JP5207419B2 - テープ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばシガレットの製造に使用されるガニチャテープ等の無端状テープを検査する検査装置に関する。

シガレットを製造する製造機は、刻みたばこを巻紙で包み込むために無端状のガニチャテープを使用する。このガニチャテープの寸法精度はシガレットの品質に多大な影響を及ぼす。
このため、ガニチャテープの使用に先立ち、その長さ、幅、厚み等の寸法が測定され、規格に適合したガニチャテープのみが使用される。ガニチャテープの寸法は通常、作業者が直接、スケール、ノギス、マイクロメータ等の測定工具を用いて測定している。しかしながら、ここでの測定には個々の作業者の熟練度によってばらつきが生じる。

このような事情から、従来公知の検査装置は、無端状ベルトの長さや、その走行時の振れ（蛇行量及び片寄り量）の測定を自動化している（特許文献１）。

特開平６−３２３８０１号公報

上述の検査装置は主として歯付きベルトの計測に好適すべく設計され、歯付きベルトの幅や厚みの測定に関して何等考慮されていない。この点、上述のガニチャテープにあっては、その幅や厚みのばらつきが刻みたばこのラッピング性能に大きく影響するので、上記公報の検査装置はガニチャテープの計測に好適しない。
本発明の目的は、ガニチャテープ等の無端状テープの長さのみならず、その厚さをも同時に測定でき、しかも、ここでの測定を正確に行うことができるテープ検査装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、テープ検査装置は、無端状テープの走行を案内する走行経路であって、回転可能な駆動ローラを含む走行経路と、駆動ローラに対して接離可能に配置されたスライドベースと、スライドベースに配置されたローラ列であって、走行経路の一部を形成し且つ無端状テープに張力を付与する、ローラ列と、走行経路に配置され、無端状テープの長さ及び厚さをそれぞれ測定する長さ測定器及び厚さ測定器とを備え、厚さ測定器は、駆動ローラの周面に対して無端状テープを押し付けるピンチローラを含み、このピンチローラと駆動ローラとの間を通過する際の無端状テープの厚さを測定する。

テープ検査装置によれば、無端状テープの走行中、その長さに加えて、厚さをも自動的に測定される。そして、厚さ測定器は駆動ローラとピンチローラとの間に挟持された無端状テープの厚さを測定するので、無端状テープに反りや歪みがあっても、これら反りや歪みが測定結果に悪影響を及ぼすことはない。
また、スライドベースは水平方向に移動可能であり、ローラ列は鉛直方向に延びているのが望ましい。

また、テープ検査装置は、走行経路に駆動ローラの上流側に位置して配置され、無端状テープの走行を案内するクラウンローラを更に備えることができる。
また、テープ検査装置は、無端状テープの幅を測定する幅測定器を更に備え、幅測定器は、無端状テープがクラウンローラから駆動ローラに向かう走行経路に配置されていてもよい。

また、テープ検査装置は、無端状テープの振れを測定する振れ測定器を更に備え、振れ測定器は、無端状テープがクラウンローラから駆動ローラに向かう走行経路に配置されていてもよい。
それ故、無端状テープの長さ及び厚さに加えて無端状テープの幅及び振れの測定も可能となる。更に、無端状テープはクラウンローラにより幅測定器及び振れ測定器へしっかりと案内されるので、無端状テープの幅及び振れは正確に測定される。

また、長さ測定器は、駆動ローラとローラ列との間の距離を測定するリニアスケールを含むことが望ましい。
また、テープ検査装置は、駆動ローラの近傍に配置され、無端状テープの走行を案内するガイドローラを更に備え、このガイドローラは、駆動ローラに対する無端状テープの巻掛角を１８０度以上に設定し、駆動ローラはガイドローラよりも大径である。それ故、ガイドローラは駆動ローラに対する無端状テープの巻掛角を大きくするのに役立っている。

一方、テープ検査装置は、無端状テープの走行速度及び各測定器の測定時期を制御する計測制御器を更に備え、この計測制御器は、無端状テープの長さ、幅、振れ及び厚さの測定をそれぞれする際の測定時速度より速い慣らし速度で無端状テープを走行させ、一定時間経過後に無端状テープの走行速度を計測時速度まで減速して維持した状態で長さ、幅、振れ及び厚さの測定を開始させることができる。この場合、実際の測定に先立ち、無端状テープを計測時速度より速い速度で走行させる慣らし運転が実施されるから、テンションが付与された無端状テープの伸びや、その走行軌跡が安定し、この後の実際の測定を高精度に実施することができる。

