JP7024613B2 - シート残量検知装置およびスプライス装置ならびにシート残量検知方法およびスプライス方法 - Google Patents

Description

本発明は、シート残量検知装置およびスプライス装置ならびにシート残量検知方法およびスプライス方法に関する。

従来、芯材に対して巻回されたシートロールから帯状のシート材を繰り出し、繰り出されたシート材を加工する製法が知られている。たとえば、紙おむつの製造では、積層や切断といったさまざまな加工の施される不織布が繰り出される。
上記のシート材を連続的に繰り出す製法として、二つのシートロールのそれぞれから繰り出されるシート材の一方を他方に継ぎ合わせる（いわゆる「スプライス」）手法が開発されている。

このようなシート材どうしの継ぎ合わせは、シートロールに巻回されたシート材をできるだけ多く使用する観点から、下記の残量条件が成立すると実施される。
・残量条件：シートロールに巻回されたシート材の残量が少なくなったこと
たとえば、シート材が繰り出されてシートロールの径方向寸法が所定寸法よりも小さくなると残量条件が成立したと判定される。

さらに、シートロールの有無を軸方向に検出する光電センサを用いて、上記の残量条件を判定することが提案されている。すなわち、芯材に対して外周側に配置された光電センサの径方向位置において、シート材の繰り出しによってシートロールが無くなったことを検出する手法が検討されている（特許文献１参照）。

特開2005-298162号公報

一般的に、上述したようにシートロールの有無を軸方向に検出するセンサは、理想的な芯材のなす真円に対して実際に用いられる芯材の歪みを考慮して、芯材に対して外周側にマージンをもたせて配置箇所が設定される。真円の芯材を想定してセンサの径方向位置が設定された場合であっても、センサの検出精度を確保するためには、芯材に対して外周側にマージンをもってセンサを配置せざるを得ない。

上記のようなセンサの配置に関する外周側へのマージン、すなわち、センサの配置された径方向位置と芯材の外周面とが離間する径方向の余裕寸法は、シートロールの残量に対応する。そのため、シートロールから繰出可能なシート材の残量に余裕があるにもかかわらず、その残量が少なくなったと判定されるおそれがある。
よって、残り少ないシート材の量を安定して検知することができないという課題が存在する。

本発明は、上記のような課題に鑑みて創案されたものであり、残り少ないシート材の量を安定して検知することを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する「発明を実施するための形態」に示す各構成から導き出される作用および効果であって、従来の技術では得られない作用および効果を奏することも、本発明の他の目的として位置付けることができる。

（１）ここで開示するシート残量検知装置は、厚み方向に重ね合わせられた他の部材の色彩が透ける性質を有する帯状のシート材が第一色彩であり、前記第一色彩とは異なる第二色彩である芯材に対して前記シート材が径方向に重ね合わせられた状態で巻回されたシートロールから前記シート材が繰り出され、前記シートロールとして前記芯材に巻回された前記シート材の残量であるシート残量を検知する。当該シート残量検知装置は、前記シートロールの外周側から前記径方向の成分を含む方向に前記シートロールを見た色彩を検出する色彩センサと、前記色彩センサで検出された色彩が前記第二色彩を帯びると、前記シート残量が所定量よりも少なくなったと判定する判定部と、を備える。
（２）ここで開示するスプライス装置は、上記のシート残量検知装置と、前記判定部で前記シート残量が前記所定量よりも少なくなったと判定されると、他のシート材に前記シート材を継ぎ合わせるスプライス部とを備える。

（３）ここで開示するシート残量検知方法は、厚み方向に重ね合わせられた他の部材の色彩が透ける性質を有する帯状のシート材が第一色彩であり、前記第一色彩とは異なる第二色彩である芯材に対して前記シート材が径方向に重ね合わせられた状態で巻回されたシートロールから前記シート材が繰り出され、前記シートロールとして前記芯材に巻回された前記シート材の残量であるシート残量を検知する。当該シート残量検知方法は、前記シートロールの外周側から前記径方向の成分を含む方向に前記シートロールを見た色彩を検出する検出工程と、前記検出工程で検出された色彩が前記第二色彩を帯びると、前記シート残量が所定量よりも少なくなったと判定する判定工程と、を備える。
（４）ここで開示するスプライス方法は、上記のシート残量検知方法と、前記判定工程で前記シート残量が前記所定量よりも少なくなったと判定されると、他のシート材に前記シート材を継ぎ合わせるスプライス工程とを備える。

本発明によれば、残り少ないシート材の量を安定して検知することができる。

スプライス装置を示す模式図である。 検出された色彩の波長分布を示すグラフであり、横軸に光の波長を示し、縦軸に強度を示す。この図２では、実線で白色（第一色彩）の波長分布を示し、二点鎖線で茶色（第二色彩）の波長分布を示し、一点鎖線で茶色を帯びた白色の波長分布を示す。 シート残量検知方法およびスプライス方法を示すフローチャートである。 シート残量検知装置の第一変形例を示す模式図である。 シート残量検知装置の第二変形例を示す模式図である。 色彩センサの配置に関する変形例を示す模式図である。

