JP5636831B2 - 繊維条体測定装置及び糸巻取機 - Google Patents

Description

本発明は、主として、繊維条体測定装置に関する。詳細には、繊維条体測定装置において、繊維条体に対して光を照射する際に光を拡散させる拡散部材の構成に関する。

紡績糸などの繊維条体を巻き取る装置においては、繊維条体に含まれる異物や、当該繊維条体の太さムラを検出するために、繊維条体測定装置を備える場合がある。ここで、例えば紡績糸の太さムラと異物の混入を検出する構成としては、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）によって紡績糸に照射した光の透過光の変化で太さムラを検出するとともに、紡績糸に照射した光の反射光の変化から異物検出を行うという光学式の測定装置が知られている。光量の変化は、透過光、反射光のいずれもフォトダイオードなどの受光素子で電気信号に変換される。

反射光による異物検出は、繊維条体と異物で光の反射率が異なることを利用したものである。例えば白い紡績糸に色の付いた異物が含まれていると、当該異物の部分で反射光が減少するので、当該反射光の変化を測定することにより異物を検出することができる。

ところで繊維条体の表面には凹凸がある場合が少なくないが、このような凹凸に光を照射すると、光源と受光素子との位置関係により、繊維条体の表面に陰ができる場合がある。繊維条体の表面に陰が発生したということは、繊維条体の表面からの反射光の受光量が減少したということであるから、繊維条体に黒い異物が混入していると誤検出される場合がある。異物が検出されると当該異物の部分を切断除去する処理が行われるが、陰の部分は実際には異物ではないので除去する必要はない。このように、繊維条体に陰が発生すると、当該陰の部分が異物であると誤検出されて、必要のない除去動作が行われてしまうため不経済かつ非効率である。

この点、特許文献１及び特許文献２には、光源の光を拡散板（拡散ディスク）を介して繊維条体（糸）に照射する構成が開示されている。このように光源の光を拡散板によって拡散させたうえで繊維条体に照射することにより、繊維条体に対して様々な方向から光を照射することができるので、繊維条体の表面に凹凸がある場合であっても陰を発生させにくくすることができる。これは、物質に直接照明を当てるとエッジ（境界面）部分に陰が発生するが、間接照明に変更することにより陰がなくなるのと同じ原理である。そして上記のように陰の発生を抑制することにより、陰の部分を異物と誤検出してしまう回数を減らすことができる。

特表平６−５０７９７９号公報 特開２００５−６８５６９公報

一方、透過光による繊維条体の太さムラの検出は、当該繊維条体の太さの変化に応じて透過光の受光量が変化することを利用したものである。即ち、繊維条体が太くなると、当該繊維条体が光を遮る面積が広くなるので、透過光の受光量は減少する。従って、走行する繊維条体からの透過光量の変化を監視することにより、当該繊維条体の走行方向での太さの変動、即ち太さムラを検出することができる。

ところが本願発明者は、特許文献１及び特許文献２のように拡散板を用いて光を拡散させる構成の繊維条体測定装置においては、光を拡散させない場合と比べて、繊維条体の太さムラの検出感度が低下するという問題があることを見出した。なお、このような問題点は、特許文献１及び特許文献２には指摘されていない。本願発明者は、この点について鋭意研究を重ねた結果、繊維条体の太さムラの検出感度が低下する原因は、光の拡散によって、受光素子が受光する透過光が平均化されることにあることを突き止めた。

即ち、図８に示すように、光源１３６の光を拡散板１３８によって拡散させて繊維条体１００に照射する場合、透過光を受光する受光素子１３７は、様々な方向から繊維条体１００を透過してきた透過光を受光することになる。従って、受光素子１３７が出力する電気信号は、様々な方向からの透過光の強度を、いわば平均化したものとなる。このように透過光が平均化されてしまうと、繊維条体１００の太さ変動を細かく検出することができなくなり、結果として太さムラの検出感度が低下してしまうのである。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、繊維条体に含まれる異物を検出する際に陰の発生を抑制して異物検出感度を向上させるとともに、繊維条体の太さムラを良好に検出することができる繊維条体測定装置を提供することにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の繊維条体測定装置が提供される。即ち、この繊維条体測定装置は、光源部と、透過光受光部と、反射光受光部と、拡散部と、を備える。前記光源部は、走行する繊維条体に対して光を照射する。前記透過光受光部は、前記光源部から照射されて前記繊維条体を透過した光を受光する。前記反射光受光部は、前記光源部から照射されて前記繊維条体により反射された光を受光する。前記拡散部は、前記光源部と前記繊維条体との間に配置され、前記光源部からの光を拡散させる。そして、前記拡散部は、前記繊維条体の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いに比べて、当該走行方向と直交する平面内で光を拡散させる度合いの方が大きくなるような拡散異方性を有する拡散シートである。

即ち、光を拡散させて繊維条体に照射することにより、繊維条体に対して様々な角度から光を照射することができる。従って、繊維条体の表面に凹凸がある場合であっても陰の発生を抑制することができ、異物がある部分を上記繊維条体測定装置によって正確に検出することができる。また、上記繊維条体測定装置は、上記のように陰の発生を抑制するので、陰の部分を誤って異物として検出してしまうことを防止することができる。そして、繊維条体の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いを小さくすることにより、透過光が繊維条体の走行方向で平均化されにくくなる。その結果、上記繊維条体測定装置は、走行する繊維条体の太さの変動を正確に検出することができる。また、拡散異方性を有する拡散シートによって光を拡散することにより、簡単な構成で、繊維条体の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いと、当該走行方向に直交する平面内で光を拡散させる度合いと、を異ならせることができる。また、拡散部として既存の拡散シートを用いることにより、繊維条体測定装置を安価に構成することができる。

