特開 2024-76604 ウェブ搬送装置及びウェブ搬送システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024076604

(43)【公開日】2024-06-06

(54)【発明の名称】ウェブ搬送装置及びウェブ搬送システム

(51)【国際特許分類】

   B65H 23/038 20060101AFI20240530BHJP

【ＦＩ】

B65H23/038 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022188231

(22)【出願日】2022-11-25

(71)【出願人】

【識別番号】000114215

【氏名又は名称】ミネベアミツミ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】石原 育

(72)【発明者】

【氏名】竹中 恒詞

【テーマコード（参考）】

3F104

【Ｆターム（参考）】

3F104AA01

3F104AA03

3F104AA05

3F104CA05

3F104GA02

(57)【要約】

【課題】搬送ローラの軸偏心を小さくする。
【解決手段】本ウェブ搬送装置は、ウェブを搬送する搬送ローラと、搬送ローラの表面に、周方向に設けられた環状のひずみセンサと、ひずみセンサの出力値に基づいて搬送ローラの軸角度を制御する軸角度制御部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ウェブを搬送する搬送ローラと、
前記搬送ローラの表面に、周方向に設けられた環状のひずみセンサと、
前記ひずみセンサの出力値に基づいて前記搬送ローラの軸角度を制御する軸角度制御部と、を備えたウェブ搬送装置。

【請求項2】

前記環状のひずみセンサは、前記搬送ローラの表面に周方向に配置された複数のひずみゲージから成る、請求項１に記載のウェブ搬送装置。

【請求項3】

前記環状のひずみセンサは、前記搬送ローラの表面に配置された環状のひずみゲージである、請求項１に記載のウェブ搬送装置。

【請求項4】

前記搬送ローラには、軸方向に、前記環状のひずみセンサが複数個設けられている、請求項１～３のいずれか１項に記載のウェブ搬送装置。

【請求項5】

前記軸角度制御部は、前記搬送ローラの軸角度をリアルタイムまたは所定の時間間隔で継続的に制御する、請求項１～４のいずれか１項に記載のウェブ搬送装置。

【請求項6】

前記軸角度制御部は、前記環状のひずみセンサの出力値が予め定められた基準値に一致または近づくように、前記搬送ローラの軸角度を制御する、請求項１～５のいずれか１項に記載のウェブ搬送装置。

【請求項7】

前記基準値は、前記搬送ローラに軸偏心が生じていないときの前記環状のひずみセンサの出力値を示す、請求項６に記載のウェブ搬送装置。

【請求項8】

入力装置からの所定の指示入力を受け付ける入力受付部と、
前記環状のひずみセンサの出力値を取得する取得部と、を備え、
前記軸角度制御部は、前記入力受付部が前記所定の指示入力を受け付けた場合に、前記取得部が取得した前記ひずみセンサの出力値を、前記基準値として記憶部に記憶させる、請求項６または７に記載のウェブ搬送装置。

【請求項9】

表面に、周方向に環状のひずみセンサが設けられた複数の搬送ローラと、
前記ひずみセンサの出力値に基づいて、前記複数の搬送ローラの軸角度を個別に制御する制御装置と、を含む、ウェブ搬送システム。

【請求項10】

前記環状のひずみセンサは、前記搬送ローラの表面に配置されたひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージの検出素子は磁性体を含み、
前記検出素子は、前記搬送ローラの変形によって前記磁性体に応力が加わったときの前記磁性体の磁化の強さの変化を検出する検出素子である、請求項１～８のいずれか一項に記載のウェブ搬送装置。

【請求項11】

前記環状のひずみセンサは、前記搬送ローラの表面に配置されたひずみゲージを含み、
前記ひずみゲージの検出素子は、磁性膜で絶縁膜を挟んだ磁気トンネル接合の構造を含んでおり、
前記検出素子は、前記搬送ローラの変形によって前記構造で発生する磁気変化を検出する検出素子である、請求項１～８のいずれか一項に記載のウェブ搬送装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ウェブ搬送装置及びウェブ搬送システムに関する。

【背景技術】

【0002】

長尺帯状のウェブをロールトゥロール方式により連続搬送するウェブ搬送装置が、例えば、特許文献１，２に開示されている。特許文献１に開示のウェブ搬送装置は、ウェブを搬送するロールと、ウェブに接触するようロール表面に螺旋状に埋め込まれる感圧ひずみゲージセンサとを有し、ウェブの横方向の張力プロフィールを測定する。また、特許文献２に開示のウェブ搬送装置は、ウェブに塗布膜を形成するためのロッドバーと、ひずみゲージを取り付けたパネルとを有し、ひずみゲージが、ウェブからの圧力を検出し、ウェブに対するロッドバーの押しつけ量を調整する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特表２００８－５２７３６１号公報

【特許文献2】特開平８－２９４６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ウェブ搬送装置において、搬送ローラが軸方向に偏心した状態で回転すると、搬送ローラの軸振れが起こり、それに応じてウェブに皺やクラックが生じるおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、搬送ローラの軸偏心を小さくすることが可能なウェブ搬送装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るウェブ搬送装置は、ウェブを搬送する搬送ローラと、前記搬送ローラの表面に、周方向に設けられた環状のひずみセンサと、前記ひずみセンサの出力値に基づいて前記搬送ローラの軸角度を制御する軸角度制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、搬送ローラの軸偏心を小さくすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係るウェブ搬送装置の概観を示す模式図である。

【図2】搬送ローラの構成を示す模式図である。

【図3】ローラ調整機構と連結された状態の搬送ローラの模式図である。

【図4】制御装置のハードウェア構成例を示すブロック図である。

【図5】制御装置のソフトウェア構成例を示すブロック図である。

【図6】軸偏心特定部の演算処理の一例を模式的に示した図である。

【図7】ひずみゲージを例示する平面図である。

【図8】ひずみゲージを例示する断面図（その１）である。

【図9】ひずみゲージを例示する断面図（その２）である。

【図10】第３実施形態に係るウェブ搬送装置に含まれる検出素子の一例を示す平面図および断面図である。

【図11】第４実施形態に係るウェブ搬送装置に含まれる検出素子の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【図12】第４実施形態に係るウェブ搬送装置に含まれる検出素子の他の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【図13】第４実施形態に係るウェブ搬送装置に含まれる検出素子の、更に他の一例を示す斜視図、平面図、および断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明の実施形態について説明する。各図面において、同一の部材には同一の符号を付す場合がある。また、各図面の説明において、既に説明した部材と同一の構成部についての説明は省略する場合がある。

【0010】

<第１実施形態>
［ウェブ搬送装置の構成例］
図１は、第１実施形態に係るウェブ搬送装置１００の概観を示す模式図である。ウェブ搬送装置１００は、搬送ローラ１２０によって長尺帯状のウェブ１１０を搬送する装置である。ウェブ１１０は、ウェブ搬送装置１００によって搬送可能なものであれば、その種類は特に限定されない。ウェブ１１０の一例としては、合成樹脂フィルム、金属箔、紙等が挙げられる。

【0011】

ウェブの搬送または加工ラインにおける搬送ローラ１２０の配置位置は特に限定されない。例えば、搬送または加工ラインにおいて、搬送ローラ１２０は巻出ローラの直後および／または巻取ローラの直前に配置されてもよいし、加工処理を行う複数のエリアの間に配置されてもよい。また、搬送ローラ１２０は、ウェブ１１０をロールから巻き出す巻出ローラ、または、ウェブ１１０を巻き取る巻取ローラであってもよい。また、複数のウェブ搬送装置１００が同一の搬送または加工ラインに配置されていてもよい。

