(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
糊槽内の糊を中芯に付着させる糊付けロールと、
上記糊槽の側壁を構成し、上記糊付けロールに接触して上記糊付けロールへの糊の付着幅を規制する糊ダムと、
上記糊ダムの位置を検出する糊ダム位置検出手段と、
上記糊ダムを機械幅方向に移動させる移動手段と、
上記糊ダムに取り付けられ、上記糊付けロールの周面に付着している糊を検出する糊検出手段と、
上記糊検出手段による検出結果から上記糊ダムの内側から糊切れ位置までの距離である糊の漏れ幅を演算する糊漏れ幅演算手段と、
上記糊ダム位置検出手段により検出された糊ダム位置と、上記糊漏れ幅演算手段により検出された糊漏れ幅とから上記糊付けロール上の糊切れ位置を演算する糊切れ位置演算手段と、
上記移動手段を制御する制御手段とを備え、
上記制御手段は、上記糊切れ位置演算手段で求められた糊切れ位置と目標とする糊切れ位置とのずれを演算し、上記ずれを解消する方向に上記移動手段を制御するように構成されたことを特徴とする、シングルフェーサの糊付け装置。
【請求項２】
上記糊漏れ幅演算手段によって演算された上記糊の漏れ幅を記憶する糊漏れ幅記憶手段と、
上記糊漏れ幅記憶手段に記憶された糊漏れ幅と上記目標糊切れ位置とから上記糊ダムの初期位置を設定する初期位置設定手段とをさらに備え、
上記制御手段は、運転開始に先立ち、上記移動手段を制御して上記初期位置設定手段で設定された初期位置に上記糊ダムの位置をプリセットするように構成されたことを特徴とする、請求項１記載のシングルフェーサの糊付け装置。
【請求項３】
上記糊検出手段として、上記糊ダムから漏れ出た糊の光沢を検出する光沢センサを備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載のシングルフェーサの糊付け装置。
【請求項４】
上記糊検出手段として、上記糊槽と上記糊付けロールとの接触部に向けて配置されたカメラと、上記カメラの撮像画像を画像処理して上記糊ダムから漏れ出た糊を検出する画像処理手段とを備えたことを特徴とする、請求項１又は２記載のシングルフェーサの糊付け装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルフェーサの糊付け装置に関する技術であり、詳しくは、糊ダムからの糊漏れを考慮した糊ダムの位置調整技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シングルフェーサは、上下一対の段ロールによって段繰りされた中芯にライナを貼り合わせることで片段の段ボール（片段シート）を作製する。中芯とライナとの貼り合わせには糊が用いられ、シングルフェーサには、この糊を供給する装置として糊付け装置が備えられている。
【０００３】
糊付け装置は、通常、糊を蓄える糊溜、中芯の頂部に糊を付着させる糊付ロール、糊付ロールに平行に配置されて糊付ロールへの糊の付着量を調整するメータロール、及び二枚の糊ダムを備えている。糊付ロールはその外周の一部が糊溜内の糊に浸っており、糊ダムは糊溜内の糊を機械幅方向に堰き止めることで糊付けロールへの糊の付着幅を規制している。
【０００４】
糊付けロールの糊の付着幅は作製する片段シートの品質管理上重要であり、糊の付着幅が中芯の幅に対して広すぎると余分な糊が段ロールに付着して段ロールが汚れたり、糊玉ができたりする。このような汚れや糊玉は、中芯の段形成の不良原因やマシントラブルの発生原因になる。糊ダムは糊付ロールやメータロールに接触しながら機械幅方向にスライド移動可能であり、糊ダムの位置を変えることで糊付けロールの糊の付着幅を調整できるようになっている。
【０００５】