前記の繊維条体測定装置は、繊維条体を通過させる繊維条体通路を備えるとともに、前記反射光受光部及び前記拡散部は、前記繊維条体通路の壁面と略面一に配置されていることが好ましい。

これにより、通路を通過する繊維条体に対して反射光受光部を近づけることができるので、反射光を鈍化させずに反射光受光部に受光させることができる。また、拡散部が繊維条体通路の壁面を構成することにより、繊維条体が走行する空間と、光源部が配置された空間と、を拡散部によって仕切ることができるので、光源部に糸屑等が付着してしまうことを防ぐことができる。

前記の繊維条体測定装置は、以下のように構成されることが好ましい。即ち、この繊維条体測定装置は、前記光源部としての２つの発光素子と、２つの受光素子と、を備える。前記２つの発光素子は、前記繊維条体に対して異なる方向から交互に光を照射する。前記２つの受光素子は、前記透過光受光部及び前記反射光受光部を兼ねる。そして、前記拡散部は、前記２つの発光素子のそれぞれに対して設けられている。

これにより、繊維条体測定装置は、繊維条体を２つの異なる方向から測定できるので、繊維条体測定装置の測定精度が向上する。

前記の繊維条体測定装置において、前記光源部は、前記繊維条体に対して平行光を照射するように構成されていることが好ましい。

これにより、透過光受光部が受光する透過光が繊維条体の走行方向で平均化されないので、繊維条体測定装置は、繊維条体の太さムラを正確に検出することができる。

本発明の第２の観点によれば、以下の構成の糸巻取機が提供される。即ち、この糸巻取機は、巻取装置と、前記繊維条体測定装置と、検出部と、欠点除去部と、を備える。前記巻取装置は、繊維条体をパッケージに巻き取る。前記繊維条体測定装置は、前記繊維条体を測定する。前記検出部は、前記繊維条体測定装置の測定結果に基づいて異物及び太さ異常を検出する。前記欠点除去部は、前記異物及び太さ異常の部分を除去する。

この糸巻取機は、本発明の繊維条体測定装置を採用しているので、陰の部分を異物と誤判定して無駄な除去動作を行ってしまうことを防止でき、しかも繊維条体の太さムラを良好な感度で検出できる。従って、この糸巻取機は、繊維条体の異物と太さ異常が除去された品質の高いパッケージを形成することができる。また、この糸巻取機は、無駄な除去動作を行ってしまうことを防止できるので、効率良くパッケージを形成することができる。

本発明の第１実施形態に係る精紡機の全体的な構成を示す正面図。 紡績ユニットの概略的な側面図。 クリアラの構成を示す平面断面図。 クリアラを、糸走行方向に平行かつ光源部および透過光受光部を通る平面で切断したときの断面図。 拡散異方性を有する拡散シートによって光が拡散される様子を説明する図。 第２実施形態に係る自動ワインダが備えるワインダユニットの概略的な正面図。 変形例に係るクリアラを、糸走行方向に平行かつ光源部および透過光受光部を通る平面で切断したときの断面図。 従来の繊維条体測定装置を、糸走行方向に平行かつ光源部および透過光受光部を通る平面で切断したときの断面図。

次に、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。

図１に示す糸巻取機としての精紡機１は、並設された多数の紡績ユニット２と、糸継台車３と、ブロアボックス４と、原動機ボックス５と、を備えている。

各紡績ユニット２は、スライバ１５を延伸して繊維束８とし、繊維束８に撚りを加えることで紡績糸１０とした後、この紡績糸１０を巻き取ってパッケージ１４を形成するように構成されている。なお、スライバ１５、繊維束８、紡績糸１０等は、繊維が細長く連なったものであるから、「繊維条体」と総称することができる。

図１及び図２に示すように、各紡績ユニット２は、上流から下流へ向かって順に、ドラフト装置７と、紡績装置９と、巻取装置１３と、を主要な構成として備えている。また、図２に示すように、各紡績ユニット２は、当該紡績ユニット２が備える各構成を制御するためのユニットコントローラ２５を備えている。なお、本明細書において「上流」及び「下流」とは、紡績時での紡績糸１０の走行方向における上流及び下流を意味するものとする。

スライバ１５を延伸して繊維束８とするためのドラフト装置７は、精紡機１の筐体６の上端近傍に設けられている。このドラフト装置７は図２に示すように、バックローラ１６、サードローラ１７、エプロンベルト１８を装架したミドルローラ１９、及びフロントローラ２０の４つのローラを備えている。スライバ１５は、上記各ローラ等によって延伸され、繊維束８となる。

紡績装置９は、ドラフト装置７から送られてくる繊維束８に撚りを加えて紡績糸１０を生成するように構成されている。紡績装置９の詳細な構成は図示しないが、本実施形態では空気式の紡績装置を採用している。即ち、紡績装置９は、その内部に圧縮空気を噴出して旋回空気流を発生させ、当該旋回空気流を繊維束８に作用させることにより、当該繊維束８に撚りを与えて紡績糸１０を生成するように構成されている。

前記紡績装置９と巻取装置１３との間の位置には、クリアラ（繊維条体測定装置）１１が備えるクリアラヘッド３４が設けられている。紡績装置９で紡出された紡績糸１０は、クリアラヘッド３４を通過して走行する。クリアラ１１は、走行する紡績糸１０に含まれている異物と、当該紡績糸１０の太さと、を監視するように構成されている。そしてクリアラ１１は、紡績糸１０に異物や太さ異常が検出された場合には、糸欠点検出信号をユニットコントローラ２５へ送信するように構成されている。