【0012】

本実施形態に係るウェブ搬送装置１００は、搬送ローラ１２０と、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃと、ローラ調整機構１６０と、制御装置１７０と、を備える。詳細は後述するが、ウェブ搬送装置１００は、搬送ローラ１２０の軸角度を制御することにより、搬送ローラ１２０の軸偏心を無くすまたは小さくすることができる。なお、本明細書において、「軸偏心」とは、軸の中心と、軸の中心が回転した軌跡の中心とのずれを意味する。

【0013】

［搬送ローラ］
次に、図２及び図３を参照して、本実施形態の搬送ローラ１２０およびローラ調整機構１６０の物理的構成を説明する。図２は、搬送ローラ１２０の各部の構成を示す模式図である。図３は、搬送ローラ１２０とローラ調整機構１６０との連結部分を示す模式図である。

【0014】

図２に示されるように、本実施形態の搬送ローラ１２０は、円筒形のローラ本体１２１を有する。ローラ本体１２１の外周面と接触したウェブ１１０は、ローラ本体１２１の回転に伴いテンションをかけられつつ搬送される。搬送の際に、ウェブ１１０によってローラ本体１２１の表面に圧力がかかり、ローラ本体１２１がひずむ。

【0015】

このひずみを検出するために、ローラ本体１２１の表面には、周方向に、環状のひずみセンサが１つ以上設けられている。本実施形態では、３つの環状のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃが、図示のようにローラ本体１２１に周方向に設けられている。環状のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃにはそれぞれ、１つ以上のひずみゲージ１が含まれる。本実施形態に係るひずみゲージ１は、ひずみを受けて抵抗変化を生じる抵抗体を検出素子としている。なお、ひずみゲージ１については後で詳述する。

【0016】

ローラ本体１２１に設けるひずみセンサの数は特に限定されない。また、ローラ本体１２１におけるひずみセンサの配置位置も特に限定されない。例えば、搬送ローラ１２０においてローラ本体１２１の軸方向（幅手方向）に３つ以上のひずみセンサを配置してよい。本実施形態では一例として、ローラ本体１２１の軸方向の中央に１つ、ローラ本体１２１の両端面１２１ａ，１２１ｂの近傍にそれぞれ１つずつひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃが配置されている。図示のように複数のひずみセンサを軸方向に左右対称に配置することで、搬送ローラ１２０全体のひずみ具合を精度良く検出することができる。

【0017】

各ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃに含まれるひずみゲージ１の数も特に限定されない。例えば、環状のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃはそれぞれ、ローラ本体１２１の表面に、グリッド方向がローラ本体１２１の周方向に並ぶように配置された複数のひずみゲージ１から構成されていてもよい。また例えば、環状のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃはそれぞれ、ローラ本体１２１の表面に配置された、１つの細長い環状のひずみゲージ１であってもよい。なお、この場合、ひずみゲージ１はグリッド方向がローラ本体１２１の周方向に沿うように配置される。

【0018】

本実施形態では、薄膜状のひずみゲージ１の受感部が設けられていない側の面を、ローラ本体１２１の外周面に貼り付けている。これにより、ひずみゲージ１の受感部は、ローラ本体１２１の表面の周方向に沿って湾曲した状態となる。なお、ひずみゲージ１を貼り付けるとき、ひずみゲージ１のグリッド方向は、ローラ本体１２１の周方向に沿うよう貼り付けられる。このように、ひずみゲージ１をローラ本体１２１の周方向に略一周にわたって貼り付けることで、ローラ本体１２１が回転してローラ本体１２１に対するウェブ１１０の接触位置が変わっても、同じひずみセンサに含まれるひずみゲージ１の、いずれかの受感部が常にウェブ１１０と接している状態にすることができる。これにより、ひずみゲージ１は、搬送ローラ１２０がウェブ１１０からうける圧力を連続的に検出可能となる。これにより、搬送ローラ１２０にかかる圧力をリアルタイムに検出することが可能となる。

【0019】

搬送ローラ１２０の具体的な支持方法は特に限定されない。例えば、本実施形態では、搬送ローラ１２０は、ローラ本体１２１の一方側の端面１２１ａに、搬送ローラ１２０の軸１２３に沿って突出する第１ジョイント部１２４を備える。また、搬送ローラ１２０は、ローラ本体１２１の他方側の端面１２１ｂに、第１ジョイント部１２４に対して逆方向に突出する第２ジョイント部１２５を備える。第１ジョイント部１２４は先端にボール部１２４１を備える。第２ジョイント部１２５は先端にボール部１２５１を備える。搬送ローラ１２０の第１ジョイント部１２４及び第２ジョイント部１２５はローラ調整機構１６０によって支持される。また、搬送ローラ１２０は、第１ジョイント部１２４及び／または第２ジョイント部１２５を介して軸角度が調整される。

【0020】

図３に示すように、ボール部１２４１はローラ調整機構１６０であるボール受部１６１と連結している。また、図示していないが、ボール部１２５１もまた、搬送ローラ１２０を挟んでボール受部１６１と逆側にあるボール受部（不図示）と連結している。このように、搬送ローラ１２０の軸は、両端のボール受部により回動可能に支持されている。このような両端のローラ調整機構１６０（ボール受部）のうち少なくとも一方は、後述する制御装置１７０と電気的に接続している。本実施形態では、ボール受部１６１が制御装置１７０と接続していることとする。なお、図３における制御装置１７０の配置は一例であり、制御装置１７０の位置はこれに限定されない。

【0021】

ローラ調整機構１６０は、搬送ローラ１２０を支持するとともに、搬送ローラ１２０の軸角度を物理的に調整する機構である。ローラ調整機構１６０の一部の構成は、搬送ローラ１２０の近傍の側壁１０１に取り付けられていてよい。ローラ調整機構１６０は、例えば、搬送ローラ１２０の両端にあるボール受部１６１と、当該ボール受部１６１の少なくとも一方を回動させる駆動部１６２と、を含む。本実施形態では、駆動部１６２はボール受部１６１を回動させることとする。駆動部１６２の一例としては、モータ等のアクチュエータが挙げられる。駆動部１６２は、制御装置１７０と電気的に接続しており、制御装置１７０からの制御信号に応じて動作する。

【0022】

制御装置１７０は、駆動部１６２に対し制御指示を送信することで、搬送ローラ１２０の軸角度を制御する。より具体的には、制御装置１７０からの制御信号により駆動部１６２が稼働することで、ボール受部１６１が回動する。これにより、搬送ローラ１２０の軸角度が調整される。

【0023】

なお、搬送ローラ１２０とローラ調整機構１６０との物理的および電気的な接続方法は、図２～３に示した構成に限定されない。また、本実施形態では、駆動部１６２の近傍に制御装置１７０を設けることとしているが、制御装置１７０は駆動部１６２と電気的に接続されているならば、その配置位置は問われない。

【0024】

また、１つの制御装置１７０は複数の駆動部１６２を制御してもよいし、１つの制御装置１７０が１つの駆動部１６２を制御してもよい。例えば、前述の装置構成の他に、搬送ローラ１２０の両端に駆動部１６２が存在しており、これらの駆動部１６２を１つの制御装置１７０が制御する構成であってもよい。もしくは、搬送ローラ１２０の両端に駆動部１６２が存在しており、これらの駆動部１６２をそれぞれ別個の制御装置１７０が制御する構成であってもよい。

【0025】

［制御装置］
次に、図４及び図５を参照して、制御装置１７０について説明する。図４は、制御装置１７０のハードウェア構成例を示すブロック図である。図５は、制御装置１７０のソフトウェア構成例を示すブロック図である。なお、制御装置１７０に対する入力および制御装置１７０からの出力を示すため、図４および図５には制御装置１７０以外の構成も掲載している。

