角φＡ１及び測定角φＡ２を、端点Ｐ１，Ｐ２等の測定点が光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面において第１基準軸ＦＡとなす角度と定義するが、これに代えて、測定角φＡ１及び測定角φＡ２を、端点Ｐ１，Ｐ２等の測定点が光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面において光軸ＯＡとなす角度と定義してもよい。
【００４１】
なお、第１ロールＲ１がその設置軸線Ｌ１に対して角度θだけ傾いている場合、図４に示すように、一対の端点の間の距離２ｒが、１／ｃｏｓθ倍された長さで像に現れるが、これによって、各端点の測定角に影響が生じることはほとんどない。なお、距離２ｒと、これが１／ｃｏｓθ倍された長さとの間には、誤差が生じるが、例えば、ウェブ搬送装置上のロールの軸方向長さＷが１０００ｍｍ、第１ロールＲ１の一端部と他端部との鉛直方向のずれ量ｄが１ｍｍ、ロールの半径が１００ｍｍであれば、距離２ｒと、これが１／ｃｏｓθ倍された長さとの誤差は、０．００００５ｍｍとなり、非常に微小となる。
【００４２】
座標演算部１３は、測角部１２が上述のように測角したロールの一対の端点それぞれの測定角及び測角されたロールの半径に基づき、ロールの中心座標を演算する。図２及び図３に示すように、本実施の形態では、一例として、座標演算部１３が筐体１１Ｂから分離されて配置されたコンピュータ内に構成されるが、座標演算部１３は、筐体１１Ｂに内蔵されていてもよい。
【００４３】
座標演算部１３において中心座標を演算する対象となるロールの半径は、本実施の形態では、座標演算部１３に予め記憶されている。ここで、座標演算部１３は、光学系１１がロールを含む像を結像した場合に、例えばパターンマッチング等により、像内に存在するロールを認識して、中心座標を演算する対象となるロールの半径を特定するように構成されていてもよい。また、中心座標を演算する対象となるロールの半径は、操作者が演算時に適宜入力することにより、特定されてもよい。
【００４４】
図３においては、上述した第１ロールＲ１（詳細には、第１ロールＲ１の後述する一端部（マンサイド）ＭＳ）の端点Ｐ１の測定角φＡ１と、端点Ｐ２の測定角φＡ２と、第１ロールＲ１の半径ａと、端点Ｐ１と座標系原点Ｏとを結ぶ接線Ｓ１及び端点Ｐ２と座標系原点Ｏとを結ぶ接線Ｓ２がなす角度αと、座標系原点Ｏから第１ロールＲ１の中心座標（ＸＡ，ＹＡ）までの距離ＤＡと、が示されている。
【００４５】
上述の距離ＤＡは、以下の式（１）で表される。
ＤＡ＝ａ／ｓｉｎ（α／２）…式（１）
【００４６】
半径ａは、既知であり、角度αは、（測定角φＡ１−測定角φＡ２）で求められるため、距離ＤＡが求められる。そして、距離ＤＡ、測定角φＡ１、φＡ２及び角度αから、中心座標（ＸＡ，ＹＡ）は、以下の式（２）、式（３）で表される。これにより、本実施の形態では、測角部１２が上述のように測角したロールの一対の端点それぞれの測定角及び測角されたロールの半径に基づき、座標演算部１３がロールの中心座標を演算することが可能となっている。
ＸＡ＝ＤＡ・ｓｉｎ（φＡ１−α／２）…式（２）
ＹＡ＝ＤＡ・ｃｏｓ（φＡ１−α／２）…式（３）
【００４７】
本実施の形態では、上述の座標演算部１３が一つのロールにおける軸方向で互いに異なる少なくとも２つの位置でロールの中心座標を演算した際に、評価部１４が、機能するようになっている。具体的に本実施の形態では、一例として、評価部１４が、一つのロールの２つの位置で演算されたロールの中心座標の差を演算し、この差が０に近い程、ロールの設置軸線に対する芯ずれ量が小さく、０から遠い程、ロールの設置軸線に対する芯ずれ量が大きいと評価するようになっている。本実施の形態においては、一例として、図３に示すように、評価部１４が、筐体１１Ｂから分離されて配置されたコンピュータ内に構成されるが、評価部１４は、筐体１１Ｂに内蔵されていてもよい。
【００４８】
