(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面にラベルを貼着した円筒型電池を回転させる回転機構と、
前記回転する円筒型電池の周面に沿った光路を採り一定の位置でラベル貼り合わせの段差を検出して信号を出力する回帰反射センサと、
前記回帰反射センサのうちラベル貼り合わせの段差信号パルスを選択するノイズフィルター回路と、
前記ノイズフィルター回路で出力された正方向もしくは逆方向の段差信号パルスを一方向に統一化して出力する絶対値変換回路と、
前記絶対値変換回路から出力された段差信号パルスを一定の出力にするとともに、段差信号パルス幅を一定値に調整して出力する段差信号パルス幅制御回路と、
前記段差信号パルス幅制御回路の出力を受けラベル段差の位置・方向を検出する演算回路部と、
前記演算回路部の出力によって回転機構を制御する主コントローラと
を具備して成ることを特徴とする円筒型電池のラベルフェーズ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、円筒型電池のラベルフェーズ検出装置に係り、さらに詳しくは光学的に検出した円筒型電池のラベルの貼り合わせ段差から、ラベルフェーズの位置・方向を検出する検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、単一もしくは単二など各種の乾電池は、一般的に複数個をフィルムパッケージした形態で市販されている。また、充放電型の素電池を複数個組み合わせ、フィルムパッケージングして、いわゆる電池パックとして実用に供される場合も多い。そして、前記フィルムパッケージにおいては、外観・美観性もしくは見分け易さなどの点から、パッケージングされた各電池のラベルフェーズが、方向や位置など揃っていることが望まれる。したがって、外周面に、それぞれラベルを貼着した複数個の電池を、一括的にフィルムパッケージングするに当たっては、それら電池のラベルフェーズを予め揃え、整列させる手段が前提として要求されることになる。
【０００３】
このような要求に対応して、電池のラベルフェーズ面の位置検出については、（ａ）渦電流センサによってラベルの貼り合わせ部分を検出する方式と、  （ｂ）大小２個のローラを、円筒型電池の外周面に接触回転させ、小ローラによってラベルの貼り合わせ段差を検出する方式とが提案されている。その他、電池のラベルフェーズ面の位置・方向を画像認識により検出する手段や、予め付加しておいた電池ラベルのフィデシャルマークを検出する方式なども考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記電池のラベルフェーズ面の位置検出手段は、実用上それぞれ次のような問題点がある。先ず、  （ａ）渦電流センサによってラベルの貼り合わせ部分を検出する方式は、ラベルが金属製の場合に限り実施でき、たとえば樹脂フィルムや紙など非金属製ラベルの場合には適用し得ない。つまり、特殊の円筒型電池のラベルフェーズ位置検出は可能であるが、最も必要性の高い多量生産型で、非金属製ラベルを貼着する汎用性の円筒型電池については、そのラベルフェーズの位置検出をなし得ないという問題がある。
【０００５】
次に、  （ｂ）大小２個のローラを、円筒型電池の外周面に接触回転させ、小ローラによってラベルの貼り合わせ段差を検出する方式は、貼り合わせたラベルのデザインによって適用し得ない場合もあって、汎用性の点で問題がある。つまり、この検出方式は、円筒型電池の外周面に接触回転する大小ローラのうち、小ローラがラベルの貼り合わせ段差部分で、その段差を乗り越えられず回転を停止することを利用して、ラベルの貼り合わせ段差の位置を検出する。このため、貼着したラベルのデザインによって、ラベルの正面位置およびラベルの貼り合わせ位置（段差位置）が制約されることもあり、これらの制約に伴ってローラ機構の取り付け位置も制限されるので、全ての円筒型電池を対象として実施し得ない。
【０００６】
その他、考えられる画像認識，フィデシャルマークのラベル付加方式も、電池ラベルがデザインおよび色彩（色の組み合わせ）など多様化しつつある現状には、未だ十分対応し得ない。
【０００７】
