JP5555898B2 - シート検査装置 - Google Patents

Description

この発明は、光透過性を有する再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートを検査するためのシート検査装置に関する。

従来から、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの製造工程における再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置としては、カメラ方式や蛍光灯照射による検知方式などがある。
カメラ方式としては、カメラ撮影してシート幅全体の検査を行う方式（特開平５−１１８９９６号公報）がある。
しかしながら、カメラ方式は画角に限界があるためトイレットペーパー用シート幅全体を検査しようとするとカメラを複数台使用する必要があり、検査装置のコストが高くなってしまう。

また、ＣＣＤラインカメラ方式ではラインセンサタイプもある。
ＣＣＤラインカメラは、列状に並んだ多数のＣＣＤセンサをカメラが有するクロック周波数（通常数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚ）に応じて順次駆動していきながら撮影を行っていくため、シートの撮影情報を処理する画像データが大量になり、走行速度が高速になると処理が遅れてしまい、追従できないために検査漏れを生じる可能性が高くなる。また処理を間に合わせようとすればコストが高くなってしまう。

特開平５−１１８９９６号公報

本発明は、幅の広い再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの検査においても、特有の破損に対処して、安価な装置で、高速で、応答性よく、幅全体に渡って漏れのない検査を行うことができるトイレットペーパーのシート検査装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、一列などの列状に所定間隔で設けたＬＥＤ発光体と、移動進行するトイレットペーパー用シートを挟んで対向して列状にフォトトランジスタとを設け、ＬＥＤ発光体からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、フォトトランジスタによって受光されて、光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー用シートの異常を検知するもので、その異常検出を所定の範囲にしたトイレットペーパーのシート検査装置である。

紙であるシートの厚みによる透過光量によって出力電圧が変化することを利用して、シート２枚 １枚 ０枚の段階的区別を行い、かつトイレットペーパー用シートの異常を検知するもので、その異常検出を所定の範囲にした検出装置である。
検出装置は、光源であるＬＥＤ発光体とセンサーであるフォトトランジスタを被検査物（再生ロール紙等）の幅いっぱいに列設している。
そして特に各フォトトランジスタの出力を回路上ショートさせてセンサー出力電圧の判定回路を減少させている特徴がある。

その異常検出を所定の範囲にするため、フォトトランジスタ出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上である場合破損の候補とし、さらに規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、対応すべき破損があると判定する回路構成をしている。

本発明の請求項１に記載の再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置は、光透過性を有する幅広の再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートを検査するためのシート検査装置であって、
既存のトイレットペーパー製造装置に後付で取付けられ、シートの破損が長手方向＝縦方向３０ｃｍ以上のトイレットペーパー特有の破れを検出するもので、一列に等間隔で設けたＬＥＤ発光体３と、移動進行するトイレットペーパー用シート１を挟んで、対向して一列にフォトトランジスタ４とを設け、ＬＥＤ発光体３からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、前記一列に設けたフォトトランジスタ４によって受光されて、光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー１の破損異常を検知するもので、シート２枚、シート１枚での適正な出力電圧値範囲を規定し、シートの厚みによる透過光量によってフォトトランジスタ４の出力電圧が変化することを利用して、シート２枚 シート１枚 シート０枚の段階的区別を行いかつ記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上ある状態の継続時間が、「３０ｃｍ」に相応するある規定値以上の継続時間の場合の異常検出を設定電圧範囲にして、対応すべき破損があると判定し、設定電圧の大きさに応じた破れ態様を検出して、異常信号を送信し、ロール巻取りを停止指示することを特徴とするトイレットペーパーのシート検査装置である。

電圧の大きさに応じて、破れ態様を検出して、巻取りが不適な破れを検知するとロール巻取りを停止指示する。
その異常検出を、トイレットペーパー特有な破れ（長手方向の破れで短いものは使用できるので異常とは判断しないが、長手方向でも長いものは異常とする。）に特定し、所定の範囲に設定したことも特徴のひとつである。