評価部１４による第１ロールＲ１の芯ずれ量の評価の一例を以下に説明する。まず、２つの位置において中心座標を演算するまでの流れについて説明する。この一例では、まず、図２に示すように、第１ロールＲ１における軸方向で互いに異なる２つの位置で、第１ロールＲ１を含む像が光学系１１で結像される。ここで、本実施の形態では、第１ロールＲ１における軸方向で互いに異なる２つの位置が、第１ロールＲ１の軸方向の一端部ＭＳと、他端部ＧＳと、なっている。以下では、一端部ＭＳのことを、マンサイドＭＳと称し、他端部ＧＳのことを、ギアサイドＧＳと称す。光学系１１は、マンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳを結像する際、図２に示すように、マンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳのそれぞれに対応する位置において、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡが第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１に直交するように配置される。
【００４９】
図３においては、下側の円がマンサイドＭＳの状態を示しており、上側の円がギアサイドＧＳの状態を示している。結像後は、図３に示すように、第１ロールＲ１のマンサイドＭＳに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差する、マンサイドＭＳの一対の端点Ｐ１，Ｐ２の測定角φＡ１，φＡ２が、測角部１２によって測角される。同様に、第１ロールＲ１のギアサイドＧＳに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差する、ギアサイドＧＳの一対の端点Ｐ３，Ｐ４の測定角φＢ１，φＢ２が、測角部１２によって測角される。この際、本例では、座標演算部１３が、マンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳの中心座標をそれぞれ演算する。ここで、マンサイドＭＳの中心座標（ＸＡ，ＹＡ）は、上述の式（２）及び式（３）で表される。一方、ギアサイドＧＳの中心座標（ＸＢ，ＹＢ）は、上述の式（１）と同様に関係に基づき、座標系原点Ｏから第１ロールＲ１のギアサイドＧＳの中心座標（ＸＢ，ＹＢ）までの距離ＤＢを求めた上で、以下の式（４）及び式（５）で表される。
ＸＢ＝ＤＢ・ｓｉｎ（φＢ１−β／２）…式（４）
ＹＢ＝ＤＢ・ｃｏｓ（φＢ１−β／２）…式（５）
（φＢ１：端点Ｐ３の測定角、φＢ２：端点Ｐ４の測定角、ａ：第１ロールＲ１の半径、β：端点Ｐ３と座標系原点Ｏとを結ぶ接線及び端点Ｐ４と座標系原点Ｏとを結ぶ接線がなす角度）
【００５０】
そして上述のようにマンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳの中心座標が演算された場合に、本例では、評価部１４が、マンサイドＭＳの中心座標及びギアサイドＧＳの中心座標の差を、Ｘ軸方向の差ΔＸ＝（ＸＡ−ＸＢ）及びＹ軸方向の差ΔＹ＝（ＹＡ−ＹＢ）として、演算する。そして本例では、評価部１４が、ΔＸ及びΔＹが共に、０に近い程、芯ずれ量が小さいと評価する。なお、図３では、ΔＸ及びΔＹが共に、０ではなく、第１ロールＲ１に芯ずれが生じていることを誇張して示している。ここで、上述のような中心座標の差は、測定角を測定したロールの軸方向における各位置（測定位置）の間の距離によって変化する。そのため、中心座標の差を所定の値と比較して芯ずれ量の大小を評価する場合や、異なるロールの各中心座標の差を比較して芯ずれ量を比較する場合には、測定角を測定するロールの軸方向における各位置の間の距離が複数のロールの測定毎に変わると、芯ずれ量を適正に評価することが困難となる。そのため、上述のように求めた中心座標の差は、測定位置の間の距離で割られることにより、「ロールの軸方向の単位長さあたりの中心座標の差」として演算された後、評価に用いられることが好ましい。また、測定角を測定するロールの軸方向における各位置の間の距離を常に一定の値として、中心座標の差を演算して、評価に用いてもよい。また本例において結像されるマンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳには、ウェブＷが巻き回されていない。このような位置を結像することにより、ウェブ搬送装置の動作中において、ロールの位置状態を測定することができる。
【００５１】