以下、シート残量検知装置およびスプライス装置ならびにシート残量検知方法およびスプライス方法を実施するための形態を説明する。
上記の装置および方法は、芯材に対して巻回された帯状のシート材で構成されるシートロールから、そのシート材が繰り出されることを前提とする。

シートロールは、シート材が繰り出されるにつれて、巻回されたシート材の量（以下「シート残量」という）が減少する。シートロールのシート材をできるだけ多く使用する観点から、シートロールからシート材が全て繰り出される直前のシート残量を検知することが好ましい。
このような少ないシート残量を検知するための装置が、シート残量検知装置である。同様に、残り少ないシート残量を検知するための方法が、シート残量検知方法である。

スプライス装置は、シート材を連続的に繰り出すための装置であり、二つのシートロールのそれぞれから繰り出されたシート材のうち一方を他方に継ぎ合わせる。具体的には、一方のシートロールから一方のシート材が繰り出されてシート残量が減少すると、他方のシートロールから繰り出された他方のシート材に一方のシート材が継ぎ合わせられる。
このスプライス装置は、上記のシート残量検知装置で検知されたシート残量に基づいて、シート材どうしの継ぎ合わせを実施する。同様に、スプライス方法は、上記のシート残量検知方法で検知されたシート残量に基づいて、シート材どうしの継ぎ合わせを実施する。

本実施形態では、説明に用いる方向を下記のように定義する。
シートロールについては、巻回されたシート材が重ね合わせられる方向を径方向とし、シート材の巻回軸芯が延びる方向を軸方向とする。径方向のうち、芯材に接近する側を内周側（径方向内側）とし、芯材から離隔する側を外周側（径方向外側）とする。
シート材については、長手方向，幅方向および厚み方向の三方向を定める。長手方向は、シート材の延在面において帯状に延びる方向である。この長手方向は、シート材が繰り出される方向であり、シート材の搬送方向である。幅方向は、シート材の延在面において長手方向に直交する方向である。厚み方向は、長手方向および幅方向の何れにも直交する方向である。
そのほか、シート材の搬送方向を基準に上流および下流を定める。

［Ｉ．一実施形態］
以下に述べる一実施形態では、項目［１］で装置の構成を説明する。この項目［１］では、小項目［１．１］でスプライス装置を概説し、小項目［１．２］でシート残量検出装置を詳述する。その後に、項目［２］で方法の構成を説明する。そして、項目［３］で項目［１］，［２］の装置および方法による作用および効果を述べる。

［１．装置］
［１．１．スプライス装置］
図１に示すように、スプライス装置１０には、シート材２を繰り出す供給ユニット１（供給部）と、シート材２どうしを継ぎ合わせる継合ユニット２０（スプライス部）とが設けられている。
このスプライス装置１０には、下流側へ繰り出すシート材２を蓄積するアキュムレータ３０も設けられている。そのほか、繰り出されたシート材２の搬送を案内する種々のガイドロールＲ_Gや、搬送されるシート材２の張力（テンション）を調整するテンションロールＲ_Tなどが設けられている。

また、スプライス装置１０には、上記のユニット１，２０やアキュムレータ３０といった種々の作動機器を制御するコントローラ９０（制御部）が設けられている。
上記のスプライス装置１０におけるシート材２の搬送経路は、供給ユニット１および継合ユニット２０において二つが並列に設定され、これらのユニット１，２０よりも下流側では一つの搬送経路が設定されている。上流側では二つの搬送経路が択一的に用いられ、下流側では一つの搬送経路が常に用いられる。

〈供給ユニット〉
供給ユニット１は、二つのシート材２をそれぞれ繰り出し可能に構成されている。
この供給ユニット１は、二つのシート材２のうち、一方を繰り出す第一供給ユニット１Ａと、他方を繰り出す第二供給ユニット１Ｂとに大別される。

以下、第一供給ユニット１Ａや第二供給ユニット１Ｂの名付けに倣って、二つのシート材２のうち一方に関する構成については、「第一」を冠するとともに符号の末尾に「Ａ」を付して示す。また、二つのシート材２のうち他方に関する構成については、「第二」を冠するとともに符号の末尾に「Ｂ」を付して示す。たとえば、シート材２の一方および他方を区別する場合には、一方を第一シート材２Ａと称し、他方を第二シート材２Ｂと称する。第一シート材２Ａは第一シートロール４Ａに巻回され、第二シート材２Ｂは第二シートロール４Ｂに巻回される。

ただし、二つのシート材２の一方および他方に関して区別しない場合には、「第一」，「第二」の冠記載や、符号への「Ａ」，「Ｂ」の付記を省略する。たとえば、シート材２の一方および他方を区別しない場合には、第一供給ユニット１Ａや第二供給ユニット１Ｂとは称さずに、単に供給ユニット１と称する。