ところが、現実的には、糊付ロール上の糊切れ位置（糊の付着域の境界位置）は糊ダムの設置位置には一致せず、糊ダムの設置位置よりも外側に広がって糊が付着する場合がある。これは、糊ダムと糊付けロールとの間、或いは、糊ダムとメータロールとの間を完全に密着させることは困難であり、その僅かな隙間から糊が漏れ出てしまうからである。糊付けロールの表面には糊の付着をよくするためのメッシュが刻まれており、このメッシュによる隙間も糊ダムからの糊漏れの原因になっている。また、糊ダムの糊付けロール或いはメータロールとの接触面は使用するにつれて次第に磨耗していき、密着性が低下していくため、糊の漏れ量も使用するにつれて増加していく。
【０００６】
このため、従来の糊付け装置では、糊ダムから糊が漏れた場合でも中芯への適正な糊付け幅が得られるように、糊ダムから漏れ出た糊を吸引装置によって吸引して除去するもの（例えば、特許文献１）や、糊ダムから漏れ出た糊を水噴射装置によって洗浄して除去するもの（例えば、特許文献２）が提案されていた。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１０−２９２５１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１５６９７５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、糊ダムから漏れた糊を吸引や水洗によって完全に除去することは難しく、また、除去した糊は無駄糊となってしまう。つまり、特許文献１，特許文献２に記載の技術では、除去しきれなかった糊が段ロールに付着してしまう虞があるとともに、糊漏れによる糊消費量の無駄については依然として解決されていない。
【０００９】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、漏れた糊を無駄にすることなく全ての糊を正確に中芯に供給できるようにした、シングルフェーサの糊付け装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、本発明のシングルフェーサの糊付け装置は、糊ダム位置検出手段により糊ダムの位置を検出するとともに、糊検出手段により糊付けロールの周面に付着している糊を検出し、糊漏れ幅演算手段により糊検出手段による検出結果から上記糊ダムの内側から糊切れ位置までの距離である糊の漏れ幅を演算し、糊切れ位置演算手段により糊ダム位置と糊の漏れ幅とから糊付けロール上の糊切れ位置（糊の付着域と否付着域との境界位置）を演算するようにした。そして、糊ダムを機械幅方向に移動させる移動手段を制御する制御手段により、糊切れ位置演算手段で求められた糊切れ位置と目標とする糊切れ位置とのずれを演算し、そのずれを解消する方向に移動手段を制御するようにした。
【００１１】
このような手段によれば、糊ダムからの糊の漏れの程度によらず常に糊付けロール上の糊切れ位置を目標とする糊切れ位置、例えば中芯の紙端位置に一致させることが可能であり、漏れた糊を無駄にすることなく全ての糊を正確に中芯に供給して、中芯からはみ出た余分な糊による汚れや不良品の発生を抑制し、紙消費量や糊消費量の無駄を低減することができる。
【００１２】
また、上記のような運転開始後の糊ダム位置のフィードバック制御に加えて運転開始前のフィードフォワード制御を行うことも好ましい。まず、糊付けロール上における糊漏れ幅を予め糊漏れ幅記憶手段に記憶しておく。そして、運転開始に先立ち、今回のジョブにかかる目標糊切れ位置と糊漏れ幅記憶手段に記憶されている糊漏れ幅とから初期位置設定手段により糊ダムの初期位置を設定し、制御手段により移動手段を制御して、初期位置設定手段で設定された初期位置に糊ダムの位置をプリセットする。これによれば、運転開始後のフィードバック制御において、糊ダムの位置を適正な位置に早期に調整することが可能になり、紙消費量や糊消費量の無駄をより低減することができる。
【００１３】