なお、評価部１４による評価手法は、上述の例に限られることなく、例えば、差ΔＸ＝（ＸＡ−ＸＢ）及び差ΔＹ＝（ＹＡ−ＹＢ）を差分ベクトルとして特定し、この差分ベクトルが予め定められた基準ベクトルとの間に差を生じさせているか否かを評価して、差が小さい程、芯ずれ量が小さいと評価してもよい。また１つのロールの差ΔＸ＝（ＸＡ−ＸＢ）及び差ΔＹ＝（ＹＡ−ＹＢ）を差分ベクトルとして特定し、他のロールの差分ベクトルを同様に特定し、これら差分ベクトルが一致している程、２つのロールの平行度が高いと評価してもよい。この際においても、上述の差分ベクトルは、測定位置の間の距離で割られることにより、「ロールの軸方向の単位長さあたりの差分ベクトル」として演算された後、評価に用いられることが好ましい。また、測定角を測定するロールの軸方向における各位置を常に一定の値として、中心座標の差を演算して差分ベクトルを求めて、評価に用いてもよい。
【００５２】
ここで、本実施の形態においては、図２及び図３に示すように、光学系１１を収容した筐体１１Ｂが、ガイドレール１５に設置され、ガイドレール１５は、一軸方向に光学系１１を移動させることが可能となっている。ガイドレール１５は、光学系１１を移動させる一軸方向が光学系１１で結像するロールの設置軸線と平行となるように、配置されている。このようなガイドレール１５を用いた場合には、ロールの軸方向における複数の位置でロールを結像する際の操作を容易に行うことができる。
【００５３】
次に図５のフローチャートを参照しつつ本実施の形態における測定システム１の測定の流れの一例について説明する。
【００５４】
この例では、まずステップＳ１において、測定装置１０が準備される（準備工程）。次いでステップＳ２において、測定装置１０は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように光学系１１を配置され、ロールを含む像が光学系１１で結像される（結像工程）。ここで、本実施の形態では、まず、上述したガイドレール１５の一軸方向が光学系１１で結像する第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１と平行となるように、ガイドレール１５が配置される。そしてガイドレール１５上の光学系１１は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡが第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１に直交するように配置される。そして光学系１１をガイドレール１５上でマンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳのそれぞれに対応する位置に移動させることにより、マンサイドＭＳ及びギアサイドＧＳが結像される。
【００５５】
次いで、ステップＳ３において、マンサイドＭＳの一対の端点Ｐ１，Ｐ２の測定角φＡ１，φＡ２が、測角部１２によって測角され、ギアサイドＧＳの一対の端点Ｐ３，Ｐ４の測定角φＢ１，φＢ２が、測角部１２によって測角される（測角工程）。
【００５６】
次いで、ステップＳ４において、マンサイドＭＳの一対の端点Ｐ１，Ｐ２の測定角φＡ１，φＡ２及びロールの半径ａに基づいて、座標演算部１３によって、マンサイドＭＳの中心座標（ＸＡ，ＹＡ）が演算される。また、ギアサイドＧＳの一対の端点Ｐ３，Ｐ４の測定角φＢ１，φＢ２及びロールの半径ａに基づいて、座標演算部１３によって、ギアサイドＧＳの中心座標（ＸＢ，ＹＢ）が演算される（座標演算工程）。
【００５７】
そして、ステップＳ５においては、マンサイドＭＳの中心座標（ＸＡ，ＹＡ）及びギアサイドＧＳの中心座標（ＸＢ，ＹＢ）の差に基づき、評価部１４によって、第１ロールＲ１の芯ずれ量が評価される（評価工程）。
【００５８】