供給ユニット１には、繰り出されるシート材２が紙管３に対して巻回されたシートロール４が設置される。
シートロール４では、シート材２がその厚み方向に重ね合わせられた状態をなしている。具体的には、シート材２において上流側の部位よりも下流側の部位のほうが外周側に重ね合わせられる。

シートロール４を構成するシート材２は、帯状の連続体であり、「ウェブ」や「シート体」とも称される。たとえば、不織布や薄紙などがシート材２に用いられる。
紙管３は、シート材２を巻く軸部材であり、シートロール４の芯材をなす。ここでは、筒状の紙管３を例に挙げる。たとえば、板紙から紙管３が形成される。ただし、紙管３に替えて、樹脂あるいは金属といった他の材料からなる芯材を用いてもよい。

シートロール４から繰り出されたシート材２は、供給ユニット１から下流側へ供給される。この供給時には、紙管３とともにシートロール４が回転し、シートロール４の外周からシート材２が一枚づつ剥がされるようにして、シート材２が繰り出される。この繰り出しが進捗するにつれて、シートロール４の径方向寸法が小さくなっていく。言い換えれば、シート材２が繰り出されるほど、紙管３の外周面３ａに向けてシートロール４の外周面４ａが接近し、シートロール４で重ね合わせられたシート材２の層数が減少する。

本実施形態では、シート材２と紙管３とが異なる色彩である。ここでは、シート材２が白色（第一色彩）であり、紙管３が茶色（第二色彩）である。
さらに、シート材２は、厚み方向に重ね合わせられた他の部材の色彩が透ける性質を有する。
ここでいう「色彩が透ける性質」とは、少数層のシート材２が重ね合わせられた状態で巻回されたシートロール４を外周側から見たときに、シート材２のなす白色に紙管３の茶色が影響する性質を意味する。「少数層」の例としては、１層～１０層までの各層数が挙げられる。

たとえば、紙管３に対して少数層のシート材２が巻回されたシートロール４を外周側から径方向に見ると、茶色がかった白色に見える。
なお、多数層のシート材２が重ね合わせられた状態で巻回されたシートロール４は、外周側から見たときに、紙管３の茶色がシート材２の白色に影響せず、単に白色が見える。

このように構成されたシートロール４は、供給ユニット１のそれぞれに設置される原反５を構成する。この原反５からシート材２が図示省略する駆動部によって引っ張りだされることで、シート材２が繰り出される。具体的には、第一駆動部によって第一シートロール４Ａから第一シート材２Ａが繰り出され、第二駆動部によって第二シートロール４Ｂから第二シート材２Ｂが繰り出される。

この供給ユニット１には、紙管３を固定するチャック６（係合部）が設けられている。このチャック６は、紙管３に対して係合する。紙管３に対するチャック６の係合手法としては、紙管３に対してチャック６を挿入してカシメる手法や、紙管３に挿入されたチャック６を拡径して固定する手法といったさまざまな公知手法が挙げられる。
上記のように構成される供給ユニット１の下流側には、つぎに説明する継合ユニット２０が配置されている。

〈継合ユニット〉
継合ユニット２０は、二つのシートロール４のうちシート材２が繰り出されている一方のシート残量が少なくなると、シート材２のうち繰り出されている一方に他方を継ぎ合わせる。なお、本実施形態の「継ぎ合わせる」とは、シート材２どうしを接合させる狭義の概念のみならず、シート材２の切断をも含む広義の概念である。

この継合ユニット２０には、シート材２を切断するカッタ２１と、カッタ２１の下流側でシート材２どうしを接合する接合部２２とが設けられている。接合部２２には、シート材２どうしを離接させる部材（以下「離接部」という）２３と、離接部２３を往復動させる離接機構２４とが設けられている。
図１には、出没駆動されるプランジャを離接部２３の例として示す。ただし、プランジャに替えて、離接駆動されるロールを離接部２３に用いてもよい。

たとえば、第一シート材２Ａが繰り出されている場合には、第一シートロール４Ａのシート残量が少なくなると、下記の四工程が実施される。
・接近工程：離接機構２４によって離接部２３どうしを接近（往動）させる
・接合工程：離接部２３に挟装されたシート材２Ａ，２Ｂどうしを接合する
・切断工程：第一カッタ２１Ａで第一シート材２Ａを切断する
・離間工程：離接機構２４によって離接部２３どうしを離間（復動）させる
ここでは、接近工程，接合工程，切断工程，離間工程の順に各工程が実施される。ただし、接近工程や接合工程と同時に切断工程を実施してもよく、接近工程や接合工程の前に切断工程を実施してもよい。

接近工程では、第一離接部２３Ａの第一シート材２Ａと第二離接部２３Ｂの第二シート材２Ｂとを、各離接部２３Ａ，２３Ｂに対応した離接機構２４Ａ，２４Ｂによって接近させるように移動させる。
接合工程では、離接部２３Ａ，２３Ｂの接近が進捗してシート材２Ａ，２Ｂどうしが接触した状態で、シート材２Ａ，２Ｂどうしを接合させる。この接合手法としては、接着テープや接着剤などを介してシート材２Ａ，２Ｂどうしを貼り合せる接着手法をはじめ、熱溶着や超音波溶着などの溶着手法といった種々の公知手法が挙げられる。