ユニットコントローラ２５は、前記糸欠点検出信号を受信すると、クリアラヘッド３４の近傍に配置されたカッタ（欠点除去部）２２によって直ちに紡績糸１０を切断する。この糸切断動作、及び後述の糸継ぎ動作により、紡績ユニット２は、紡績糸１０に含まれていた糸欠点の部分を除去することができる。これにより、紡績ユニット２は、糸欠点の含まれない高品質なパッケージ１４を形成することができる。

巻取装置１３は、紡績糸１０を巻き取ってパッケージ１４を形成するように構成されている。巻取装置１３は、クレードルアーム３３と、巻取ドラム２３と、トラバース装置２４と、を備えている。クレードルアーム３３は支軸３３ａまわりに揺動可能に支持されており、紡績糸１０を巻回するためのボビン２７を回転可能に支持することができる。

巻取ドラム２３は、前記ボビン２７やそれに紡績糸１０を巻回して形成されるパッケージ１４の外周面に接触して駆動できるように構成されている。また、トラバース装置２４は、紡績糸１０に係合可能なトラバースガイド２８を備えている。この構成で、トラバースガイド２８を図略の駆動手段によって往復動させながら巻取ドラム２３を図略の電動モータによって駆動することで、巻取ドラム２３に接触するパッケージ１４を回転させ、紡績糸１０をパッケージ１４の表面に綾振りしつつ巻き取るようになっている。

クリアラ１１と巻取装置１３との間には、糸貯留装置１２が設けられている。この糸貯留装置１２は、紡績装置９で生成された紡績糸１０を、糸貯留ローラ２１の周囲に巻き付けて一時的に貯留するように構成されている。

糸貯留ローラ２１は、その外周面に紡績糸１０を一定量巻き付けて貯留することができるように構成されている。また、糸貯留ローラ２１は、電動モータ２６によって回転駆動される。糸貯留ローラ２１の外周に紡績糸１０を巻き付けた状態で、当該糸貯留ローラ２１を回転駆動することにより、糸貯留装置１２よりも上流側の紡績糸１０に所定の張力を与えることができる。これにより、糸貯留装置１２は、紡績装置９から所定の速度で紡績糸１０を引き出し、当該紡績糸１０を所定の速度で下流側に搬送することができる。

糸継台車３は、図１及び図２に示すように、スプライサ（糸継装置）２９と、サクションパイプ３０と、サクションマウス３１と、を備えている。糸継台車３は、ある紡績ユニット２で糸切れや糸切断等が発生して、紡績装置９とパッケージ１４との間で紡績糸１０が分断状態となった際に、当該紡績ユニット２の前までレール３２を走行し、スプライサ２９による糸継ぎを行うように構成されている。このスプライサ２９の詳細な構成は省略するが、例えば、紡績装置９側の紡績糸１０の糸端と、パッケージ１４側の紡績糸１０の糸端と、に旋回空気流を作用させることにより互いに撚り合わせて接合する空気式のスプライサ装置として構成することができる。

紡績ユニット２における糸継動作について簡単に説明すると、以下のとおりである。即ち、ユニットコントローラ２５は、ある紡績ユニット２で糸切れや糸切断が発生すると、当該紡績ユニット２のドラフト装置７、紡績装置９、巻取装置１３等を停止させる。また、ユニットコントローラ２５は糸継台車３に制御信号を送り、当該糸継台車３を前記紡績ユニット２の前まで走行させる。その後、ユニットコントローラ２５は、ドラフト装置７及び紡績装置９等を再び駆動するとともに、前記糸継台車３による糸継動作を開始する。

糸継動作を開始すると、まず糸継台車３は、軸３０ａを中心にしてサクションパイプ３０を上下方向に回動させ、紡績装置９から送出される糸端を吸い込みつつ捕捉してスプライサ２９へ案内する。またこれと前後して、糸継台車３は、軸３１ａを中心にしてサクションマウス３１を上下方向に回動させ、前記巻取装置１３に支持されたパッケージ１４から糸端を吸引しつつ捕捉してスプライサ２９へ案内する。そしてスプライサ２９において、案内された糸端同士の糸継ぎを行う。

このとき、糸貯留装置１２は、スプライサ２９による糸継が終了するまでの間、紡績装置９から連続的に送出される紡績糸１０を糸貯留ローラ２１に順次巻き付けて滞留させるように構成されている。これにより、糸継ぎ作業中に、紡績装置９から送出されてくる紡績糸１０が紡績装置９とスプライサ２９との間で弛んでしまうことを防止することができる。

そしてスプライサ２９による糸継が終了すると、ユニットコントローラ２５は、巻取装置１３による巻取りを再開させる。以上の糸継動作により、紡績装置９とパッケージ１４の間で分断状態となっていた紡績糸１０を再び連続状態として、パッケージへの紡績糸１０の巻取りを再開することができる。

次に、図３を参照して、クリアラ１１の構成について説明する。クリアラ１１は、前述のクリアラヘッド３４と、アナライザ（検出部）３５と、を備えている。

クリアラヘッド３４は樹脂製のハウジングとして構成されており、走行する紡績糸１０を通過させることができるように糸通路（繊維条体通路）３９が形成されている。また、クリアラヘッド３４の内部には、光源部３６と受光部３７が配置されている。

図３に示すように、光源部３６は２つの発光素子３６１，３６２から構成され、受光部３７は２つの受光素子３７１，３７２から構成されている。前記２つの発光素子３６１，３６２は可視光ＬＥＤとして構成されており、これにより糸通路３９を走行している紡績糸１０に対して可視光を照射するように構成されている。受光素子３７１，３７２はフォトダイオードとして構成され、受光した光の強度を電気信号に変換してアナライザ３５に送信するように構成されている。なお、このタイプのクリアラを、発光素子を２つ備えているという意味で二軸型のクリアラと呼ぶ。