以上に説明した本実施の形態では、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように測定装置１０の光学系１１が配置され、ロールを含む像が光学系１１で結像される。そして、光学系１１が結像した像内のロールに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するロールの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角される。そして、測角された一対の端点それぞれの測定角及びロールの半径に基づき、座標演算部１２によってロールの中心座標が演算される。また本実施の形態では、一つのロールにおける軸方向で互いに異なる２つの位置でロールの中心座標が座標演算部１３によって演算され、２つの中心座標の差に基づき、ロールの芯ずれ量が評価部１４によって評価される。このような本実施の形態によれば、ロールに非接触の状態でロールの位置状態を測定でき、高分解能の測角機能を測定装置１０に確保すれば、高精度にロール等の円柱体の位置状態としての中心座標及び芯ずれ量を測定できる。そのため、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる。
【００５９】
（第２の実施の形態）
次に第２の実施の形態について説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。図６は、第２の実施の形態にかかる測定システムにおける測定装置１０を光学系１１の光軸ＯＡに直交する第１基準軸ＦＡに沿って見た概略図であり、図７は、第２の実施の形態にかかる測定装置１０による測定の様子を説明する図である。
【００６０】
図６及び図７には、第１の実施の形態で説明した第１ロールＲ１が示されている。図６に示すように、本実施の形態における測定装置１０の光学系１１は、第１ロールＲ１の軸方向のマンサイドＭＳとギアサイドＧＳとの間の中間部ＣＥでその光軸ＯＡが第１ロールＲ１の設置軸線Ｌ１に直交するように、配置されている。また図６の矢印ＲＲ’に示すように、光学系１１は、光軸ＯＡと当該光軸ＯＡ及び第１基準軸ＦＡの両方に直交する第２基準軸ＳＡとを含む面において、座標系原点Ｏを中心に回転可能となっている。これにより、マンサイドＭＳ又はギアサイドＧＳを含む像を光学系１１によって容易に結像させることができる。
【００６１】
測角部１２は、上述のように、光学系１１をマンサイドＭＳ又はギアサイドＧＳへ向くように回転させて、マンサイドＭＳ又はギアサイドＧＳを含む像を光学系１１に結像させた場合に、図７に示すように、マンサイドＭＳに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するマンサイドＭＳの一対の端点Ｐ１１，Ｐ１２の測定角φ’Ａ１１，φ’Ａ１２と、ギアサイドＧＳに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するギアサイドＧＳの一対の端点Ｐ１３，Ｐ１４の測定角φ’Ｂ１１，φ’Ｂ１２と、を測角するようになっている。なお、図７においては、端点Ｐ１３，Ｐ１４、測定角φ’Ｂ１１，φ’Ｂ１２が、説明の便宜上、括弧書きで示されている。
【００６２】
座標演算部１３は、マンサイドＭＳの一対の端点Ｐ１１，Ｐ１２の測定角φ’Ａ１１，φ’Ａ１２を、中間部ＣＥで設置軸線Ｌ１に直交する光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む統一座標面ＴＳ（図２参照）における第１変換測定角φＡ１１，φＡ１２に変換して、第１変換測定角φＡ１１，φＡ１２からマンサイドＭＳの中心座標を演算するように構成されている。また座標演算部１３は、ギアサイドＧＳの一対の端点Ｐ１３，Ｐ１４の測定角φ’Ｂ１１，φ’Ｂ１２を、中間部ＣＥで設置軸線Ｌ１に直交する光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む統一座標面ＴＳにおける第２変換測定角φＢ１１，φＢ１２に変換して、第２変換測定角φＢ１１，φＢ１２からギアサイドＧＳの中心座標を演算するように構成されている。
【００６３】
図６においては、光学系１１が、統一座標面ＴＳからマンサイドＭＳへ向くように回転された際の角度θＲと、統一座標面ＴＳにおける第１ロールＲ１の第１基準軸ＦＡ側の端点Ｐ０と座標系原点Ｏとの間の距離ｘと、マンサイドＭＳの端点Ｐ１２と座標系原点Ｏとの間の距離ｘ’と、が示されている。端点Ｐ０及び端点Ｐ１２の高さは、同じ面上であるため、等しい高さｈとなる。この場合、図７に示すように、端点Ｐ０及び端点Ｐ１２の水平方向の距離を横軸とし、端点Ｐ０及び端点Ｐ１２の上下方向の高さを縦軸とする図７に示す座標系を描画することができる。
【００６４】
上述の角度θＲ、距離ｘ、距離ｘ’、高さｈ、測定角φ’Ａ１２及び第１変換測定角φＡ１２の間には、以下の式（６）〜（９）の関係が成り立つ。
