JP2000081396A - 巻取ロール側面の品質自動判定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 紙等の巻取ロール側面に発生したシート飛出
しやコアの飛出しなど、側面の不揃いに関する良否を効
率的に検査する方法とその装置を提供する。 【解決手段】 コンベア２で搬送される巻取ロール１側
面に光源４により光を照射し、シート飛出部等の側面か
ら飛び出している部分の影を巻取ロール側面上に作り、
該影を含む巻取ロール側面の所定部分を、視覚装置であ
るカメラ５で撮影し、その画像を画像処理装置６に入力
して、影の部分と影でない部分に区分けする所謂２値化
処理を行い、影の部分の画素数を算出することにより、
側面の不揃いに係わる良否を判断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】 本発明は、紙製品等をワイ
ンダー等の巻取装置によって巻取ロール(ウェブロール
ともいう)の形態で製造する場合の、巻取ロール側面(小
口、端面ともいう)の検査方法と装置に関し、更に、巻
取ロール側面のシート飛出しやコアの飛出しの有無を検
査する方法とその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】 巻取ロールの形態の紙製品は、ワイン
ダー等の巻取装置で巻き上げられるが、巻き始めに巻き
付け不良が発生し易く、コア(紙管など)に巻き付けられ
た巻芯部分の側面に、部分的なシート飛出し(ボサとも
いう)が発生し易い。また、巻芯部分に限らず、原紙が
不良であったり巻き取り条件が適切でないと部分的なシ
ート飛出し(ボサ)が、側面の全面に発生することもあ
る。さらに、紙がコアの中央に巻き付けられず、コアの
端部が巻取ロール側面から異常に飛出している不良品も
発生することがある。このような巻取ロール側面の不良
に関する良否判定は、出荷前に検査員等が目視で実施
し、側面の巻芯部コア際に発生したシート飛出し(ボサ)
については、巻取ロール全体の品質に影響しないので、
飛び出しているシート部分をカッターナイフなどで除去
して出荷している。

【０００３】このように、巻芯部コア際に発生するシー
ト飛出し(ボサ)部分の除去が必要な巻取ロールの発生比
率は、製品の種類にもよるがかなり高い比率である場合
が多く、例えば３０％程度にもなる。従って、巻取ロー
ル側面の検査の為に巻取ロール全数の目視チェックが必
要になり、大きな作業負荷となっている。また、巻取ロ
ール側面の部分的なシート飛出し(ボサ)は、合成樹脂を
原料とした合成紙等においても発生し、同様の問題を抱
えている。しかし、巻取ロール側面のシート飛出し(ボ
サ)等の不揃いを目視以外の方法で検査する装置は、現
在までのところ開発されていない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】 本発明は、紙製品等
の帯状物(ウェブともいう)を巻取ロールの形態で巻き取
った場合に、巻取ロール側面に発生するシート飛出し
(ボサ)等の側面不揃いを認識出来る装置を開発し、目視
に依らないで装置によって、巻取ロール側面に発生する
シート飛出しや、コアの飛出し等を効率的に検査する方
法と装置を提供することを目的とする。本発明者等は、
巻取ロール側面に光を照射してシート飛出部の影を側面
上につくり、影の部分と影でない部分の比率を調べるこ
とにより、巻取ロール側面の良否を判定する方法を鋭意
研究した結果、本発明を完成するに至った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 本発明の第１は、紙等
の帯状物の巻取ロール側面に発生した不揃い部分を検知
する方法であって、コンベアで搬送される巻取ロール側
面に光源により光を照射し、側面から飛び出している部
分の影を巻取ロール側面上に作り、該影を含む巻取ロー
ル側面の所定部分を、視覚装置であるカメラで撮影し、
その画像を画像処理装置に入力して、影の部分と影でな
い部分に区分けする所謂２値化処理を行い、影の部分の
画素数あるいは影の部分の画素数の比率を算出すること
により、側面の不揃いに係わる良否を判断することを特
徴とする巻取ロール側面の品質自動判定方法である。

【０００６】本発明の第２は、前記画像処理装置によ
り、カメラで撮影した巻取ロール側面の画像の中から、
分割された複数の判定領域を選定して、各々の判定領域
において個別に、２値化処理による影の部分の画素数あ
るいは影の部分の画素数の比率を算出することによっ
て、側面の不揃いに係わる良否を判断することを特徴と
する第１の発明に記載した巻取ロール側面の品質自動判
定方法である。