アナライザ３５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるコンピュータとして構成されており、受光部３７から送信されてきた測定結果（前記電気信号）に基づいて、紡績糸１０の太さムラや異物を検出する。アナライザ３５は、紡績糸１０の太さに異常が見つかった場合や、除去すべき異物を検出した場合には、その部分を糸欠点とみなして、ユニットコントローラ２５に糸欠点検出信号を送信する。

第１発光素子３６１と第２発光素子３６２は、糸通路３９を走行する紡績糸１０に対して、異なる角度から光を照射するように配置されている。また、第１発光素子３６１と第２発光素子３６２は、交互に何れか一方が発光するように、アナライザ３５によって制御されている。これにより、紡績糸１０に対して２つの異なる方向から光を当てることができる。即ち、このような二軸型のクリアラは、紡績糸１０を多角的に測定することができるので、例えば図３の断面における紡績糸１０の断面形状が扁平である場合であっても、異物及び糸太さの検出精度を向上させることができる。

第１受光素子３７１は、紡績糸１０の走行経路を挟んで第２発光素子３６２の反対側に配置されている。従って、第１受光素子３７１は、第２発光素子３６２から照射されて紡績糸１０を透過した光（透過光）を受光する。他方の第２受光素子３７２は、紡績糸１０の走行経路を挟んで第１発光素子３６１の反対側に配置されている。従って、第２受光素子３７２は、第１発光素子３６１から照射されて紡績糸１０を透過した光（透過光）を受光する。

また、第１受光素子３７１は、第１発光素子３６１からの光が直接当たらないように配置されているとともに、当該第１発光素子３６１から照射されて紡績糸１０で反射した光（反射光）を受光できるように配置されている。また、第２受光素子３７２は、第２発光素子３６２からの光が直接当たらないように配置されているとともに、当該第２発光素子３６２から照射されて紡績糸１０で反射した光（反射光）を受光できるように配置されている。

以上の構成で、第１発光素子３６１が発光しているときには、第１受光素子３７１は反射光を、第２受光素子３７２は透過光を、それぞれ受光する。第２発光素子３６２が発光しているときには、上記とは逆に、第１受光素子３７１が透過光を、第２受光素子３７２が反射光を、それぞれ受光する。このように、受光部３７は、反射光を受光する機能（反射光受光部としての機能）と透過光を受光する機能（透過光受光部としての機能）とを兼ねている。

上記透過光は、紡績糸１０によって遮断されながら受光素子３７１，３７２に受光された光であるから、紡績糸１０の太さが変動すれば、透過光の強度も変動する。従って、アナライザ３５において受光素子３７１，３７２が受光した透過光の変動を監視することにより、紡績糸１０の太さムラを検出することができる。

また上記反射光は、紡績糸１０表面で反射して受光素子３７１，３７２に受光された光であるから、紡績糸１０表面の色に応じて、上記反射光の強度も変動する。従って、アナライザ３５において受光素子３７１，３７２が受光した反射光の変動を検出することにより、紡績糸１０に含まれる異物を検出することができる。

なお、紡績糸１０が太いほど、紡績糸１０が光を反射する面積は広いので、反射光の強度も強くなる。従って、紡績糸１０からの反射光の強度は、紡績糸１０の太さの影響も受けてしまう。ただし、受光素子３７１，３７２は、紡績糸１０以外の部分（例えば糸通路３９の壁面）からの反射光も受光している。この紡績糸１０以外の部分からの反射光は、紡績糸１０が太いほど弱くなるので、紡績糸１０からの反射光の変動を相殺することができる。これにより、反射光の強度は、糸太さの変動の影響を受けなくなるので、クリアラ１１によって精度良く異物を検出することができる。なお、図示は省略するが、糸通路３９の壁面には適切な反射率の反射板を設けており、紡績糸１０からの反射光の変動を適切に相殺できるように工夫されている。

次に、拡散部材３８によって光源の光を拡散する構成について説明する。

図３に示すように、本実施形態のクリアラ１１は、紡績糸１０と第１発光素子３６１との間、及び、紡績糸１０と第２発光素子３６２との間に、それぞれ、光を拡散させるための拡散部材（拡散部）３８を配置している。そして、発光素子３６１，３６２の光は、この拡散部材３８を介して、紡績糸１０に照射されるように構成されている。これにより、クリアラ１１は、紡績糸１０に対して拡散した光を照射することができる。

ここで、光を拡散させるための拡散部材として、従来は、例えばスリガラスやオパールガラスなど、すべての方向に光を拡散させるフィルタを用いていた。しかし既に説明したように、光を拡散させて紡績糸１０に照射すると、透過光が平均化されてしまう結果、紡績糸１０の太さムラを検出するクリアラ１１の検出感度が低下してしまうという問題がある。

ところで、紡績糸１０の太さムラとは、当該紡績糸１０の太さが、当該紡績糸１０の走行方向でどの程度変動しているかを示すものである。従って、紡績糸１０の太さムラを感度良く検出するためには、紡績糸１０の走行方向での透過光の変動をクリアラ１１で細かく検出できる必要がある。この点、スリガラスやオパールグラスで全ての方向に光を拡散させると、紡績糸１０の走行方向で透過光が平均化されてしまう。このため、従来のクリアラでは、紡績糸１０の走行方向での透過光の変動を細かく検出できなかった。結果として、紡績糸１０の太さムラを検出するクリアラの検出感度が低下していたのである。

従って、紡績糸１０の太さムラを検出するクリアラの検出感度を低下させないためには、紡績糸１０の走行方向で透過光が平均化されなければ良い。このためには、紡績糸１０の走行方向に平行な平面内で光を拡散させないようにすれば良い。逆に言えば、紡績糸１０の走行方向と直交する平面内であれば、光を拡散させても前記走行方向で透過光を平均化することはない。即ち、紡績糸１０の走行方向と直交する平面内で光を拡散させても、紡績糸１０の太さムラを検出するクリアラの検出感度を低下させることはないのである。