また、計測制御器は、測定の開始直前の振れ測定器の測定結果を振れ量ゼロに較正する機能を有していてもよく、この場合、無端状テープの振れ量を正確に測定できる。
更に、計測制御器は、無端状テープの幅、振れ及び厚さそれぞれの測定間隔を任意に設定する設定手段を含むことができる。それ故、必要に応じた計測精度での測定を可能とする。

テープ検査装置は、人手によることなく、無端状テープの長さに加えて、その厚さをも自動的に測定できる。そして、その厚さ測定器は駆動ローラとピンチローラとの間に挟み込まれた状態の無端状テープの厚さを測定するので、無端状テープの反りや歪みに拘わらず、その厚さを正確に測定することができる。

本発明の第１実施例にかかるテープ検査装置の正面図である。 図１のテープ検査装置を概略的に示すブロック図である。 図１，２のテープ検査装置が実行する測定手順を示したグラフである。 本発明の第２実施例にかかるテープ検査装置の正面図である。

図１のテープ検査装置１は、上述したガニチャテープ等の無端状テープの長さ、厚さ、幅、振れをそれぞれ同時に測定するために使用され、鉛直方向に延びるフロントスライドベース４を備えている。このフロントスライドベース４にはローラ列３が取り付けられており、このローラ列３は上下方向に延びている。具体的には、ローラ列３は、上から順にローラ３１、３２、３３、３４、３５、３６を有し、これらローラは鉛直方向に間隔を存して配置され、フロントスライドベース４に回転自在に支持されている。

一方、フロントスライドベース４は上下のガイドレール６に支持され、これらガイドレール６は水平方向に延びている。それ故、フロントスライドベース４、即ち、ローラ列３はガイドレール６に沿って水平方向に往復移動可能である。
図１でみて、フロントスライドベース４の右方にはリアスライドベース１２が配置されている。このリアスライドベース１２はフロントスライドベース４と平行、即ち、鉛直方向に延び、フロントスライドベース４と同様にガイドレール６に移動自在に支持されている。更に、上下のガイドレール６間には一対の固定レール８がそれぞれ配置されている。これら固定レール８は対応する側のガイドレール６の近傍にてガイドレール６と平行に延びている。

各固定レール８にはその長手方向に所定の間隔を存して孔１０が形成されている。一方、リアスライドベース１２の上部及び下部にはそれぞれ孔１８が設けられている。それ故、リアスライドベース１２の上下の孔１８を対応する側の固定レール８の所定の孔１０にそれぞれ合致させ、これら孔１８、１０を通じてストッパ（図示しない）が差し込まれれば、固定レール８に対してリアスライドベース１２を所望の位置に固定することができる。

また、鉛直方向でみて、リアスライドベース１２の中央には円盤状の切換ハンドル１４がそのハンドル軸２０を介して回動可能に取付けられている。この切換ハンドル１４はストッパ（図示しない）を備え、このストッパは切換ハンドル１４を所定の回動角位置に保持することができる。また、リアスライドベース１２の下部には支持台２６が配置されており、この支持台２６は切換ハンドル１４の回動に伴い、リアスライドベース１２に対して鉛直方向に移動可能である。

図１から明らかなように、切換ハンドル１４のハンドル軸２０にはワイヤ２２が掛け回されており、このワイヤ２２はフロントスライドベース４と錘２４とを連結している。図示の状態にあるとき、錘２４はワイヤ２２を介し、フロントスライドベース４をリアスライドベース１２に向けて引き付けている。この状態から、切換ハンドル１４が回動されたとき、支持台２６は錘２４まで上昇し、錘２４を支持する。この時点で、錘２４によるフロントスライドベース４の引き付けは解除される。

なお、フロントスライドベース４とリアスライドベース１２とは互いに独立している。それ故、錘２４による引き付けが解除されたフロントスライドベース４はガイドレール６に沿って自由に移動させることができ、後述するガニチャテープＴの交換作業をスムーズに行うことができる。
一方、図１でみて、フロントスライドベース４の左方には駆動ローラ４２が配置されている。駆動ローラ４２は、その周面の頂部が前述したローラ列３中、その最上位のローラ３１の周面頂部と同一の高さレベルになるように配置されている。駆動ローラ４２には電動モータ７０が連結されており、この電動モータ７０は駆動ローラ４２を図１でみて時計方向に回転させる。