本発明は上記事情に対処してなされたもので、ラベルの材質，デザイン，色彩などに関係なく、円筒型電池の外周面に貼着されたラベルの貼り合わせ位置を検出し、ラベルフェーズを高精度に合わせることが可能な円筒型電池のラベルフェーズ検出装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る円筒型電池のラベルフェーズ検出装置は、外周面にラベルを貼着した円筒型電池を回転させる回転機構と、前記回転する円筒型電池の周面に沿った光路を採り一定の位置でラベル貼り合わせの段差を検出して信号を出力する回帰反射センサと、前記回帰反射センサのうちラベル貼り合わせの段差信号パルスを選択するノイズフィルター回路と、前記ノイズフィルター回路で出力された正方向もしくは逆方向の段差信号パルスを一方向に統一化して出力する絶対値変換回路と、前記絶対値変換回路から出力された段差信号パルスを一定の出力にするとともに、段差信号パルス幅を一定値に調整して出力する段差信号パルス幅制御回路と、前記段差信号パルス幅制御回路の出力を受けラベル段差の位置・方向を検出する演算回路部と、前記演算回路部の出力によって回転機構を制御する主コントローラとを具備して成ることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
本発明に係る円筒型電池のラベルフェーズ検出装置によれば、電池外周面に貼着したラベルの貼り合わせ段差が、回帰反射形光センサで検出される。そして、光センサの出力信号に含まれるセンサアンプの直流分，円筒型電池の回転に伴う面振れ分，段差分，ノイズなどは、微分増幅，コモンモード打ち消し，差動増幅およびノイズ除去などの処理が施され、前記ラベルの貼り合わせ段差部の段差信号パルスのみが選択的に取り出される。ここで、選択的に取り出された段差信号パルスは、円筒型電池の回転方向によって正，負となるが、絶対値変換回路で同一方向に統一されて出力し、さらに、段差信号パルス幅制御回路で、一定の出力，一定のパルス幅として、主コントローラ側に出力される。つまり、円筒型電池外周面に貼着したラベルの貼り合わせ段差部が確実に検出され、ラベルフェーズの位置・方向を高精度に検知することが可能となる。
【００１０】
【実施例】
以下、図１〜図８を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明に係る円筒型電池のラベルフェーズ検出装置の要部構成を示すブロック図である。ここで、１は外周面にラベルを貼着した円筒型電池２を回転する回転機構、３は前記回転する円筒型電池２の周面に沿った光路を採り一定の位置でラベル貼り合わせの段差を検出して信号を出力する回帰反射形センサ、４は前記回帰反射形センサ３の出力を増幅するセンサアンプである。また、５は前記センサアンプ４で増幅された出力から、ラベル貼り合わせ段差信号のみを取り出し、ラベルフェーズを検出するラベルフェーズ検出回路である。
【００１２】
そして、このラベルフェーズ検出回路は、たとえば図２に要部を示すような構成を成している。すなわち、前記センサアンプ４で増幅された信号パルスのうちから、ラベル貼り合わせの段差信号パルスのみを選択するノイズフィルター回路5aと、前記ノイズフィルター回路5aで出力された正方向もしくは逆方向の段差信号パルスを一方向に統一化して出力する絶対値変換回路5bと、前記絶対値変換回路5bから出力された段差信号パルスのうち波形の高いパルスを一定の出力にカットするとともに、カットした段差信号パルス幅を一定値に調整して出力する段差信号パルス幅制御回路5cと、前記段差信号パルス幅制御回路5cの出力を受け、ラベル段差の位置・方向を検出する演算回路部5dと、前記演算回路部5dの出力によって回転機構１を制御する主コントローラ5eとを具備した構成を成している。 次に、前記円筒型電池のラベルフェーズ検出装置の作用・動作について、説明する。先ず、回転機構１にセットされ、回転する外周面にラベルを貼着した円筒型電池２に対し、回帰反射形センサ３から放射された光は、その円筒型電池２の周面に沿った光路を採ってリフレクタ3aで回帰反射形センサ３側に反射される。そして、反射された光は、受光器に入り、その受光量がセンサアンプ４にて、アナログ出力に変換され、ラベルフェーズ検出回路５に入力する。このとき、前記円筒型電池２は回転しているため、貼着されているラベルに段差部がない場合には、回帰反射形センサ３から放射された光はそのまま反射されるので、図３ (a)に例示するような対象型波形の信号を出力する。しかし、ラベル貼り合わせの段差部に位置したときは、その段差に応じて遮断されて一部が光路系から外れるので、反射光量が変化して図３ (b)に例示するような非対象型波形の信号を出力する。なお、このときの非対象型波形信号波形は、円筒型電池の回転方向によって、段差分信号の正，負が異なる。つまり、円筒型電池の外周面に貼着したラベル端部が重なる内側の先端部方向（逆方向に）に回転している場合（点線）と、ラベル端部が重なる外側の先端部方向（正方向に）に回転している場合（実線）とで異なる。
【００１３】
