JP2007285867A - シート端検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート端の位置を安価に検出するシート端検出装置を実現することを目的とする。
【解決手段】フォトセンサを用いてシート状物体の端部を検出するシート端検出装置において、前記シート状物体の一方の面に配置された一つの発光素子と、前記シート状物体の他方の面に配置された分割受光素子と、該分割受光素子からの複数の出力信号を入力するとともに基準値調整手段手段からの基準値を入力する比較回路と、前記シート状物体を挟み前記発光素子と分割受光素子を搭載するセンサアームと、該センサアームをシート状物体の幅方向に駆動させる駆動装置を具備し、
前記比較回路は前記分割受光素子のそれぞれの出力と前記基準値調整手段手段からの基準値を比較し、その比較結果に基づいて前記駆動装置に駆動指令を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば中空のブローンフィルム（以下、シートという）を成膜するインフレーション装置に適用され、さらに詳しくは、厚さ測定装置の配置位置を正確に制御することにより均一なシートを成膜するために用いられるシート端検出装置に関するものである。

はじめに、本発明のシート端検出装置が適用される一例としてのインフレーション装置について簡単に説明する。
図３はインフレーション装置の基本構成図である。図３において、押出機１から押し出されたプラスチック原料は、リングダイ２で円筒状に成膜されたシート３ａに成形される。４は給排気装置である。

この円筒状のシートはピンチロール５で折り畳まれる。折り畳まれて２枚重ねにフラット化されたシート３ｂは、適当な定置ロール６を経由してＰ方向に移送され、巻取り機（図示省略）に巻取られる。

このような円筒状のシートの膜厚を均一に制御するためには、膜の厚さを測定しなければならない。厚さ測定は、シートの長さ方向だけでなく、幅方向、すなわち円筒の円周方向に対しても行わなければならない。

厚さを測定するために、厚さを測定するセンサを所定の位置に設置する。この形式においては所定角度９０°を４回（例えば３６０゜）時計方向（矢印Ｒ）に回転させた後、反時計方向（矢印Ｒ´）に同一角度回転させる反転往復させることにより各ゾーンの所定位置で畳まれて合わされるシートの特性値をセンサで測定している。

そのため、各ゾーンにおけるシートの特性値をセンサで測定する位置を、折り畳まれたシートのエッジ部の所定位置Ｓにおいて、２枚重ねの特性（厚さ）を測定している。

図３において、１０はオッシレーション位置情報部であり、ピンチロール５の回動情報を保持する。１１は折り畳み位置情報部であり、回動情報に基づいてシートの折り畳まれる仮想的なゾーン情報を保持する。

１２は演算部であり、折り畳まれるゾーン情報と、折り畳まれたシートのエッジ部Ｓにおける２枚重ねの測定値Ｅｉを１／２する演算によりエッジ部の特性値を演算し、円周方向の特性値を推定演算する。この推定演算を全ゾーンにおいて実行し、その統計処理（例えば平均値）で、シート３ａの円周方向の特性値を演算している。

図４（ａ〜ｃ）はこのようなインフレーション装置のシート端検出装置の従来例を示すもので、シートの幅方向の端部（以下、シート端という）を検出する。
図４（ａ）において、センサアーム８３はコ字状に形成され、その一方の端部に厚さ測定手段８１が設置されている。２つ（Ａ，Ｂ）のフォトセンサ８２は厚さ測定手段８１に近接して設置されている。

このフォトセンサ（Ａ，Ｂ）はそれぞれが反射型とされ発光素子と受光素子を備えている。８５はフォトセンサからの信号に基づき、移動体８４を介してセンサアーム８３を駆動する駆動手段である。

上述の構成において、フォトセンサＡからの出射光ａ’はシート３ｂで反射してその反射光が受光素子で受光される。受光素子で光電変換された信号（ＯＮ）は駆動手段８５に入力する。一方フォトセンサＢからの出射光ｂ’はシートからはずれているので反射光はなく受光素子からの信号は生じない（ＯＦＦ）。
駆動手段８５ではフォトセンサＡの信号がＯＮ、フォトセンサｂの信号がＯＦＦの場合はシート端が正常な位置にあると判断し、移動体８４に対して駆動信号を送信しない。

図４（ｂ）はシート３ｂの端部がセンサアーム側（右側）に移動した状態を示している。この場合、フォトセンサＡ及びＢからの出射光ａ’，ｂ’ともシート３ｂで反射するので、その反射光が受光素子で受光され両方のフォトセンサからの信号がＯＮとなる。
この状態ではシート端が正常な位置から右側にずれていると判断し、駆動手段８５は移動体８４に対して右側に移動するように駆動信号を送信する。