また、フロントスライドベース４の左方にはクラウンローラ４０もまた設けられている。このクラウンローラ４０は駆動ローラ４２とフロントスライドベース４との間にて駆動ローラ４２側に配置されている。そして、クラウンローラ４０は、その周面の下部がローラ列３中、その最下位のローラ３６の周面下部と同一の高さレベルとなるように配置されている。

更に、クラウンローラ４０の上方には駆動ローラ４２の右側に位置してガイドローラ４３が設けられている。このガイドローラ４３は、駆動ローラ４２よりも小径で且つその軸線が駆動ローラ４２の軸線と同一の高さレベルとなるように配置されている。
図１に示されているように、駆動ローラ４２、ローラ列３の各ローラ、クラウンローラ４０及びガイドローラ４３には、無端状のガニチャテープＴの走行経路Ｌを規定し、この走行経路Ｌに沿ってガニチャテープＴが延びている。詳しくは、ガニチャテープＴは駆動ローラ４２とローラ３１との間を水平に延びる上側水平部位、ローラ３６とクラウンローラ４０との間を水平に延びる下側水平部位、そして、クラウンローラ４０とガイドローラ４３との間を鉛直に延びる鉛直部位を有する。なお、ガイドローラ４３は駆動ローラ４２に対するガニチャテープＴの巻掛角を大きくするのに役立っている。

そして、ガニチャテープＴが走行経路Ｌに沿って延びている状態で、前述したようにフロントスライドベース４が錘２４によりリアスライドベース１２側に引き付けられると、錘２４の重さに対応した張力がガニチャテープＴに付与される。従って、この状態で、駆動ローラ４２が回転されると、ガニチャテープＴは緊張状態を維持しつつ、走行経路Ｌに沿い一方向に走行する。

次に、ガニチャテープＴの寸法や走行時の振れを測定する種々の測定機器について説明する。
先ず、下側のガイドレール６の下方にはリニアスケール２８が配置され、このリニアスケール２８はガイドレール６と平行に延びている。リニアスケール２８は駆動ローラ４２とフロントスライドベース４の間の距離を測定する。この距離が測定されれば、ガニチャテープＴの走行経路長、即ち、その長さの測定が可能となる。

また、クラウンローラ４０とガイドローラ４３との間には、幅測定器４６及び振れ測定器４８が上下に配置されている。幅測定器４６は、ガニチャテープＴの幅を測定可能であり、振れ測定器４８はガニチャテープＴの走行時、ガニチャテープＴの振れを測定可能である。具体的には、幅測定器４６及び振れ測定器４８は何れも、前述したガニチャテープＴの鉛直部位を挟んで配置された光源及びＣＣＤカメラを備え、ＣＣＤカメラにより撮影して得たガニチャテープＴの画像データに基づき、ガニチャテープＴの幅及び振れをそれぞれ測定する。

幅測定器４６及び振れ測定器４８の上流に配置されたクラウンローラ４０は走行経路Ｌに対するガニチャテープＴの片寄りを自動的に修正する機能（センタリング機能）を有することから、幅測定器４６及び振れ測定器４８はガニチャテープＴの幅及び振れをより正確に測定することができる。
更に、駆動ローラ４２の直上にはピンチローラ４５が配置されている。このピンチローラ４５は鉛直方向に変位自在にして支持され、駆動ローラ４２との間にガニチャテープＴを挟み付けている。そして、ピンチローラ４５の近傍には、厚さ測定器４４が配置されている。この厚さ測定器４４もまた、ピンチローラ４５を挟んで配置された光源器及びＣＣＤカメラからなっている。厚さ測定器４４はそのＣＣＤカメラによって駆動ローラ４２とピンチローラ４５との間を通過するガニチャテープＴを撮影し、この撮影により得た画像データに基づき、ガニチャテープＴの厚みを測定する。

