JP5170670B2 - フィルムリールの残量検出装置 - Google Patents
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Description
特許文献1の装置では、残量検出レバー(52)に取り付けたローラ(51)を、フィルムリール(供給側リール(28))の外周面に接触させ、フィルム残量の減少を残量検出レバー(52)の揺動をもって検出する構成となっていた。
なお、カッコ内の符号は、特許文献に記載されている符号である(以下、同じ)。
フィルムリールの外周面位置を検出するリール外周面検出手段と、
フィルムリールの一回転を検出する一回転検出手段と、
一回転検出手段がフィルムリールの一回転を検出するタイミングをもって、リール外周面検出手段からの検出信号に基づきフィルムの残量を検出する処理手段と、を備えたことを特徴とする。
処理手段は、一回転検出手段がフィルムリールの一回転を検出するタイミング毎に、リール外周面検出手段からのON・OFF検出信号を確認し、当該ON・OFF検出信号がON状態となったとき、フィルムリールの外周面が真に前記外周面設定位置へ到達したと判断する構成としてもよい。
処理手段は、一回転検出手段により検出されるフィルムリールの一回転の周期に対し、リール外周面検出手段からのON・OFF検出信号がON状態となっている区間が、あらかじめ設定した割合を超えたとき、フィルムリールの外周面が真に前記外周面設定位置へ到達したと判断する構成とすることもできる。
一回転検出手段は、支軸とともに回転する回転検出片と、あらかじめ設定した角度位置で回転検出片の接近を検出して、一回転検出信号を出力する回転検出センサと、を含む構成とすれば、簡単な構成で高精度なフィルム残量の検出が可能となる。
〔第1実施形態〕
図1は、本発明の第1実施形態に係るフィルムリール残量検出装置を説明するための構成図である。
包装機のフィルム繰出し部には、駆動モータ11によって回転駆動される回転軸10が設置してあり、この回転軸10にフィルムリール1が装着される。フィルムリール1は、紙管製の円筒状の支軸2に、帯状のフィルム3を巻回した構成となっている。この支軸2は、一方の側端から中空部分を回転軸10へ嵌め込み、図示しないチャック部材で固定して装着され、回転軸10と一体に回転する。このように装着されたフィルムリール1は、駆動モータ11の回転駆動力を受けて回転軸10を中心に回転し、フィルム3を包装機本体100へと繰り出していく。
同図に示すように、フィルムリール1の中心Oに対し、その回転中心PがD0だけ偏芯していた場合、フィルムリール1の外周面を一点(例えば、頂点)で連続的に測定すると、同外周面位置は径方向に2D0だけ一回転毎周期的に変動する。
図3は、この偏芯に伴うフィルムリール1の外周面位置の周期的な変動を、ローラ23の接触点で測定した図である。この場合も同様に、ローラ23の接触点でもフィルムリール1の外周面の位置は、径方向に2D0だけ一回転毎周期的に変動する。
したがって、フィルムリール1の外周面位置の全体変動は、ローラ23の接触点において、フィルム3の繰り出しに伴う中心方向への移動に、上述した偏芯に伴う周期的な変動を重畳したものとなる。
同図(a)に示すように、外周面検出センサ25による外周面設定位置Aに対し、フィルムリール1の外周面位置Fは、偏芯に伴う一回転毎の周期的な変動を繰り返しながら、フィルム3の繰り出し伴い徐々に中心方向へ移動していく。なお、同図(a)は縦軸をフィルムリール外周面の径方向位置、横軸を時間に設定してある。
そして、フィルムリールの外周面位置Fが、外周面検出センサ25による外周面設定位置Aに到達したとき、同図(b)に示すように、外周面検出センサ25がこれを検出して検出信号SをON状態とする。ここで、外周面検出センサ25は一定の反応領域を有しており、当該反応領域に外周面検出片24が入り込んだとき、検出信号SをON状態とする。
外周面検出片24がこの反応領域に滞留する時間長さは、フィルムリール1の外周面位置Fが、外周面検出センサ25の検出領域(上記反応領域に相当)に滞留する時間長さであり、これはフィルム3の繰り出しに伴い徐々に増加していく。この増加に伴い、図4(b)に示すように、外周面検出センサ25から出力される検出信号SがON状態となる時間は長くなっていく。
本実施形態では、制御装置40が、外周面検出センサ25からの検出信号Sと、回転検出センサ32からの一回転検出信号Tと入力している。制御装置40は、回転検出センサ32からの一回転検出信号Tによってフィルムリール1が一回転するタイミングを計測し、当該タイミング毎(すなわち、一回転検出信号の入力タイミング毎)に、外周面検出センサ25からの検出信号Sを確認する。そして、フィルムリール1が一回転するタイミング(一回転検出信号Tを入力したタイミング)において、外周面検出センサ25からの検出信号SがON状態となっているとき、すなわち、図5のタイミングTONのとき、フィルムリール1の外周面が真に外周面設定位置Aへ到達したと判断する。
既述したとおり、フィルムリール1の偏芯による外周面位置Fの変動は、一回転毎の周期的な変動である。したがって、制御装置40が回転検出センサ32から一回転検出信号Tを入力するタイミング、すなわち一回転毎のタイミングで、フィルムリール1の偏芯による外周面の相対的な変動位置を測定すると、当該変動位置は常に同じ位置(例えば、周期の山又は谷からDXの位置)となる。この相対的な変動位置DXは、フィルリールの残量が変化しても変わらない。すなわち、本実施形態のごとく、一回転毎のタイミングをもってフィルムリール1の外周面位置Fを確認すれば、偏芯による外周面位置Fの変動が相殺されて、フィルム繰出しに伴う外周面位置Fの移動のみを検出することが可能となる。よって、フィルム残量の検出誤差が少なく高精度にフィルム残量を検出することができる。