ｔａｎφＡ１２＝ｈ／ｘ…式（６）
ｔａｎφ’Ａ１２＝ｈ／ｘ’…式（７）
φＡ１２＝ｔａｎ−１（（ｘ’／ｘ）×ｔａｎφ’Ａ１２）…式（８）
ｘ＝ｘ’ｃｏｓθＲ…式（９）
そして、以上の式（６）〜（９）から、以下の式（１０）が導かれる。
φＡ１２＝ｔａｎ−１（ｔａｎφ’Ａ１２／ｃｏｓθＲ）…式（１０）
【００６５】
したがって、座標演算部１３は、式（１０）によって、測定角φ’Ａ１２と、光学系１１が回転された角度θＲとから、統一座標面ＴＳにおける第１変換測定角φＡ１２を演算することができる。なお、第１変換測定角φＡ１１、第２変換測定角φＢ１１，φＢ１２についても、第１変換測定角φＡ１２と同様の関係によって、演算することができる。その結果、座標演算部１３は、第１変換測定角φＡ１１，φＡ１２からマンサイドＭＳの中心座標を演算でき、第２変換測定角φＢ１３，φＢ１４からギアサイドＧＳの中心座標を演算できる。
【００６６】
そして本実施の形態における評価部１４は、上述のように演算されたマンサイドＭＳの中心座標及びギアサイドＧＳの中心座標の差に基づき、第１ロールＲ１の芯ずれ量を評価する。芯ずれ量の評価は、マンサイドＭＳの中心座標及びギアサイドＧＳの中心座標の差が共に、０に近い程、芯ずれ量が小さいと評価してもよい。またマンサイドＭＳの中心座標及びギアサイドＧＳの中心座標の差を差分ベクトルとして特定し、この差分ベクトルが予め定められた基準ベクトルとの間に差を生じさせているか否かを評価して、差が小さい程、芯ずれ量が小さいと評価してもよい。また１つのロールの差ΔＸ＝（ＸＡ−ＸＢ）及び差ΔＹ＝（ＹＡ−ＹＢ）を差分ベクトルとして特定し、他のロールの差分ベクトルを同様に特定し、これら差分ベクトルが一致している程、２つのロールの平行度が高いと評価してもよい。また、この際においても、上述の中心座標の差または差分ベクトルは、測定位置の間の距離で割られることにより、「ロールの軸方向の単位長さあたりの中心座標の差または差分ベクトル」として演算された後、評価に用いられることが好ましい。また、測定角を測定するロールの軸方向における各位置を常に一定の値として、中心座標の差を演算して評価に用いるか、又は差分ベクトルを求めて、評価に用いてもよい。
【００６７】
次に図８のフローチャートを参照しつつ本実施の形態における測定システム１の測定の流れの一例について説明する。ここでは、本実施の形態における測定システム１によって複数のロールの位置状態を測定する例を説明する。
【００６８】
この例では、まずステップＳ１１において、測定装置１０が準備される（準備工程）。次いでステップＳ１２において、測定装置１０は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように光学系１１を配置され、各ロールのマンサイド又はギアサイドに光学系１１が向けられて各ロールのマンサイド又はギアサイドを含む像が光学系１１で結像される（結像工程）。ここで、本実施の形態では、測定装置１０の光学系１１が、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、測定対象となる複数のロールの軸方向のマンサイドとギアサイドとの間の中間部でその光軸ＯＡが各ロールの設置軸線に直交するように、配置される。
【００６９】
次いで、ステップＳ１３において、一つのロールのマンサイドの一対の端点の測定角が、測角部１２によって測角され、同ロールのギアサイドの一対の端点の測定角が、測角部１２によって測角される（測角工程）。ここで、ロールのマンサイドの一対の端点とは、ロールのマンサイドに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するマンサイドの一対の端点を意味し、ギアサイドの一対の端点とは、ロールのギアサイドに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するギアサイドの一対の端点を意味する。
【００７０】
次いで、ステップＳ１４において、ステップＳ１３で測角されたマンサイドの一対の端点の測定角が、座標演算部１３によって第１変換測定角に変換されるとともに、ステップＳ１３で測角されたギアサイドの一対の端点の測定角が、座標演算部１３によって第２変換測定角に変換される。