【0026】

図４に示すように、制御装置１７０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１７２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）１７４と、入出力Ｉ／Ｆ（Interface）１７５，１７６とを備える。

【0027】

入出力Ｉ／Ｆ１７５は、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃそれぞれに含まれるひずみゲージと、ＣＰＵ１７１とを接続する入出力インタフェースである。ひずみゲージの電極は、それぞれ入出力Ｉ／Ｆ１７５に接続される。なお、ひずみゲージ（またはひずみセンサ全体）と他の部材との接続のための配線および電極は、ローラ本体１２１の内部に収容されていてもよい。これにより、ローラ本体１２１の表面に、電気接続のために凸凹が生じウェブ１１０に当該凸凹による皺等が生じることを防止できる。入出力Ｉ／Ｆ１７５は、これらの電極と接続するためのアナログフロントエンドを備えていてよい。アナログフロントエンドは、例えば、ひずみゲージの個数分のブリッジ回路、増幅器、アナログ／デジタル変換回路（Ａ／Ｄ変換回路）等を備えており、個々のひずみゲージの電極から得られたアナログ電圧を増幅し、デジタル変換して、ＣＰＵ１７１に出力する。

【0028】

ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７２やＨＤＤ１７４等に格納されたプログラム、および、プログラムの実行に必要なデータを適宜ＲＡＭ１７３上に読み出す。ＣＰＵ１７１は、読みだしたプログラムを実行することで、制御装置１７０としての種々の機能（少なくとも、後述する軸偏心特定部１７８および軸角度調整部１７９としての機能）を実現する。当該機能については後述する。ＣＰＵ１７１は、入出力Ｉ／Ｆを介して駆動部１６２に接続している。

【0029】

入出力Ｉ／Ｆ１７６は、ＣＰＵ１７１と駆動部１６２とを接続する入出力インタフェースである。例えば、入出力Ｉ／Ｆ１７６は、ＣＰＵ１７１から出力された制御信号を駆動部１６２に出力する。駆動部１６２は、ＣＰＵ１７１から出力された制御信号に従って駆動（回動）する。なお、制御装置１７０が複数の駆動部１６２を制御する場合、ＣＰＵ１７１は、複数の駆動部１６２それぞれに対し、別の動き（回動の角度および量）を指示する制御信号を送信してもよい。

【0030】

次に、制御装置１７０の機能ブロックについて、図５を用いて説明する。制御装置１７０は、図５に示すように、軸偏心特定部１７８と、軸角度制御部１７９とを備える。制御装置１７０は、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃから、ひずみ量に応じた抵抗値を出力値として取得する。ここで、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃそれぞれの出力値は、各ひずみセンサの設置位置において、搬送ローラ１２０がウェブ１１０から受けている圧力を示しているといえる。

【0031】

軸偏心特定部１７８は、制御装置１７０が取得した抵抗値（すなわち、ひずみセンサの出力値）に基づいて、搬送ローラ１２０の軸偏心の向きおよび偏心量を特定する。軸偏心特定部１７８による軸偏心の向きおよび偏心量の特定方法については、後で詳述する。軸偏心特定部１７８はさらに、搬送ローラ１２０の軸偏心の向きおよび偏心量をより小さくするために必要な駆動部１６２の動作を演算する。

【0032】

軸角度制御部１７９は、軸偏心特定部１７８が演算した駆動部１６２の動作を実現するための制御指示を作成する。軸角度制御部１７９は、作成した制御指示を電気信号（すなわち、制御信号）として、入出力I／Fを介して駆動部１６２へと出力する。すなわち、軸角度制御部１７９は、駆動部１６２を介して搬送ローラ１２０の軸角度を制御する。

【0033】

駆動部１６２は、制御信号の示す制御指示の通り回動する。これにより、ボール受部１６１が回動する、および／またはボール受部１６１の角度が変更される。したがって、ボール受部１６１と連結している搬送ローラ１２０の軸角度が、当該搬送ローラ１２０の軸偏心がより小さくなるように調整される。なお、ボール受部１６１の回動および／または角度変更可能な最大量および最大角度は適宜定められてよい。また、駆動部１６２が駆動することで、ボール受部１６１の位置自体を上下および／または左右に移動させることが可能であってもよい。このように、ボール受部１６１の位置も調整することで、搬送ローラ１２０の軸角度をより正確に制御することができる。

【0034】

［軸偏心の特定方法］
続いて、軸偏心特定部１７８による演算処理の一例について説明する。軸偏心特定部１７８は、例えば、ひずみセンサの配置位置と、出力値と、予め定められた基準値とに基づいて、搬送ローラ１２０の軸偏心の向きおよび偏心量を特定してもよい。ここで「基準値」とは、搬送ローラ１２０が正規状態のとき（すなわち、搬送ローラ１２０に軸偏心が生じていないとき）の、ひずみセンサの出力値である。なお、本実施形態のようにひずみセンサが複数存在する場合、基準値はひずみセンサ毎に設定されていてもよい。基準値は、制御装置１７０のＲＯＭ１７２またはＨＤＤ１７４に予め記憶されていてもよい。

【0035】

軸偏心特定部１７８は、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃの出力値と、それぞれの基準値とを比較する。あるひずみセンサの出力値が当該センサの基準値よりも大きい場合、当該ひずみセンサの配置位置において、搬送ローラ１２０にかかる圧力が正規状態に比べて過大であるといえる。一方、あるひずみセンサの出力値が当該センサの基準値よりも小さい場合、当該ひずみセンサの配置位置において、搬送ローラ１２０にかかる圧力が正規状態に比べて過小であるといえる。このように、搬送ローラ１２０にかかる圧力が過大または過小である場合、軸偏心が生じているといえる。軸偏心特定部１７８は、このように各ひずみセンサの配置位置と、出力値と、基準値とに基づいて、搬送ローラ１２０全体がいずれの方向にどの程度傾いているか（すなわち、軸偏心の向きと、偏心量）を特定することができる。そして、軸偏心特定部１７８は、各ひずみセンサの出力値が基準値に一致または近づくように駆動部１６２の動作を演算する。

【0036】

さらに、本実施形態のように搬送ローラ１２０に複数のひずみセンサを設けていた場合、各ひずみセンサについての前記差分を比較することで、搬送ローラ１２０の軸偏心の向きと、偏心量を、より正確に特定することができる。図６は、軸偏心特定部１７８の演算処理の一例を模式的に示した図である。搬送ローラ１２０のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃについて、図６の（ａ）に示すように、ひずみセンサ１２０ＡはＸ（Ω）、ひずみセンサ１２０ＢはＹ（Ω）、ひずみセンサ１２０ＣはＺ（Ω）と基準値が定められていたとする。そして、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃについて、図６の（ｂ）に示すような出力値（および差分）がそれぞれ得られたとする。例えば、ひずみセンサ１２０ＡからＸ＋２０（Ω）、ひずみセンサ１２０ＢからＹ＋１０（Ω）、ひずみセンサ１２０ＣからＺ－１５（Ω）の出力値が得られたとする。この場合、各ひずみセンサの出力値と基準値との比較から、ひずみセンサ１２０Ａの位置で搬送ローラ１２０にかかる圧力が過大になっていること、および、ひずみセンサ１２０Ｃの位置で搬送ローラ１２０にかかる圧力が過小になっていることがわかる。