ここでの測定にあたり、ガニチャテープＴは駆動ローラ４２とピンチローラ４５との間に挟み込まれていることから、ガニチャテープＴに反りや歪みが生じていても、これら反りや歪みが厚み測定に悪影響を及ぼすことはなく、その厚みを正確に測定可能となる。
図２に示されるように、計測制御器６０には、上述した電動モータ７０、リニアスケール２８、幅測定器４６、振れ測定器４８、厚さ測定器４４に加えて、運転開始のためのスイッチ７２、測定間隔を設定する設定スイッチ７４、測定結果を出力するプリンタ７６及び表示部（図示しない）がシリアル通信ラインを介してそれぞれ接続されている。運転開始スイッチ７２がオン操作された後、本実施例の計測制御器６０はガニチャテープＴの計測を制御する機能に加え、ガニチャテープＴの走行速度を制御する機能をも有する。即ち、計測制御器６０はガニチャテープＴの計測制御及び速度制御を並行して実行する。即ち、計測制御器６０はガニチャテープＴの走行速度を制御しながら、リニアスケール２８及び測定器４４、４６、４８からの検出信号（データ）を読み込んで、ガニチャテープＴの各種寸法や振れの測定を開始する。また、これら両制御機能を発揮するため、計測制御器６０はタイマを含み、更に、計測制御器６０は振れ測定器４８の較正機能をも併せて有する。

具体的には、図３に示されるように運転開始スイッチ７２がオン操作された後、上述の測定開始に先立ち、計測制御器６０はガニチャテープＴの慣らし走行を所定の期間に亘って実施し、この慣らし走行の期間はタイマによって計時される。また、ここでの慣らし走行の速度は、後述する測定時でのガニチャテープＴの計測時速度よりも速い速度にて設定されている。このような慣らし走行は、テンションが付与されたガニチャテープＴの伸びや、その走行軌跡を安定させ、この後のガニチャテープＴの測定を高精度に実施するうえで有効となる。

慣らし走行が完了すると、計測制御器６０はガニチャテープＴの走行速度を計測時速度まで減速させ、この計測時速度に維持する。この時点で、計測制御器６０はその表示部（図示しない）にて測定開始を表示する。
この後、所定の時間の経過がタイマにより計時されると、計測制御器６０は、この時点にて振れ測定器４８により測定した振れ量をゼロにするオートゼロ機能を自動的に実施し、振れ測定器４８に対する較正を行う。

このようにして測定の準備が整うと、更に一定時間の経過がタイマにより計時された後、計測制御器６０は、表示部に計測中を表示する。一方、リニアスケール２８、幅測定器４６、振れ測定器４８及び厚さ測定器４４からの検出信号、即ち、それら測定データを設定スイッチ７４より設定された測定間隔、例えば１００ｍｓ毎に読み込む。
また、計測制御器６０は演算装置をも更に含んでいる。この演算装置は読み込んだ測定データに基づき、ガニチャテープＴの長さ、幅、振れ及び厚みの最大値及び最小値を算出し、算出結果をメモリに格納する。

この後、ガニチャテープＴの全長、つまり、その１周分の測定データが計測制御器６０に収集された時点、つまり、後述する測定時間が経過した時点で、計測制御器６０はガニチャテープＴの走行を停止させ、表示部に測定結果及び計測終了表示する一方、測定結果を必要に応じてプリンタ７６に印字させる。
なお、計測制御器６０は、上述の測定に先立ち、測定対象のガニチャテープＴの規定長さと計測時速度とに基づき、前記測定時間を予め自動的に演算している。また、計測制御器６０はその設定スイッチ７４により、各データの計測間隔、即ち、読込間隔を任意に設定することができ、必要に応じて測定精度を容易に可変することも可能である。

例えば、ガニチャテープＴに対する測定を１０ｍｍの長さ毎に行うためには、測定データの読み込みが１００ｍｓ毎に実施され、ガニチャテープＴの計測時速度は６ｍ／ｍｉｎとなる。なお、ガニチャテープＴの計測時速度が２倍にされると、測定データは２０ｍｍ毎に取り込まれることになる。
上述したようにガニチャテープＴに対する測定は、その走行過程にて自動的になされるので、測定者が測定工具を用いて計測する場合には避けることができない測定結果のばらつきを解消でき、短時間でガニチャテープＴの長さ、幅、振れ及び厚みを同時に測定することができる。

