JPH10167533A - シート張力調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シートロールからのシートに張力を大小に変
動することなく適切にかけられるようにすること。 【解決手段】 シートロールＲの巻芯Ｐにシートの巻取
量を記憶する手段４３を設けた。また、シートロールＲ
を回動自在に支持する手段１と、シートロールＲから引
き出されたシートの引出量を測定する手段と、この引出
量と記憶手段４３の巻取量とに基づいてシートロールＲ
の回転に対して負荷をかける手段２０とでシート張力調
整装置を構成した。巻芯Ｐの記憶手段４３に巻取量（巻
取残量）が個々に記憶されるので常に適切な張力をかけ
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、シートロールか
らシートを適切に緊張した状態で引き出すための巻芯及
び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薬剤分包装置として、熱融着性分包紙の
シートを巻き取ったシートロールを回転自在に支持した
シート供給部からシートを引き出して移送する移送路に
シール装置が設けられ、このシール装置の上流側でシー
トを２つ折りにすると共にその間に薬剤を供給した後シ
ール装置によりシートを幅方向と両側縁部とを帯状に加
熱融着して薬剤を分包するようにしたものが知られてい
る。

【０００３】シートが使用され無くなると新しいシート
ロールに交換され、その新しいロールからシートが引き
出されて分包装置にセットされる。このシートロールか
ら引き出されるシートは、２つ折りされた後周縁等を融
着する際に正確に２つ折りされず、少しずれた状態で融
着されることのないように常に一定の張力をかけて緊張
させた状態で引き出すのが好ましいが、実際にはシート
の引出量に応じてロール径が変化するため、引出張力も
少しずつ変動する。

【０００４】このため、上記シートロールの径の変化が
生じても張力がほぼ一定となるように調整するシート張
力調整装置が実公平１−３６８３２号公報により提案さ
れている。この公報によるシート張力調整装置は、シー
トロールをロール支持筒に着脱自在に嵌合装着し、シー
トロール側方に複数の巻径検出センサを径方向に配置
し、この検出センサの信号によりロール支持筒内部に設
けた電磁力を調整してロール径が小さくなるにつれて段
階的にブレーキ力（負荷力）を弱めることにより張力を
一定となるように調整している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のシート張力調整装置では、シートの使用による巻取量
の変化を径方向に配置した巻径検出センサで段階的に検
出する方式を採用しているため、検出センサのランクが
切替わる径になると、芯管軸の偏心、シートの重量、巻
き歪みなどの原因により電磁ブレーキのブレーキ力ラン
クが１回転毎に上下に変動するバイブレーション現象が
生じる。

【０００６】このため、張力変動によりシートを２つ折
りした際にシートの縁部が正確に重ならない、いわゆる
頁ずれが生じ、包装不良部分が生じることがある。又、
ブレーキ力のランクが急激に変動するため幅方向に裂傷
が生じたりすることもある。

【０００７】検出センサの誤動作の原因は、上記以外に
も、光反射式のものを用いていることによるものもあ
る。薬剤包装装置に使用されるシートの材料として、グ
ラン紙（半透明）、セロポリ紙（透明）等種々のものが
あるが、これらシートの端面位置が各層毎に微妙に変化
すると反射される反射光の戻りが異なり信号として検出
されないため検出精度が悪化したり、特にセロポリ紙で
は湿度変化による影響が大きいため蛇行巻きされ易く、
端面の凹凸が原因で検出精度が悪くなることもある。

【０００８】さらに、シートを２つ折りする位置より上
流側に一般には分包紙に印字するためのサーマルプリン
タが設けられるが、このサーマルプリンタにおいて印字
ドットの欠けや印字装置の残量表示機構が、バイブレー
ション現象によりランプの耐久性の低下を起こしたりす
る。