切断工程では、第一シート材２Ａが幅方向に沿って切断される。この切断箇所は、第一シート材２Ａの下流端部である。
離間工程では、接近工程とは反対に、離接機構２４Ａ，２４Ｂで離接部２３Ａ，２３Ｂを離間させるように移動させる。

上記の四工程によって、第一シート材２Ａに第二シート材２Ｂが接合され、繰り出されるシート材２が第一シート材２Ａから第二シート材２Ｂへ切り替えられる。そして、シート材２が連続的に供給される。
このように構成される継合ユニット２０の下流側には、つぎに説明するアキュムレータ３０が配置されている。

〈アキュムレータ〉
アキュムレータ３０には、下流側へ繰り出すシート材２を蓄積するために、二種のロール群３１，３２と、ロール群３１，３２の一方（ここではロール群３２）を移動させる可動機構３３とが設けられている。
つまり、ロール群３１，３２のうち、一種は配置箇所の固定された固定ロール群３１であり、もう一種は移動可能な可動ロール群３２である。ここでは、固定ロール群３１として三つの固定ロールＲ_F1，Ｒ_F2，Ｒ_F3を例示し、可動ロール群３２として二つの可動ロールＲ_M1，Ｒ_M2を例示する。

可動機構３３は、可動ロール群３２を移動させる機構であり、固定ロール群３１に対する可動ロール群３２の離間寸法を変更させる機構である。
アキュムレータ３０におけるシート材２は、各固定ロールＲ_F1，Ｒ_F2，Ｒ_F3と各可動ロールＲ_M1，Ｒ_M2，Ｒ_M3とに対して交互に巻き掛けられ、蛇腹状の搬送経路が設定されている。

可動機構３３によって可動ロール群３２が固定ロール群３１から離隔するように移動させられると、アキュムレータ３０における搬送経路が長くなる。このとき、アキュムレータ３０へ搬入されるシート材２の量よりもアキュムレータ３０から搬出されるシート材の量のほうが少なくなる。そのため、下流側へ繰り出し可能なシート材２の量（長手方向寸法）が蓄積される。

反対に、可動ロール群３２が固定ロール群３１に近接するように移動させられると、アキュムレータ３０における搬送経路が短くなる。このとき、アキュムレータ３０へ搬入されるシート材２の量よりもアキュムレータ３０から搬出されるシート材の量のほうが多くなる。そのため、蓄積されたシート材２が下流側へ放出される。

〈コントローラ〉
コントローラ９０は、スプライス装置１０に関する広汎な制御を担う電子制御装置である。
このコントローラ９０は、供給ユニット１の駆動部，継合ユニット２０のカッタ２１や離接機構２４を制御対象とする。なお、コントローラ９０の入力側には、図示省略する指示デバイスが接続される。この指示デバイスからオペレータによる指示内容がコントローラ９０に入力される。

このコントローラ９０は、以下に列挙する三つの制御を択一的に実施する。
・第一繰出制御：第一シート材２Ａを繰り出す制御
・第二繰出制御：第二シート材２Ｂを繰り出す制御
・ 継合制御 ：シート材２どうしを継ぎ合わせる制御
第一繰出制御および第二繰出制御の何れか一方が実施された後には、継合制御が実施される。この継合制御が実施された後には、第一繰出制御および第二繰出制御の何れか他方が実施される。このような順序で各制御が実施されることから、継合制御は、繰り出すシート材２を切り替えるための制御とも言える。

第一繰出制御では、コントローラ９０から第一駆動部に対して回転駆動させる制御信号が出力され、回転駆動する第一駆動部によって第一シート材２Ａが繰り出される。
第二繰出制御では、コントローラ９０から第二駆動部を回転させる制御信号が出力され、回転駆動する第二駆動部によって第二シート材２Ｂが繰り出される。

継合制御では、以下に示す四つの制御が実施される。
・接近制御：上述の接近工程を実施する制御
・接合制御：上述の接合工程を実施する制御
・切断制御：上述の切断工程を実施する制御
・離間制御：上述の離間工程を実施する制御

接近制御では、コントローラ９０から離接機構２４に対して離接部２３どうしを接近させる制御信号が出力され、離接部２３どうしが接近させられる。
接合制御では、離接部２３に挟装されたシート材２どうしが接合される。
切断制御では、コントローラ９０からカッタ２１に対して切断駆動させる制御信号が出力され、繰出中のシート材２が切断される。
離間制御では、離接機構２４に対して離接部２３どうしを離間させる制御信号が出力され、離接部２３どうしが離間させられる。そして、接合されたシート材２が繰り出し（供給）可能な状態となる。

