JP2007254084A - ウェブ材の終端検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】巻き取られたロール体から繰り出されたウェブ材が巻き掛けられて回転されるガイドローラの回転方向を検出することにより、ロール体に巻き取られたウェブ材の終端を早期に且つ確実に検出可能なウェブ材の終端検出装置を提供する。
【解決手段】ロール体Ｒの紙管Ｔに巻き取られているウェブ状包装材Ｆｗがその終端まで繰り出された瞬間では、紙管Ｔが同じ繰り出し方向に回転し続けようとし、ウェブ状包装材Ｆｗは紙管Ｔに逆方向に僅かながら巻き取られる。ウェブ状包装材Ｆｗをガイドするガイドローラ４がウェブ状包装材Ｆｗの逆方向への巻き取り時にする逆回転は、１回転をするまでの間に早期に回転方向検出手段５によって検出される。終端判定手段９は、回転方向検出手段５からの検出信号に基づいてガイドローラ４の回転方向が反転したことを検出することで、ウェブ状包装材Ｆｗが終端まで繰り出されたことを判定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、紙管に巻き取られた包装材のようなウェブ材を巻き戻していくときのウェブ材の終端を検出するウェブ材の終端検出装置に関する。

従来、包装材のようなウェブ材は、紙管に巻き取られてロール体となっており、ロール体は包装機に付属しているロールホルダに回転可能に装着される。包装機による包装動作に応じてロール体を巻き戻し方向に回転させることで、ウェブ材は所要の機械・装置に供給される。包装機に供給されたウェブ状包装材は、筒状に形成されて製品の周囲を取り囲み、ヒートシールを施す処理が行われ、製品を包装する袋に成形されていくことで次第に消費される。ウェブ材の終端は、紙管に接着剤又は接着テープによって付着されている場合、或いは単に巻き付けたフリーである場合とがある。

ウェブ材を終端まで使い切った際には、紙管やロール体から繰り出したウェブ材が掛けられるガイドローラの回転が停止される。しかしながら、ウェブ材が紙管に付着されている場合には、紙管からの繰り出しが終了した時にウェブ材には強い張力が生じる。従来、ウェブ材の終端を検出する方法として、ウェブ材の紙管付着式の場合には、ウェブ材に生じるこの強い張力が利用される。即ち、図４（ａ）に示すように、ロール体Ｒから繰り出されたウェブ材Ｆｗは、幾つかのガイドローラ２３に掛けられて案内されて、消費位置である所定の機械・装置等まで供給される。供給途中に、ウェイトローラ２０に巻き掛けられており、ウェブ材Ｆｗを終端まで使い切った場合、想像線で示すように、終端が貼着されている紙管Ｔとの間で突っ張ることで、増大する張力によってウェイトローラ２０は上昇される。ウェイトロール２０が上死点まで上昇したときに、上死点に対応して設けられているセンサ２１がウェブ材Ｆｗが終端まで繰り出されたことを検出する。

また、ウェブ材の終端が紙管に取り付けられていない単純巻き付け式のウェブ材の場合には、ウェブ材の終端を検出する方法として、ウェブ材に張力が作用しなくなることが利用される。即ち、図４（ｂ）に示すように、ウェブ材Ｆｗが終端まで繰り出されるときにはウェブ材Ｆｗが紙管Ｔから剥がれて想像線で示すように垂れ下がり、その結果、ウェブ材Ｆｗの張力が急減する。ガイドロール２３の近傍において、ウェブ材Ｆｗの幅方向中央にマイクロスイッチ２４を押しておくことにより、本体アースでウェブ材の終了を検出することができる。

フィルムシート検出装置として、フィルムを収納するフィルム収納部を多数並設して帯状に形成されるフィルムシートを巻芯にロール状に巻回し、該巻芯より迂回路を通して、さらに下流側にフィルムシートを搬送するフィルムシート搬送手段と、前記迂回路を形成するための付勢手段と、迂回路に向かう途中若しくは迂回路から復帰する途中の少なくとも一方のフィルムシートに対向して設けられフィルムシートの有無を検出するフィルムシート検出手段とを有するものが提案されている（特許文献１）。この構成によれば、巻芯にロール状に巻回されているフィルムシートは、巻芯の下流で迂回路を通して更に下流に搬送される。迂回路は付勢手段の付勢力で形成され、フィルムシートのたるみが防止される。フィルムシートが消費されて後端部になると、フィルムシートの後端部にマーク等の被検出部が設けられていなくても、また、フィルムシートの後端が巻芯に対し貼着されているか否かに拘わらず、更に、多種多様なフィルムシートであっても、迂回路が初期状態から変動し、この変動をフィルムシート検知手段で検知し、フィルムシートの後端部を正確に検知することを図っている。
特開２００１−２７２７７６３号公報（段落［００１２］、［００５１］、図２）