図４（ｃ）はシート３ｂの端部が正常な状態から左側に移動した状態を示している。この場合、フォトセンサＡ及びＢからの出射光ａ’，ｂ’ともシート３ｂで反射しないので、受光素子は反射光を受光せず両方のフォトセンサからの信号がＯＦＦとなる。
この状態ではシート端が左側にずれていると判断し、駆動手段８５は移動体８４に対して左側に移動するように駆動信号を送信する。

なお、シートの端部を検出する装置の先行技術としては下記の特許文献が知られている。

特開２０００−２９２１９４号公報

ところで、上述した構成のシート端検出装置においては、独立した２つのフォトセンサを必要とする。フォトセンサモジュールは高価であり、製品価格の低下を阻害する一因となっていた。
また、投光する光が広がりを持っているため反射型のセンサでは２つのセンサを近づけると相互の光を検出してしまうという問題があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、シート端の位置を安価に検出するシート端検出装置を実現することにある。

このような課題を解決するために、本発明の請求項１記載のシート端検出装置は、 フォトセンサを用いてシート状物体の端部を検出するシート端検出装置において、前記シート状物体の一方の面に配置された一つの発光素子と、前記シート状物体の他方の面に配置された分割受光素子と、該分割受光素子からの複数の出力信号を入力するとともに基準値調整手段手段からの基準値を入力する比較回路と、前記シート状物体を挟み前記発光素子と分割受光素子を搭載するセンサアームと、該センサアームをシート状物体の幅方向に駆動させる駆動装置を具備し、
前記比較回路は前記分割受光素子のそれぞれの出力と前記基準値調整手段手段からの基準値を比較し、その比較結果に基づいて前記駆動装置に駆動指令を出力することを特徴とする。

請求項２においては、請求項１記載のシート端検出装置において、
前記分割受光素子は２分割ダイオードであることを特徴とする。

請求項３においては、請求項２に記載のシート端検出装置において、
前記２分割ダイオードの出力信号の両方が前記基準信号発生手段からの出力信号より大きい場合は、前記駆動装置は前記センサアームを前記シート状物体側に駆動(前進)させ、小さい場合は後退させ、前記２分割ダイオードの一方の出力が前記基準値調整手段手段からの基準値より大きく、他方の出力が前記基準値調整手段手段からの基準値より小さい場合は停止状態とするように構成したことを特徴とする。

請求項４においては、請求項１乃至３に記載のシート端検出装置において、
前記基準信号発生手段は出力信号の強さを可変としたことを特徴とする。

請求項５に記載のシート端検出装置においては、
フォトセンサを用いてシート状物体の端部を検出するシート端検出装置において、前記シート状物体の一方の面に配置された発光素子と、前記シート状物体の一方の面又は他方の面に配置された受光素子と、前記シート状物体を挟み前記発光素子と受光素子を搭載するセンサアームと、前記受光素子の出力の有無に応じて前記センサアームを駆動する駆動装置と、を備えたことを特徴とする。

請求項６においては、請求項５に記載のシート端検出装置において、
前記駆動装置は、前記受光素子からの出力がない場合は前記センサアームを前記シート状物体側に前進（又は後退）させ、出力がある場合は後退（又は前進）するように構成したことを特徴とする。

請求項７においては、請求項５叉は６に記載のシート端検出装置において、
前記駆動装置の前進及び後退速度を可変としたことを特徴とする。

請求項８においては、請求項１乃至７に記載のシート端検出装置において、
前記発光素子の発光をパルス光としたことを特徴とする。

本発明の請求項1乃至３によれば、シートの一方の面に配置された一つの発光素子と、他方の面に配置された２分割ダイオードと、この２分割ダイオードからの複数の出力信号を入力するとともに基準値調整手段手段からの基準値を入力する比較回路と、シートを挟み発光素子と分割受光素子を搭載するセンサアームと、センサアームをシートの幅方向に駆動させる駆動装置を具備し、比較回路は２分割受光素子のそれぞれの出力と基準値調整手段手段からの基準値を比較し、出力信号の両方が基準信号発生手段からの出力信号より大きい場合は、駆動装置はセンサアームをシート側に駆動(前進)させ、小さい場合は後退させ、２分割ダイオードの一方の出力が基準値調整手段手段からの基準値より大きく、他方の出力が基準値調整手段手段からの基準値より小さい場合は停止状態とするように構成したので、位置検出の精度が向上し、フォトセンサの数が少なくなるのでコスト低下を実現することができる。