請求項１に記載の発明によれば、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートを透過した列状の光を各フォトトランジスタで受光して、その受光光量の変化を検出して検査を行うので、検査幅の広い再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの検査においても、簡単な構成にて安価にかつ高速応答性よく、安定した精度で、漏れのない検査を行うことができる。
光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じた破損異常を検知するときに、紙の厚みによる透過光量によって出力電圧が変化することを利用して、シート、２枚 １枚 ０枚の段階的区別を行う機能もあるシート検査装置である。

請求項２は、光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー用シート１の破損異常を検知するときに、フォトトランジスタ出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上である場合、破損の候補とし、さらにその破損の候補の閾値よりも低い電圧の継続時間を計測し、規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、対応すべき破損があると判定する判定回路構成であることを特徴とする前記記載のトイレットペーパーのシート検査装置である。
検査での誤検査発生をなくし、無駄な停止をなくしている。
請求項３は、判定回路が、フォトトランジスタ４がダイオードを介してショートされていて、ＡＤ変換器と閾値設定回路に接続した判定回路とし、単純化減少した判定回路の特徴を示すものである。

トイレットペーパーのシート検査装置にはエアシャワーを設けることができる。
本検査装置を付設したことで、紙粉塵が装置の金属製バーである基台やこれに取付けられる透明材等で作られたカバーに積もり、或はＬＥＤ発光体とフォトトランジスタに付着して検知精度に影響しないように、かつ粉塵が紙に落下して粉塵が製品に付着しないように３個所に粉塵吹き飛ばし用のエアシャワーを設けある。
ＬＥＤ発光体とフォトトランジスタとは、それぞれ基台に取りけられた透明材等のカバーで粉塵が付着しにくいように覆われている。
しかし、カバーで覆っても、紙粉塵は付着する可能性があるので、ＬＥＤ発光体とフォトトランジスタの表面にエアシャワーを設け、付着するおそれのある粉塵を吹き飛ばしている。
さらに透明なカバーの上に粉塵が積もることもあるので、上方に位置するカバーの上部にエアを吹き出すエアシャワーを設けて、紙粉塵を装置自体に付着しないようにし、かつ万一にも積もって製品に落下しないようにしている。

次に、この再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置の作用について説明する。

シート検査装置の電源スイッチをオンにすると、ＬＥＤ発光体から光が発せられる。
次に、図示していないロール紙製造装置の走行手段を駆動させて、ロールを回転させ、検査対象としての再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートを走行させる。
ロールの回転速度は、所定速度に設定され、シートの走行速度を把握することが可能である。

シート１の被照射範囲は、横方向全長に渡るが、その被照射範囲はＬＥＤ発光体の光のビーム径（直径）や距離との関係で定められる。
ＬＥＤ発光体とロール紙から出るシートとの距離は、検査装置が取付けられた位置で決定されるので、ＬＥＤ発光体の光のビーム径や数の選定でシート１の被照射範囲は横方向全長（検査幅全体）に渡って適正にできる。

ＬＥＤ発光体の光が再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートに照射する照射範囲は、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの検査幅全体にわたって、隣接する照射範囲同士が接するか又は一部重複するように設定されている。
ＬＥＤ発光体を隙間なく連接して帯状検査光とすることもでき、ＬＥＤ発光体から発せられてフォトトランジスタで受光されるまでの間に、検査幅全体を漏れなく照射することになる。

フォトトランジスタでの受光光量は検出回路によって監視され、基準受光光量との比較が行われる。
走行している再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートが正常な状態であり、光の照射範囲内に破損や異物等がなければ、遮断されたり散乱したりすることなくフォトトランジスタに至り、所定の受光光量が検出されるので、シート、２枚 １枚 ０枚の段階的区別を行うことができ、検出回路は検査状態を正常であると判断し、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの走行は続けられる。

再生ロール紙であるトイレットペーパー用シート上に虫やゴミ等の異物が付着している等の異常部分があると、光が遮断又は散乱され、フォトトランジスタでの受光光量が減少する。
受光光量の減少は装置内部の検出回路にて検出され、検出回路は基準となる受光光量との比較を行い、検査状態が異常であると判断すれば異常を知らせる異常信号を送信する。
同時に、トイレットペーパー用シートの走行を停止させることになる。
又、本発明の主要課題である破損の検知においては、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートに破損等の異常部分があると、光が多く透過し、フォトトランジスタでの受光光量が増加する。
受光光量の増加は電圧変化として計測され、電圧が異常（規格値以外）であると判断すればロール紙走行停止信号を送信する。