上記の継合制御は、第一繰出制御または第二繰出制御の実施中に、下記の残量条件が成立すると実施される。
・残量条件：シートロール４のシート残量が少なくなったこと
この残量条件は、つぎに説明するシート残量検知装置５０によって検知される。

［１．２．シート残量検知装置］
以下、図１を参照して、シート残量検知装置５０の構成を詳述する。
シート残量検知装置５０には、シートロール４に巻回されたシート材２の色彩を検出する色彩センサ６０と、色彩センサ６０で検出された色彩に基づいて上記の残量条件を判定する判定部９１とが設けられている。
色彩センサ６０および判定部９１の検出および判定によって、シート残量検知装置５０は、シート残量を検知する。すなわち、ここでいう「検知」とは、色彩センサ６０による色彩の検出と、検出された色彩に基づいた判定部９１による残量条件の成否の判定との双方を含む概念である。

色彩センサ６０は、スプライス装置１０の供給ユニット１に付設されている。
ここでは、色彩センサ６０がコントローラ９０の入力側に接続され、色彩センサ６０の検出情報がコントローラ９０に入力される。このコントローラ９０には、シート残量を検知するための機能要素として判定部９１が設けられている。
なお、判定部９１は、コントローラ９０で実行されるプログラムの一部の機能を示すものであり、ソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能要素の一部または全部をハードウェア（電子回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。

〈色彩センサ〉
色彩センサ６０は、シートロール４に対して外周側に配置され、検出方向が少なくとも径方向の成分を含む方向に設定される。ここでは、色彩センサ６０の検出方向が径方向に設定される。すなわち、色彩センサ６０は、シートロール４の外周側から径方向に見たシートロール４の色彩を検出する。ここでは、反射型の光電センサが色彩センサ６０に用いられる。
この色彩センサ６０は、光の波長分布に基づいて色彩を検出する。詳細に言えば、照射した白色光の反射光を受け、この光における波長ごとの強度（すなわち光量分布）から、色彩を検出する。

たとえば、色彩センサ６０によって多数層のシート材２が巻回されたシートロール４の色彩を検出した場合には、図２に実線で例示する白色の波長分布が検出される。一方、色彩センサ６０によって少数層のシート材２が巻回されたシートロール４の色彩を検出した場合には、図２に一点鎖線で例示する茶色を帯びた白色の波長分布が検出される。仮に、紙管３の色彩を検出した場合には、図２に二点鎖線で例示する茶色の波長分布が検出される。

〈判定部〉
判定部９１は、色彩センサ６０で検出された色彩が茶色を帯びると、シート残量が所定量よりも少なくなったと判定する。このようにして、残量条件の成否が判定される。平たく言えば、茶色がかった白色が検出されたときには残量条件の成立が判定され、白色やほぼ白色が検出されたときには残量条件の不成立が判定される。

なお、「茶色を帯びる」とは、茶色の成分に対応する所定閾値Ｉ_Pを上回る色彩が色彩センサ６０で検出されることを意味する。
ここでいう「所定閾値Ｉ_P」は、予め実験的または経験的に設定され、茶色が透けて見えるか否かを判定する閾値である。すなわち、「所定閾値Ｉ_P」は、検知しようとするシート残量の閾値（すなわち「所定量」）である。そのため、検知しようとするシート残量の多寡によって「所定閾値Ｉ_P」の大小が設定される。

たとえば、検知するシート残量を少量に抑えるときには、検知するシート残量を比較的多量にするときよりも、「所定閾値Ｉ_P」が大きめに設定される。
そのほか、シート材２における色彩が透ける性質の度合いも考慮して、「所定閾値Ｉ_P」の大小を設定することが好ましい。たとえば、同量のシート残量を検知するもとでは、色彩が透けやすい性質のシート材２を用いるときに、色彩が透け難い性質のシート材２を用いるときよりも、「所定閾値Ｉ_P」が大きめに設定される。

この判定部９１は、所定領域Ｔ_Pの強度が所定閾値Ｉ_Pを上回ることが色彩センサ６０で検出されると、残量条件の成立を判定する。そうでなければ、残量条件の不成立を判定する。
ここでいう「所定領域Ｔ_P」は、予め実験的または経験的に設定され、茶色に対応する波長分布のうち他の波長領域よりも強度の大きい領域である。つまり、茶色をなす主な波長領域である。図２には、「所定領域Ｔ_P」として所定の波長の帯域を例示する。ただし、「所定領域Ｔ_P」として、上記した帯域の平均値やピーク値といった一つの波長（所定波長）を用いてもよい。

［２．方法］
つぎに、図３を参照して、上述した装置１０，５０を用いて、シート残量を検知するシート残量検知方法およびシート材２を継ぎ合わせるスプライス方法を述べる。
本方法では、第一繰出制御および第二繰出制御の何れか一方が実施されているときに、残量条件が成立したか否かを判定する検知工程（ステップＳ１０）を実施する。