請求項４によれば、基準信号発生手段の出力信号の強さを可変としたので、光の減衰の小さい薄いシートから減衰の大きな厚いシートまで精度よく検出することが可能である。

請求項５，６によれば、シート状物体の一方の面に配置された発光素子と、シートの一方の面又は他方の面に配置された受光素子と、シートを挟み発光素子と受光素子を搭載するセンサアームと、受光素子の出力の有無に応じて前記センサアームを駆動する駆動装置とを備え、受光素子からの出力がない場合は前記センサアームを前記シート状物体側に前進（又は後退）させ、出力がある場合は後退（又は前進）するように構成したので、１つのフォトセンサでシート端検出が可能となりコストダウンに寄与することができる。

請求項7によれば、駆動装置の前進及び後退速度を可変としたので、ＯＮ／ＯＦＦの時間遅れを調節することができ、位置精度の制御ができ装置の延命を図ることができる。

請求項８によれば、請求項１乃至７に記載のシート端検出装置において、
発光素子の発光をパルス光としたので、Ｓ／Ｎを高くすることができ迷光に対して精度のよい測定が可能となる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係るシート端検出装置の一実施例を示す要部構成図である。なお、図4で説明した従来装置と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。

図１において、８２はコ字状のセンサアーム８３ａの端部付近に配置された発光素子、８６はセンサアーム８３ａの他端に配置された２分割受光素子（２分割フォトダイオード）である。８８は２分割フォトダイオード（ａ，ｂ）からの２つの出力信号および基準信号発生手段８７からの出力信号を入力する比較回路である。８５は比較回路からの出力信号に基づいて移動体８４を駆動する駆動手段である。図示の例においては、２分割フォトダイオードのａのみがシート３ｂの幅方向の端部で覆われた状態となっている。

上述の構成によれば、発光素子８２から出射した光は２分割フォトダイオードｂのみを照射しａは照射しない。そのため２分割フォトダイオードからはｂからの信号が強くａからの信号は弱いか０に近いものとなる。一方、基準信号発生手段８７からの出力信号は２分割フォトダイオードがシートで覆われている場合の出力信号よりも強く、覆われていない場合の信号よりも弱く設定されており、図示の例においては比較回路はａからの信号がＯＦＦ、ｂからの信号がＯＮと認識する。

このように２分割フォトダイオードの一方の信号がＯＮ、他方の信号がＯＦＦの場合は比較回路８８は駆動手段８５に対して出力信号を送信しない。従って移動体８４は停止状態となる。なお、シートの厚さが薄い場合はシートに覆われた光と覆われない光の考量の差が少なくなって、フォトダイオードからの信号も近接し基準値との比較も難しくなるが、その場合は基準信号の強さを変化させることにより確実なＯＮ／ＯＦＦを得るように調整する。

次にシート３ｂの端部がセンサアーム側（右側）にずれて（図示省略）、２分割フォトダイオード(ａ，ｂ)の両方を覆った場合は両方の出力信号がＯＦＦとなる。
この状態では比較回路８８は駆動手段８５を介して移動体８４に対して右側に移動するように駆動信号を送信する。そしてセンサアーム８３ａが右側に移動すると２分割フォトダイオード(ａ，ｂ)は図示の位置に戻り、フォトダイオードの一方の信号がＯＮ、他方の信号がＯＦＦとなって移動体８４は停止状態となる。

次にシート３ｂの端部が左側にずれて（図示省略）、２分割フォトダイオード(ａ，ｂ)の両方から離れた場合は両方の出力信号がＯＮとなる。
この状態では比較回路８８は駆動手段８５を介して移動体８４に対して左側に移動するように駆動信号を発する。その結果、移動体８４を介してセンサアーム８３ａが左側に移動するので２分割フォトダイオード(ａ，ｂ)は図示の位置に戻り、フォトダイオードの一方の信号がＯＮ、他方の信号がＯＦＦとなって移動体８４は停止状態となって正常な位置が維持される。

図２(ａ，ｂ)は他の実施例を示す要部構成図である。なお、図4で説明した従来装置と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
この実施例においては発光素子と受光素子が一体に形成されたフォトセンサ８２がコ字状のセンサアーム８３ａの一方の側の端部付近に配置されている。
図示の例においては、駆動手段８５は移動体８４に対して常時駆動信号を送信している。