【0037】

このように、軸偏心特定部１７８は、軸偏心の向きおよび大きさを特定すると、当該角度および大きさをより小さくするための駆動部１６２の動作を演算する。図６の例では、軸偏心特定部１７８は、ひずみセンサ１２０Ａの配置されている側を、ウェブ１１０から離すための駆動部１６２の動作を演算する。例えば、図６の各図の搬送ローラ１２０が、図中の上方向でウェブ１１０と接している場合、軸偏心特定部１７８は、ひずみセンサ１２０Ａ側を下げるような駆動部１６２の動作を演算する。そして軸角度制御部１７９は、軸偏心特定部１７８の演算結果を受けて、それを実現するための制御指示を作成する。駆動部１６２は当該制御指示に従って動作することでボール受部１６１の回転および／または角度を変更する。これにより、図６の（ｃ）の矢印の方向に搬送ローラ１２０の軸角度が調整される。結果、軸偏心が小さくなり、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃの出力値は、図６の（ｄ）に示すように基準値に近づく。ウェブ搬送装置１００は、このように、軸偏心の向きおよび大きさの特定と、特定結果に応じた駆動部１６２の制御（ひいては、軸角度の制御）を繰り返すことで、搬送ローラ１２０を正規状態に近づける。

【0038】

以上、本実施形態によれば、搬送ローラ１２０に設けたひずみセンサの出力値に基づいて搬送ローラ１２０の軸角度を制御することで、搬送ローラ１２０の軸偏心を小さくすることができる。これにより、搬送するウェブ１１０に皺やクラックが生じることを防止することができる。

【0039】

［ひずみゲージ］
次に、図７～図９を参照して、本実施形態のひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃに含まれるひずみゲージ１について、詳細に説明する。図７は、本実施形態のひずみゲージ１を例示する平面図である。図８は、本実施形態に係るひずみゲージ１を例示する断面図（その１）であり、図７のＡ－Ａ線に沿う断面を示している。図９は、機能層２０を含むひずみゲージ１を例示する断面図（その２）であり、図７のＡ－Ａ線に沿う断面図である。なお、図７～図９に示したひずみゲージ１の各部の形状はあくまで一例であり、本実施形態に係るひずみゲージ１の外観はこれに限定されない。例えば、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃの各々が１つのひずみゲージから成る場合、ひずみゲージ１のグリッド部分は搬送ローラ１２０のローラ本体を略１周する程度の大きさであってもよい。また、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃの各々は、搬送ローラ１２０の表面に周方向に配置された複数のひずみゲージ１から成ってもよい。

【0040】

図７～図９を参照すると、ひずみゲージ１は、基材１０と、抵抗体３０と、配線４０と、電極５０と、カバー層６０とを有している。なお、便宜上、カバー層６０の外縁のみを破線で示している。なお、カバー層６０は必須構成ではなく、必要に応じて適宜設ければよい。

【0041】

なお、本実施形態では、便宜上、ひずみゲージ１において、基材１０の抵抗体３０が設けられている側を「上側」と称し、抵抗体３０が設けられていない側を「下側」と称する。また、各部位の上側に位置する面を「上面」と称し、各部位の下側に位置する面を「下面」と称する。ただし、ひずみゲージ１は天地逆の状態で用いることもできる。また、ひずみゲージ１は任意の角度で配置することもできる。また、平面視とは、基材１０の上面１０ａに対する上側から下側への法線方向で対象物を視ることを指すものとする。そして、平面形状とは、前記法線方向で対象物を視たときの、対象物の形状を指すものとする。

【0042】

基材１０は、抵抗体３０等を形成するためのベース層となる部材である。基材１０は可撓性を有する。基材１０の厚さは特に限定されず、ひずみゲージ１の使用目的等に応じて適宜決定されてよい。例えば、基材１０の厚さは５μｍ～５００μｍ程度であってよい。本実施形態では、搬送ローラ１２０のローラ本体１２１の表面に、ひずみゲージ１の下面側が接着剤等を用いて接合される。なお、搬送ローラ１２０から受感部へのひずみの伝達性、及び、環境変化に対する寸法安定性の観点から考えると、基材１０の厚さは５μｍ～２００μｍの範囲内であることが好ましい。また、絶縁性の観点から考えると、基材１０の厚さは１０μｍ以上であることが好ましい。

【0043】

基材１０は、例えば、ＰＩ（ポリイミド）樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂、ＬＣＰ（液晶ポリマー）樹脂、ポリオレフィン樹脂等の絶縁樹脂フィルムから形成できる。なお、フィルムとは、厚さが５００μｍ以下程度であり、可撓性を有する部材を指す。

【0044】

基材１０が絶縁樹脂フィルムから形成される場合、当該絶縁樹脂フィルムには、フィラーや不純物等が含まれていてもよい。例えば、基材１０は、シリカやアルミナ等のフィラーを含有する絶縁樹脂フィルムから形成されてもよい。

【0045】

基材１０の樹脂以外の材料としては、例えば、ＳｉＯ_２、ＺｒＯ_２（ＹＳＺも含む）、Ｓｉ、Ｓｉ_２Ｎ_３、Ａｌ_２Ｏ_３（サファイヤも含む）、ＺｎＯ、ペロブスカイト系セラミックス（ＣａＴｉＯ_３、ＢａＴｉＯ_３）等の結晶性材料が挙げられる。また、前述の結晶性材料以外に非晶質のガラス等を基材１０の材料としてもよい。また、基材１０の材料として、アルミニウム、アルミニウム合金（ジュラルミン）、チタン等の金属を用いてもよい。金属を用いる場合、金属製の基材１０上に絶縁膜が設けられる。

【0046】

抵抗体３０は、基材１０の上側に所定のパターンで形成された薄膜である。ひずみゲージ１において、抵抗体３０は、ひずみを受けて抵抗変化を生じる受感部である。すなわち、抵抗体３０はひずみゲージ１の検出素子であるといえる。抵抗体３０は、基材１０の上面１０ａに直接形成されてもよいし、基材１０の上面１０ａに他の層を介して形成されてもよい。

【0047】

抵抗体３０は、複数の細長状部３１が長手方向を同一方向（図７のＡ－Ａ線の方向）に向けて所定間隔で配置され、隣接する細長状部３１の端部が互い違いに連結されて、全体としてジグザグに折り返す構造である。すなわち、抵抗体３０は、並置された複数の細長状部３１と、隣接する細長状部３１の端部同士を接続する折り返し部分３２とを含む。複数の細長状部３１の長手方向がグリッド方向となり、グリッド方向と垂直な方向がグリッド幅方向（図７のＡ－Ａ線と垂直な方向）となる。

【0048】

グリッド幅方向の最も外側に位置する２つの細長状部３１の長手方向の一端部は、グリッド幅方向に屈曲し、抵抗体３０のグリッド幅方向の各々の終端３０ｅ_１及び３０ｅ_２を形成する。抵抗体３０のグリッド幅方向の各々の終端３０ｅ_１及び３０ｅ_２は、配線４０を介して、電極５０と電気的に接続されている。言い換えれば、配線４０は、抵抗体３０のグリッド幅方向の各々の終端３０ｅ_１及び３０ｅ_２と各々の電極５０とを電気的に接続している。

【0049】

また、抵抗体３０は、例えば、Ｃｒ（クロム）を含む材料、Ｎｉ（ニッケル）を含む材料、又はＣｒとＮｉの両方を含む材料から形成できる。すなわち、抵抗体３０は、ＣｒとＮｉの少なくとも一方を含む材料から形成できる。Ｃｒを含む材料としては、例えば、Ｃｒ混相膜が挙げられる。Ｎｉを含む材料としては、例えば、Ｃｕ－Ｎｉ（銅ニッケル）が挙げられる。ＣｒとＮｉの両方を含む材料としては、例えば、Ｎｉ－Ｃｒ（ニッケルクロム）が挙げられる。

【0050】

ここで、Ｃｒ混相膜とは、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ_２Ｎ等が混相した膜である。Ｃｒ混相膜は、酸化クロム等の不可避不純物を含んでもよい。