【０００９】そこで、この発明は、シートロールにかけ
る負荷力がシートロールに回転毎に大小に変動しないよ
うにして、シートの裂傷や包装不良を抑えることを課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、シートの巻取量をデータとして記憶し送信するデ
ータ記憶手段を備えたシートロール用巻芯と、この巻芯
を着脱自在かつ回動自在に支持する手段と、上記巻芯の
データ記憶手段からの巻取量データを受けるデータ通信
手段と、上記シートロールのシートの引出量を測定する
手段と、シートの引き出しに伴なうシートロールの回転
に対して負荷をかける手段と、このシートロールの回転
にかける負荷力を上記データ通信手段からの巻取量デー
タと上記測定手段からの引出量データとに基づいて調整
する手段とで、シート張力調整装置を構成した。

【００１１】この発明に係るシート張力調整装置におい
ては、測定したシートの引出量と巻芯へのシートの巻取
量とに基づいてシートロールの回転に対して負荷をかけ
るようにしたので、シートロールの巻径を検出するセン
サが不要となる。このシートロールにかける負荷につい
ては、巻取量から引出量を差し引いて使用中のシートロ
ールにおけるシートの残量を求め、この残量とシートの
厚みとからシートロールの巻径を算出して、この巻径に
応じた負荷力をかけるようにしてもよいし、巻取量と引
出量とから適切な負荷力を求める式や表を予め設定して
おくようにしてもよい。

【００１２】また、シートロールを外すときに、その時
点のシートの残量を巻芯のデータ記憶手段に記憶させる
ようにしてもよい。このようにすると、シートロールを
途中で外し、後にそのシートロールを再び使用する場合
にも、巻芯のデータ記憶手段からシートの残量を読み出
し処理することによって適切な負荷をかけることができ
る。

【００１３】さらに、シートロールの装着又は取り外し
時に、その日付や時刻も上記データ記憶手段に書き込む
ようにすると、データ記憶手段にシート消費の時間的経
過が残る。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明に係るシートロールの巻
芯及びシート張力調整装置の実施の一形態を添付図面に
基づいて説明する。

【００１５】図１は薬剤分包機の主として給紙部と分包
部とを取り出した概略構成図である。給紙部は水平に支
持された支持軸１に巻芯Ｐに薬剤分包用のシートをロー
ル状に巻いたＲが回転自在に装着され、上記シートロー
ルＲから引き出された包装シートＳが印字ユニット７、
７ａ間と送りローラ２、３を通り、次の分包部へ供給さ
れるように形成されている。

【００１６】分包部は、三角板４で２つ折りにされた際
にホッパ５から所定量の薬剤が投入された後ミシン目カ
ッタを有する加熱ローラ６により所定間隔で幅方向と両
側縁部とを帯状にヒートシールして分包袋Ｗを形成する
ように設けられている。なお、分包部はこれ以外の構成
部材も多数あるが、複雑になるのを避けるため必要な部
材のみを示している。

【００１７】図２は給紙部にシートロールＲと巻芯Ｐを
装着した状態の主縦断面図である。図示のように、支持
軸１はその一端がナットにより支持板１１に取付固定さ
れた中心軸１ａと、これに一体に嵌合された外軸１ｂ
と、上記外軸１ｂの左右両端寄り位置に設けた軸受１
２、１２を介して回転自在に取り付けられる中空軸１ｃ
とから成る。

【００１８】１３は中心軸１ａの片端の軸ヘッド、１４
は外軸１ｂの片端のフランジ部である。中空軸１ｃの反
対側端にもフランジ部１５が設けられている。上記支持
軸１に巻芯Ｐとこれに巻回されたシートロールＲが装着
されると中空軸１ｃにより回転自在に支持されると共
に、フランジ部１５の内径面に適宜間隔に配置された複
数個の磁石１６とこれに対向して予め巻芯Ｐの端面円周
に沿って配設させた強磁性体（鉄部）１７に対する吸着
力により、装着された巻芯ＰとシートロールＲが中空軸
１ｃに着脱自在に固定される。