また、ダンサローラの動きから繰り出し終端部において生じる大きな張力を検出し、その検出々力により、フィルムの繰り出しモータを停止するとともに、紙管の拘止を解いてフィルムロールを自由にし、繰り出しの終端時に生じるフィルムのダメージを抑え、フィルムを最後まで繰り出して使用できるように図ったフィルムの終端処理装置が提案されている（特許文献２）。詳細には、紙管に巻回されたフィルムがすべて出尽くすと、末端がこの紙管に固定されたフィルムにダンサローラを介して作用するプルダウンベルトの急激な張力変動がダンサローラの急上昇として現れ、この動きを大きな負荷変動として捉えたロードセルの異常検出信号に基づいてフィルム繰り出しモータを直ちに停止させるとともに、チャッキング駆動手段を介してフィルムロールの拘止を解く。これにより、フィルムへの過大な張力の作用を事前に回避して、給送過程にあるフィルムの延びや破断といった事故の発生を未然に抑える。最後に、フィルムを手で一杯まで引出した上、この端部に新たなフィルムの先端を接合して、次のフィルムの給送動作に入らせる。
特開平１０−２４５０１４号公報（段落［００１４］〜［００１６］、図１）

更に、フィルムの終端部が紙管に粘着テープ等で止着されている場合であっても、フィルムの終了を確実に検知する包装機のウェブ終了検出方法及び装置が提案されている（特許文献３）。装填手段に装填されている原反ロールから引出された帯状フィルムは、フィルムに張力を与えるダンサローラに巻掛けられた状態で製袋器に向けて移送される。ポテンショメータの検出信号により、ダンサローラの変動位置が検出される。フィルムの終端部が紙管から離間するときには、変動下限位置まで変動したことをポテンショメータが検出した際に、制御手段は帯状フィルムの終了を検知する。また、フィルムの終端部が紙管に止着されている場合には、ダンサローラが変動上限位置にまで変動することで、帯状フィルムの終了を検知する。
特開平１０−１２９６３１号公報（段落［００２４］〜［００２５］、図１）

しかしながら、ダンサローラの変位を検出することによるウェブ材の終端の検出については、ダンサローラが所定以上の変位をしたことを検出手段が検出して初めて可能であるので、ウェブ材がロール体において終端となった後から、実際にウェブ材の終端を検出するまでには時間遅れがある。また、張力で張ったウェブ材にセンサを当接しておくウェブ材の終端検出については、張力の不安定さで、ウェブ材の終端を検出の誤作動が生じる可能性がある。こうしたウェブ材の終端の検出についての時間遅れや誤作動は、終端を正確に検出できないことに繋がる。包装機等の機械や装置の運転において、ウェブ材に所定の張力が得られなくなると、不良品の発生に繋がる。したがって、機械や装置の正確な運転や稼働効率を上げる点で一層に改善が求められている。

そこで、巻き取られたロール体から繰り出されたウェブ材が巻き掛けられて回転されるガイドローラがウェブ材の終端で特有の回転挙動を示すことに着目し、ガイドローラの回転方向を検出することによりロール体に巻き取られたウェブ材の終端を早期に且つ確実に検出可能とする点で解決すべき課題がある。

この発明の目的は、ロール体に巻き取られたウェブ材の終端を早期に且つ確実に検出可能とするウェブ材の終端検出装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明によるウェブ材の終端検出装置は、ウェブ材が紙管に巻き取られているロール体から繰り出される前記ウェブ材をガイドするガイドローラ、前記ガイドローラの回転方向を検出する回転方向検出手段、及び前記回転方向検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記ガイドローラの回転方向の反転に基づいて前記ウェブ材の終端を判定する終端判定手段を備えことから成っている。

このウェブ材の終端検出装置によれば、ロール体の紙管に巻き取られているウェブ材がその終端まで繰り出されると、その瞬間では紙管がまだ同じ繰り出し方向に回転し続けようとする。終端まで繰り出されたウェブ材は、その後も同じ方向に回転し続ける紙管に僅かながら巻き取られる。ロール体から繰り出されるウェブ材をガイドするガイドローラは、逆方向に巻き取られるウェブ材によって繰り出し時とは反対方向に回転する。この反対方向への回転は、例えば、１回転をするまでの間の僅かな回転量であっても回転方向検出手段によって検出可能とされる。終端判定手段は、回転方向検出手段からの検出信号に基づいてガイドローラの回転方向が反転したことを検出し、更にそのことに基づいて、ウェブ材が終端まで繰り出されたことを判定する。