【００７１】
次いで、ステップＳ１５において、ステップＳ１４で変換された第１変換測定角から、マンサイドの中心座標が座標演算部１３によって演算されるとともに、ステップＳ１４で変換された第２変換測定角から、ギアサイドの中心座標が座標演算部１３によって演算される（座標演算工程）。
【００７２】
次いで、ステップ１６において、測定対象となる複数のロールの全てのマンサイドの中心座標及びギアサイドの中心座標が演算されたか否かが確認され、全て演算されている場合には、ステップＳ１７に進み、そうでない場合には、ステップＳ１３に戻って、演算が行われる。
【００７３】
そしてステップＳ１７においては、複数の測定対象となるロールのうちの基準となるロールのマンサイドの中心座標及びギアサイドの中心座標の差から基準ベクトルが、評価部１４によって特定される。そして、評価部１４は、他のロールのマンサイドの中心座標及びギアサイドの中心座標の差から差分ベクトルを特定し、差分ベクトルと基準ベクトルとの差を芯ずれ量と評価し、差分ベクトルと基準ベクトルとを一致させるための調整量を演算する（評価工程）。このような調整量を演算した場合には、ロールの位置を調整することにより、複数のロールを互いに平行の状態に調整することができる。
【００７４】
以上に説明した第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様に、高分解能の測角機能を測定装置１０に確保すれば、高精度にロール等の円柱体の位置状態としての中心座標及び芯ずれ量を測定できるため、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる。とりわけ、本実施の形態では、測定装置１０の光学系１１の位置を円柱体の軸方向にずらす操作を必要とせずに、芯ずれ量を測定できるため、測定装置１０の設置スペースが制約される場合に、円柱体の位置状態を好適に測定することができる。
【００７５】
（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１及び第２の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。第３の実施の形態にかかる測定システムは、第１の実施の形態にかかる測定システムと同様の構成となっているが、測定の流れが、第１の実施の形態とは異なっている。図９は、第３の実施の形態にかかる測定システムにおけるロールの測定の流れを示すフローチャートである。
【００７６】
図９に示すように、本実施の形態では、まずステップ３１において、測定装置１０が準備される（準備工程）。次いでステップＳ３２において、測定装置１０は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように光学系１１が配置され、ロールを含む像が光学系１１で結像される（結像工程）。ここで、本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、まず、上述したガイドレール１５の一軸方向が光学系１１で結像するロールの設置軸線と平行となるように、ガイドレール１５が配置される。そしてガイドレール１５上の光学系１１は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、その光軸ＯＡがロールの設置軸線に直交するように配置される。そして光学系１１をガイドレール１５上でロールのマンサイド及びギアサイドのそれぞれに対応する位置に移動させることにより、ロールのマンサイド及びギアサイドが結像される。
【００７７】
次いで、ステップＳ３３において、本実施の形態では、マンサイドの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角され、ギアサイドの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角される（測角工程）。
【００７８】
