特開 2021-117084 ロール幅検査装置

(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】特開2021-117084(P2021-117084A)

(43)【公開日】2021年8月10日

(54)【発明の名称】ロール幅検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/04 20060101AFI20210712BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/04 Z

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-10228(P2020-10228)

(22)【出願日】2020年1月24日

(71)【出願人】

【識別番号】000004617

【氏名又は名称】日本車輌製造株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】510152585

【氏名又は名称】比奈鉄工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000291

【氏名又は名称】特許業務法人コスモス国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】西家 昌邦

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 隆

【テーマコード（参考）】

2F065

【Ｆターム（参考）】

2F065AA22

2F065BB06

2F065BB15

2F065CC02

2F065DD02

2F065DD03

2F065FF02

2F065FF15

2F065FF64

2F065GG04

2F065GG08

2F065HH04

2F065JJ01

2F065MM02

2F065PP15

2F065PP22

2F065QQ03

2F065QQ25

2F065QQ28

(57)【要約】

【課題】光学センサーを用いた高精度な寸法測定を比較的安価に実現したロール幅検査装置提供。
【解決手段】シートロールＷの搬送ライン１０に設けられた、シートロールＷの寸法が許容寸法公差内に収まっているかどうかを検査するロール幅検査装置１００において、位置検出器及び制御装置を有した搬送コンベア駆動用モータ１１１によって駆動され、シートロールＷをその搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で横搬送する搬送コンベア１１０と、シートロールＷの幅を計測するために、搬送されるシートロールＷの外面に一定周期でパルス発振するレーザー光を照射し、被検出体となる前記シートロールの有無を検出するパルスレーザーセンサ１１５と、搬送コンベア１１０を制御し、パルスレーザーセンサ１１５からの検出信号を記憶する記憶部を備えた制御盤１６０と、を備えている。そして、制御盤１６０により、位置検出器より得られたパルス信号をカウントし、パルス信号と搬送コンベア１１０の搬送速度を用いてシートロールＷの幅を計算する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートロールの搬送ラインに設けられた、前記シートロールの幅が許容寸法公差内に収まっているかどうかを検査するロール幅検査装置において、
位置検出器及び制御装置を有した駆動機構によって駆動され、前記シートロールをその搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で横搬送する搬送コンベアと、
前記シートロールの幅を計測するために、搬送される前記シートロールの外面に一定周期でパルス発振するレーザー光を照射し、被検出体となる前記シートロールの有無を検出する測長センサーと、
前記搬送コンベアを制御し、前記測長センサーからの検出信号を記憶する記憶部を備えた制御手段と、を備え、
前記制御手段により、
前記位置検出器より得られたパルス信号をカウントし、
該パルス信号と前記搬送コンベアの搬送速度を用いて前記シートロールの幅を計算すること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載のロール幅検査装置において、
前記測長センサーは、パルスレーザーを用いた光学式のセンサーであり、連続パルスのパルス間隔が、０．１ｍｓｅｃ以下であること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のロール幅検査装置において、
前記搬送コンベアで搬送される前記シートロールを、前記搬送ラインから排出する排出手段を備え、
前記測長センサーは、前記搬送コンベアの進行方向左側に配置される第１測長センサーと、前記搬送コンベアの進行方向右側であって前記第１測長センサーと対向する位置に設けられる第２測長センサーを含み、
前記第１測長センサーで前記シートロールの左側面に光を当てて測長し、
前記第２測長センサーで前記シートロールの右側面に光を当てて測長し、
前記第１測長センサーのデータを用いて算出される第１の計測結果と、前記第２測長センサーのデータを用いて算出される第２の計測結果の両方が、前記許容寸法公差から外れると判定した場合、前記排出手段で前記許容寸法公差から外れた前記シートロールを排出すること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のロール幅検査装置において、
前記搬送コンベアに平行に配置される押圧用コンベアを備え、
前記搬送コンベアは、前記押圧用コンベアとで前記シートロールを挟んで搬送し、
挟まれて搬送される前記シートロールに前記レーザー光を当てて前記測長センサーを用いて測長すること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項5】