このウェブ材の終端検出装置において、前記回転方向検出手段は、前記ガイドローラとともに回転する被検出子、及び前記ガイドローラの近傍に配置されて前記回転子の通過を検出可能な検出子を備える構成とすることができる。被検出子がガイドローラとともに回転するとき、ガイドローラの近傍に配置されている検出子が、その傍を通過する被検出子を検出する。

この被検出子と検出子とを備えるウェブ材の終端検出装置において、前記被検出子は前記ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された羽根であり、前記検出子は前記ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された二つのセンサであるとすることができる。ガイドローラが回転するとき、ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された被検出子としての羽根が、ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された二つのセンサを通過する。このとき、どちらのセンサが、羽根が先に通過するのを検出するかによって、ガイドローラの回転方向を検出することができる。

上記のウェブ材の終端検出装置において、前記ガイドローラに走行入りする前記ウェブ材に沿って、前記終端判定手段による前記ウェブ材の終端判定に応じて前記ウェブ材を吸着動作するウェブ材吸着手段を配置することができる。終端判定手段がウェブ材の終端を判定したときに、ガイドローラの前記ウェブ材の走行入側には設けられているウェブ材吸着手段がウェブ材を吸着して、紙継ぎ等の終端処理を行うのを容易にする。

ウェブ材吸着手段が設けられている上記のウェブ材の終端検出装置において、前記ウェブ材吸着手段は前記ウェブ材の横幅よりも幅広な吸着プレートを備えており、前記吸着プレートには、前記ウェブ材の横断方向に延び且つ前記ウェブ切断用のカッタが入り込み可能なスリットと、前記スリットの両側で且つ前記スリットに沿って配置されており負圧源に接続されている吸着孔とを形成することができる。ウェブ材は、ウェブ材吸着手段の吸着プレートに全幅を載せて吸着される。吸着プレートにウェブ材の横断方向に延びるスリットにカッタを沿わせて移動させることで、ウェブ材は、終端側を残して切断される。また、切断後も、ガイドローラ側に送ったウェブ材と、紙管側に幾分か残るウェブ材とが吸着孔で吸着保持される。

上記のウェブ材の終端検出装置において、前記ウェブ材は、製品を包装するウェブ状包装材とすることができる。包装用のウェブ状包装材は、不良品の製造を防止するために、始端から終端まで均一な張力で包装機に供給されるべきものであり、終端を検出した場合にも、紙継等の終端処理が迅速且つ正確に施される必要がある。このウェブ材の終端検出装置は、製品包装用のウェブ状包装材の終端検出に好適である。

この発明によるウェブ材の終端検出装置は、上記のように構成されているので、巻き取られたロール体から繰り出されたウェブ材が巻き掛けられて回転されるガイドローラの回転方向を検出することにより、ウェブ材がその終端まで繰り出されたことによって生じるガイドローラの回転方向の反転を、その反転が１回転する間もなく検出することができ、ロール体に巻き取られたウェブ材の終端を早期に且つ確実に検出することができる。

以下、添付した図面に基づいて、この発明によるウェブ材の終端検出装置の実施例を説明する。図１は、この発明によるウェブ材の終端検出装置が適用されるウェブ材供給部を示す斜視図である。図２は、図１に示すウェブ材供給部の要部を示す平面図である。

図１に示すウェブ材供給部によれば、ウェブ状包装材Ｆｗは、当初は紙管Ｔに巻き取られてロール体Ｒ（想像線で示す）となっている。ロール体Ｒは、紙管Ｔの内部に通された公知のチャック軸１によって把持され、両端の軸支持部２，２で回転可能に支持されている。終端側の包装材Ｆｗｅは、接着テープＡによって紙管Ｔに貼り付けられている。接着テープＡに代えて、接着剤で直接に貼り付けられることもある。

ロール体Ｒのウェブ状包装材Ｆｗは、包装機の運転に伴って、モータのような駆動源からの駆動力によって、紙管Ｔから巻き戻されるようにして包装機に供給されるなどして次第に消費される（図３における矢印Ｄ１方向を参照）。ロール体Ｒから繰り出されたウェブ状包装材Ｆｗは、複数のガイドローラ３とガイドローラ４に案内されて包装機等のウェブ状包装材を用いた装置・機械に供給される。各ガイドローラ３，４は、適当な軸によって回転可能に支持されている。ウェブ状包装材Ｆｗには、張力が作用しているので、ガイドローラ３，４は事実上、ウェブ状包装材Ｆｗに対して滑ることなく回転する。