この検知工程では、検出工程（ステップＳ１２）および判定工程（ステップＳ１４）を実施する。
検出工程では、色彩センサ６０によってシートロール４を外周側から径方向に見た色彩を検出する。
その後、判定工程では、検出工程で茶色を帯びた色彩が色彩センサ６０で検出されたか否かを判定する。具体的には、所定領域Ｔ_Pの強度が所定閾値Ｉ_Pを上回ったか否かを判定する。

色彩センサ６０で検出された色彩が所定閾値Ｉ_Pを上回ったと判定されると、残量条件の成立を判定する（ステップＳ１４の肯定判定）。
残量条件が成立すると、継合制御（スプライス工程，ステップＳ２０）を実施する。
継合制御では、接近工程（ステップＳ２２），接合工程（ステップＳ２４），切断工程（ステップＳ２６），離間工程（ステップＳ２８）を順次実施する。ただし、上述したように、接近工程や接合工程と同時に切断工程を実施してもよく、接近工程や接合工程の前に切断工程を実施してもよい。

継合制御では、はじめに接近工程を実施する。接近工程では、離接機構２４によって離接部２３どうしを接近させる。その後、接合工程を実施する。
接合工程では、離接部２３に挟装されたシート材２Ａ，２Ｂどうしを接合する。つづいて、切断工程を実施する。

切断工程では、第一カッタ２１Ａで第一シート材２Ａを切断する。それから、離間工程を実施する。
離間工程では、離接機構２４によって離接部２３どうしを離間させる。この離間工程が完了すると、継合制御も完了する。
継合制御が完了すると、第一繰出制御および第二繰出制御の何れか他方を実施する。そして、再び検知工程を実施する。

このように継合制御の実施を介して、第一繰出制御および第二繰出制御の一方から他方へ実施する制御が切り替えられ、繰り出されるシート材２も一方から他方へ切り替えられる。
なお、色彩センサ６０で検出された色彩が所定閾値Ｉ_Pを上回っていないと判定されると、残量条件の不成立を判定する（ステップＳ１４の否定判定）。そして、第一繰出制御および第二繰出制御の何れか一方の実施を継続する。

［３．作用および効果］
本実施形態は、上述のように構成されるため、下記のような作用および効果を得ることができる。
本実施形態のシート残量検知装置５０では、シートロール４を外周側から径方向に見た色彩を検出する色彩センサ６０で紙管３のなす茶色を帯びた色彩が検出されることを残量条件の成否判定に用いる。そのため、紙管３が真円ではなく歪んでいたとしても、残り少ないシート残量を安定して検知することができる。

具体的には、所定領域Ｔ_Pの強度が所定閾値Ｉ_Pを上回ることが色彩センサ６０で検出されると、残量条件の成立を判定する。このような光学的な検出手法によって残り少ないシート残量を精度よく検知することができる。
更に言えば、シート材２のなす色彩や紙管３のなす色彩に応じて「所定領域Ｔ_P」を適宜設定することで、白色や茶色ではない色彩のシート材２や紙管３であってもシート残量を検出することができる。また、「所定閾値Ｉ_P」の大きさを適宜設定することで、検知するシート残量の多寡を設定することができる。

本実施形態のスプライス装置１０には、判定部９１でシート残量が所定量よりも少なくなったと判定されると、シート材２の一方を他方に継ぎ合わせる継合ユニット２０が設けられる。そのため、上記したシート残量検知装置による作用および効果が得られるのに加えて、シートロール４から無駄なくシート材２を繰り出したうえで、シート材２どうしを継ぎ合わせることができる。延いては、シート材２にかかる材料コストを低減させることができる。
なお、シート残量検知方法は、シート残量検知装置５０と同様の作用および効果を得ることができる。また、スプライス方法は、スプライス装置１０と同様の作用および効果を得ることができる。

［ＩＩ．その他］
上述した実施形態はあくまでも例示に過ぎず、この実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それら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。また、必要に応じて取捨選択することができ、適宜組み合わせることもできる。

たとえば、色彩センサを径方向に移動させるセンサ移動部が設けられていてもよい。
このセンサ移動部は、シートロールに巻回されたシート材の径方向寸法に応じて、色彩センサの径方向位置を調節する。具体的には、シートロールからのシート材の繰り出しに応じて、色彩センサを紙管に近接させる。

なお、センサ移動部は、シート材の繰り出しが完了してから新たな原反を設置するときには、径方向内側に移動させた色彩センサを、新たな原反の外周面に対応する径方向位置まで径方向外側に移動させる。つまり、原反の交換時には、色彩センサを紙管から離隔させる。
以下、第一変形例として、自動的に色彩センサを移動させるセンサ移動部を説明する。
その後に、第二変形例として、メカニカルに色彩センサを移動させるセンサ移動部を説明する。

〈第一変形例〉
図４に示すように、第一変形例のセンサ移動部７０′には、色彩センサ６０′の径方向位置に対応する寸法を検出する寸法センサ７１′と、色彩センサ６０′を移動させるアクチュエータ７２′とが設けられている。