請求項１に記載のロール幅検査装置において、
前記パルス信号は、前記位置検出器より得られる信号に代えて、前記制御手段より得られる信号を用いること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トイレットロール等のシートロールを搬送する際に、製品ロールの幅を正確に測定することが可能な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

トイレットロールやキッチンロールなどは、長尺物を切断して１ロールとして製造される。定寸に切断された製品ロールは、規定の範囲内にその幅が収められているかどうかを検査する必要があり、通常、こうした製品ロールの幅の検査は搬送ラインで製品ロールを搬送している最中に行われる。

【0003】

特許文献１には、ロール状衛生用紙の寸法測定装置に関する技術が開示されている。搬送されるロール状衛生用紙は、搬送ラインの途中に設けられた放射状に配置されるバケットの中に投入される。ロール状衛生用紙は投入位置にあるバケットに投入されると、その幅寸法が測定される測定位置に移動し、その後、バケットからロール状衛生用紙が放出されて、下流の搬送ラインに送られる。この際に、ロール状衛生用紙は光学式のセンサーを用いて遮光するか否かで寸法測定がなされている。

【0004】

特許文献２には、シートロールの形状検査装置及び検査方法に関する技術が開示されている。コンベア上を移動するシートロールは、搬送途中に設けられた第１撮像手段と第２撮像手段を備え、その形状を画像処理によって識別し合否を判定している。そして、不合格品の発生が確認されれば、該当製品を排出する。この際、不合格品の発生率が多い場合には警告を出す。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−１５９２９１号公報

【特許文献2】特許第５０６４８７４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１に開示される技術を用いた場合、シートロール（文献ではロール状衛生用紙）の幅が必要な寸法に収まっているかどうかを判断することはできるが、必要とする寸法に足りない場合には不合格品として判定することができない。また、シートロールの端部にバリや紙粉などが付着していた場合に検査結果に影響を及ぼす。

【0007】

一方、特許文献２に開示される技術を用いた場合では、画像処理を行って寸法測定を行っているが、シートロールの搬送速度が速くなると対応できなくなる可能性が高い。これは、画像認識を行う場合にショット数が多くなると、画像認識に用いる部品の耐久性が問題となり易いが、搬送速度が速くなることはすなわちショット数の増加を意味し、結果的に部品の交換サイクルが早くなる。しかしメンテナンスを行う場合にはラインを停止する必要があるため、その分、製品のコストに影響することになる。

【0008】

更に、画像認識システムを用いて、検出する寸法精度を上げようとすると、処理に必要な解像度が高くする必要があり、扱うデータ量が多くなる。このため、高価なシステムを採用して高速な画像処理を行う必要があるが、この点も製品コストに影響するため望ましくない。

【0009】

一般的に、シートロールとなる紙製品、例えばトイレットペーパーやキッチンペーパーなどは、製品単価が安く大量生産が求められる傾向にあるため、シビアなコスト管理が要求されるケースが多い。したがって、求められる寸法公差に収まっているかどうかを検査する精度は、許容される寸法公差に対して数倍以上の精度が求められ、良品を不合格品として排出することは極力避けることが望ましい。また、製品単価を下げる為に、装置自体のコストを下げることも要求されている。

【0010】

そこで、本発明はこの様な課題を解決し、光学センサーを用いた高精度な寸法測定を比較的安価に実現したロール幅検査装置の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

前記目的を達成するために、本発明の一態様によるロール幅検査装置は、以下のような特徴を有する。

【0012】

（１）シートロールの搬送ラインに設けられた、前記シートロールの幅が許容寸法公差内に収まっているかどうかを検査するロール幅検査装置において、
位置検出器及び制御装置を有した駆動機構によって駆動され、前記シートロールをその搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で横搬送する搬送コンベアと、
前記シートロールの幅を計測するために、搬送される前記シートロールの外面に一定周期でパルス発振するレーザー光を照射し、被検出体となる前記シートロールの有無を検出する測長センサーと、
前記搬送コンベアを制御し、前記測長センサーからの検出信号を記憶する記憶部を備えた制御手段と、を備え、
前記制御手段により、
前記位置検出器より得られたパルス信号をカウントし、
該パルス信号と前記搬送コンベアの搬送速度を用いて前記シートロールの幅を計算すること、を特徴とする。