前記アナログ出力に変換された信号は、先ず、ノイズフィルター５ａ側に入力し、周期の長い面振れ分および直流分がコモンモード除去される。そして、急激なレベル変化を示す段差分は、回路５ａ１  のＣ，Ｒによって＋端子の入力レベルが低減して、−，＋の両端子の入力差が生じ、その差入力が増幅されて、図３  （ｃ）に例示するようなパルス波形で微分出力される。たとえば回路５ａ１  で、周波数２０Ｈｚ程度以下をカットし、また回路５ａ２  で、周波数１ＫＨｚ程度以上をカットして、図３（ｃ）に例示するようなノイズを若干含む段差分の信号のみを取り出す一方、さらに、このノイズを若干含む段差分の信号をノイズフィルター増幅器５ａ３  に送り、図４に例示するように、必要周波数帯域以外のノイズ、たとえば  ４５５Ｈｚ以上のノイズ分をカットし、図５  （ａ），  （ｂ）に例示するような段差分信号のみを出力する。
【００１４】
次に、前記段差分信号出力は、絶対値変換回路５ｂに入力される。この絶対値変換回路５ｂにおいては、前記円筒型電池２の回転方向に起因する段差分検出信号の正，負電圧（正方向，負もしくは逆方向）を絶対値レベルとして、図６に例示するような波形に統一されて絶対値変換回路５ｂから出力される。
【００１５】
上記絶対値変換回路５ｂからの出力は、段差分信号パルス制御回路５ｃに入力されると、一定幅のパルス波形に整形する。すなわち、絶対値変換回路５ｂからの出力は、パルス幅制御回路５ｃのダイオード５ｃ１  でノイズカットされ、また＋出力増幅用ダイオード５ｃ２  増幅される一方、前記段差分信号パルスの統一波形の正誤が判別、修正される。この段差分信号パルスは、図７に例示するように、ツエナダイオード５ｃ３  で所定値以上の出力電圧がカットされる一方、主段差信号のみ取り出すレベルコンパレータボリュム５ｃ４  とモノマルチバイブレータ（ＭＭ）  の作用によって、図８に例示するように信号パルス幅が揃えられる。
【００１６】
このように、一定幅のパルス波形に整形されて出力する段差分信号パルスは、出力トランジスタ５ｃ５  を介して主コントローラ５ｅに入力し、この入力に伴い主コントローラ５ｅは、円筒型電池２の回転機構１を制御する。つまり、主コントローラ５ｅはラベルフェーズ検出回路５の段差分検出パルスが入力すると、電池回転用の電磁クラッチなどを制御する。具体的には、円筒型電池２の回転を停止して、外周面に貼着されているラベル面が所定の位置になるように動作し、ラベルフェーズが揃えられることになる。
【００１７】
本発明は、上記例示の構成に限定されるものでなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を取り得る。
【００１８】
【発明の効果】
以上実施例の説明から分かるように、本発明に係る円筒型電池のラベルフェーズ検出装置によれば、円筒型電池の外周面に貼着されたラベルの貼り合わせ段差を確実に、また高精度に検出し得る。すなわち、ラベルのデザイン，色彩，材質などに拘りなく、自動的にラベルの貼り合わせ段差を高精度に検出できるので、円筒型電池のフィルムパッケージングなども容易となり、円筒型電池の生産性などに大きく寄与するものといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る検出装置の要部構成例を示すブロック図。
【図２】本発明に係る検出装置が具備するラベルフェーズ検出回路の構成例を示す回路図。
【図３】本発明に係る検出装置が具備する回帰反射センサから出力される信号波形を例示したもので、  （ａ）はラベル平坦部の信号波形図、  （ｂ）はラベル重ね貼り段差部の信号波形図、  （ｃ）は段差部のみの信号波形図。
【図４】段差部のみの信号波形を一定の周波数でカットする模式的なフィルター特性図。
【図５】（ａ），  （ｂ）は本発明に係る検出装置が具備するノイズフィルター回路でノイズなど除去された段差分信号のみの出力波形図例。
【図６】本発明に係る検出装置が具備する絶対値変換回路で出力された半波・波形に統一された段差分信号出力波形図例。
【図７】本発明に係る検出装置が具備するパルス幅制御回路で出力された段差分信号パルスを一定の高さに制御する模式的な波形図。
【図８】本発明に係る検出装置が具備するパルス幅制御回路で出力された段差分信号パルスを一定の高さ・幅に制御した模式的な波形図。
【符号の説明】
１…回転機構    ２…円筒型電池    ３…回帰反射形センサ    ４…センサアンプ    ５…ラベルフェーズ検出回路    ５ａ…ノイズフィルター    ５ｂ…絶対値変換回路    ５ｃ…段差信号パルス制御回路    ５ｄ…演算回路部    ５ｅ…主コントローラ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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