糊漏れ幅検出手段としては、糊ダムから漏れ出た糊の光沢を検出する光沢センサを用いることができる。また、ＣＣＤカメラ等のカメラ（撮像装置）を糊漏れ幅検出手段として用いるのも好ましい。カメラを糊ダムと糊付けロール及びメータロールとの接触部に向けて配置し、カメラの撮像画像を画像処理手段によって画像処理することで糊付けロール或いはメータロール上の糊の漏れ幅を検出する。なお、視野角が広いカメラの場合には、視野端部の画像にひずみが生じるので、画像処理手段にはカメラで撮像された画像をひずみ補正する機能を持たせるのがより好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態にかかる糊付け装置を備えたシングルフェーサの全体構成を示す側面図である。
【００１５】
図１に示すように、シングルフェーサ１１は、ベルトロール１１１と張力ロール１１２とに巻回された加圧ベルト１１３と、表面が波状に形成されて加圧ベルト１１３に加圧状態で当接した上段ロール１１４と、同じく表面が波状に形成されて上段ロール１１４に噛み合う下段ロール１１５とを備えている。シングルフェーサ１１で貼り合わされる二枚のウェブ材のうちの一つであるライナ２０は、途中、ライナ用予熱ロール１１７に巻き付けられて予熱を与えられた後、ベルトロール１１１により案内されて加圧ベルト１１３とともに加圧ベルト１１３と上段ロール１１４とのニップ部に移送される。一方、もう一つのウェブ材である中芯２１は、途中、中芯用予熱ロール１１８に巻き付けられて予熱を与えられ、上段ロール１１４と下段ロール１１５との噛み合い部で段繰りされた後、上段ロール１１４により案内されて加圧ベルト１１３と上段ロール１１４とのニップ部に移送される。
【００１６】
上段ロール１１４の近傍には、糊付け装置本体２００が配置されている。ここで、図２は本実施形態にかかる糊付け装置の構成を示す側面図であり、図３はその平面図である。以下、図２及び図３を用いて本実施形態にかかる糊付け装置の構成について説明する。
糊付け装置本体２００には、糊を蓄えた糊溜２０１と回転する糊付ロール２０２とが備えられている。糊付ロール２０２の外周面は、段繰りされて上段ロール１１４により搬送される中芯２１の段の頂部に接触するとともに、外周面の一部は糊溜２０１内に蓄えられた糊に浸っている。糊溜２０１内の糊は糊付ロール２０２の回転によって糊溜２０１内から取り出され、糊付ロール２０２の外周面に付着した糊が中芯２１の各頂部に供給される。糊付けロール２０２の外周面への糊の付着量はメータロール（ドクターロール）２０３によって調整される。メータロール２０３は糊付けロール２０２と並んで平行に設けられ、糊付けロール２０２と逆回転している。糊付ロール２０２からメータロール２０３へ転移した糊はスクレーパ２０４によってメータロール２０３の表面から掻き取られるようになっている。糊付ロール２０２によって段の頂部に糊付けされた中芯２１は、その後、加圧ベルト１１３と上段ロール１１４とのニップ部においてライナ２０に貼り合わされる。これにより、片段シート２２が形成される。
【００１７】
糊溜２０１の左右側壁は、二枚の糊ダム２０５，２０６によって構成されている。糊ダム２０５，２０６は糊付ロール２０２の外周面、及びメータロール２０３の外周面と接触している。左右の糊ダム２０５，２０６は、それぞれ糊付ロール２０２に平行に設けられたネジ軸２０７，２１７に取り付けられている。各ネジ軸２０７，２１７の端部にはモータ２０８，２１８が接続されている。各糊ダム２０５，２０６の機械幅方向位置は、対応するネジ軸２０７，２１７の回転数、すなわちモータ２０８，２１８の回転数によって決まるが、各モータ２０８，２１８には、その回転数を計測するためのエンコーダ２０９，２１９がそれぞれ取り付けられている。エンコーダ２０９，２１９は、糊ダム２０５，２０６の機械幅方向位置を検出する糊ダム位置検出手段として機能している。
【００１８】
また、各糊ダム２０５，２０６の外側面には、ＣＣＤカメラ２１２，２１３がそれぞれ取り付けられている。各ＣＣＤカメラ２１２，２１３は、対応する糊ダム２０５，２０６と糊付ロール２０２及びメータロール２０３との接触部（境界部）に向けて取り付けられている。