【0013】

（２）（１）に記載のロール幅検査装置において、
前記測長センサーは、パルスレーザーを用いた光学式のセンサーであり、連続パルスのパルス間隔が、０．１ｍｓｅｃ以下であること、が好ましい。

【0014】

上記（１）又は（２）に記載の態様により、シートロールの幅を高精度に測定して許容寸法公差内に収まっているかどうかを判断することが可能である。これは、シートロールであるトイレットペーパーの寸法公差は、概ね±２ｍｍ程度に設定されていることが多い。そこで測長センサーに例えばパルスレーザーなどを用い、一定周期でパルス発振するレーザー光をシートロールに当てて、そのレーザー光を検出できるか否かで判断する方式を採用した。

【0015】

また、搬送コンベアを駆動する駆動機構が備えた位置検出器よりパルス信号を得てシートロール搬送速度を算出し、測長センサーによる測定データと搬送速度を用いてシートロールの幅を計算することが出来る。測長センサーのパルスのオンオフされる間隔を、例えば０．１ｍｓｅｃ程度とすれば、シートロールの搬送速度が例えば１００個／分以上であっても、シートロールの幅を許容寸法公差の１／１０以下の精度で求めることが可能となる。

【0016】

（３）（１）又は（２）に記載のロール幅検査装置において、
前記搬送コンベアで搬送される前記シートロールを、前記搬送ラインから排出する排出手段を備え、
前記測長センサーは、前記搬送コンベアの進行方向左側に配置される第１測長センサーと、前記搬送コンベアの進行方向右側であって前記第１測長センサーと対向する位置に設けられる第２測長センサーを含み、
前記第１測長センサーで前記シートロールの左側面に光を当てて測長し、
前記第２測長センサーで前記シートロールの右側面に光を当てて測長し、
前記第１測長センサーのデータを用いて算出される第１の計測結果と、前記第２測長センサーのデータを用いて算出される第２の計測結果の両方が、前記許容寸法公差範囲から外れると判定した場合、前記排出手段で前記許容寸法公差範囲から外れた前記シートロールを排出すること、が好ましい。

【0017】

上記（３）に記載の態様により、許容寸法公差範囲から外れたシートロールを排出手段によって確実に排出することが可能となる。シートロールは紙製品であり、その製造において長い巻体を許容寸法公差に収まるように切断して製造される。この際に、バリなどが生じたり、斜めに切断されたりすることが考えられる。こうした製品に関して、許容寸法公差内に入っていたとしても排出手段によって排出してしまうと、許容寸法公差に収まっている良品を排出してしまうことが考えられるが、第１測長センサーと第２測長センサーの２つを使い、右側面と左側面の両側で幅を測定し、両方の計測結果が許容公差範囲から外れたものを検出することで、良品の誤排出を抑制することが可能となる。その結果、製品のコストダウンに貢献することができる。

【0018】

（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載のロール幅検査装置において、
前記搬送コンベアに平行に配置される押圧用コンベアを備え、
前記搬送コンベアは、前記押圧用コンベアとで前記シートロールを挟んで搬送し、
挟まれて搬送される前記シートロールに前記レーザー光を当てて前記測長センサーを用いて測長すること、が好ましい。

【0019】

上記（４）に記載の態様により、搬送コンベアに平行に配置される押圧用コンベアを備えてシートロールを挟んで搬送するため、この地点で測長センサーを用いて測長する際に、外的要因によってシートロールが動くことを防ぐことができる。このため、測定精度が向上して、許容寸法公差に収まっている良品を排出してしまうことを防ぐことが可能となる。

【0020】

（５）（１）に記載のロール幅検査装置において、
前記パルス信号は、前記位置検出器より得られる信号に代えて、前記制御手段より得られる信号を用いること、が好ましい。

【0021】

上記（５）に記載の態様により、位置検出器より得られる信号ではなく、外部の、例えばプログラマブルロジックコントローラーからのパルス信号を用いて、シートロールの幅を計算することで、シートロールの幅が許容寸法公差内に収まっているかを判断することが出来る。ロール幅検査装置にはＰＬＣを用いて制御されることが考えられ、ＰＬＣ自身のパルス信号を用いてシートロールの幅を計算することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本実施形態の、ロール幅検査装置の平面図である。