【００１９】上記中空軸１ｃにはモータブレーキ２０が
係合し、このモータブレーキ２０が中空軸１ｃ及び巻芯
Ｐの回転に対して負荷となるブレーキ力をかけることに
より、シートロールＲから引き出される包装シートＳに
適度な張力を付与している。モータブレーキ２０は支持
板１１に取付けられており、図示しない伝動ベルトを介
して歯車ユニット２１を回転させ、その出力軸上に設け
たピニオン２２が、フランジ部１５の外端面に設けた大
歯車２３に係合してシートロール１２の回転に対してブ
レーキ力を与えるようになっている。

【００２０】モータブレーキ２０は、小さな交流モータ
（ＡＣ）であり、供給電源として直流電圧を加えること
によりブレーキ力を与えるように使用される。この場
合、後で説明するように、直流の印加電圧を変化させて
繰り出される包装シートＳの張力の大きさに応じてブレ
ーキ力を変化させる。なお、符号１２はベアリングであ
る。

【００２１】また、巻芯Ｐには、巻き取ったシートの巻
取量を記憶するトランスポンダ４３が埋込まれている。

【００２２】このトランスポンダ４３は、図３に示すよ
うに、フェライトアンテナ４６とＩＣチップ４７及び電
源用コンデンサ４８とを硬質ガラス製のチューブ４ａに
封入したもので、代表的なカプセル剤とよく似た形状と
なっている。また、前記ＩＣチップ４７には不揮発性の
メモリと、通信に必要な制御回路等が形成されており、
送・受信電波によってメモリにコード化した分包情報の
読取り／書込みが繰り返し行えるようになっている。さ
らに、ＩＣチップ４７はＣ−ＭＯＳのＩＣとして極低消
費電力化を図り、図４のブロック図に示すように、電源
用コンデンサ４８によって受信電波から電力を得られる
ようにして無電源化を図っている。このため、このトラ
ンスポンダ４３は電力の補充なしに繰り返し使用するこ
とができる。そして、このトランスポンダ４３は、上記
のメモリに巻芯Ｐの包装シートＳの巻取量が書き込ま
れ、この初期値として通常出荷時のシートロールＲにお
ける巻取量を記憶する。シートロールＲの出荷時に巻取
量データを書き込むには、次のような方法による。ま
ず、工場でトランスポンダ４３に巻取量データ書込装
置から電波を送信して電力を与える。すると、与えら
れた電力によりトランスポンダ４３が起動してＲＥＡＤ
Ｙ信号を発信する。このＲＥＡＤＹ信号を受け取るこ
とにより、巻取量データ書込装置は、トランスポンダ４
３が起動しておりデータの書込可能な状態であることを
確認する。この後、巻取量データ書込装置からシート
の初期巻取量を表わすデータを送信して、トランスポン
ダ４３のメモリへ書き込むのである。

【００２３】図５は給紙部から包装シートを分包部へ送
り薬剤を分包する装置の主要部材を制御する回路の概略
ブロック図である。制御回路３０は、エンドセンサ３１
からの信号、送りローラ３に設けられたロータリエンコ
ーダ３２からの信号、あるいは加熱ローラ６の軸に連結
されるモータ６ａの出力軸上でその回転数を計測する回
転数カウンタ３３からの信号のいずれかによりモータブ
レーキ２０へブレーキ力を与えるための制御指令、及び
モータ６ａへの制御指令を出力するように構成されてい
る。なお、３４は外部からデータを入力するための入力
部である。

【００２４】また、制御回路３０には、巻芯Ｐ内のトラ
ンスポンダ４３に対して包装シート５の巻取量の読み取
りや書き込みを随時行うデータ通信用のＲＷユニット３
５が接続されている。

【００２５】このＲＷユニット３５は、図４に示すよう
に、ＲＦモジュール３６とコントロールモジュール３７
とで構成されており、コントロールモジュール３７は送
／受信用デコード回路を有し、書込み時には、制御回路
３０から送られる巻取の残量（後述する）をトランスポ
ンダ４３との間で決められた所定のデータ書込み用の通
信手順に従った送信信号を作成し、ＲＦモジュール３６
がその送信信号を所定の周波数の例えば、ＦＳＫ信号に
変調した送信電波をアンテナ３８から送信して、巻取り
の残量を、トランスポンダ４３のメモリに書き込む。ま
た、読取り時には、アンテナ３８が受信したトランスポ
ンダ４３からの送信信号をＲＦモジュールが復調し、復
調した信号をコントロールモジュール３７がデジタル信
号に変換することによって、トランスポンダ４３のメモ
リからシートロールＲの巻取量を読み取るのである。