以上の点に着目し、本実施形態のクリアラ１１では、糸走行方向と直交する平面内で光を拡散させる度合いに比べて、糸走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いが小さいように、拡散部材３８を構成している。

具体的には、本実施形態の拡散部材３８は、拡散異方性を有する拡散シートとして構成されている。なお、このような拡散異方性を有する拡散シートは、市販されている既存のものを利用することができる。これにより、クリアラ１１を安価に構成することができる。そして、糸走行方向に直交する平面内での拡散角（図３に示す平面内で光を拡散させる度合い）に比べて、糸走行方向に平行な平面内での拡散角（図４に示す平面内で光を拡散させる度合い）の方が小さくなるように、前記拡散シートを配置している。一般的に、拡散異方性を有する拡散シートは図５のように楕円形に光を拡散させるので、この楕円の短軸方向が糸走行方向に対して平行になるように、当該拡散シートを配置すれば良い。

拡散シート（拡散部材３８）をこのように配置することにより、紡績糸１０の走行方向と平行な平面内（図４に示す平面内）では、光源部３６の光を拡散させる度合いを小さくすることができる。これにより、紡績糸１０の走行方向では光があまり拡散しないので、受光部３７が受光する透過光が紡績糸１０の走行方向で平均化されてしまうことを防止できる。従って、クリアラ１１において、紡績糸１０の太さムラの検出感度を良好に保つことができる。

拡散シートの拡散角の具体的な値は特に限定されないが、受光部３７が受光する透過光を紡績糸１０の走行方向で平均化させないという観点からは、紡績糸１０の走行方向と平行な平面内での拡散角（図４に示す平面内で光を拡散させる度合い）は、可能な限り小さいことが好ましい。また本実施形態のクリアラ１１において、光源部３６の発光素子３６１，３６２は、平行光を照射できる平行光ＬＥＤとして構成されている。これによれば図４に示すように、光源部３６は、紡績糸１０に対して、走行方向に直交する方向からの光のみを照射できる。従って、受光部３７が受光する透過光が紡績糸１０の走行方向で平均化されてしまうことがないので、クリアラ１１は、紡績糸１０の太さムラを正確に検出できるようになる。

また、拡散シート（拡散部材３８）を上記のように配置することにより、紡績糸１０の走行方向と直交する平面内（図３に示す平面内）では光を拡散させるので、この平面に平行な様々な方向から紡績糸１０に対して光を照射することができる。これにより、紡績糸１０の表面に陰が発生することを抑制することができるので、陰の部分を異物として誤検出することにより切断除去してしまう回数も減らすことができる。結果として、紡績ユニット２によるパッケージ１４の生成効率を向上させることができる。

また、上記のように紡績糸１０の表面に陰が発生しにくくなるので、受光部３７が反射光を受光してアナライザ３５に出力する信号のＳ／Ｎ比を向上させることができる。即ち、光を拡散させずに紡績糸１０に直接照射した場合は、当該紡績糸１０に異物が含まれない場合であっても、紡績糸１０表面の凹凸に発生する陰によって反射光の受光量が細かく変動してしまう。即ち、光を拡散させない場合は、反射光のノイズ成分が大きい。一方、本実施形態のように光を拡散させて照射することにより、紡績糸１０に陰が発生しないので、紡績糸１０に異物が含まれていないときに反射光が細かく変動することがなくなる。即ち、光を拡散せて照射することにより、反射光のノイズ成分を小さくすることができる。このようにＳ／Ｎ比を向上させることができる結果、紡績糸１０に含まれている異物を、アナライザ３５で判別し易くなる。

以上のように、拡散異方性を有する拡散シートで光を拡散して紡績糸１０に照射することにより、陰の発生を抑制して異物検出感度を向上させるという効果を発揮させつつ、しかも、太さムラ検出感度を低下させないという技術課題を解決することができるのである。

また図３に示すように、本実施形態のクリアラ１１においては、拡散部材３８と、受光素子３７１，３７２は、糸通路３９の壁面と略面一となるように配置されている。これにより、糸通路３９の壁面に凹凸がなくなり、糸屑等が溜まりにくくなるので、メンテナンス性が向上する。

また、拡散部材３８を糸通路３９の壁面と略面一に配置することにより、当該拡散部材３８が、糸通路３９の壁面の一部を構成している。即ち、本実施形態のクリアラ１１においては、紡績糸１０が通過する空間と、発光素子３６１，３６２が配置された空間と、が拡散部材３８によって仕切られている。このように、紡績糸１０が走行する空間と、発光素子３６１，３６２と、を仕切ることにより、紡績糸１０の走行によって発生する糸屑等が発光素子３６１，３６２に付着することを防止できるので、メンテナンス性が更に向上する。

ところで、従来のクリアラにおいては、例えば特許文献２の図４等に示されているように、受光素子は糸通路の壁面から奥まった位置に配置されていた。この構成では、当該受光素子と糸との距離が遠くなってしまい、受光素子が受光する反射光が鈍化するという問題があった。この点、本実施形態のクリアラ１１では、上記のように受光素子３７１，３７２を糸通路３９の壁面と略面一とすることにより、紡績糸１０に対して可能な限り近い位置に受光素子３７１，３７２を配置することができる。これにより、紡績糸１０からの反射光を鈍化させずに受光素子３７１，３７２で受光することができる。