【図2】本実施形態の、ロール幅検査装置の側面図である。

【図3】本実施形態の、ロール幅検査装置の正面図である。

【図4】本実施形態の、シートロール計測部分の側面断面図である。

【図5】本実施形態の、シートロール排出部の拡大平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明の実施形態について、図面を用いて説明を行う。図１には、本実施形態のロール幅検査装置の平面図を示す。図２には、ロール幅検査装置の側面図を示す。図３には、ロール幅検査装置の正面図を示す。シートロールＷを搬送する搬送ライン１０には、ロール幅検査装置１００が設けられている。このロール幅検査装置１００には、シートロールＷを搬送する搬送コンベア１１０と、搬送コンベア１１０上部に設けられた押圧用コンベア１２０と、搬送コンベア１１０の下流であって下部に、排出用コンベア１４０が設けられている。そしてこれらはフレーム２００に支持されている。

【0024】

搬送コンベア１１０は、前工程搬送コンベア５０から搬送されてきたシートロールＷを搬送するコンベアであり、４つのコンベアが平行に配置されている。便宜上、第１搬送コンベア１１０Ａ、第２搬送コンベア１１０Ｂ、第３搬送コンベア１１０Ｃ、及び第４搬送コンベア１１０Ｄとしているが、特に断りなく搬送コンベア１１０とした場合は、第１搬送コンベア１１０Ａ乃至第４搬送コンベア１１０Ｄのいずれか、或いは全てを指すものとする。

【0025】

搬送コンベア１１０は、フレーム２００に固定された搬送コンベア駆動用モータ１１１によって、第１搬送コンベア１１０Ａ乃至第４搬送コンベア１１０Ｄの全てが駆動される。１つの搬送コンベア駆動用モータ１１１によって４つの搬送コンベア１１０を動かすことで、同じ速度で駆動させることが可能である。搬送コンベア駆動用モータ１１１には、サーボモータが用いられ、位置検出器に相当するエンコーダーが内蔵されている。

【0026】

搬送コンベア１１０の上部に、搬送コンベア１１０と平行して配置される押圧用コンベア１２０も、搬送コンベア１１０と同様に４つ設けられている。便宜上、第１押圧用コンベア１２０Ａ、第２押圧用コンベア１２０Ｂ、第３押圧用コンベア１２０Ｃ、及び第４押圧用コンベア１２０Ｄとしているが、特に断りなく押圧用コンベア１２０とした場合は、第１押圧用コンベア１２０Ａ乃至第４押圧用コンベア１２０Ｄのいずれか、或いは全てを指すものとする。これらの押圧用コンベア１２０は、４本のシャフト１３１に支持される、上下に高さを調整が可能な位置調整機構１３０を備えている。

【0027】

押圧用コンベア１２０は、位置調整機構１３０に取り付けられた押圧用コンベア駆動用モータ１２１によって、第１押圧用コンベア１２０Ａ乃至第４押圧用コンベア１２０Ｄの全てが駆動される。１つの押圧用コンベア駆動用モータ１２１によって４つの押圧用コンベア１２０を動かすことで、同じ速度で駆動させることが可能である。押圧用コンベア駆動用モータ１２１には、サーボモータが用いられている。押圧用コンベア駆動用モータ１２１によって、押圧用コンベア１２０は搬送コンベア１１０と同じ速度でベルトが動くよう制御される。

【0028】

位置調整機構１３０には、１つのハンドル１３２と同期して動く２つの台形ネジ１３３が備えられている。したがって、位置調整機構１３０のハンドル１３２を手回しすることで、４つの押圧用コンベア１２０の高さを任意の高さに調整することが可能となる。この押圧用コンベア１２０の高さは、搬送用コンベア１１０と押圧用コンベア１２０にてシートロールＷを挟んで軽く押圧する程度に設定されることが望ましい。