その場合、駆動手段８５はフォトセンサ８２からの信号の有無に応じて前進および後退を繰り返す。
即ち、図２(ａ)ではフォトセンサ８２からの出射光ａがシート３ｂに照射されて反射し、その反射光が図示しない受光素子で受光される。そのため、受光素子からの出力（ＯＮ）信号が駆動手段に入力され、駆動手段８５は移動体８４に対して後退の指令を発信する。
その結果、センサアーム８３ａが後退するのでフォトセンサ８２からの出射光はシートからはずれ受光素子からの出力信号はＯＦＦとなる。

図２(ｂ)はセンサアーム８３ａが後退し、シートから外れた状態を示すものである。この場合は、駆動手段８５は移動体８４に対して前進の指令を発信し、センサアーム８３ａが前進する。このような動作を繰り返すことによりシート厚測定手段８１はシート端から所定の位置を維持しながらシート厚の測定を行うことができる。

なお、フォトセンサとしては発光素子と受光素子を別にしてセンサアームの他方の側に対向して配置してもよい。その場合は、センサアームは受光素子が照射光を受けてＯＮとなったときに前進し、シートで遮蔽されてＯＦＦとなったときに後退する。
また、図１および図２のシート端検出装置において、フォトセンサからの出射光をパルス光にすれば迷光を除去することが可能となりＳ／Ｎを向上させることができる。

以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。実施例では本発明のシート端検出手段をインフレーション装置に適用した例について説明したが、この適用例に限るものではない。

また、分割受光素子として２分割ダイオードを用いたが、例えば４分割６分割ダイオードであってもよく、要は発光素子からの光を２分割できるものであればよい。
また、基準値は一般的な電圧比較回路や基準信号発生手段により生成される値であってもよい。
従って本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形を含むものである。

本発明に係るシート端検出装置の一実施例を示す要部構成図である。 他の実施例を示す要部構成図である。 シート端検出装置が適用されるインフレーション装置の説明図である。 従来のシート端検出装置を示す要部構成図である。

符号の説明

１ 押出機
２ リングダイ
３ａ シート（円筒状）
３ｂ シート（２枚重ね）
４ 給排気装置
５ ピンチロール
６ 定置ロール
８，８０ センサ
１０ オッシレーション位置情報部
１１ 折り畳み位置情報部
１２ 演算部
８１ シート厚測定手段
８２ フォトセンサ
８３ センサアーム
８４ 移動体
８５ 駆動手段

Claims (8)

1. フォトセンサを用いてシート状物体の端部を検出するシート端検出装置において、前記シート状物体の一方の面に配置された一つの発光素子と、前記シート状物体の他方の面に配置された分割受光素子と、該分割受光素子からの複数の出力信号を入力するとともに基準値調整手段手段からの基準値を入力する比較回路と、前記シート状物体を挟み前記発光素子と分割受光素子を搭載するセンサアームと、該センサアームをシート状物体の幅方向に駆動させる駆動装置を具備し、
   前記比較回路は前記分割受光素子のそれぞれの出力と前記基準値調整手段手段からの基準値を比較し、その比較結果に基づいて前記駆動装置に駆動指令を出力することを特徴とするシート端検出装置。
2. 前記分割受光素子は２分割ダイオードであることを特徴とする請求項１記載のシート端検出装置。
3. 前記２分割ダイオードの出力信号の両方が前記基準値調整手段手段からの基準値より大きい場合は、前記駆動装置は前記センサアームを前記シート状物体側に駆動(前進)させ、小さい場合は後退させ、前記２分割ダイオードの一方の出力が前記基準値調整手段手段からの基準値より大きく、他方の出力が前記基準値調整手段手段からの基準値より小さい場合は停止状態とするように構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート端検出装置。
4. 前記基準信号発生手段は出力信号の強さを可変としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシート端検出装置。
5. フォトセンサを用いてシート状物体の端部を検出するシート端検出装置において、前記シート状物体の一方の面に配置された発光素子と、前記シート状物体の一方の面又は他方の面に配置された受光素子と、前記シート状物体を挟み前記発光素子と受光素子を搭載するセンサアームと、前記受光素子の出力の有無に応じて前記センサアームを前進または後退させる駆動装置と、を備えたことを特徴とするシート端検出装置。
6. 前記駆動装置は、前記受光素子からの出力がない場合は前記センサアームを前記シート状物体側に前進（又は後退）させ、出力がある場合は後退（又は前進）するように構成したことを特徴とする請求項５に記載のシート端検出装置。
7. 前記駆動装置の前進及び後退速度を可変としたことを特徴とする請求項６に記載のシート端検出装置。
8. 前記発光素子の発光をパルス光としたことを特徴とする請求項1乃至７に記載のシート端検出装置。
   

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