以上で説明したように、本実施形態のクリアラ１１は、光源部３６と、透過光受光部及び反射光受光部を兼ねる受光部３７と、拡散部材３８と、を備える。光源部３６は、走行する紡績糸１０に対して光を照射する。受光部３７は、光源部３６から照射されて紡績糸１０を透過した光を受光する。また前記受光部３７は、光源部３６から照射されて紡績糸１０により反射された光を受光する。拡散部材３８は、光源部３６と紡績糸１０との間に配置され、光源部３６からの光を拡散させる。そして、拡散部材３８は、紡績糸１０の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いに比べて、当該走行方向と直交する平面内で光を拡散させる度合いの方が大きくなるように構成されている。

即ち、光を拡散させて紡績糸１０に照射することにより、紡績糸１０に対して様々な角度から光を照射することができる。従って、紡績糸１０の表面に凹凸がある場合であっても陰の発生を抑制することができ、異物がある部分をクリアラ１１によって正確に検出することができる。また、クリアラ１１は、上記のように陰の発生を抑制するので、陰の部分を誤って異物として検出してしまうことを防止することができる。そして、紡績糸１０の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いを小さくすることにより、透過光が紡績糸１０の走行方向で平均化されにくくなる。その結果、クリアラ１１は、走行する紡績糸１０の太さの変動を正確に検出することができる。

また、本実施形態のクリアラ１１において、拡散部材３８は、拡散異方性を有する拡散シートである。

このように拡散異方性を有する拡散シートによって光を拡散することにより、簡単な構成で、紡績糸１０の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いと、当該走行方向に直交する平面内で光を拡散させる度合いと、を異ならせることができる。また、拡散部材３８として既存の拡散シートを用いることにより、クリアラ１１を安価に構成することができる。

また、本実施形態のクリアラ１１は、紡績糸１０を通過させる糸通路３９を備えるとともに、受光素子３７１，３７２及び拡散部材３８は、糸通路３９の壁面と略面一に配置されている。

これにより、糸通路３９を通過する紡績糸１０に対して受光素子３７１，３７２を近づけることができるので、反射光を鈍化させずに受光部３７に受光させることができる。また、拡散部材３８が糸通路３９の壁面を構成することにより、紡績糸１０が走行する空間と、光源部３６が配置された空間と、を拡散部材３８によって仕切ることができるので、光源部３６に糸屑等が付着してしまうことを防ぐことができる。

また、本実施形態のクリアラ１１は、光源部３６としての２つの発光素子３６１，３６２と、２つの受光素子３７１，３７２と、を備える。２つの発光素子３６１，３６２は、紡績糸１０に対して異なる方向から交互に光を照射する。２つの受光素子３７１，３７２は、透過光受光部と前記反射光受光部とを兼ねる。そして、拡散部材３８は、２つの発光素子３６１，３６２のそれぞれに対して設けられている。

これにより、クリアラ１１は、紡績糸１０を２つの異なる方向から測定できるので、クリアラ１１の測定精度が向上する。

また、本実施形態のクリアラ１１において、光源部３６の発光素子３６１，３６２は、紡績糸１０に対して平行光を照射することができる平行光ＬＥＤとして構成されている。

これにより、受光素子３７１，３７２が受光する透過光が紡績糸１０の走行方向で平均化されないので、クリアラ１１は、紡績糸１０の太さムラを正確に検出することができる。

また、本実施形態の精紡機１は、巻取装置１３と、前記クリアラ１１と、当該クリアラ１１が備えるアナライザ３５と、カッタ２２と、を備える。巻取装置１３は、紡績糸１０をパッケージ１４に巻き取る。クリアラ１１は、紡績糸１０を測定する。アナライザ３５は、クリアラ１１の測定結果に基づいて異物及び太さ異常を検出する。カッタ２２は、前記異物及び太さ異常の部分を除去する。

この精紡機１は、本発明のクリアラ１１を採用しているので、陰の部分を異物と誤判定して無駄な除去動作を行ってしまうことを防止でき、しかも紡績糸１０の太さムラを良好な感度で検出できる。従って、この精紡機１は、紡績糸１０の異物と太さ異常が除去された品質の高いパッケージ１４を形成することができる。また、この精紡機１は、無駄な除去動作を行ってしまうことを防止できるので、効率良くパッケージ１４を形成することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。

この実施形態は、本発明の繊維条体測定装置を、糸巻取機としての自動ワインダに適用したものである。以下、自動ワインダの構成について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は類似の構成については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する場合がある。

この実施形態に係る自動ワインダは、並べて配置された複数のワインダユニット５０と、その並べられた方向の一端に配置された図略の機台制御装置と、を備えている。図６に示すように、ワインダユニット５０は、給糸ボビン５１から解舒される紡績糸（繊維条体）１０をトラバース（綾振り）させながら巻取ボビン５２に巻き付けて、所定長で所定形状のパッケージ５３とするものである。

それぞれのワインダユニット５０が備える巻取装置５４は、給糸ボビン５１から解舒された紡績糸１０を、巻取ボビン５２の周囲に巻き取ってパッケージ５３を形成するように構成されている。具体的には、巻取装置５４は、紡績糸１０をトラバースさせるとともに前記巻取ボビン５２を駆動するための巻取ドラム５６を備えている。図６に示すように、前記巻取ドラム５６の外周面には螺旋状の綾振溝５７が形成されており、この綾振溝５７によって紡績糸１０をトラバース（綾振り）させるように構成している。

前記巻取ボビン５２は、当該巻取ボビン５２に対向して配置される巻取ドラム５６が回転駆動することにより、従動回転する。紡績糸１０は、前記綾振溝５７によってトラバースされつつ、回転する巻取ボビン５２の周囲に巻き取られる。図６に示すように、この巻取ドラム５６はドラム駆動モータ５８の出力軸に連結されており、このドラム駆動モータ５８の作動はモータ制御部５９により制御される。このモータ制御部５９は、ユニットコントローラ６０からの制御信号を受けて前記ドラム駆動モータ５８を運転及び停止させる制御を行うように構成している。