図１、及び図２に示すように、ガイドローラ４には、ガイドローラ４の回転方向を検出する回転方向検出手段５が設けられている。回転方向検出手段５は、ガイドローラ４と共に回転する被検出子として、ガイドローラ４の一方の端部において回転周方向に隔置して配置された二つの羽根６，６を有しており、また、被検出子を検出可能な検出子として、ガイドローラ３の同じく一方の端部においてガイドローラ３の近傍に回転周方向に隔置して配置された二つのセンサ７ａ，７ｂを有している。センサ７ａ，７ｂは、機械のフレームに固定されている取付け板８に取り付けられている。羽根６，６は、検出方式に応じて適宜の材料で構成することができる。なお、羽根６は、二つ設けてあるが、これはガイドローラ４の回転の分解能を高めるためのものであり、設ける数は他の数であってもよい。センサ７ａ，７ｂは、光学式、磁気式等の羽根６の通過を検出することができれば、任意のセンサとすることができる。

被検出子である羽根６，６が、ガイドローラ４とともに回転するとき、ガイドローラ４の回転周方向に隔置して配置された羽根６が、ガイドローラ３の近傍に配置されている検出子としてのセンサ７ａ，７ｂの傍を次々に通過する。センサの個数を複数個とすることで、羽根６の検出順序によってガイドローラの回転方向を知ることができる。即ち、羽根６の周方向の幅はセンサ７ａ，７ｂ間の周方向距離よりも大きく、羽根６，６間の周方向間隔はセンサ７ａ，７ｂ間の周方向距離よりも短い。そのため、センサ７ａ，７ｂが共に羽根６を検出するときと共に検出しないときが存在し、共に羽根６を検出する際にどちら側のセンサから羽根６を検出したかによって、ガイドローラ４の回転方向を検出することができる。

ガイドローラ４が順方向に回転する場合、その回転に伴って、羽根６が一方のセンサ７ａによって検出されてＯＮとなるが、他方のセンサ７ｂは羽根６を検出せずにＯＦＦである。ガイドローラ４の回転が更に進むときに、羽根６が両方のセンサ７ａ，７ｂによって検出されて、共にＯＮとなる。更にガイドローラ４の回転が進むと、先に羽根６を検出していたセンサ７ａがＯＦＦになるが、他方のセンサ７ｂは羽根６を検出し続けてＯＮの状態を維持する。更にガイドローラ４の回転が進むと、他方のセンサ７ｂも羽根６を検出しなくなってＯＦＦとなる。このようなＯＮ状態とＯＦＦ状態との変化を比較判断することで、ガイドローラ４が逆方向に回転する場合には、羽根６の検出順序がセンサ７ｂから先になることから、ガイドローラ４の回転方向を知ることができる。

ウェブ状包装材Ｆｗの終端を検出する仕組みが図３に示されている。ウェブ状包装材Ｆｗがその終端まで繰り出されたとき、その瞬間では、紙管Ｔが慣性によって同じ繰り出し方向に回転し続けようとする。このとき、ウェブ状包装材Ｆｗは、最も繰り出された状態から、回転し続ける紙管Ｔによってそれまで巻かれていた巻き取り方向とは逆方向（破線で示すＤ２の方向を参照）に僅かながら巻き取られる。その結果、ガイドローラ４は、ウェブ状包装材Ｆｗは繰り出し時とは反対方向（Ｅ２方向）に回転する。この反対方向への回転は、その逆方向に１回転をするまでの早い段階で、回転方向検出手段５によって検出される。終端判定手段９は、回転方向検出手段５からの検出信号に基づいてガイドローラ４の回転方向が反転したことを検出し、更にそれに基づいて、ウェブ状包装材Ｆｗが終端まで繰り出されたことを判定する。

ガイドローラ４のウェブ状包装材Ｆｗの走行入側には、ウェブ状包装材Ｆｗを吸着可能なウェブ材吸着手段１０が配置されている。ウェブ材吸着手段１０は、ウェブ状包装材Ｆｗの走行経路に沿う形態で配置され、且つウェブ状包装材Ｆｗの横幅ｗよりも広い幅Ｗを有する吸着プレート１１を備えている。吸着プレート１１には、ウェブ状包装材Ｆｗの横断方向に延びてカッタが通過可能なスリット１２と、スリット１２の両側にスリット１２に沿って延びた吸着孔列１３，１３とが形成されている。各吸着孔列１３は、例えば、空気を吹き出すエジェクタに伴って発生された負圧によってウェブ状包装材Ｆｗを吸着して保持することができる。