【0051】

例えば、抵抗体３０がＣｒ混相膜である場合、安定な結晶相であるα－Ｃｒ（アルファクロム）を主成分とすることで、ゲージ特性の安定性を向上させることができる。また例えば、抵抗体３０がＣｒ混相膜である場合、抵抗体３０がα－Ｃｒを主成分とすることで、ひずみゲージ１のゲージ率を１０以上、かつゲージ率温度係数ＴＣＳ及び抵抗温度係数ＴＣＲを－１０００ｐｐｍ／℃～＋１０００ｐｐｍ／℃の範囲内とすることができる。ここで、「主成分」とは、抵抗体３０を構成する全物質の５０重量％以上を占める成分のことを意味する。ゲージ特性を向上させるという観点から考えると、抵抗体３０はα－Ｃｒを８０重量％以上含むことが好ましい。更に言えば、同観点から考えると、抵抗体３０はα－Ｃｒを９０重量％以上含むことがより好ましい。なお、α－Ｃｒは、ｂｃｃ構造（体心立方格子構造）のＣｒである。

【0052】

また、抵抗体３０がＣｒ混相膜である場合、Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎは２０重量％以下であることが好ましい。Ｃｒ混相膜に含まれるＣｒＮ及びＣｒ_２Ｎが２０重量％以下であることで、ゲージ率の低下を抑制できる。

【0053】

また、Ｃｒ混相膜におけるＣｒＮとＣｒ_２Ｎとの比率は、ＣｒＮとＣｒ_２Ｎの重量の合計に対し、Ｃｒ_２Ｎの割合が８０重量％以上９０重量％未満となるようにすることが好ましい。更に言えば、同比率は、ＣｒＮとＣｒ_２Ｎの重量の合計に対し、Ｃｒ_２Ｎの割合が９０重量％以上９５重量％未満となるようにすることがより好ましい。Ｃｒ_２Ｎは半導体的な性質を有する。そのため、前述のＣｒ_２Ｎの割合を９０重量％以上９５重量％未満とすることで、ＴＣＲの低下（負のＴＣＲ）が一層顕著となる。更に、前述のＣｒ_２Ｎの割合を９０重量％以上９５重量％未満とすることで抵抗体３０のセラミックス化を低減し、抵抗体３０の脆性破壊が起こりにくくすることができる。

【0054】

一方で、ＣｒＮは化学的に安定であるという利点を有する。Ｃｒ混相膜にＣｒＮをより多く含むことで、不安定なＮが発生する可能性を低減することができるため、安定なひずみゲージを得ることができる。ここで「不安定なＮ」とは、Ｃｒ混相膜の膜中に存在し得る、微量のＮ_２もしくは原子状のＮのことを意味する。これらの不安定なＮは、外的環境（例えば高温環境）によっては膜外へ抜け出ることがある。不安定なＮが膜外へ抜け出るときに、Ｃｒ混相膜の膜応力が変化し得る。

【0055】

抵抗体３０の厚さは、特に限定されず、ひずみゲージ１の使用目的等に応じて適宜決定されてよい。例えば、抵抗体３０の厚さは０．０５μｍ～２μｍ程度であってよい。特に、抵抗体３０の厚さが０．１μｍ以上であると、抵抗体３０を構成する結晶の結晶性（例えば、α－Ｃｒの結晶性）が向上する。また、抵抗体３０の厚さが１μｍ以下である場合、抵抗体３０を構成する膜の内部応力に起因する、（i）膜のクラック及び（ii）膜の基材１０からの反りが、低減される。細長状部３１の幅は適宜決定してよい。例えば、細長状部３１の幅を、破断対策も考慮しつつ抵抗値や横感度等の要求仕様に対して最適化する場合、細長状部３１の幅は、１０μｍ～１００μｍ程度とすることができる。

【0056】

ひずみゲージ１において、抵抗体３０の材料としてＣｒ混相膜を用いた場合、高感度化かつ、小型化を実現することができる。例えば、従来のひずみゲージの出力が０．０４ｍＶ／２Ｖ程度であったのに対して、抵抗体３０の材料としてＣｒ混相膜を用いた場合は０．３ｍＶ／２Ｖ以上の出力を得ることができる。また、従来のひずみゲージの大きさ（ゲージ長×ゲージ幅）が３ｍｍ×３ｍｍ程度であったのに対して、抵抗体３０の材料としてＣｒ混相膜を用いた場合のひずみゲージの大きさ（ゲージ長×ゲージ幅）は０．３ｍｍ×０．３ｍｍ程度に小型化することができる。

【0057】

配線４０は、基材１０上に設けられている。配線４０は、一端側が抵抗体３０の両端に電気的に接続されており、他端側が電極５０と電気的に接続されている。配線４０は、直線状には限定されず、任意のパターンとすることができる。また、配線４０は、任意の幅及び任意の長さとすることができる。

【0058】

電極５０は、基材１０上に設けられている。電極５０は、配線４０を介して抵抗体３０と電気的に接続されている。電極５０は、例えば平面視において、配線４０よりも拡幅して略矩形状に形成されていてよい。電極５０は、ひずみにより生じる抵抗体３０の抵抗値の変化を外部に出力するための一対の電極である。電極５０には、例えば外部接続用のリード線等が接合される。

【0059】

カバー層６０は、基材１０の上面１０ａに形成され、抵抗体３０及び配線４０を被覆し電極５０を露出する。配線４０の一部は、カバー層６０から露出してもよい。カバー層６０は、電極５０を除く部分の全体を覆うように設けてもよい。

【0060】

カバー層６０の材料としては、例えば、ＰＩ樹脂、エポキシ樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＮ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ＰＰＳ樹脂、複合樹脂（例えば、シリコーン樹脂、ポリオレフィン樹脂）等の絶縁樹脂が挙げられる。なお、カバー層６０は、フィラーや顔料を含有しても構わない。カバー層６０の厚さは、特に制限されず、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、カバー層６０の厚さは２μｍ～３０μｍ程度とすることができる。カバー層６０を設けることで、抵抗体３０（及び配線４０）に機械的な損傷等が生じることを抑制することができる。また、カバー層６０を設けることで、抵抗体３０（及び配線４０）を湿気等から保護することができる。

【0061】

また、ひずみゲージ１は、ゲージ特性を安定化する観点から、下地層として、基材１０の上面１０ａに、例えば、コンベンショナルスパッタ法により所定の膜厚で成膜された機能層２０を含んでもよい。

【0062】

本願において、機能層２０とは、少なくとも上層である抵抗体３０の結晶成長を促進する機能を有する層を指す。機能層２０は、更に、基材１０に含まれる酸素や水分による抵抗体３０の酸化を防止する機能、および／または、基材１０と抵抗体３０との密着性を向上する機能を備えていることが好ましい。機能層２０は、更に、他の機能を備えていてもよい。

【0063】

基材１０を構成する絶縁樹脂フィルムは酸素や水分を含むことがあり、また、Ｃｒは自己酸化膜を形成することがある。そのため、特に金属層ＡがＣｒを含む場合、金属層Ａの酸化を防止する機能を有する機能層を成膜することが有効である。

【0064】

機能層２０の材料は、少なくとも上層である抵抗体３０の結晶成長を促進する機能を有する材料であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択できるが、例えば、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）、Ｖ（バナジウム）、Ｎｂ（ニオブ）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｙ（イットリウム）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｈｆ（ハフニウム）、Ｓｉ（シリコン）、Ｃ（炭素）、Ｚｎ（亜鉛）、Ｃｕ（銅）、Ｂｉ（ビスマス）、Ｆｅ（鉄）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｗ（タングステン）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ｏｓ（オスミウム）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ａｇ（銀）、Ａｕ（金）、Ｃｏ（コバルト）、Ｍｎ（マンガン）、Ａｌ（アルミニウム）からなる群から選択される１種又は複数種の金属、この群の何れかの金属の合金、又は、この群の何れかの金属の化合物が挙げられる。