【0029】

図４に、シートロール計測部分の側面断面図を示す。シートロール計測部分２０１には、複数のパルスレーザーセンサ１１５が配置されている。パルスレーザーセンサ１１５を用いてシートロールＷの幅を測定している。パルスレーザーセンサ１１５にはパルス間隔は０．１ｍｓｅｃ以下のセンサーを採用している。これはシートロールＷの寸法公差が±２ｍｍに設定されているからであり、少なくともシートロールＷの幅の測定精度は１／１０以下である±０．２ｍｍ以下となることが望ましいからである。もちろん、パルスレーザーセンサ１１５にパルス間隔の更に短いものを採用しても良い。

【0030】

このパルスレーザーセンサ１１５は、１つの搬送コンベア１１０に対して２つずつ用意され、図３に示すように、４つ設けられた搬送コンベア１１０をそれぞれ挟むように向き合って備えられ、ロール幅検査装置１００では合計８つ備えられる。したがって、搬送コンベア１１０の左側に備えられた第１のパルスレーザーセンサ１１５は、シートロールＷの左側面に光を当てて測長し、搬送コンベア１１０の右側に備えられた第２のパルスレーザーセンサ１１５は、シートロールＷの右側面に光を当てて測長する。なお、向かい合うパルスレーザーセンサ１１５は、光軸が重ならないように工夫して配置されている。

【0031】

図５に、シートロール排出部の拡大平面図を示す。シートロール排出部２０２には、搬送コンベア１１０に面して排出ノズル部１５０が設けられており。複数の排出ノズル１５１が備えられている。排出ノズル１５１には図示しない空圧ホースが接続され、任意のタイミングでシートロールＷに向かって圧縮気体を噴出することが可能である。そして、シートロール排出部２０２には搬送コンベア１１０に直交する方向に排出コンベア１４０が備えられている。

【0032】

搬送コンベア１１０に対して排出コンベア１４０は下方に配置されており、排出ノズル１５１によって吹き飛ばされたシートロールＷを排出することができる。排出コンベア１４０には排出用駆動モータ１４１が接続されており、排出コンベア１４０を駆動する。シートロール排出部２０２における搬送コンベア１１０には、図５に示すように内側ガイド１１６と外側ガイド１１７が設けられており、第３搬送コンベア１１０Ｃと第４搬送コンベア１１０Ｄの間に排出ノズル部１５０が設けられている。

【0033】

したがって、内側ガイド１１６は、排出ノズル部１５０と第３搬送コンベア１１０Ｃ又は第４搬送コンベア１１０Ｄの間に配置され、シートロールＷの高さ全体をガイドするように板材を用いて設けられている。一方、外側ガイド１１７は、排出ノズル部１５０側から見て搬送コンベア１１０の遠い側の側面を、シートロールＷの下部だけガイドするように、丸棒を用いて設けられている。このような構造であるため、シートロールＷを搬送コンベア１１０で搬送する際には、内側ガイド１１６及び外側ガイド１１７でガイドし、排出する場合には、排出ノズル１５１から圧縮気体を噴出してシートロールＷを吹き飛ばし、外側ガイド１１７を乗り越えて、下側に設けられた排出用コンベア１４０に落とされる。

【0034】

このような構成のロール幅検査装置１００は、制御盤１６０によって制御されており、制御盤１６０には表示装置１６１とプログラマブルロジックコントローラー（以下、ＰＬＣとする）１６２を備えている。また、搬送コンベア駆動用モータ１１１を制御する制御装置に相当する第１サーボアンプ１６３と、押圧用コンベア駆動用モータ１２１を制御する制御装置に相当する第２サーボアンプ１６４が、制御盤１６０内に収められている。

【0035】

そして、前工程搬送コンベア５０から横搬送、すなわち搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で搬送されてきたシートロールＷを、シートロール計測部分２０１にてパルスレーザーセンサ１１５を用いて幅を計測する。パルスレーザーセンサ１１５の光軸上にシートロールＷが存在すれば、レーザー光がシートロールＷによって遮られ、シートロールＷの存在を検出できる。その検出されている時間を用いて、その時間に搬送コンベア１１０のエンコーダーから得られるパルス数をカウントし、当該時間内のコンベアの移動量を掛けることでシートロールＷの幅を計算することができる。