そして、ステップＳ３４においては、２つの位置であるマンサイド及びギアサイドで光学系１１が結像した像に対応する、マンサイドの一対の端点それぞれの測定角及びギアサイドの一対の端点それぞれの測定角を、対応するもの同士で比較することに基づき、評価部１４によってロールの芯ずれ量が評価される（評価工程）。具体的には、マンサイドにおける第１基準軸ＦＡ側の端点の測定角と、ギアサイドにおける第１基準軸ＦＡ側の端点の測定角とが比較され、これらの差分が求められるとともに、マンサイドにおける第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点の測定角と、ギアサイドにおける第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点の測定角とが比較され、これらの差分が求められ、第１基準軸ＦＡ側の各測定角の差分と、その反対側の各測定角の差分の値から、芯ずれ量が評価される。例えば、第１基準軸ＦＡ側の各測定角の差分と、その反対側の各測定角の差分とが、それぞれ０であれば、芯ずれ量はなしと評価される。また、第１基準軸ＦＡ側の各測定角の差分が０であっても、反対側の各測定角の差分が０でない場合には、その値からマンサイドに対するギアサイドの芯ずれ量が特定される。
すなわち、本実施の形態では、評価部１４が、２つの位置で光学系１１が結像した像のうちの一方に対応する一対の端点それぞれの測定角における第１基準軸ＦＡ側の端点の測定角と、前記２つの位置で光学系１１が結像した像のうちの他方に対応する一対の端点それぞれの測定角における第１基準軸ＦＡ側の端点の測定角と、を比較するとともに、前記２つの位置で光学系１１が結像した像のうちの一方に対応する一対の端点それぞれの測定角における第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点の測定角と、前記２つの位置で光学系１１が結像した像のうちの他方に対応する一対の端点それぞれの測定角における第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点の測定角と、を比較することによって、ロールの芯ずれ量を評価するようになっている。なお、本実施の形態においては、測定角を測定するロールの軸方向における各位置の間の距離を常に一定の値として、測定角が測角される。
【００７９】
以上に説明した本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、高分解能の測角機能を測定装置１０に確保すれば、高精度にロール等の円柱体の位置状態としての芯ずれ量を測定できるため、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる。
【００８０】
（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について説明する。本実施の形態の構成部分のうちの第１乃至第３の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を付し、説明を省略する。第４の実施の形態にかかる測定システムは、第２の実施の形態にかかる測定システムと同様の構成となっているが、測定の流れが、第２の実施の形態とは異なっている。図１０は、第４の実施の形態にかかる測定システムにおけるロールの測定の流れを示すフローチャートである。
【００８１】
図１０に示すように、本実施の形態では、まずステップ４１において、測定装置１０が準備される（準備工程）。次いでステップＳ４２において、測定装置１０は、第１基準軸ＦＡに沿って見た場合に、光軸ＯＡが測定対象となるロールの設置軸線に直交するように光学系１１を配置され、そしてロールのマンサイド又はギアサイドに光学系１１が向けられてロールのマンサイド又はギアサイドを含む像が光学系１１で結像される（結像工程）。ここで、本実施の形態では、測定装置１０の光学系１１が、測定対象となるロールの軸方向のマンサイドとギアサイドとの間の中間部でその光軸ＯＡが各ロールの設置軸線に直交するように、配置される。
【００８２】
次いで、ステップＳ４３において、本実施の形態では、ロールのマンサイドの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角され、同ロールのギアサイドの一対の端点それぞれの測定角が、測角部１２によって測角される（測角工程）。ここで、ロールのマンサイドの一対の端点とは、ロールのマンサイドに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するマンサイドの一対の端点を意味し、ギアサイドの一対の端点とは、ロールのギアサイドに対して光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面が交差するギアサイドの一対の端点を意味する。