【0065】

機能層２０は、例えば、機能層２０を形成可能な原料をターゲットとし、チャンバ内にＡｒ（アルゴン）ガスを導入したコンベンショナルスパッタ法により真空成膜できる。コンベンショナルスパッタ法を用いることにより、基材１０の上面１０ａをＡｒでエッチングしながら機能層２０が成膜されるため、機能層２０の成膜量を最小限にして密着性改善効果を得ることができる。

【0066】

ただし、これは、機能層２０の成膜方法の一例であり、他の方法により機能層２０を成膜してもよい。例えば、機能層２０の成膜の前にＡｒ等を用いたプラズマ処理等により基材１０の上面１０ａを活性化することで密着性改善効果を獲得し、その後マグネトロンスパッタ法により機能層２０を真空成膜する方法を用いてもよい。

【0067】

なお、抵抗体３０、配線４０、及び電極５０の下地層として基材１０の上面１０ａに機能層２０を設けた場合には、ひずみゲージ１は図９に示す断面形状となる。機能層２０を設けた場合のひずみゲージ１の平面形状は、例えば、図７の抵抗体３０、配線４０、及び電極５０と同様となる。ただし、前述のように、機能層２０は、基材１０の上面１０ａの一部又は全部にベタ状に形成される場合もある。

【0068】

<第２実施形態>
第１実施形態では、１つの搬送ローラ１２０を１つの制御装置１７０が制御する例について説明した。しかしながら、本発明は、複数の搬送ローラ１２０を１つの制御装置１７０で制御する態様であってもよい。以下、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の部材については同じ部材番号を付し、その説明を繰り返さない。

【0069】

本実施形態に係るウェブ搬送システム１００ａは、ウェブ１１０を搬送する複数の搬送ローラ１２０と、各搬送ローラ１２０に設けられたローラ調整機構１６０と、前記ローラ調整機構１６０を介して各搬送ローラ１２０の軸角度を制御する制御装置２００と、を含む。各搬送ローラ１２０には、第１実施形態と同様に、周方向に１つ以上の環状のひずみセンサ（例えば、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃと同様のひずみセンサ）が設けられており、各ひずみセンサは１つ以上のひずみゲージ１を含む。

【0070】

制御装置２００は、各搬送ローラ１２０のひずみセンサ、および、ローラ調整機構１６０の駆動部１６２と、有線または無線で接続される。特に限定されないが、制御装置２００の例としては、パーソナルコンピュータやサーバ等の情報処理装置が挙げられる。制御装置２００は、第１実施形態における制御装置１７０と同様のソフトウェア構成を備えている。すなわち、制御装置２００は、少なくとも、軸偏心特定部１７８と、軸角度制御部１７９とを含む。なお、制御装置２００のハードウェア構成は、制御装置１７０と同じであっても異なっていてもよい。

【0071】

制御装置２００は、各搬送ローラ１２０に備わるひずみゲージ１のそれぞれから出力値を取得する。このとき、制御装置２００は、各出力値が、いずれの搬送ローラの、いずれのひずみセンサの出力値であるか区別して値を取得する。制御装置２００は、第１実施形態に係る制御装置１７０と同様に、搬送ローラ１２０の軸角度を制御する。このとき、制御装置２００は、複数の搬送ローラ１２０の軸角度を個別に調整する。これにより、ウェブ搬送システム１００ａは、複数の搬送ローラ１２０の軸偏心がより小さくなるように制御することができる。したがって、例えばウェブ１１０の搬送ラインの複数の搬送ローラ１２０に軸偏心が極力生じないように、一括制御することができる。

【0072】

このように、第１実施形態および第２実施形態では、ひずみゲージの検出素子として、抵抗体を用いる例について説明した。すなわち、第１実施形態および第２実施形態では、ひずみゲージ１が所謂「抵抗体ひずみゲージ」である場合について説明した。しかしながら、本開示に係るひずみゲージは抵抗体ひずみゲージに限定されない。例えば、本開示に係るひずみゲージは、搬送ローラ１２０に生じるひずみ（すなわち、搬送ローラ１２０に圧力がかかることによって生じる変形）に伴う磁気変化を検出するひずみゲージであってもよい。そして、当該磁気変化を検出するひずみゲージを、第１実施形態または第２実施形態において説明したひずみセンサに搭載してもよい。

【0073】

具体的には、本開示に係るひずみゲージは、ビラリ現象（後述）を利用した検出素子を含んだひずみゲージであってもよい。また、本開示に係るひずみゲージは、磁気トンネル接合（後述）の構造を有する検出素子を含んだひずみゲージであってもよい。以下、第３実施形態では、ビラリ現象を利用した検出素子を含むひずみゲージについて説明する。また、第４実施形態では、磁気トンネル接合の構造を有する検出素子を含んだひずみゲージについて説明する。

【0074】

なお、これ以降の各実施形態および変形例において説明する「ひずみセンサ」は、第１実施形態および第２実施形態において説明した環状のひずみセンサ（例えば、ひずみセンサ１２０Ａ～１２０Ｃと同様のひずみセンサ）と同様のものである。

【0075】

<第３実施形態>
図１０は、第３実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子３００の一例を示す図である。なお、第３実施形態および第４実施形態では、各部材においてローラ本体１２１が在る側を「下側」、下側と反対側を「上側」と称する。図１０の（ａ）は、ひずみゲージの検出素子３００を上側から下側に見た場合の平面図である。一方、図１０の（ｂ）は、図１０の（ａ）に示す検出素子３００の、α―α'面における断面図を示している。なお、図１０のいずれの図も、検出素子３００の配線は図示していない。しかしながら、検出素子３００は、後述する駆動コイル３２０と電源とを接続する配線と、感知コイル３８０によって検出された電流を伝達するための配線も有していてよい。

【0076】

図１０の（ａ）に示す通り、検出素子３００は、駆動コイル３２０と、感知コイル３８０と、ベース層３１０とを含む。感知コイル３８０は、ベース層３１０を芯材とするコイルである。また、駆動コイル３２０は、ベース層３１０を芯材としたコイルであって、感知コイルの外側に巻かれたコイルである。このように、駆動コイル３２０および感知コイル３８０は、駆動コイル３２０が外側、感知コイル３８０が内側に配置された２重構造を形成している。このように、感知コイル３８０を駆動コイル３２０の内側に巻くことで、感知コイル３８０全体に均一に交番磁界（後述）を加えることができる。これにより、検出素子３００の性能が向上する。

【0077】

駆動コイル３２０は、磁界を発生させるためのコイルである。電源から駆動コイル３２０に交流電流が供給されると、駆動コイル３２０はその周囲に交番磁界を生じさせる。ベース層３１０は、略平板状の金属板（後述するベース金属３７０）を絶縁層（後述する絶縁層３６０）で覆ったものである。ベース層３１０の金属板は、検出素子３００における磁性体である。ベース層３１０の金属板は駆動コイル３２０が発生させた交番磁界によって磁化される。感知コイル３８０は、ベース金属３７０の磁化の強さを検出するためのコイルである。駆動コイル３２０および感知コイル３８０の材料は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｌ、およびＡｕ等の導電性金属、ならびに、これらの金属の合金であることが望ましい。なお、駆動コイル３２０および感知コイル３８０の巻き数および断面積の大きさは、検出素子３００に要求されるひずみの検知感度に応じて適宜設計されてよい。