以下、図４を参照して、第２実施例のテープ検査装置について説明する。
第２実施例の検査装置は、固定のローラ列５を更に備えている。このローラ列５は、ローラ列３とクラウンローラ４０と間に配置され、ローラ列３と平行にして延長方向に延びている。
具体的には、ローラ列５は４つのローラ５１、５２、５３、５４を有し、高さレベルでみて、これらローラ５１、５２、５３、５４は、ローラ３１とローラ３２との中間、ローラ３２とローラ３３との中間、ローラ３４とローラ３５との中間、ローラ３５とローラ３６との中間にそれぞれ位置付けられている。

上述のローラ列５を備えていれば、図４に示されるようにガニチャテープＴをローラ列３とローラ列５との間に交互に掛け渡すことができる。それ故、走行経路Ｌの延長が可能となり、長いガニチャテープＴに対しても、その測定を第１実施例の場合と同様にして実施することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。例えば、本発明は、ガニチャテープに限らず、種々の無端状テープの測定にも同様に適用可能である。

１ テープ検査装置
３ ローラ列
４ フロントスライドベース
５ ローラ列
６ ガイドレール
８ 固定レール
１０ 孔
１２ リアスライドベース
１４ 切換ハンドル
１８ 孔
２８ リニアスケール
４０ クラウンローラ
４２ 駆動ローラ
４３ ガイドローラ
４４ 厚さ測定器
４５ ピンチローラ
４６ 幅測定器
４８ 振れ測定器
６０ 計測制御器
７０ モータ
Ｌ 走行経路
Ｔ ガニチャテープ

Claims (10)

1. 無端状テープの走行を案内する走行経路であって、回転可能な駆動ローラを含む走行経路と、
   前記駆動ローラに対して接離可能に配置されたスライドベースと、
   前記スライドベースに配置されたローラ列であって、前記走行経路の一部を形成し且つ前記無端状テープに張力を付与する、ローラ列と、
   前記走行経路に配置され、前記無端状テープの長さ及び厚さをそれぞれ測定する長さ測定器及び厚さ測定器と
   を備え、
   前記厚さ測定器は、前記駆動ローラの周面に対して前記無端状テープを押し付けるピンチローラを含み、このピンチローラと前記駆動ローラとの間を通過する際の前記無端状テープの厚さを測定する、テープ検査装置。
2. 前記スライドベースは水平方向に移動可能であり、前記ローラ列は鉛直方向に延びている、請求項１に記載のテープ検査装置。
3. 前記走行経路に前記駆動ローラの上流側に位置して配置され、前記無端状テープの走行を案内するクラウンローラを更に備える、請求項２に記載のテープ検査装置。
4. 前記無端状テープの幅を測定する幅測定器を更に備え、
   前記幅測定器は、前記無端状テープが前記クラウンローラから前記駆動ローラに向かう走行経路に配置されている、請求項３に記載のテープ検査装置。
5. 前記無端状テープの振れを測定する振れ測定器を更に備え、
   前記振れ測定器は、前記無端状テープが前記クラウンローラから前記駆動ローラに向かう走行経路に配置されている、請求項３に記載のテープ検査装置。
6. 前記長さ測定器は、前記駆動ローラと前記ローラ列との間の距離を測定するリニアスケールを含む、請求項１に記載のテープ検査装置。
7. 前記駆動ローラの近傍に配置され、前記無端状テープの走行を案内するガイドローラを更に備え、このガイドローラは、前記駆動ローラに対する前記無端状テープの巻掛角を１８０度以上に設定し、前記駆動ローラは前記ガイドローラよりも大径である、請求項１に記載のテープ検査装置。
8. 前記無端状テープの走行速度及び前記各測定器の測定時期を制御する計測制御器を更に備え、この計測制御器は、前記無端状テープの長さ、幅、振れ及び厚さの測定をそれぞれする際の測定時速度より速い慣らし速度で前記無端状テープを走行させ、一定時間経過後に前記無端状テープの走行速度を前記計測時速度まで減速して維持した状態で前記長さ、幅、振れ及び厚さの測定を開始させる、請求項５に記載のテープ検査装置。
9. 前記計測制御器は、前記測定の開始直前の前記振れ測定器の測定結果を振れ量ゼロに較正する機能を有する、請求項８に記載のテープ検査装置。
10. 前記計測制御器は、前記無端状テープの幅、振れ及び厚さそれぞれの測定間隔を任意に設定する設定手段を含む、請求項８に記載のテープ検査装置。
    

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