本発明に係るトイレットペーパーのシート検査装置は、トイレットペーパー特有の破れ（長手方向＝縦方向３０ｃｍ以上で、シングル・ダブルに対応する破損の検出や、横方向破れ）を検出する技術であって、トイレットペーパー特有なエンボス加工や２枚重ねシートや、不純物含有性、再生ロール紙特有の諸性質に対応して生じるトイレットペーパー用シート１の異常（傷や破れ 孔）を検知することができるものである。
検査幅の広い再生ロール紙であるトイレットペーパー用シートの検査においても、簡単な構成によって、安価にかつ高速応答性よく、検査幅全体に渡って漏れのない検査を行うことができる。
また、検査で所定範囲の破損である不良等が発生したときにその発生を即座に検知して、停止信号を送ることで、ある基準以上の不良品の発生を回避できる。
その異常形態検出を所定の範囲（例えば、ダブルロールで１枚のみに小さな穴や折れがあるときや、破れが小さなものは検出しないなど）に設定できる。
なお、停止の頻度や、停止に至る破損等のデータを用いて品質管理ができる。

本発明に係る再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置の検査原理を示す説明図である。 トイレットペーパーのシート検査装置のセンサーの回路図である。 本発明の実施の形態に係る再生ロール紙であるトイレットペーパー等の製造装置におけるシート検査装置の配置を示す説明図である。 本発明の実施の形態に係る再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置におけるフォトトランジスタが受ける光量によって即ち紙の破損程度に応じて電圧が下がることを示すグラフ説明図である。 同じく本発明の実施の形態に係る再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置におけるフォトトランジスタが受ける光量に応じて差分電圧があることを示すグラフ説明図である。の説明図である。 本発明の実施の形態に係る再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置を示す斜視図（写真見本）である。 シート検査装置を示す側面概略図で、ＬＥＤ発光体３とフォトトランジスタ４の表面にエアシャワーを設けたことを示す説明図である。 シート検査装置のモニタに表れる電圧変化数値を示す説明図である。 同じくシート検査装置のモニタに表れるアラーム表示の説明図である。 本発明の実施例に係る再生ロール紙であるトイレットペーパーのシート検査装置を示すブロック図である。 同じくシート検査装置の回路図である。

図１乃至図７は、検査原理を説明するとともに、この発明の実施の形態に係るトイレットペーパーのシート検査装置を示すものである。
図１は、検出原理の説明図で、ＬＥＤ発光体３からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、フォトトランジスタ４によって受光されて、光量によって反応する電圧変動によってトイレットペーパー用シート１の異常を検知する実施の原理を説明している。
図に示す矢印は、ＬＥＤ発光体３の照射方向を示しており、中央の一番長い矢印はトイレットペーパー用シート１が異常（傷や破れ 孔）であるため、多く光が感受されフォトトランジスタ４で受光され異常を検知することができることの原理である。
異常検出時には警報アラームやローラの停止措置で対応する。
下側に設けた光源となるＬＥＤ発光体３と、移動進行するトイレットペーパー用シート１（ワーク１）を挟んで対向してフォトトランジスタ４とを設ける構成で、シートが薄くなるほどフォトトランジスタ４の出力する電圧が低くなるので、例えば２枚合わせのロール紙の検査をする場合は、２枚重ねの正常時のロール紙の透過状態時の電圧から、１枚時、０枚時（孔状態）への変化をとらえることで、紙破れ等の異常を検知するものである。
光量によって反応するフォトトランジスタ４の電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー用シート１の異常を検知するものであるので、光透過の変化がある各種の再生紙に適応できる。