【００２６】シートロールＲを支持軸１にセットしたと
きは、ＲＷユニット３５は、以下の要領でシートロール
Ｒの巻取量をトランスポンダ４３から読み取る。

【００２７】まず、ＲＦモジュール３６からトランス
ポンダ４３に送信要求信号を発信して、応答用エネルギ
ーをトランスポンダ４３に与える。すると、トランスポ
ンダ４３は、そのエネルギーより動作を開始し、送信要
求信号に応答してメモリー内の巻取量のデータの送信を
行うので、上記送信状態から受信状態に切り替わって
トランスポンダ４３からの信号を受信する。受信信号
を受信すると巻取量を読みとりデジタル信号に変換（エ
ンコード）し、制御回路３０に伝送する。

【００２８】以上の構成とした薬剤分包記のシート張力
調整装置によりシート張力を次のように調整しながら薬
剤の分包作業が行われる。

【００２９】このシート張力調整装置では給紙部にセッ
トされるシートロールＲは、最小径ｄ_min （実質は巻芯
Ｐの径と略同一）が予め分かっているものとし、ロータ
リエンコーダ３２からの測長信号によってモータブレー
キ２０のブレーキ力を制御してシートロールＲの直径ｄ
の変化に応じて以下の要領で最適なブレーキ力で張力調
整を行う。

【００３０】未使用のシートロールＲを支持軸１にセッ
トすると、まず制御回路３０が、磁石１６と強磁性体１
７との接合を検知してトランスポンダ４３をＲＷユニッ
ト３５を介して励起し、この励起したトランスポンダ４
３から出荷時の包装シート５の巻取量Ｌ_max を読み取
る。ここで、包装シートＳの巻取量Ｌは、シートＳの厚
みをγとして、

【００３１】

【数１】

【００３２】で表され、一方シートロールＲの巻径ｄ
は、 ｄ＝ｄ_min ＋２ｎγ ……(2) で表される。上記(1) 、(2) 式よりｎを消去すると、 ｄ＝２Ｌ／ｎπ−２γ−ｄ_min となる。

【００３３】したがって、ロータリエンコーダ３２によ
り包装シートＳの引出量Ｌｐが測定されると、シートロ
ールＲにおける包装シートＳの巻取の残量は、Ｌ_max −
Ｌｐとなるから、 ｄ＝２（Ｌ_max −Ｌｐ）／ｎπ−２γ−ｄ_min により、包装シートＳをＬｐだけ引き出したときのシー
トロールＲの巻径ｄが求められる。

【００３４】そして、シートロールの巻径ｄが得られた
ら、この巻径ｄに基づいて以下の要領でモータブレーキ
２０の印加電圧を変化させて、シートロールＲの回転に
対するブレーキ力を調整する。

【００３５】まず、未使用の完全なシートロールＲを支
持軸１に装着した場合には、ＲＷユニット３５を介して
シートロールＲのトランスポンダ４３から包装シートＳ
の巻取量Ｌ_max を読み取ると共にトランスポンダ４３に
装着時（日付と時刻）を書き込む。そして、制御回路３
０は、エンドセンサ３１の作動検出 ジョイントシ
ールの作動検出 インチングの作動検出 シートロ
ールの逆回転検出を行い、〜のいずれかが検出され
ると、特殊モードと認識し、通常に包装シートＳを送り
出す通常モードに入り易くするための予備的な行為を行
う。シートロールＲの装着時にはエンドセンサ３１が作
動するので特殊モードと認識される。なお、ジョイント
シールの作動とは、１つのシートロールＲが消費されシ
ート切れとなっている間に、次のシートロールＲを給紙
部にセットし前のシートロールＲとの連結動作をするこ
とである。