さらに本実施形態にかかる糊付け装置は、上記の糊付け装置本体２００とは別にコントローラ２１０を備えている。エンコーダ２０９，２１９の信号及びＣＣＤカメラ２１２，２１３の撮像画像はコントローラ２１０に送信される。コントローラ２１０は、ＣＣＤカメラ２１２，２１３の撮像画像及びエンコーダ２０９，２１９からの回転数信号に基づいて各モータ２０８，２１８の回転を制御する制御手段としての機能を有している。図４はコントローラ２１０の機能をフローチャートで示したものであり、以下、図４に示すフローに従って図５の説明図を参照しながらコントローラ２１０による糊ダム２０５，２０６の位置調整制御について説明する。
【００１９】
まず、コントローラ２１０は、生産管理装置２から中芯２１の機械幅方向位置に関わるデータを取り込み（ステップＡ１０）、取得したデータから中芯２１の両紙端位置を計算して目標糊切れ位置とする（ステップＡ２０）。機械幅方向位置に関わるデータとは、例えば、中芯２１の紙幅、水分、温度に対する紙種毎の伸縮率、糊付け直前での中芯２１の水分率，温度等である。
【００２０】
次いで、コントローラ２１０は、内蔵している記憶装置（ハードディスク、ＲＡＭ等）から、前回のジョブで計測した糊の漏れ幅を読み出す（ステップＡ３０）。糊の漏れ幅の計測については後述する。そして、コントローラ２１０は、モータ２０８，２１８を回転させ、目標糊切れ位置から前回の糊漏れ幅だけ内側にずらした位置に糊ダム２０５，２０６を移動させ、初期位置としてプリセットする（ステップＡ４０）。
【００２１】
このように運転開始前に糊ダム２０５，２０６の初期位置をプリセットしておくことで、以下に説明する運転開始後のフィードバック制御において、糊ダム２０５，２０６の位置を適正な位置に早期に調整することが可能になる。また、短ロットの生産のためにフィードバック制御を行う時間的余裕がない場合でも、紙消費量や糊消費量の無駄を低減することができる。
【００２２】
運転開始後のフィードバック制御では、コントローラ２１０は、各ＣＣＤカメラ２１２，２１３から撮像画像を取り込み、取り込んだ撮像画像を画像処理することで、各糊ダム２０５，２０６から漏れ出して糊付ロール２０２の周面に付着している糊を検出する（ステップＡ５０）。糊の検出は、例えば、糊付ロール２０２の周面の輝度と糊の輝度との相違に着目して撮像画像を二値化処理する等の方法を用いることができる。
【００２３】
次に、コントローラ２１０は、図５に示すように各糊ダム２０５，２０６について糊の漏れ幅〔糊ダムの内側から糊切れ位置（境界位置）までの距離〕Ｗa，Ｗbを演算する（ステップＡ６０）。本実施形態では、ＣＣＤカメラ２１２，２１３とコントローラ２１０とにより本発明にかかる糊漏れ幅検出手段が構成されている。なお、ＣＣＤカメラ２１２，２１３は視野角が広く視野範囲の端部にはひずみが生じるので、補正曲線や補正関数を用いて画像のひずみ補正をした上で糊の漏れ幅を演算する。
【００２４】
また、コントローラ２１０は、エンコーダ２０９により計測したモータ２０８の回転数から、糊ダム２０５の現在位置（機械中央を基準とする位置）Ｌaを検出し、エンコーダ２１９により計測したモータ２１８の回転数から、糊ダム２０６の現在位置Ｌbを検出する（ステップＡ７０）。そして、ステップＡ７０で検出した各糊ダム２０５，２０６の現在位置Ｌa，ＬbとステップＡ６０で演算した糊の漏れ幅Ｗa，Ｗbとから、糊付けロール２０２上の左右の糊切れ位置（実糊切れ位置）Ｌ１a，Ｌ１bを求める（ステップＡ８０）。
【００２５】
そして、コントローラ２１０は、左側の目標糊切れ位置Ｌ０aと実糊切れ位置Ｌ１aとの差（Ｌ０a−Ｌ１a）と、右側の目標糊切れ位置Ｌ０bと実糊切れ位置Ｌ１bとの差（Ｌ０b−Ｌ１b）とを求めて、それらの絶対値が目標値（許容範囲、もちろんゼロでもよい）内かどうか判定する（ステップＡ９０）。