寸法センサ７１′は、シートロール４′の外周面４ａ′に対する色彩センサ６０′の離間寸法を検出する。この寸法センサ７１′としては、レーザー距離計や超音波距離計といった公知の計測機器を用いることができる。
アクチュエータ７２′は、寸法センサ７１′で検出された離間寸法に応じて色彩センサ６０′を径方向内側に移動させる。このアクチュエータ７２′としては、サーボモータやソレノイド，油圧や空圧で出没駆動されるプランジャといった公知の動力機構を用いることができる。

ここでは、寸法センサ７１′で検出された離間寸法が、色彩センサ６０′で検出する色彩の精度が保証された検出距離の範囲（以下「定格距離範囲」という）内に収まるように、アクチュエータ７２′を作動させる。
たとえば、検出対象との離間寸法が短いほど色彩センサ６０′の検出精度が高まるのであれば、定格距離範囲のうちでできるたけ短い検出距離となるように、アクチュエータ７２′で色彩センサ６０′をシートロール４′の外周面４ａ′に近接させる。

上記のように構成されたセンサ移動部７０′によれば、シートロール４′の外周面４ａ′に対して色彩センサ６０′が径方向に離間する寸法を自動的に適正化することができる。そのため、色彩センサ６０′による色彩の検出精度を自動的に高めることができる。よって、シート残量の検知精度を向上させることができる。

〈第二変形例〉
図５に示すように、センサ移動部７０″は、シートロール４″として巻回されたシート材２″のなす径方向寸法に応じて色彩センサ６０″を径方向内側に移動させるメカニカル機構である。
このセンサ移動部７０″には、径方向内側へ向けて付勢するとともにシートロール４″の外周面４ａ″に当接する付勢機構７１″と、付勢機構７１″と色彩センサ６０″とを連結するロッド（以下「連結ロッド」という）７２″とが設けられている。

付勢機構７１″としては、ゴムやバネなどの弾性体によって径方向に圧接する機構を用いることができる。連結ロッド７２″としては、単なる棒や筒のような静的な部材を用いることができ、自由度をもつリンク機構を用いてもよい。
シートロール４″の外周面４ａ″に対して径方向に離間する色彩センサ６０″の寸法は、連結ロッド７２″によってメカニカルに保持される。そのため、連結ロッド７２″の長さは、色彩センサ６０″の定格距離範囲に応じて設定され、シートロール４″の外周面４ａ″に対して径方向に色彩センサ６０″の離間する寸法が定格距離範囲内に設定される。
さらに、回転中（繰出中）のシートロール４″の振動や外周面４ａ″の凹凸が付勢機構７１″によって緩和され、色彩センサ６０″に伝達される振動も緩和される。

上記のように構成されたセンサ移動部７０″によれば、制御系の構成を用いずに、シートロール４″の外周面４ａ″に対して色彩センサ６０″が径方向に離間する寸法をメカニカルに適正化することができる。そのため、色彩センサ６０″による色彩の検出精度をメカニカルに高めることができる。よって、シート残量の検知精度を向上させることができる。

〈色彩センサの配置に関する変形例〉
つぎに、図６を参照して、色彩センサ６００の配置箇所に関する変形例を述べる。
色彩センサ６００は、シートロール４０における軸方向の端面４０ａよりも外側に配置されていてもよい。言い換えれば、径方向に見て色彩センサ６００がシートロール４０に対して重複しない位置に配置されてもよい。この色彩センサ６００は、径方向の成分を含む方向にシートロール５０を見た色彩を検出する。そのため、シートロール４０の残量が少なくなると、上述した一実施形態と同様に、色彩センサ６００によって紙管３００の色を帯びた色彩が検出される。
このような構成によれば、色彩センサ６００のレイアウトに関する自由度を高めることができる。たとえば、シートロール６００の周辺に既設の構造や確保すべき空間が存在する場合であったとしても、色彩センサ６００を配置することができる。

〈その他の変形例〉
そのほか、判定部で残量条件が肯定判定されるのは、少なくとも色彩センサで茶色を帯びた色彩が検出された場合であればよく、所定閾値Ｉ_Pを上回る色彩が検出される場合に限らない。
たとえば、下記の検出１，２は、茶色を帯びた色彩が検出された場合に含まれる。
・検出１：茶色がかった白色に対応する波長分布と色彩センサで検出された光の波長
分布と一致あるいはほぼ一致すること
・検出２：茶色に対応する波長分布では白色に対応する波長分布よりも強度の低い波
長領域において色彩センサで検出された光の強度が下回ること

あるいは、判定部で残量条件が肯定判定されると、シート材を継ぎ合わせるのに加えてまたは替えて、シート残量が少なくなったことを報知してもよい。たとえば、モニターにシート残量が少ない旨を表示してもよく、シート残量が少ない旨のアナウンスや警報を発してもよい。
また、シート材の色と紙管の色とが異なっていれば、シート材および紙管の各色は限定されるものではない。たとえば、シート材２の色は、白色に限らず、青系色，緑系色，オレンジ系色といったさまざまな系統の色彩であってもよい。紙管３の色は、茶色に限らず、黒色や灰色といった種々の色彩であってもよい。そのほか、シート材２に模様や図柄が付されていてもよい。