図２はシート検査装置のフォトトランジスタ４の回路図で、一定間隔で列設したフォトトランジスタ４をすべて夫々短絡（ショート）して、ＡＤ変換器１０と閾値設定回路１３に接続した判定回路１１に接続している構成を示す回路図である。
各フォトトランジスタ４の出力を回路上短絡ショートさせてセンサー出力電圧の判定回路１１を減少させている。
検出回路は、フォトトランジスタ４での受光光量からの電圧変化を常時又は一定時間毎に監視し、基準となる電圧との比較を行いながら、トイレットペーパー用シート１の異常破損部分を検出する。
フォトトランジスタ４での受光光量からの出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上である場合、破損の候補とし、さらに規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、対応すべき破損があると判定する回路構成である。
異常を検出すると、製造装置の駆動部に停止信号を送信する。

図３は、トイレットペーパーの太いロール状の原紙から、販売されている通常のサイズに巻き取る巻取り工程の説明図である。
いわゆるダブルといわれる２枚の構成に合わせて重ねた後に検査することを示している。
トイレットペーパーの製造において、光透過性を有するほどに薄い再生ロール紙であるトイレットペーパー用シート１は、当初は大きく太いロール状に巻かれていて、図３のような工程で、製造されてゆく。
太いロール状から引き出されるシートは、数個のロールを介してエンボス加工され、ふんわり感や好感触を創出されて、トイレットペーパーのシート検査装置を走行し通過して、その後、芯付きや芯なしのロールとして巻き取られる。
トイレットペーパーの場合の柔軟加工或はエンボス加工は、弾力性や柔軟性が補強され、商品としての付加価値向上とともに、吸水性の向上や、紙破れの低下やロールで巻き取られた形状の異常率（不良品発生率）の低下にもなっている。
このような工程で、ロール状に巻き取られた後に、所定規格幅に裁断されてトイレットペーパーロールが作成される。
所定寸法に裁断され、市販のトイレットペーパーとして製品化されて、個別に或は数個が包装紙で被覆されてゆく。
ただ、トイレットペーパーの太いロール状の原紙には、エンボス等の加工が工程中途にあり、柔軟化されロール紙が走行してゆくので、おのずと剥離する微細な塵が生じ、紙粉塵が飛散するという特有の環境がある。
空中に飛散する粉塵は、工場内の空気清浄装置で吸引されているものの検出装置のＬＥＤ発光体３側，センサ４側にも相当の紙粉塵が付着するおそれがあるため、この対策や検出器の清掃は重要な課題である。

本発明に係るトイレットペーパーのシート検査装置２は、後付タイプの装置で、既存のトイレットペーパー製造装置に取付けられる構成としている。
取付位置は、最終完成段階付近の工程にあたる位置に設けられる。
製造装置のローラ他既存の各種装置には接触することなく、影響なく設置できる。
トイレットペーパーのシート検査装置２は、ロール紙を上下から小間隔をおいて挟む位置で所定幅の金属製基台に設けられ、下方の基台に一列に設けたＬＥＤ発光体３と、移動進行するトイレットペーパー用シート１を挟んで対向して上方の基台に一列にフォトトランジスタ４とを設け、ＬＥＤ発光体３からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、フォトトランジスタ４によって受光されて、光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー用シート１の異常を検知するものである。
その異常検出の範囲は、破損が「長手方向＝紙の流れ方向３０ｃｍ以上」であるときに検出停止するのが好ましく、「長手方向＝紙の流れ方向３０ｃｍ以上」のときだけ停止する。
記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上ある状態の継続時間が、「３０ｃｍ」に相応するある規定値以上の継続時間の場合、対応すべき破損があると判定する。

３０ｃｍ未満の破損は、トイレットペーパーでは、使用時にその部分をカットしてしまえば、次のロールがすぐに続くので大きな支障はないため、小さな破損は、使用に支障はないため検知しても製造装置の停止を指示しない。
またダブル（２枚）のトイレットペーパーでは、一方に異常がなく一方に孔が大きくあるときも検出できる。
つまり、１枚の３０ｃｍの破損、２枚とも３０ｃｍの破損とも検出する。
シングル・ダブルに対応する破損の検出に設定できる特徴がある。
検査装置には、トイレットペーパー用シートの走行速度を検出するエンコーダ等の手段、発光手段としてのＬＥＤ発光体３、受光手段としてのフォトトランジスタ４が設けられる。
エンコーダ等の手段により、シートの走行速度の変化に対応して破損距離を検出可能である
装置には、検出回路、ローラ停止信号回路が備えられていて、電気的に接続されている。