なお、フィルムリール1を回転軸10へ取り付ける際に、回転検出センサ32に対する回転検出片32の角度は、外面検出センサ25の設置位置を調整したときの角度と同じ角度にする必要がある。
図7(a)(b)は、本発明の第2実施形態に係るフィルムリールの残量検出装置を説明するための図である。なお、本実施形態のフィルムリールの残量検出装置も、全体構成は図1に示した先の第1実施形態と変わりはなく、よって同一部分の詳細な説明は省略する。
この場合、制御装置40(処理手段)は、回転検出センサ32から一回転検出信号Tを入力するタイミング周期T−T(すなわち、フィルムリール1が一回転する周期)の領域内において、リール外周面検出ユニット20の外周面検出センサ25から入力した検出信号SがON状態となっている区間S1−S1,S2−S2,S3−S3,…を記憶する。そして、タイミング周期T−Tに対して検出信号SがON状態となっている区間が、あかじめ設定した割合を超えたとき、フィルムリール1の外周面が真に外周面設定位置へ到達したと判断する。
この場合も、制御装置40は、タイミング周期T−Tの領域内において、外周面検出センサ25から入力した検出信号SがON状態となている区間Sa、Sbを記憶し、タイミング周期T−Tに対して検出信号SがON状態の区間が、あかじめ設定した割合を超えたとき、フィルムリール1の外周面が真に外周面設定位置へ到達したと判断する。
なお、この割合が50%になったとき、フィルムリール1の外周面が真に外周面設定位置に到達したと判断する場合、外周面検出センサ25の設置位置は、フィルムリール1に偏芯がないものとして仮定した場合のON状態となる設置位置に調整できるので、同センサ25の設置位置の調整が容易である。
そして、外周面検出センサ25から入力した検出信号SがON状態となっている区間を記憶し、フィルムリール1の一回転周期に対する割合で判断することにより、フィルムリール1の偏芯に伴う外周面の周期的変動による誤差が吸収されるため、誤差が少なく高精度にフィルム残量を検出することが可能となる。
例えば、外周面検出センサによるフィルムリール外周面の外周面設定位置(すなわち、フィルム残量の検出位置)は、一箇所に限らず複数箇所に設定してもよい。また、上述した実施形態のごとく特定の外周面設定位置Aを設定することなく、一回転検出手段がフィルムリールの一回転を検出するタイミングをもって、リール外周面検出手段からの検出信号に基づき連続的にフィルムの残量を検出することもできる。この場合、外周面検出センサとして、フィルムリールの外周面との距離を連続的に検出可能な距離センサを適用することが好ましい。
10:回転軸、11:駆動モータ、
20:リール外周面検出ユニット、21:揺動レバー、22:ばね部材(付勢手段)、23:ローラ、24:外周面検出片、25:外周面検出センサ、
30:一回転検出ユニット、31:回転検出片、32:回転検出センサ、
40:制御装置(処理手段)、
A:外周面設定位置、F:外周面位置
Claims (4)
- 支軸に帯状のフィルムを巻回してなるフィルムリールに対し、前記支軸に巻回されたフィルム残量を検出するための装置であって、
前記フィルムリールの外周面位置を検出するリール外周面検出手段と、
前記フィルムリールの一回転を検出する一回転検出手段と、
前記一回転検出手段が前記フィルムリールの一回転を検出するタイミングをもって、前記リール外周面検出手段からの検出信号に基づきフィルムの残量を検出する処理手段と、を備えたことを特徴とするフィルムリールの残量検出装置。 - 前記リール外周面検出手段は、前記フィルムリールの外周面があらかじめ設定した外周面設定位置にないときOFF状態を示し、一方、前記フィルムリールの外周面があらかじめ設定した外周面設定位置にあるときON状態を示すON・OFF検出信号を出力する構成であり、
前記処理手段は、前記一回転検出手段が前記フィルムリールの一回転を検出するタイミング毎に、前記リール外周面検出手段からのON・OFF検出信号を確認し、当該ON・OFF検出信号がON状態となったとき、前記フィルムリールの外周面が真に前記外周面設定位置へ到達したと判断する構成であることを特徴とする請求項1のフィルムリールの残量検出装置。 - 前記リール外周面検出手段は、前記フィルムリールの外周面があらかじめ設定した外周面設定位置にないときOFF状態を示し、一方、前記フィルムリールの外周面があらかじめ設定した外周面設定位置にあるときON状態を示すON・OFF検出信号を出力する構成であり、
前記処理手段は、前記一回転検出手段により検出される前記フィルムリールの一回転の周期に対し、前記リール外周面検出手段からのON・OFF検出信号がON状態となっている区間が、あらかじめ設定した割合を超えたとき、前記フィルムリールの外周面が真に前記外周面設定位置へ到達したと判断する構成であることを特徴とする請求項1のフィルムリールの残量検出装置。 - 前記リール外周面検出手段は、前記フィルムリールの外周面に接触して連れ回りするローラを備えた揺動レバーと、前記ローラが前記フィルムリールの外周面を押圧する方向に前記揺動レバーを付勢する付勢手段と、前記揺動レバーの揺動に連動して揺動する外周面検出片と、この外周面検出片の接近又は離間を検出してON・OFF検出信号を出力する外周面検出センサと、を含み、
前記一回転検出手段は、前記支軸とともに回転する回転検出片と、あらかじめ設定した角度位置で前記回転検出片の接近を検出して、一回転検出信号を出力する回転検出センサと、を含むことを特徴とする請求項2乃至3のいずれか一項に記載のフィルムリールの残量検出装置。
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