【0078】

図１０の（ｂ）の断面図を参照して、検出素子３００について更に詳述する。なお、以下説明する層３４０～３６０は、芯材であるベース金属３７０に巻き付けられた構造である。したがって、図１０の（ｂ）において、同じ部材番号を付した層はベース金属３７０を取り囲んで繋がっているといえる。

【0079】

検出素子３００は、前述の通り、ベース層３１０に感知コイル３８０および駆動コイル３２０が巻き付けられた構造をしている。ベース層３１０はベース金属３７０を絶縁層３６０が覆った構造をしている。絶縁層３６０を取り囲むように、絶縁層３５０が形成されている。絶縁層３５０は、感知コイル３８０を含む層であり、感知コイル３８０の間隙を絶縁材料で充填した層である。更に絶縁層３５０を取り囲むように、絶縁層３４０が形成される。絶縁層３４０は、駆動コイル３２０を含む層であり、駆動コイル３２０の間隙を絶縁材料で充填した層である。

【0080】

なお、ベース金属３７０は、例えば、センダスト等のＦｅ-Ｓｉ-Ａｌ系合金、および、パーマロイ等のＮｉ-Ｆｅ系合金等の軟磁性体材料で構成されることが望ましい。また、絶縁層３４０、３５０，および３６０は、磁界に影響しないドライフィルムまたは感光性ポリイミド等のレジスト硬化物であることが望ましい。

【0081】

図１０の（ｂ）の断面図が示す通り、検出素子３００の下側は、基材１１０に貼り付けられる。なお、検出素子３００は、全体として平板または薄膜状の検出素子であってもよい。検出素子３００が平板または薄膜状である場合、基材１１０へより容易に貼り付けることができる。そして基材１１０は、搬送ローラ１２０のローラ本体１２１へと貼り付けられる。なお、本実施形態に係る搬送ローラ１２０は、基本的には第１実施形態および第２実施形態に係る搬送ローラ１２０と同様の構成および材料であってよい。しかしながら、搬送ローラ１２０は、非磁性体から成ることがより望ましい。本実施形態に係る搬送ローラ１２０は、例えば、非磁性ステンレスを材料として作製することができる。

【0082】

以上、本実施形態に係る検出素子３００は、磁性体であるベース金属３７０を含んでいる。駆動コイル３２０に電流が流れると磁界が発生し、ベース金属３７０は磁化される。この状態でローラ本体１２１が変形すると、それに伴ってひずみが生じる。ひずみは基材１１０を伝わり、ベース金属３７０に応力が加わる。ベース金属３７０に応力が加わると、その応力に応じて、ベース金属３７０の透磁率が変化し、磁化の強さが変化する。このように、磁性体に応力がかかることによって、磁性体の透磁率および磁化の強さが変化する現象のことを「ビラリ現象」という。検出素子３００の構成によれば、ピックアップコイルである感知コイル３８０には、ベース金属３７０の磁化の強さに応じた交流電圧が誘起される。したがって、ビラリ現象の原理に基づけば、この交流電圧の値から、ベース金属３７０にかかる応力（すなわち、基材１１０のひずみ度合）を算出することができる。なお、図１０の（ａ）に示した例の場合、検出素子３００のグリッド方向は、同図におけるα－α'方向である。

【0083】

このような原理によって、検出素子３００は、ローラ本体１２１に貼り付けられた基材１１０が受けたひずみを検出することができる。すなわち、検出素子３００は、ひずみゲージの検出素子として機能する。

【0084】

本実施形態に係るウェブ搬送装置１００およびウェブ搬送システム１００ａにおいて、搬送ローラ１２０には、ウェブ１１０を搬送する際にウェブ１１０のテンションにより圧力がかかる。この圧力により、搬送ローラ１２０のローラ本体１２１がひずむ。搬送ローラ１２０には、ひずみゲージを備えたひずみセンサが搭載されており、ひずみゲージの検出素子３００は、ローラ本体１２１のひずみによって生じる磁性変化を、前述のビラリ現象の原理に基づき検出することができる。

【0085】

また、本実施形態に係る検出素子３００を含んだひずみゲージは、第１実施形態および第２実施形態に示したあらゆる配置位置で配置可能である。したがって、ビラリ現象を利用した検出素子３００を用いて、抵抗体ひずみゲージを用いたときと同様にローラ本体１２１のひずみを検出することができる。したがって、本実施形態に係るひずみゲージは、第１実施形態および第２実施形態に係るひずみゲージ１と同様の効果を奏する。

【0086】

<第４実施形態>
図１１は、第４実施形態に係るひずみゲージに含まれる検出素子の一例を示す図である。図１２は、第４実施形態に係る検出素子の他の一例を示す図である。また、図１３は、第３実施形態に係る検出素子の更に他の一例を示す図である。図１１～１３の（ａ）はそれぞれ、検出素子５００、６００、および７００の斜視図である。図１１～１３の（ｂ）はそれぞれ、検出素子５００、６００、および７００を上側から下側に見おろしたときの平面図である。図１１～１３の（ｃ）は、検出素子５００、６００、および７００の、ｚｙ平面に平行な面での断面図である。なお、検出素子５００、６００、および７００の、基材１１０への貼り付け面はｘｙ平面に平行な面である。なお、図１１～１３のいずれの図も、検出素子の配線は図示していない。しかしながら、これらの検出素子５００、６００、および７００は、後述する上流電極５１０と電源とを接続する配線と、下流電極５２０と電源とを接続する配線を有していてよい。

【0087】

図１１の（ａ）に示す通り、検出素子５００、６００、および７００は、上流電極５１０と、下流電極５２０と、磁性膜５３０と、絶縁膜５４０と、を含む。絶縁膜５４０は、図示のように磁性膜５３０で挟まれている。この磁性膜５３０と絶縁膜５４０によって、磁気トンネル接合が形成される。すなわち、検出素子５００は、磁気トンネル接合の構造に電極を接続した構造である。

【0088】

なお、上流電極５１０および／または下流電極５２０の更に下側には、プラスチックフィルム等で構成されるフレキシブル基板が設けられていてもよい。なお、当該基板は基材１１０を兼ねていてもよい。

【0089】

磁性膜５３０は磁性ナノ薄膜である。絶縁膜５４０は絶縁体のナノ薄膜である。磁気トンネル接合の構造が形成可能であれば、磁性膜５３０と、絶縁膜５４０の材料は特に限定されない。例えば、磁性膜５３０としてコバルト鉄ボロン、または、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどの３ｄ遷移金属強磁性体及びそれらを含む合金等を用いることができる。また、絶縁膜５４０として、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等を用いることができる。

【0090】

上流電極５１０および下流電極５２０は、磁気トンネル接合の構造に対し電圧を印加するための電極である。図１１～１３の例では、電流は上流電極５１０から下流電極５２０へと流れる。例えば図１１の（ｃ）の場合、上流電極５１０と下流電極５２０の間に電圧を印加すると、電子は上側の磁性膜５３０から、絶縁膜５４０を超えて下側の磁性膜５３０に流れ込む。これは「トンネル効果」と呼ばれている現象であり、電子が絶縁膜５４０を通過するときの電気抵抗は、「トンネル抵抗」と呼ばれている。なお、図１１～１３の例では、電極の各部の接合部は、磁気トンネル接合の構造をショートパスする電流が流れない様に端部が処理された構造となっている。