ＬＥＤ発光体３と、受光手段としてのフォトトランジスタ４は、再生ロール紙であるトイレットペーパー用シート１の幅方向と直行する方向に設けられる。
ＬＥＤ発光体３とフォトトランジスタ４は、一列に所定間隔で列設され、ＬＥＤ発光体３から発せられた光が、所定スポット面積でシート１に照射するようになっている。
実施例には記載してはいないが、一端部近傍に設けられるＬＥＤ発光体３と受光手段としてのフォトトランジスタ４は、シート１の存否判定のみに用いるように設計することもできる。

ＬＥＤ発光体３とフォトトランジスタ４は、トイレットペーパー用シート１を小間隙をおいて挟んで対向していて、トイレットペーパー用シート１に対して平行に配されて、かつトイレットペーパー用シート１からそれぞれのフォトトランジスタ４までの距離は等間隔である。

図６に示す写真は本発明にかかるシート検査装置の一実施例を示すもので、光透過性を有する幅広のトイレットペーパー用シートを検査するためのトイレットペーパーのシート検査装置であって、エンボス加工ローラからシートが走行してくる位置に設けられる。
シート検査装置は、走行方向と直角方向に配置される側面視でＬ状で細長いカバー６の内側に一列に等間隔に設けたＬＥＤ発光体３と、移動進行するトイレットペーパー用シート１を挟んで配置された側面視で細長いＬ状のカバー６に前記ＬＥＤ発光体３と対向する内側の位置にフォトトランジスタ４を設けた構成である。
カバー６は、細長い金属製基台に取付けて設けてもよく、カバー６自体を基台としてもよい。
上方に位置するカバー６は、フォトトランジスタ４を支持しカバーするもので、フォトトランジスタ４の上方側とロール紙の進行側を被覆している。
紙粉塵の侵入を防止し、かつ降り積もる粉塵から防御するためである。
下方に位置するカバー６は、ＬＥＤ発光体３への紙粉塵の侵入付着を防御するためのものである。
カバー６で被覆された一列の多数のＬＥＤ発光体３とカバー６で被覆された一列の多数のフォトトランジスタ４が、所定の間隙をもって対向した装置となっている。

上方に位置するカバー６には、フォトトランジスタ４の表面にエアを吹き出すエアシャワー５と、フォトトランジスタ４の上方側（庇）に位置するカバー６の表面にエアを吹き出すエアシャワー５を設けている。
下方に位置するカバー６には、ＬＥＤ発光体３の表面に吹き付けるエアが噴出するエアシャワー５が設けられる。
３個所にエアシャワー５を設けている。
エアシャワー５は、エア圧縮ポンプからチューブで接続され、角パイプに接続される。角パイプは金属製基台と同等の長さを有し、側面に直径約 ０．３ｍｍのエア放出口がＬＥＤ発光体３、フォトトランジスタ４と略等間隔で設けられており、間欠的にエア噴出して、ＬＥＤ発光体３、フォトトランジスタ４のすべてが清掃される。
又、フォトトランジスタ４の上方側（庇）に位置するカバー６の上面にも間欠的にエア噴出して、カバー６の表面に付着する紙粉塵を吹き飛ばす。
紙粉塵の付着で、光量の検査精度が影響されないようにしている。

このように紙粉塵から防御されて安定した検知精度の構成で、ＬＥＤ発光体３からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、フォトトランジスタ４によって受光されて、光量によって反応する電圧変動によってトイレットペーパー用シート１の異常を検知するもので、その異常検出を所定の範囲に設定でき、電圧の大きさに応じた破れ態様を検出して、ロール巻取りを停止指示するトイレットペーパーのシート検査装置が提案される。

図３は本発明の全体構成を示す説明図で、トイレットペーパー用シート１は矢印方向に各ローラによって送出され、送出される途中においてエンボス加工され、その後に本願発明に係るシート検査装置を通過して異常検査を受け、ロールに巻き取られる。