【００３６】特殊モードが認識されると、図６に示すよ
うに、モータブレーキ２０に最大の直流電圧Ｖ_s を印加
して、シートロールＲの回転に最大のブレーキ力をかけ
る。この状態でインチング動作を行いながら包装シート
Ｓを順次引き出しエンドセンサ３１を通過させ加熱ロー
ラ６間に差し入れて包装シートＳを包装機にたわみなく
セットする。そしてインチングを停止させると、上記
〜のいずれも検出されなくなるので、通常モードとな
って、シートロールＲから包装シートＳが引き出されて
包装機での薬剤の包装に供される。このとき、図６に示
すように、通常モードへの切り替わりと同時にモータブ
レーキ２０への印加電圧をシートロールＲの巻径ｄ₀ に
合うような電圧Ｖ₀ に低下させて、包装シートＳを適度
に緊張した状態でスムーズに引き出されるようにする。

【００３７】制御回路３０は、適時のサイクルでシート
ロールＲの巻取量Ｌ_max をロータリエンコーダ３２によ
り得られる引出量ＬｐとからシートロールＲの巻径ｄを
計算しており、シートロールＲから包装シートＳが引き
出されてシートロールＲの巻径ｄが小さくなると、図６
に示すように、その巻径ｄに合うブレーキ力をかけるた
めにモータブレーキ２０への印加電圧を随時低減させ
る。

【００３８】したがって、このシート張力調整装置によ
れば、常に適切な張力で包装シートＳが引き出されるの
で、包装シートＳの裂傷や二ツ折り時のずれによる包装
不良を抑えることができるのである。モータブレーキ２
０への印加電圧は、図６のように連続的に変化させるよ
うにしてもよいし、ステップ状に変化させるようにして
もよい。

【００３９】また、各種の点検や包装機の清掃等により
シートロールＲを支持軸１から一旦取り外す場合には、
制御回路３０は、ＲＷユニット３５を介してシートロー
ルＲの巻芯Ｐ内のトランスポンダ４３を励起して、この
トランスポンダ４３に、取り外し時（日付と時刻）とそ
の時の包装シートＳの巻取の残量Ｌとを書き込む。そし
て、取り外したシートロールＲを支持軸１に再装着する
と、まず特殊モードとなった後に、未使用のシートロー
ルＲの時と同様の手順で、制御回路３０がシートロール
Ｒのトランスポンダ４３から取り外し時の包装シートＳ
の残量Ｌを読み取ると共にトランスポンダ４３に再装着
時（日付と時刻）を書き込み、シートロールＲの巻径ｄ
₁ を計算して、この巻径ｄ₁ に合う電圧Ｖ₁ をモータブ
レーキ２０に印加する。なお、再装着時直後の特殊モー
ドのときは、最大電圧Ｖ_s が印加される。そして、制御
回路３０が随時巻径ｄを計算して、その巻径ｄに合う印
加電圧に変化させるのである。さらに、次に再び中途で
シートロールＲを支持軸１から取り外して再々装着する
場合も、同様にシートロールＲの巻径ｄ₂ に合う電圧Ｖ
₂ が印加されて適切なブレーキ力がシートロールＲの回
転にかかるのである。

【００４０】このように、このシート張力調整装置は、
途中まで使用していたシートロールＲを装着した場合で
も、その巻径ｄ₁ 、ｄ₂ に合った適切な張力を包装シー
トＳにかけることができるのである。

【００４１】また、シートロールＲのトランスポンダ４
３に支持軸１への装着時と取り外し時が書き込まれるの
で、シートロールＲのメーカーにとっては、包装シート
Ｓが全て引き出された後の巻芯Ｐを回収し、そのトラン
スポンダ４３に記憶されている装着時及び取り外し時を
解析することによって、病院ごとの包装シートＳの消費
具合が明確に把握できるので、病院ごとのシートロール
Ｒの供給プランがたて易くなる。