なお、判定部は、コントローラに内蔵される構成に限らず、色彩センサに内蔵されてもよい。更に言えば、判定部あるいはコントローラは、スプライス装置に設けられるのに限らず、外部サーバに設けられてもよい。このように、判定部やコントローラは任意の箇所に設けることができる。

１ 供給部
２ シート材
３ 紙管（芯材）
３ａ 外周面
４ シートロール
４ａ 外周面
５ 原反
６ チャック
１０ スプライス装置
２０ 継合ユニット（スプライス部）
２１ カッタ（切断部）
２２ 接合部
２３ 離接部
２４ 離接機構
３０ アキュムレータ（蓄積部）
３１ 固定ロール群
３２ 可動ロール群
３３ 可動機構
５０ シート残量検知装置
６０ 色彩センサ
７０′ センサ移動部
７０″ センサ移動部（メカニカル機構）
７１′ 寸法センサ
７１″ 付勢機構
７２′ アクチュエータ
７２″ 連結ロッド
９０ コントローラ（制御部）
９１ 判定部
Ｉ_P 所定閾値
Ｒ_F1，Ｒ_F2，Ｒ_F3 固定ロール
Ｒ_M1，Ｒ_M2 可動ロール
Ｒ_T テンションロール
Ｒ_G ガイドロール
Ｔ_P 所定領域

Claims (10)

1. 厚み方向に重ね合わせられた他の部材の色彩が透ける性質を有する帯状のシート材が第一色彩であり、前記第一色彩とは異なる第二色彩である芯材に対して前記シート材が径方向に重ね合わせられた状態で巻回されたシートロールから前記シート材が繰り出され、前記シートロールとして前記芯材に巻回された前記シート材の残量であるシート残量を検知するシート残量検知装置であって、
   前記シートロールの外周側から前記径方向の成分を含む方向に、前記シート材が巻回された前記シートロールを見た色彩を検出する色彩センサと、
   前記色彩センサで検出された色彩が前記第二色彩を帯びた前記第一色彩であると、前記シート残量が所定量よりも少なくなったと判定する判定部と、
   を備えたことを特徴とするシート残量検知装置。
2. 前記色彩センサは、前記径方向に見た前記シートロールの色彩を検出する
   ことを特徴とする請求項１に記載されたシート残量検知装置。
3. 前記色彩センサは、前記シートロールにおける軸方向の端面よりも外側に配置された
   ことを特徴とする請求項１に記載されたシート残量検知装置。
4. 前記色彩センサは、光の波長分布に基づいて色彩を検出し、
   前記判定部は、前記第二色彩に対応する波長分布のうち他の波長領域よりも強度の大きい所定領域の強度が所定閾値を上回ることが前記色彩センサで検出されると、前記シート残量が前記所定量よりも少なくなったと判定する
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載されたシート残量検知装置。
5. 前記シートロールからの前記シート材の繰り出しに応じて、前記色彩センサを前記芯材に近接させるセンサ移動部を備えた
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載されたシート残量検知装置。
6. 前記センサ移動部は、前記シートロールの外周面に対する前記色彩センサの離間寸法を検出する寸法センサと、前記寸法センサで検出された離間寸法に応じて前記色彩センサを前記径方向の内側に移動させるアクチュエータとを有する
   ことを特徴とする請求項５に記載されたシート残量検知装置。
7. 前記センサ移動部は、前記シートロールとして巻回された前記シート材のなす前記径方向の寸法に応じて前記色彩センサを前記径方向の内側に移動させるメカニカル機構を有する
   ことを特徴とする請求項５に記載されたシート残量検知装置。
8. 請求項１～７の何れか１項に記載されたシート残量検知装置と、
   前記判定部で前記シート残量が前記所定量よりも少なくなったと判定されると、他のシート材に前記シート材を継ぎ合わせるスプライス部とを備えた
   ことを特徴とするスプライス装置。
9. 厚み方向に重ね合わせられた他の部材の色彩が透ける性質を有する帯状のシート材が第一色彩であり、前記第一色彩とは異なる第二色彩である芯材に対して前記シート材が径方向に重ね合わせられた状態で巻回されたシートロールから前記シート材が繰り出され、前記シートロールとして前記芯材に巻回された前記シート材の残量であるシート残量を検知するシート残量検知方法であって、
   前記シートロールの外周側から前記径方向の成分を含む方向に、前記シート材が巻回された前記シートロールを見た色彩を検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出された色彩が前記第二色彩を帯びた前記第一色彩であると、前記シート残量が所定量よりも少なくなったと判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とするシート残量検知方法。
10. 請求項９に記載されたシート残量検知方法と、
    前記判定工程で前記シート残量が前記所定量よりも少なくなったと判定されると、他のシート材に前記シート材を継ぎ合わせるスプライス工程とを備えた
    ことを特徴とするスプライス方法。

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