ステップＡ９０の判定の結果、距離差が目標値内のときには再びステップＡ５０に戻り、距離差が目標値を超えたら、コントローラ２１０は、目標値からの距離差のずれ量を計算する（ステップＡ１００）。そして、コントローラ２１０は、計算したずれ量をなくす方向に各モータ２０８，２１８を回転させ、糊ダム２０５，２０６を移動させる（ステップＡ１１０）。
【００２６】
このような制御により、糊ダム２０５，２０６からの糊の漏れの程度によらず、常に糊付けロール２０２上の糊切れ位置Ｌ１a，Ｌ１bを目標糊切れ位置Ｌ０a，Ｌ０b、すなわち中芯２１の両紙端位置に一致させることができる。したがって、本実施形態にかかる糊付け装置によれば、漏れた糊を無駄にすることなく全ての糊を正確に中芯２１に供給することができ、中芯２１からはみ出た余分な糊による汚れや不良品の発生を抑制し、紙消費量や糊消費量の無駄を低減することができる。
【００２７】
（Ｂ）その他
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、糊の漏れ幅を検出する検出手段としては、ＣＣＤカメラのような撮像装置のみならず、光沢センサを用いることもできる。糊には光沢があるので、糊付けロール及びメータロール上の光沢を光沢センサによって検出することで、糊ダムから糊付けロール或いはメータロール上に漏れ出た糊を検出することができる。
【００２８】
また、実施形態では、生産管理装置から中芯の機械幅方向位置に関するデータを取得して中芯の紙端位置を計算しているが、シングルフェーサ内の中芯の走行ライン上にＣＣＤカメラ等の撮像装置を配置し、撮像画像から中芯の紙端位置を検出するようにしてもよい。この場合、好ましくは、糊付けロールの直近にある加熱ロール（図１では中芯用予熱ロール１１８）上、或いは加熱ロールよりも下流側に撮像装置を配置する。中芯の紙幅は加熱ロールでの加熱により収縮し、加熱ロールによる加熱前と加熱後では機械幅方向の位置が変化するので、上記のように糊付けロール直近の加熱ロール上やその下流で中芯の紙端位置を検出することで、糊付け時の中芯の紙端位置を正確に検出することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明のシングルフェーサの糊付け装置によれば、糊ダムからの糊の漏れの程度によらず常に糊付けロール上の糊切れ位置を目標とする糊切れ位置に一致させることが可能であり、漏れた糊を無駄にすることなく全ての糊を正確に中芯に供給して、中芯からはみ出た余分な糊による汚れや不良品の発生を抑制し、紙消費量や糊消費量の無駄を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる糊付け装置を備えたシングルフェーサの構成を示す側面図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかる糊付け装置の構成を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかる糊付け装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかる糊ダムの位置調整制御の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態にかかる糊ダムの位置調整制御を説明するための説明図である。
【符号の説明】
１１  シングルフェーサ
２０  ライナ
２１  中芯
２２  片段シート
１１３  加圧ベルト
１１４  上段ロール
１１５  下段ロール
２００  糊付け装置本体
２０１  糊溜
２０２  糊付けロール
２０３  メータロール
２０５，２０６  糊ダム
２０７，２１７  ネジ軸
２０８，２１８  モータ
２０９，２１９  エンコーダ
２１０  コントローラ
２１２，２１３  ＣＣＤカメラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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