実施例では、フォトトランジスタ４とＬＥＤ発光体３を対向させた基台に、これらを約１０ｍｍピッチに植設している。
再生トイレットペーパー１などシートの厚さ（２枚：ダブル、１枚：シングル、０枚：穴空き）によって、薄いほどＬＥＤ発光体３からの光の透過量が増加するので、フォトトランジスタ４の出力電圧を計測することで、シートの２枚、１枚、０枚を区別することが可能となる。
「紙破れ」の状態とは、紙のシート２枚（ダブルのトイレットペーパー）の製造の場合、シート１枚状態、シート０枚状態を紙破れとし、シート１枚（シングルのトイレットペーパー）の製造の場合、シート０枚状態が紙破れとなる。

フォトトランジスタ４の出力は、ダイオードを介してショートされている。
全ての出力をショートさせると、紙破れの場所はわからなくなるが、紙破れであるかどうかの出力は１本になり、少なくとも正常か異常状態の区別は可能であり、計測本数も１本であるので、判定回路１１もシンプルになる。
フォトトランジスタ４の出力を何本かごとにショートさせると紙破れ場所をブロックごとに分割することが可能であるが、計測本数が増えるため、判定回路１１が複雑になる。

フォトトランジスタ４出力電圧の判定方法は、差分方式と絶対値方式の２種類で行う。
差分方式は、フォトトランジスタ４出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上である場合、破損の候補とし、さらに規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、対応すべき破損があると判定する方式である。
また絶対値方式は、差分方式の欠点を補うために使用される。
生産されるトイレットペーパーが例えば紙２枚（ダブル）の場合、検査開始時から不良である紙１枚の状態であった場合には、差分方式では紙１枚の状態が記憶されるため紙２枚に復帰した時点で検出されるので遅れて検出されることになる。
絶対値方式では、シート（紙）２枚、シート（紙）１枚での適正な出力電圧値範囲を規定しているため、シート１枚の状態を即座に検出することが可能である。
そして、差分方式、絶対値方式とも破損の候補の閾値よりも低い電圧の継続時間を計測し、ある長さ（３０Ｃｍ）以上の紙破れ状態でなければ検出しない方式としている。

フォトトランジスタ４出力電圧の計測は、アナログ電圧入力付きのシーケンサを用いている。
ＬＥＤ発光体３は、定電流方式で駆動し、温度、経時変化による光量の変化を最小限にしている。

このように、本発明は、紙の厚みによる透過光量によって出力電圧が変化することを利用してシート２枚、１枚、０枚の区別をおこなうもので、センサーと光源の組み合わせをあるピッチでもって紙幅いっぱいに並べ、センサーであるフォトトランジスタ４の出力を回路的に全部ショートして、センサー出力電圧の判定回路１１を減少させたことを特徴としている。

具体的には、センサー出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知した出力電圧との差が規定値以上である場合と規定されたシート２枚、シート１枚でのフォトトランジスタの出力電圧の絶対値が、穴あけ、破れの候補とし、さらに規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、穴、破れが検出されたとする判定方式としている。

図４及び図５のグラフは、光源をＬＥＤ発光体３とし、破れ箇所の入射光をフォトトランジスタ４で受光することで変化する電圧を示している。
フォトトランジスタ４出力電圧は、図のように紙が薄くなるほど電圧が低くなる。したがって、正常時のシート２枚時電圧から１枚時、０枚時への変化を捉えることで、紙破れを検出する。
制御部にシーケンサを使用しているのでパソコン等を接続することにより検査データの管理は容易であり、停止回数や電圧の変化データで解析等ができる。

本発明における破れ検出は、絶対値方式、差分方式の２段構えとした。
シート２枚時電圧値は規定時間（例：０．４秒）ごとに更新され、常にシートの電圧を監視している。
その状態からの規定変化量（例：０．４１Ｖ降下）以上の状態が規定時間（例：０．５秒）以上継続した際に検出する。
したがって、紙厚みのばらつきなどによるシート２枚時の電圧の変動に追従する。さらに、差分方式とは独立して、シート２枚電圧が適正電圧（２．５Ｖ〜４．５Ｖ）以内であるかどうかも常に監視している。