【0091】

ところで、基材１１０等を介して検出素子５００にひずみがかかると、トンネル接合の構造において、磁気変化が起こる。より具体的には、上側と下側の磁性膜５３０の磁化方向がずれる。このように、上下の磁性膜５３０の磁化方向がずれると、磁化方向が平行な場合に比べて、トンネル抵抗が大きくなる（トンネル磁気抵抗効果）。したがって、前述の構成を備えた検出素子５００では、検出素子５００（より厳密には、磁気トンネル接合の部分）のひずみの大きさに応じて、電極間を流れる電流が小さくなる。すなわち、ひずみが大きくなるにつれ、電気抵抗が大きくなる。検出素子５００は、このように、印加した電圧に対する電流値に基づきひずみを検出することができる。したがって、検出素子５００を基材１１０に貼り付けることによって、搬送ローラ１２０にかかる圧力を測定することができる。

【0092】

磁気トンネル接合の構造を有する検出素子は、図１１に示した例に限定されない。例えば、図１２および図１３に示すような検出素子６００および７００を採用することも可能である。図１２に示す検出素子６００も、図１３に示す検出素子７００も、上流電極５１０、下流電極５２０、磁性膜５３０、および絶縁膜５４０で構成されること、および、これらの構成によってひずみを検出する原理については、検出素子５００と同様である。また、検出素子６００および７００の基本的な動作についても、検出素子５００と同様である。なお、検出素子５００、６００、および７００のグリッド方向は、それぞれ図１１～図１３におけるｙ軸方向（ｙ軸の正方向およびｙ軸の負方向）に相当する。図１２に示す検出素子６００は図示の通り、上側の磁性膜５３０と上側の磁性膜５３０が、一部繋がった構造をしている。すなわち、磁性膜５３０の一部の領域においてのみ、磁気トンネル接合の構造が形成されており、当該構造においてトンネル磁気抵抗効果が生じる。一方、図１３に示す検出素子７００は、基板７１０を介して基材１１０に貼り付けられる。図１１～図１３に示すように、検出素子は前述の原理を超えない範囲であれば、要求されるサイズ、耐久性、および検出すべき応力の大きさ等に応じて、適宜その設計が変更されてよい。

【0093】

なお、本実施形態に係るローラ本体１２１は、基本的には第１実施形態および第２実施形態に係るローラ本体１２１と同様の構成および材料であってよい。しかしながら、搬送ローラ１２０は、非磁性体から成ることがより望ましい。本実施形態に係る搬送ローラ１２０は、例えば、非磁性ステンレスを材料として作製することができる。また、検出素子５００、６００、および７００は素子全体として、フィルム型などの略平板状の形状であってよい。これにより、基材１１０に、検出素子５００を容易に貼り付けることができる。また、検出素子５００、６００、および７００は、駆動コイル等、磁気トンネル接合の構造部分に対して、微弱な磁界を印加するための構造を有していてもよい。磁気トンネル接合の構造部分に対して磁界を印加することにより、前述のトンネル磁気抵抗効果をより安定して測定することができるため、安定してひずみを検出することができる。

【0094】

また、検出素子５００、６００、および７００における「上流電極」および「下流電極」は便宜上の名称であり、電流の流れる方向は逆であってもよい。つまり、図１１～図１３で示した検出素子５００、６００、および７００において、下流電極５２０の方から、上流電極５１０の方へと電流が流れる設計であってもよい。

【0095】

本実施形態に係るウェブ搬送装置１００およびウェブ搬送システム１００ａにおいて、搬送ローラ１２０には、ウェブ１１０を搬送する際にウェブ１１０のテンションにより圧力がかかる。この圧力により、搬送ローラ１２０のローラ本体１２１がひずむ。搬送ローラ１２０には、ひずみゲージを備えたひずみセンサが搭載されており、ひずみゲージの検出素子５００、６００、または７００は、ローラ本体１２１のひずみによって磁気トンネル接合の構造で発生する磁気変化を検出することができる。

【0096】

また、本実施形態に係る検出素子５００、６００、および７００を含んだひずみゲージは、第１実施形態および第２実施形態に示したあらゆる配置位置で配置可能である。したがって、磁気トンネル効果を利用した検出素子５００、６００、および７００を用いて、抵抗体ひずみゲージを用いたときと同様にローラ本体１２１のひずみを検出することができる。したがって、本実施形態に係るひずみゲージは、第１実施形態および第２実施形態に係るひずみゲージ１と同様の効果を奏する。

【0097】

<変形例>
上記各実施形態において、軸偏心特定部１７８は、（ｉ）搬送ローラ１２０の軸偏心の向きおよび大きさの特定、および、（ｉｉ）特定した軸偏心の向きおよび大きさを小さくするための駆動部１６２の動作の演算を、搬送ローラ１２０の稼働時にリアルタイムまたは所定の時間間隔で継続的に実行してもよい。そして、軸角度制御部１７９は、軸偏心特定部１７８の演算結果に応じて、駆動部１６２をリアルタイムまたは所定の時間間隔で継続的に制御してもよい。すなわち、軸角度制御部１７９は、搬送ローラ１２０の軸角度を、搬送ローラ１２０の稼働時にリアルタイムまたは所定の時間間隔で継続的に制御してもよい。これにより、搬送ローラ１２０の稼働中、軸偏心をより小さく保つことができる。

【0098】

また、上記各実施形態における基準値は、望ましい条件下で搬送ローラ１２０を稼働させたときの実データを、ウェブ搬送装置１００に記憶させたものであってもよい。この場合、ウェブ搬送装置１００の制御装置１７０は、パーソナルコンピュータ等の他の入力装置と有線または無線で接続されている。そして、制御装置１７０は、当該入力装置からのユーザの所定の指示入力を受け付ける入力受付部を備えている。そして、制御装置１７０は、入力受付部が所定の指示入力を受け付けた場合に、自身が取得したひずみセンサの出力値を、当該ひずみセンサについての基準値として記憶部（例えば、ＨＤＤ１７４）に記憶させる。これにより、理想的な状態で実際に稼働させたときの出力値を基準値に設定することができる。

【0099】

また、上記各実施形態において、ローラ本体１２１にひずみセンサの形状および厚みと略同一の凹部を設けておき、そこにひずみセンサをはめ込むように設置してもよい。なお、この場合、ひずみセンサから出る配線も凹部に埋め込み可能であることが望ましい。このように凹部にひずみセンサを埋め込むことにより、ローラ本体１２１にひずみセンサを貼り付けたときの凹凸を軽減することができる。なお、ひずみセンサの設置部分とローラ本体１２１の部分との凹凸を無くすように、凹部に設置したひずみセンサの上に、適宜カバーやオーバーコートを施してもよい。

【0100】

以上、好ましい実施形態等について詳説した。しかしながら、本開示に係るウェブ搬送装置および搬送システムは、上述した実施形態に限定されない。例えば、上述した実施形態について、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0101】

１ ひずみゲージ、１０、１１０ 基材、１０ａ 上面、２０ 機能層、３０ 抵抗体、３０ｅ_１、３０ｅ_２ 終端、３１ 細長状部、３２ 折り返し部分、４０ 配線、５０ 電極、６０ カバー層、１００ ウェブ搬送装置、１００ａ ウェブ搬送システム、１１０ ウェブ、１２０ 搬送ローラ、１２０Ａ～１２０Ｃ ひずみセンサ、１２１ ローラ本体、１２３ 軸、１２４ 第１ジョイント部、１２４１ ボール部、１２５ 第２ジョイント部、１２５１ ボール部、１６０ ローラ調整機構、１６１ ボール受部、１６２ 駆動部、１７０、２００ 制御装置（入力受付部、取得部）、１７１ ＣＰＵ、１７２ ＲＯＭ、１７３ ＲＡＭ、１７４ ＨＤＤ、１７５、１７６ 入出力Ｉ／Ｆ、１７７ 入力部、１７８ 軸偏心特定部、１７９ 軸角度制御部、３００、５００、６００、７００ 検出素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】