【0036】

搬送されるシートロールＷはトイレットペーパーであり、その幅は１１４ｍｍ±２ｍｍと許容される寸法公差がＪＩＳによって定められている。したがって、シートロールＷの幅が規格から外れた場合には、シートロール計測部２０１より下流に設けられたシートロール排出部２０２にて、排出する必要がある。

【0037】

このため、搬送コンベア１１０によって搬送されるシートロールＷの幅をＰＬＣ１６２で計算して図示しない記憶装置に記録し、何番目のシートロールＷが規格外であるかを調べ、シートロール排出部２０２にてタイミング良く排出ノズル１５１から圧縮気体を噴出し、ＮＧ品のシートロールＷをはじき飛ばす。これらの結果は制御盤１６０に設けられた表示装置１６１によって表示されることで、作業者に目視でシートロールＷの幅がきちんと測長できているかを知らせることが出来る。

【0038】

そして、ＮＧ判定されるシートロールＷが続くような場合には、制御盤１６０にて判断して警報を出し、警告画面を表示することが可能である。そして、搬送ライン１０が無人運転されているケースが多いため、ＰＬＣ１６２に備えた記憶装置にこれらの情報を記録している。したがって、作業者は後に表示装置１６１を用いてＮＧ品の排出状況を把握することが出来る。

【0039】

本実施形態のロール幅検査装置１００は、上記構成であるため、以下に示すような作用及び効果を奏する。

【0040】

まず、ロール幅検査装置１００を用いることで、シートロールＷの高精度な寸法測定を実現することが可能となる。これは、シートロールＷの搬送ライン１０に設けられた、シートロールＷの寸法が許容寸法公差内に収まっているかどうかを検査するロール幅検査装置１００において、位置検出器及び制御装置を有した駆動機構である搬送コンベア駆動用モータ１１１によって駆動され、シートロールＷをその搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で横搬送する搬送コンベア１１０と、を備えている。

【0041】

また、シートロールＷの幅を計測するために、搬送されるシートロールＷの外面に一定周期でパルス発振するレーザー光を照射し、被検出体となるシートロールの有無を検出する測長センサーであるパルスレーザーセンサ１１５と、搬送コンベア１１０を制御し、パルスレーザーセンサ１１５からの検出信号を記憶する記憶部を備えた制御盤１６０と、を備えている。そして、制御盤１６０により、位置検出器より得られたパルス信号をカウントし、パルス信号と搬送コンベア１１０の搬送速度を用いてシートロールＷの幅を計算する。具体的には、レーザー光がシートロールＷによって遮られ、シートロールＷの存在を検出できる。その検出されている間の時間を用いて、その時間に搬送コンベア１１０のエンコーダーから得られるパルス数をカウントし、当該時間内のコンベアの移動量を掛けることでシートロールＷの幅を計算することができる。

【0042】

このような構成により、搬送コンベア駆動用モータ１１１の位置検出器に相当するエンコーダーから得られるパルス信号と、パルスレーザーセンサ１１５より得られるパルス信号と、を制御盤１６０に備えたＰＬＣ１６２に取り込み、これをカウントすることによって、搬送コンベア１１０の搬送速度に基づいてシートロールＷの幅を計測することが可能となる。この時、レーザー光のパルス幅は０．１ｍｓｅｃ以下と非常に短いため、シートロールＷの幅を精確に算出することが可能となる。

【0043】

搬送コンベア１１０のシートロールＷの搬送速度は、１レーンあたり最速で１６０個／分であり、課題にも示した様に画像認識などの手段を用いた場合には、画像処理を行う為には相応に高価な機材を必要とする。シートロールＷに求められる許容寸法公差は±２ｍｍであるため、その測定精度は±０．２ｍｍ以上が求められるが、画像認識によるシートロールＷの幅の判定を行う場合には、それに応じた解像度のデータを取り込む必要があり、１つのシートロールＷに対して最低１ショットの撮影が必要となる。このため、膨大な数の撮影を行うと、画像認識装置の耐久性が実用に耐えなくなる。