【００４２】なお、図２及び図３に示す磁石２４とホー
ル素子センサ２５、及び近接スイッチ２６と突起２７に
ついては、磁石２４及びホール素子センサ２５が回転角
度センサを構成し、近接スイッチ２６及び突起２７がシ
ートずれ検出センサを構成している。そして、これらセ
ンサの信号が、図５に示すように、制御回路に入力され
処理することによって、巻芯Ｐや包装シートＳの滑りに
起因する張力のずれが制御されるのである。詳細は本出
願人がした特願平８−２５０４９２号の明細書及び図面
を参照されたい。

【００４３】この実施形態では、シート張力調整装置を
薬剤包装機に組み込んで両者を１個の制御回路３０で制
御することとしたが、シート張力調整装置と薬剤包装機
を互いに切り離すようにし、別体の制御回路でそれぞれ
制御するようにしてもよい。また、巻芯Ｐに設ける記憶
手段は、トランスポンダ４３のような非接触データ通信
ができるようなものでもよいし、コネクタ等で接触して
データ通信を行うＩＣデバイスのようなものでもよい。
この場合は、ＩＣデバイス等にコネクタ等を介してシー
ト張力調整装置から給電されることとなる。

【００４４】

【発明の効果】この発明に係るシートの巻芯及びシート
張力調整装置は、以上のように構成されているので、た
とえ中途のシートロールを装着したとしても、その巻径
に応じた適切な張力でシートを引き出すことができると
共に、この張力のためにシートロールへかける負荷力が
シートロールの回転毎に大小に変動することもなくシー
トの裂傷や包装不良を抑えることができる。

【００４５】また、シートロールのメーカーは、巻芯を
回収してデータ記憶手段内のデータを解析することによ
って、顧客毎のシートの消費具合を明確にすることがで
きるので、シートロールの供給プランや営業戦略に役立
つ。

【図面の簡単な説明】

【図１】シートロールの引出状態の説明図

【図２】シートロールの支持部分を示す断面図

【図３】トランスポンダの斜視図

【図４】トランスポンダのブロック図

【図５】シート張力調整装置及び包装機のブロック図

【図６】モータブレーキへの印加電圧を示すグラフ

【符号の説明】

１ 支持軸 ２０ モータブレーキ ３０ 制御回路 ３２ ロータリエンコーダ ３５ ＲＷユニット ４３ トランスポンダ Ｐ 巻芯 Ｒ シートロール Ｓ 包装シート

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シートの巻取量をデータとして記憶し送
   信するデータ記憶手段を備えたシートロール用巻芯と、
   この巻芯を着脱自在かつ回動自在に支持する手段と、上
   記巻芯のデータ記憶手段からの巻取量データを受けるデ
   ータ通信手段と、上記シートロールのシートの引出量を
   測定する手段と、シートの引き出しに伴なうシートロー
   ルの回転に対して負荷をかける手段と、このシートロー
   ルの回転にかける負荷力を上記データ通信手段からの巻
   取量データと上記測定手段からの引出量データとに基づ
   いて調整する手段とからなるシート張力調整装置。
2. 【請求項２】 上記データ記憶手段がトランスポンダで
   あることを特徴とする請求項１に記載のシート張力調整
   装置。
3. 【請求項３】 上記シートロールを上記支持手段から取
   り外すときに、その時点のシートの残量を上記データ通
   信手段を介して上記巻芯のデータ記憶手段に書き込むよ
   うにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシー
   ト張力調整装置。
4. 【請求項４】 上記シートロールの支持手段への装着又
   は取り外し時に、その日付や時刻を、上記データ通信手
   段を介して上記巻芯のデータ記憶手段に書き込むように
   したことを特徴とする請求項１乃至３に記載のシート張
   力調整装置。
5. 【請求項５】 シートロールの巻芯に設けたトランスポ
   ンダに電波を送出して電力を与え、この供電されたトラ
   ンスポンダから送信される信号を受け取ることによりト
   ランスポンダの起動を確認し、この起動したトランスポ
   ンダにシートロールのシートの巻取量を表わすデータを
   送信して書き込むシートの巻取量の書き込み方法。