また、ワインダユニット５０は、給糸ボビン５１と巻取ドラム５６との間の糸走行経路中に、給糸ボビン５１側から順に、解舒補助装置６１と、テンション付与装置６２と、スプライサ２９と、クリアラ（繊維条体測定装置）１１が備えるクリアラヘッド３４と、を配置した構成となっている。

解舒補助装置６１は、芯管に被さる規制部材６４を給糸ボビン５１からの紡績糸１０の解舒と連動して下降させることにより、給糸ボビン５１からの紡績糸１０の解舒を補助するものである。規制部材６４は、給糸ボビン５１から解舒された紡績糸１０が振り回されることにより給糸ボビン５１の上部に形成されるバルーンに対し接触し、当該バルーンに適切なテンションを付与することによって紡績糸１０の解舒を補助する。

テンション付与装置６２は、走行する紡績糸１０に所定のテンションを付与するものである。テンション付与装置６２としては、例えば、固定の櫛歯に対して可動の櫛歯を配置するゲート式のものを用いることができる。可動側の櫛歯は、櫛歯同士が噛み合わせ状態又は解放状態になるように、ロータリー式のソレノイドにより回動することができる。このテンション付与装置６２によって、パッケージ５３に巻き取られる紡績糸１０に一定のテンションを付与し、パッケージ５３の品質を高めることができる。なお、テンション付与装置６２には、上記ゲート式のもの以外にも、例えばディスク式のものを採用することができる。

クリアラ１１は、前記第１実施形態と同様の構成であり、クリアラヘッド３４と、アナライザ（検出部）３５と、を備えている。紡績糸１０は、クリアラヘッド３４に形成された糸通路３９に導入された状態で走行する。アナライザ３５は、クリアラヘッド３４が備えた受光部３７（図６には図略）から送られてくる測定結果に基づいて、紡績糸１０の太さムラや異物を検出する。アナライザ３５は、紡績糸１０の太さに異常が見つかった場合や、除去すべき異物を検出した場合には、その部分を糸欠点とみなして、ユニットコントローラ６０に糸欠点検出信号を送信する。

前記クリアラヘッド３４の近傍には、カッタ（欠点除去部）２２が付設されている。アナライザ３５は、糸欠点を検出したときには、直ちにカッタ２２を作動させて紡績糸１０を切断する。もっとも、カッタ２２の制御はユニットコントローラ６０で行っても良い。

スプライサ２９は、クリアラ１１が糸欠点を検出して紡績糸１０を切断した時、又は給糸ボビン５１からの解舒中の糸切れ時など、給糸ボビン５１とパッケージ５３との間で糸が分断状態となった時に、給糸ボビン５１側の下糸と、パッケージ５３側の上糸と、を糸継ぎする。スプライサ２９の下側及び上側には、糸分断時において、給糸ボビン５１側の糸端を捕捉してスプライサ２９まで案内するサクションパイプ６５と、パッケージ５３側の糸端を捕捉してスプライサ２９まで案内するサクションマウス６６と、が設けられている。

以上で説明したように、第２実施形態に係る自動ワインダは、巻取装置５４と、クリアラ１１と、クリアラ１１が備えるアナライザ３５と、カッタ２２と、を備える。巻取装置５４は、紡績糸１０をパッケージ５３に巻き取る。クリアラ１１は、紡績糸１０を測定する。アナライザ３５は、クリアラ１１の測定結果に基づいて異物及び太さ異常を検出する。カッタ２２は、前記異物及び太さ異常の部分を除去する。

この自動ワインダは、本発明のクリアラ１１を採用しているので、陰の部分を異物と誤判定して無駄な除去動作を行ってしまうことを防止でき、しかも紡績糸１０の太さムラを良好な感度で検出できる。従って、この自動ワインダは、紡績糸１０の異物と太さ異常が除去された品質の高いパッケージ５３を形成することができる。また、この自動ワインダは、無駄な除去動作を行ってしまうことを防止できるので、効率良くパッケージ５３を形成することができる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、クリアラによって紡績糸を測定する構成としたが、これに限らず、例えばスライバや繊維束など、紡績糸以外の繊維条体を本発明の繊維条体測定装置によって測定しても良い。スライバや繊維束の表面にも凹凸が存在しているので、光を拡散して照射するという本発明の繊維条体測定装置で測定することにより、表面の凹凸による陰の発生を抑制して異物を感度良く検出するという本発明の効果を発揮することができる。

上記実施形態では、受光素子は糸通路の壁面と面一に配置されているとしたが、これに限らない。例えば図７に示すように、受光素子３７１，３７２の受光面が紡績糸１０の方向を向くように、当該受光素子３７１，３７２を糸通路３９の壁面に対して斜めに配置しても良い。このように受光素子３７１，３７２の受光面を紡績糸１０に向けることにより、受光素子３７１，３７２が透過光及び反射光を受光する角度を垂直に近づけることができるので、透過光及び反射光の検出性能をより向上させることができる。また、図７に示すように、受光素子を糸通路の壁面から突出するように配置すれば、受光素子を紡績糸に対して更に近づけることができるので、反射光を鈍化させることなく受光素子に受光させることができる。

上記実施形態のクリアラは、２つの発光素子を交互に発光させる二軸型としたが、これに代えて、１つの発光素子のみを備える一軸型のクリアラに本発明の構成を適用しても良い。この構成のクリアラは、当該１つの発光素子を、常時発光させる。従って、一軸型のクリアラは、二軸型のクリアラのように透過光を受光する受光素子と反射光を受光する受光素子が入れ替わることはない。この場合、一軸型のクリアラは、反射光のみを受光する受光素子（反射光受光部）と、透過光のみを受光する受光素子（透過光受光部）と、をそれぞれ備える。そして、このタイプのクリアラにおいても、発光素子の光を、拡散異方性を備えた拡散シートを介して繊維条体に照射することにより、透過光受光部が受光する透過光を糸走行方向で平均化させないようにすることができる。即ち、一軸型のクリアラであっても、本発明の構成を適用することにより、糸の太さムラの検出感度を良好に保つという本発明の効果を発揮することができる。