【0044】

しかしながら、画像認識装置に比べて比較的安価なパルスレーザーセンサ１１５を用い、そのパルス信号をカウントするという手法を用いることで、シートロールＷの幅を算出することが可能となる。パルスレーザーセンサ１１５は、レーザー光のスポット径が小さく、レーザーパルスをシートロールＷの側面に光を当てて検出し、シートロールＷの有無を判断している。搬送コンベア１１０の速度は搬送コンベア駆動用モータ１１１によって決定されるため、この搬送コンベア駆動用モータ１１１に備えたエンコーダーより得られるパルス信号を用いることで、シートロールＷの搬送速度を求めることが出来る。

【0045】

一方、パルスレーザーセンサ１１５によってシートロールＷを検出している間のエンコーダーのパルスをカウントして、当該時間内のコンベアの移動量を掛けることでシートロールＷの幅を計算することができる。したがって、パルスレーザーセンサ１１５のパルスが０．１ｍｓｅｃ程度あれば、測定精度は±０．２ｍｍ以上を実現が可能であり、その耐久性に関しても画像認識装置に比べて遙かに高めることが可能である。

【0046】

次に、シートロールＷの良品をバリや紙粉などの影響でＮＧ判定するようなことを防ぐ効果が得られる。これは、搬送コンベア１１０で搬送されるシートロールＷを、搬送ライン１１０から排出する排出手段に相当する排出ノズル部１５０を備え、パルスレーザーセンサ１１５は、搬送コンベア１１０の進行方向左側に配置される第１測長センサーと、搬送コンベア１１０の進行方向右側であって第１のパルスレーザーセンサ１１５と対向する位置に設けられる第２のパルスレーザーセンサ１１５を含み、第１のパルスレーザーセンサ１１５のデータを用いて算出される第１の計測結果と、第２のパルスレーザーセンサ１１５のデータを用いて算出される第２の計測結果の両方が、許容寸法公差範囲から外れると判定した場合、排出ノズル１５１から圧縮気体を噴出して、許容寸法公差範囲から外れたシートロールＷを排出している。

【0047】

こうすることで、測定精度を高めることが出来る。これは、図３に示すように、パルスレーザーセンサ１１５を対向する位置に配置して、シートロールＷの両側面から計測して、その双方の計測結果がＮＧである場合に、ＮＧであると判断しているためである。

【0048】

シートロールＷは長尺のロールから定尺で切り出されるため、刃物の具合によってはシートロールＷの端にバリや紙粉が付着している場合がある。こうしたケースでは、パルスレーザーセンサ１１５がバリなどの影響によってシートロールＷの幅を正確に測定できないことも考えられるが、第１のパルスレーザーセンサ１１５から得られる計算結果と、第２のパルスレーザーセンサ１１５から得られる計算結果を計測し、両方とも許容寸法公差から外れていなければ、良品と判断することで、バリや紙粉が付いていた場合でもＮＧと判定されなくなる。一方、斜めに切断されている場合であっても、正確に幅を判定できるため、良品がＮＧ判定されることを防ぐことが可能である。

【0049】

また、搬送コンベア１１０に平行に配置される押圧用コンベア１２０を備え、搬送コンベア１１０は、押圧用コンベア１２０とでシートロールＷを挟んで搬送していることにより、シートロールＷの動きを抑え、良品がＮＧ判定されることを防ぐ効果が得られる。これは、押圧されて搬送されるシートロールＷに、光を当ててパルスレーザーセンサ１１５を用いて測長することで、搬送コンベア１１０に対して動かない状態のシートロールＷの幅を測ることが可能になるためである。

【0050】

搬送コンベア１１０と押圧用コンベア１２０は対向する位置に平行に配置され、搬送コンベア駆動用モータ１１１と押圧用コンベア駆動用モータ１２１によって、同じ速度でベルトが動くように制御されることで、シートロールＷを軽く押圧された状態で搬送することが出来る。