本発明には、長寿命であるＬＥＤを採用し、かつ、定電流駆動（ＬＥＤの熱による光量変化を最小にする）としている。
また異常状態を検出フォトトランジスタ４とは別に光量変化を捉えるモニタ専用のモニタフォトトランジスタを備えており、規定電圧値になる様にモニタフォトトランジスタの出力電圧に応じてＬＥＤ電流値をセットすることにより、ＬＥＤ光量を一定化させ、ＬＥＤ経時変化の光量減少に対応する。

図７は、ＬＥＤ発光体３とフォトトランジスタ４の表面にエアシャワー５を設けたことを示す図であり、ＬＥＤ発光体３側にエアシャワー５を１つ設けてカバー６表面に吹き付け、フォトトランジスタ４側にはカバー６表面に吹き付けるものと、金属製基台の或はカバー６の上面に吹き付けるエアシャワー５との、２つ設けたことを示している。
エアシャワーは、エア圧縮ポンプからチューブで接続され、中空の角パイプに接続される。
角パイプは金属製基台と同等の長さを有し、側面に、直径約 ０．３ｍｍエア放出口がＬＥＤ発光体３、フォトトランジスタ４と同様の略等間隔で設けられている。

エアシャワー５は、２系統（上部とカバー部）に分かれ間欠的にエアを噴きだし、センサブロックとなるカバー６の上面に積もる紙粉、埃を吹き飛ばし積もる塵を極力減らし、トイレットペーパー１に埃の塊が落ちることを防ぐ。

本発明に組み込まれるエアシャワー５は、間欠作動をする電磁弁を入れ、カバー系統側エアシャワー１．５秒吹き付け→休み８秒→上部側エアシャワー吹き付け１．５秒→休み８秒の順で繰り返し埃等を除去する。
制御はシーケンサで行う手段をとる。
実施例では実際に吹いている時間は、３秒間／１８〜１９秒間（全体）となるが間隔や吹き付け時間は、適宜変更可能である。
本実施例ではエアータンクの容量は２２リットルのものを使用した。

粉塵等からの精密機器の保護手段としては、より塵をＬＥＤ３やフォトトランジスタ４から遠ざけるために、カバー６に静電プレートを使用することも可能である。

図８はシーケンサ内表示の状態と内容を表として示している。
表中のＯＵＴは現状結果電圧を示し、ＳＴＤは現在のシート２枚時の基準値を示し、モニタフォトトランジスタはモニタの電圧値（ＬＥＤ光量値）を示し、ＭＯＤＥは現在のモード状態を示している。

ＯＵＴの値はシート２枚の場合約３．４、シート１枚の場合約１．８、シート０枚の場合約０．６となる。
ＳＴＤは内部の設定時間ごとに更新され、この値から規定の電圧降下があった場合に「紙破れ有り」を検出する。
このときアラームメッセージが表示される。
紙破れ検出時の値は、リセットスイッチを押すと現状の値に戻る構成としている。

図９はアラームリストをアラームＮＯ、表示（アラームの名前）、内容、対処方法を表として示している。
スイッチを「入り」に切り替えた瞬間に検出する。
モニタフォトトランジスタのアラームＮｏ．０３、０２、０４はスイッチ「入り」に切り替えた瞬間のみ検出し、検査中は行わない。

図１０は本発明の実施の形態に係るシート検査装置の概略構成を示すブロック図である。
ＬＥＤ発光体３群、センサ４群、ＡＤ変換器１０、判定回路１１、出力回路１２、閾値設定回路１３から構成されていることを示している。
図で示している矢印は照射方向を示している。

カメラで画像処理する場合と本発明とを比較した場合、フォトトランジシタ方式の利点の１つは、安価で応答が速い点である。
穴の検出の幅寸法などは、フォトトランジスタ４の配列ピッチと取付高さで変更可能である。