また、上記実施形態では、拡散部材は拡散シートであるとして説明したが、これに限らない。即ち、繊維条体の走行方向に平行な平面内と、走行方向に直交する平面内と、で光を拡散させる度合いを異ならせることができる部材であれば、本発明の繊維条体測定装置を構成する拡散部として採用することができる。また、拡散部は、クリアラヘッドと別部材である必要はない。例えば、クリアラヘッド３４の一部を透明樹脂で成形するとともに、当該透明樹脂の部分に適宜の表面加工を施すなどにより光の拡散異方性を持たせる。このように、拡散部材とクリアラヘッドが一体形成されていても良い。

光源は可視光ＬＥＤとしたが、赤外光ＬＥＤや紫外光ＬＥＤを用いても良い。また光源はＬＥＤに限らず、適宜の発光素子を用いることができる。

また上記実施形態では、光源部３６は平行光ＬＥＤであるとしたが、発光素子３６１，３６２が照射する光は平行光に限る訳ではなく、略平行の光や、照射方向が規制されていない光でも良い。例えば、（平行光ＬＥＤではない）普通のＬＥＤを、発光素子３６１，３６２として用いることもできる。但し、糸太さムラの検出感度の向上という観点からは、光源部３６の光は拡散しない方が良く、従って光源部３６の光は可能な限り平行光に近いことが好ましい。

上記第１実施形態の紡績ユニット２は、糸貯留装置１２により、紡績装置９から紡績糸１０を引き出しているが、この構成に限らない。例えば、デリベリローラとニップローラとにより紡績装置９ら紡績糸１０を引き出し、その後、下流側に設けた糸貯留装置１２により紡績糸１０を貯留するように構成した精紡機に、本発明に係る繊維条体測定装置を適用しても良い。また上記のようにデリベリローラとニップローラとにより紡績装置９から紡績糸１０を引き出すように構成した場合は、糸貯留装置１２を省略することもできる。

上記第１実施形態及び第２実施形態では、カッタ２２により欠点除去部を構成しているが、糸欠点を除去できる構成であれば、カッタ２２以外の構成により欠点除去部を構成しても良い。例えば上記第１実施形態において、クリアラ１１が紡績糸１０に異物や太さ異常を検出した場合に、巻取装置１３の駆動は継続させた状態でドラフト装置７の駆動を停止させることにより、紡績糸１０を引きちぎるようにして切断するように構成しても良い。この場合、巻取装置１３及びドラフト装置７を欠点除去部として把握することができる。

上記第２実施形態では、回転する巻取ドラムによってパッケージを回転させつつ、当該パッケージの表面に糸を綾振りする構成としたが、これに限定されず、パッケージの駆動と綾振りとが独立した構成の自動ワインダであっても良い。このような自動ワインダとしては、例えば、旋回運動するアームによって糸を綾振りするアーム式トラバース装置や、ベルトによって左右往復運動する糸掛部材によって糸を綾振りするベルト式トラバース装置を備えた自動ワインダなどを挙げることができる。この場合、パッケージをモータにより直接回転駆動させ、綾振り機構が設けられていない接触ローラを従動回転させる構成としても良い。

また本発明に係る繊維条体測定装置は、紡績機や自動ワインダに限らず、他の種類の糸巻取機にも適用することができる。

１０ 紡績糸（繊維条体）
１１ クリアラ（繊維条体測定装置）
３６ 光源部
３７ 受光部（透過光受光部、反射光受光部）
３８ 拡散部材（拡散部）

Claims (5)

1. 走行する繊維条体に対して光を照射する光源部と、
   前記光源部から照射されて前記繊維条体を透過した光を受光する透過光受光部と、
   前記光源部から照射されて前記繊維条体により反射された光を受光する反射光受光部と、
   前記光源部と前記繊維条体との間に配置され、前記光源部からの光を拡散させる拡散部と、
   を備え、
   前記拡散部は、前記繊維条体の走行方向に平行な平面内で光を拡散させる度合いに比べて、当該走行方向と直交する平面内で光を拡散させる度合いの方が大きくなるような拡散異方性を有する拡散シートであることを特徴とする繊維条体測定装置。
2. 請求項１に記載の繊維条体測定装置であって、
   繊維条体を通過させる繊維条体通路を備えるとともに、
   前記反射光受光部及び前記拡散部は、前記繊維条体通路の壁面と略面一に配置されていることを特徴とする繊維条体測定装置。
3. 請求項１又は２に記載の繊維条体測定装置であって、
   前記光源部としての２つの発光素子と、
   前記透過光受光部及び前記反射光受光部を兼ねる２つの受光素子と、を備え、
   前記２つの発光素子は、前記繊維条体に対して異なる方向から交互に光を照射するように構成され、
   前記拡散部は、前記２つの発光素子のそれぞれに対して設けられていることを特徴とする繊維条体測定装置。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の繊維条体測定装置であって、
   前記光源部は、前記繊維条体に対して平行光を照射するように構成されていることを特徴とする繊維条体測定装置。
5. 繊維条体をパッケージに巻き取る巻取装置と、
   前記繊維条体を測定する請求項１から４までの何れか一項に記載の繊維条体測定装置と、
   前記繊維条体測定装置の測定結果に基づいて異物及び太さ異常を検出する検出部と、
   前記異物及び太さ異常の部分を除去する欠点除去部と、
   を備えることを特徴とする糸巻取機。

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