ウェブ材吸着手段１０は、終端判定手段９がウェブ状包装材Ｆｗの終端を判定したときに、直ちに作動してウェブ状包装材Ｆｗを吸着する。ウェブ状包装材Ｆｗは、ウェブ材吸着手段１０の吸着プレート１１に全幅を載せた状態に吸着される。吸着プレート１１に形成されているスリット１２にカッタの刃先を沿わせて移動させることで、ウェブ状包装材Ｆｗは、既に供給されている包装機側の包装材Ｆｗ１と、紙管Ｔに付着されている終端側の包装材Ｆｗｅとに切断される。切断後も、包装材Ｆｗ１と包装材Ｆｗｅとは、各吸着孔列１３，１３で吸着保持されるので、紙継ぎ等の終端処理を行うのが容易になる。ウェブ材吸着手段１０の吸着動作については、作業員による適宜のスイッチ操作或いは弁の開閉操作によって、解除することができる。

包装用のウェブ状包装材Ｆｗは、不良品の製造を防止するために、始端から終端までどこのウェブ材であっても均一な張力で包装機に供給されるべきものであり、この終端検出装置によれば、終端を検出した場合に紙継等の終端処理を迅速且つ正確に行うことができる。なお、ウェブ材は、製品を包装するウェブ状包装材Ｆｗであるとして説明したが、それ以外にも、紙やフィルムを巻き取ったロール体からの供給に適用可能である。

この発明によるウェブ材の終端検出装置が適用されるウェブ材供給部を示す斜視図である。 図１に示すウェブ材供給部の要部を示す平面図である。 図１に示すウェブ材供給部を含むウェブ材供給系統の側面図である。 従来のウェブ材の終端検出装置の概略図である。

符号の説明

１ チャック軸 ２ 軸支持部
３ ガイドローラ ４ ガイドローラ
５ 回転方向検出手段 ６ 羽根
７ａ，７ｂ センサ ８ 取付け板
９ 終端判定手段
１０ ウェブ材吸着手段 １１ 吸着プレート
１２ スリット １３ 吸着孔列
１４ 吸引孔
Ｆｗ ウェブ状包装材 Ｔ 紙管
Ｒ ロール体 Ａ 接着テープ
Ｆｗ１ 包装機側の包装材 Ｆｗｅ 終端側の包装材
ｗ ウェブ状包装材Ｆｗの幅 Ｗ 吸着プレート１１の幅

Claims (6)

1. ウェブ材が紙管に巻き取られているロール体から繰り出される前記ウェブ材をガイドするガイドローラ、前記ガイドローラの回転方向を検出する回転方向検出手段、及び前記回転方向検出手段からの検出信号に基づいて検出した前記ガイドローラの回転方向の反転に基づいて前記ウェブ材の終端を判定する終端判定手段を備えことから成るウェブ材の終端検出装置。
2. 回転方向検出手段は、前記ガイドローラとともに回転する被検出子、及び前記ガイドローラの近傍に配置されて前記回転子の通過を検出可能な検出子を備えることから成る請求項１に記載のウェブ材の終端検出装置。
3. 前記被検出子は前記ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された羽根であり、前記検出子は前記ガイドローラの回転周方向に隔置して配置された二つのセンサであることから成る請求項２に記載のウェブ材の終端検出装置。
4. 前記ガイドローラに走行入りする前記ウェブ材に沿って、前記終端判定手段による前記ウェブ材の終端判定に応じて前記ウェブ材を吸着動作するウェブ材吸着手段が配置されていることから成る請求項１〜３のいずれか１項に記載のウェブ材の終端検出装置。
5. 前記ウェブ材吸着手段は前記ウェブ材の横幅よりも幅広な吸着プレートを備えており、前記吸着プレートには、前記ウェブ材の横断方向に延び且つ前記ウェブ切断用のカッタが入り込み可能なスリットと、前記スリットの両側で且つ前記スリットに沿って配置されており負圧源に接続されている吸着孔とが形成されていることから成る請求項４に記載のウェブ材の終端検出装置。
6. 前記ウェブ材は、製品を包装するウェブ状包装材であることから成る請求項１〜５のいずれか１項に記載のウェブ材の終端検出装置。
   

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