図１１は、本発明のシート検査装置の回路図を示すもので計測ポイント、ボリウム（感度調整用）を設けた構成であることを示している。
本発明の発光側にＬＥＤ発光体３を用いた場合、穴の検出に感度は高く安定しており、寿命は数年単位となった。
仮に蛍光灯を用いた場合は、穴の検出に感度は中程度、寿命は数ヶ月単位となる。蛍光灯は様々な波長の光が混じっているが、ＬＥＤ発光体３は波長が１種類のため、受光側は安定的な感度を維持できる。

本発明に至るまで、検出精度の調整ほか数々の実験を行った。
紙厚さの検出の結果、装置への設置台数削減とスペースの問題から、シート２枚（正常）で１枚が破れた状態（紙１枚：異常）が検出可能かどうか実験した。
感度調整用ボリウムを調整することにより、シート２枚、シート１枚、シート０枚の状態をフォトトランジスタ電圧によって区別することが可能となっている。
前記巻取り装置がシート２枚（ダブル）、シート１枚（シングル）の兼用装置であった場合、本検出器では、シート２枚、シート１枚で生産を行うかどうかの情報のみで品種変更が容易となる利点が生じる。
出力の回路はこの電圧を読めることが必要であり、本発明における技術的特徴の１つである。

出力電圧の温度変化予想実験も行い、ＬＥＤ発光体３とセンサーの距離は８０ｍｍとし、ＬＥＤ発光体３へ流す電流値を変化させる。
ＬＥＤ発光体３に流れる電流と光量は、比例関係である。
ＬＥＤ発光体３は、温度に対し１℃変化ごとに１％光量が変化することを認知した。

以上の実施例はあくまで一例でありこれに厳密に限定されるものではない。
紙の検査計測枚数の変更や計測機器に用いる同様の効果を奏する部品の変更などは、本発明者が予想する設計変更事項である。

本発明は、主として再生ロール紙であるトイレットペーパーの検査に使用することを目的としているシート検査装置２であるが、ある種光透過性のある印刷用紙、薄型フィルム、薄型パネル等の検査にも応用可能である。

１ トイレットペーパー用シート
２ シート検査装置
３ ＬＥＤ発光体
４ フォトトランジスタ（センサー）
５ エアシャワー
６ カバー
１０ ＡＤ変換器
１１ 判定回路
１２ 出力回路
１３ 閾値設定回路

Claims (3)

1. 光透過性を有するトイレットペーパーのシート検査装置であって、既存のトイレットペーパー製造装置に後付で取付けられ、シートの破損が縦方向３０ｃｍ以上のトイレットペーパー特有の破れを検出するもので、一列に等間隔で設けたＬＥＤ発光体３と、移動進行するトイレットペーパー１を挟んで、対向して一列にフォトトランジスタ４とを検査幅全体に設け、ＬＥＤ発光体３からトイレットペーパー用シート１を通過した光が、前記一列に設けたフォトトランジスタ４によって受光されて、光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー１の破損異常を検知するもので、シート２枚、シート１枚での適正な出力電圧値範囲を規定し、シートの厚みによる透過光量によってフォトトランジスタ４の出力電圧が変化することを利用して、シート２枚 シート１枚 シート０枚の段階的区別を行いかつ記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上ある状態の継続時間が、「３０ｃｍ」に相応するある規定値以上の継続時間の場合の異常検出を設定電圧範囲にして、対応すべき破損があると判定し、設定電圧の大きさに応じた破れ態様を検出して、異常信号を送信し、ロール巻取りを停止指示することを特徴とするトイレットペーパーのシート検査装置。
2. 光量によって反応する電圧変化計測によって電圧の大きさに応じたトイレットペーパー用シート１の破損異常を検知するときに、フォトトランジスタ出力電圧をある時間間隔ごとに記憶し、記憶された値と検知出力電圧との差が規定値以上である場合、破損の候補とし、さらにその破損の候補の閾値よりも低い電圧の継続時間を計測し、規定値以上の差がある状態の継続時間がある規定値以上の場合、対応すべき破損があると判定する判定回路構成であることを特徴とする請求項１に記載のトイレットペーパーのシート検査装置。
3. 前記判定回路は、フォトトランジスタ４をすべてダイオードでショートして、ＡＤ変換器と閾値設定回路に接続した判定回路としている請求項２に記載のトイレットペーパーのシート検査装置。