【００８３】
次いで、ステップＳ４４において、第２の実施の形態で説明した演算手法と同様の手法にて、ステップＳ４３で測角されたマンサイドの一対の端点の測定角がそれぞれ、評価部１４によって第１変換測定角に変換されるとともに、ステップＳ４３で測角されたギアサイドの一対の端点の測定角がそれぞれ、評価部１４によって第２変換測定角に変換される。ここで、マンサイドの一対の端点のうちの第１基準軸ＦＡ側の端点に対応する一方の第１変換測定角と、第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点に対応する他方の第１変換測定角とが求められる。また、ギアサイドの一対の端点のうちの第１基準軸ＦＡ側の端点に対応する一方の第２変換測定角と、第１基準軸ＦＡ側とは反対側の他方の端点に対応する他方の第２変換測定角とが求められる。
【００８４】
次いで、ステップ４５において、第１基準軸ＦＡ側の第１変換測定角と、第１基準軸ＦＡ側の第２変換測定角とが比較され、これらの差分が求められるとともに、第１基準軸ＦＡ側とは反対側の第１変換測定角と、第１基準軸ＦＡ側とは反対側の第２変換測定角とが比較され、これらの差分が求められ、第１基準軸ＦＡ側の各測定角の差分と、その反対側の各測定角の差分の値から、評価部１４によってロールの芯ずれ量が評価される。すなわち、評価部１４はマンサイドの一対の端点の測定角をそれぞれ、上述の中間部で設置軸線に直交する光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面における第１変換測定角に変換するとともに、ギアサイドの一対の端点の測定角をそれぞれ、上述の中間部で設置軸線に直交する光軸ＯＡと第１基準軸ＦＡとを含む面における第２変換測定角に変換し、マンサイドの第１基準軸ＦＡ側の端点に対応する第１変換測定角と、ギアサイドの第１基準軸ＦＡ側の端点に対応する第２変換測定角と、を比較するとともに、マンサイドの第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点に対応する第１変換測定角と、ギアサイドの第１基準軸ＦＡ側とは反対側の端点に対応する第２変換測定角と、を比較することによって、ロールの芯ずれ量を評価するようになっている。なお、本実施の形態においては、測定角を測定するロールの軸方向における各位置の間の距離を常に一定の値として、測定角が測角される。
【００８５】
以上に説明した本実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、高分解能の測角機能を測定装置１０に確保すれば、高精度にロール等の円柱体の位置状態としての芯ずれ量を測定できるため、円柱体の位置状態の高精度な測定を簡易に行うことができる。
【００８６】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく種々の変更を加えることが可能である。
【００８７】
例えば、本実施の形態では、測定システム１が印刷設備１００におけるウェブ搬送装置１１０のロールの位置状態を測定するために用いられるが、測定システム１は、このようなロールとは異なる円柱体の位置状態の測定において適用されてもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１…円柱体の位置状態測定システム
１０…測定装置
１１…光学系
１１Ｂ…筐体
１２…測角部
１３…座標演算部
１４…評価部
ＯＡ…光軸
Ｏ…座標系原点
ＦＡ…第１基準軸
ＳＡ…第２基準軸
Ｒ１…第１ロール
Ｌ１…設置軸線
【図１】
2017207439.tif 000003
【図２】
2017207439.tif 000004
【図３】
2017207439.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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