【0051】

搬送コンベア１１０でシートロールＷを搬送中には、意図しない外力によってシートロールＷが僅かに動くことが考えられるが、搬送コンベア１１０と押圧用コンベア１２０でシートロールＷを挟んで搬送することで、そうした外力によってシートロールＷの姿勢が変わることを防ぐことが出来る。そして、パルスレーザーセンサ１１５を用いて挟んで搬送されるシートロールＷの幅を計測するため、測定精度を向上させることが出来る。

【0052】

また、押圧用コンベア１２０に位置調整機構１３０を備えていることで、巻径の異なるシートロールＷに対応させることが可能となる。なお、シートロールＷの幅を計算するにあたって、搬送コンベア駆動用モータ１１１に備える位置検出器より得られるパルス信号を用いて計算しているが、ＰＬＣ１６２の内部に備えたパルスカウンタを用いて速度の計算を行っても良い。

【0053】

以上、本発明に係るロール幅検査装置１００に関する説明をしたが、本発明はこれに限定されるわけではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、ロール幅検査装置１００の構造について、設計事項の範囲内で変更することを妨げない。また、シートロールＷはトイレットペーパーとして説明しているが、キッチンペーパーなど、ある程度の弾力性を有した紙製品の巻回体であれば、本発明を適用することが可能である。また、パルスレーザーセンサ１５５には、反射型のセンサーや透過型のセンサーを必要に応じて選ぶことができる。

【符号の説明】

【0054】

１０ 搬送ライン
５０ 前工程搬送コンベア
１００ ロール幅検査装置
１１０ 搬送コンベア
１１１ 搬送コンベア駆動用モータ
１１５ パルスレーザーセンサ
１２０ 押圧用コンベア
１２１ 押圧用コンベア駆動用モータ
１３０ 位置調整機構
１４０ 排出用コンベア
２００ フレーム
Ｗ シートロール

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2021年5月28日

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートロールの搬送ラインに設けられた、前記シートロールの幅が許容寸法公差内に収まっているかどうかを検査するロール幅検査装置において、
位置検出器及び制御装置を有した駆動機構によって駆動され、前記シートロールをその搬送方向に対して軸が平行になる姿勢で横搬送する搬送コンベアと、
前記シートロールの幅を計測するために、搬送される前記シートロールの外面に一定周期でパルス発振するレーザー光を照射し、被検出体となる前記シートロールの有無を検出する測長センサーと、
前記搬送コンベアを制御し、前記測長センサーからの検出信号を記憶する記憶部を備えた制御手段と、を備え、
前記制御手段により、
前記シートロールの存在が検出されている時間を用いて前記位置検出器より得られたパルス信号をカウントし、
該パルス信号と前記搬送コンベアの搬送速度を用いて前記シートロールの幅を計算すること、
前記測長センサーは、前記搬送コンベアの進行方向左側に配置される第１測長センサーと、前記搬送コンベアの進行方向右側であって前記第１測長センサーと対向する位置に設けられる第２測長センサーを含み、
前記第１測長センサーのデータを用いて算出される第１の計測結果と、前記第２測長センサーのデータを用いて算出される第２の計測結果の両方が、前記許容寸法公差から外れると判定した場合、前記シートロールをＮＧ判定すること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項2】

請求項１に記載のロール幅検査装置において、
前記測長センサーは、パルスレーザーを用いた光学式のセンサーであり、連続パルスのパルス間隔が、０．１ｍｓｅｃ以下であること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のロール幅検装置において、
前記搬送コンベアで搬送される前記シートロールを、前記搬送ラインから排出する排出手段を備え、
前記第１測長センサーで前記シートロールの左側面に光を当てて測長し、
前記第２測長センサーで前記シートロールの右側面に光を当てて測長し、
前記ＮＧ判定された前記シートロールを排出すること、
を特徴とするロール幅検査装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載のロール幅検査装置において、
前記搬送コンベアに平行に配置される押圧用コンベアを備え、
前記搬送コンベアは、前記押圧用コンベアとで前記シートロールを挟んで搬送し、
挟まれて搬送される前記シートロールに前記レーザー光を当てて前記測長センサーを用いて測長すること、
を特徴とするロール幅検査装置。