【０００７】本発明の第３は、前記の品質自動判定方法
が、巻取ロール側面において、初期巻き付け不良によっ
て生じるコア近傍のシート飛出しと、コア飛出し、の内
の少なくとも一つを対象にして検出し、これらに係わる
良否を判断することを特徴とする第１の発明または第２
の発明に記載した巻取ロール側面の品質自動判定方法で
ある。

【０００８】本発明の第４は、紙等の帯状物の巻取ロー
ル側面に発生した不揃い部分を検知し、不揃いに関わる
良否の判断をする装置であって、巻取ロールを積載して
複数の巻取ロールを連続的に移送するコンベアと、巻取
ロールを検知する検知器と、巻取ロール側面に光を照射
する光源と、光を照射された巻取ロール側面の所定部分
を撮影する視覚装置であるカメラと、その撮影した画像
を入力して、影の部分と影でない部分に区分けする所謂
２値化処理を行い、影の部分の画素数あるいは影の部分
の画素数の比率を算出して出力する画像処理装置とを、
備えたことを特徴とする巻取ロール側面の品質自動判定
装置である。

【０００９】本発明の第５は、前記品質自動判定装置
が、前記影の部分の画素数あるいは影の部分の画素数の
比率を使用して、巻取ロール側面の不揃いに係わる品質
を分類する品質分類機構と出力機構とを備えたことを特
徴とする第４の発明に記載した巻取ロール側面の品質自
動判定装置である。ここで、品質分類機構とは、予め設
定しておいた影の部分の画素数等により、巻取ロールを
例えば、良品と不良品に分類する機構である。分類は２
種類に限定されるものではない。

【００１０】本発明の第６は前記画像処理装置は、カメ
ラで撮影した巻取ロール側面の所定部分の中から、複数
の判定領域を選定して、各々の判定領域において、２値
化処理によるシート飛出部の影の部分の画素数あるいは
影の部分の画素数の比率を算出する機構を有することを
特徴とする第４の発明または第５の発明に記載した巻取
ロール側面の品質自動判定装置である。

【００１１】

【発明の実施の形態】 本発明は、検査対象の巻取ロー
ル側面に光を照射し、巻取ロール側面に発生しているシ
ート飛出部分やコアの飛出部分の影を巻取ロール側面上
につくり、巻取ロール側面の所定部分を視覚装置である
カメラで撮影し、その画像を画像処理装置に入力して、
影の部分と影でない部分に区分けする所謂２値化処理を
行い、影の部分の画素数を算出し、あるいは影部分の画
素数の、所定領域の全画素数に対する比率を算出して、
これらの算出した数値を予め設定しておいた基準の数値
と比較することにより、側面のシート飛出部等の不揃い
に係わる品質良否を判定するものであり、目視検査と比
較すると、人為的ミスが防止出来ると共に、判定基準の
変動を防止することも出来る。更に、検査対象の巻取ロ
ールはコンベアにより連続的に搬送され、搬送途中に検
査する構成としているので、大量の巻取ロールを効率よ
く検査することが可能である。

【００１２】前記のカメラで撮影する巻取ロール側面の
所定部分の決め方は、検査対象が側面の全領域である場
合は、側面の全領域とし、検査対象が巻芯のコア近傍の
場合には、巻芯のコア近傍を包含する領域とすればよ
い。また、カメラで撮影し画像処理して判定する判定領
域が広すぎると、この全領域に対して対象としている影
の部分の比率が小さくなり過ぎ、判定の精度が悪くなる
ので、カメラで撮影した所定領域の中から、分割された
複数の判定領域を選定し、それぞれの領域について個別
に、影の部分の画素数を算出して良否を判断することも
可能であり、この方が好ましい。

【００１３】またこの場合、分割された複数の判定領域
の内の一つでも不良と判断されると、巻取ロール１本全
体を不良と判定するようにしても良いし、所定の数以上
の判定領域について不良と判断された場合にのみ、巻取
ロール１本全体を不良と判定するようにしても良く、こ
の点に関しては特に限定するものではない。

【００１４】また本発明においては、巻取ロール側面の
不揃いに関する不良を検知することが出来るが、どのよ
うな不揃いを検知するのか、その対象を事前に決めてか
ら、撮影範囲や判定領域の選定をしてもよく、検査対象
を絞ったほうが判定の精度は良くなると言える。判定出
来る不揃いとしては、巻芯のコア際に発生するシート飛
出し、コアの飛出し(コアの端部が側面のシート面から
異常にずれて飛び出しているもの)、巻取ロール側面の
全体的なシート不揃い等である。例えば、巻取装置や巻
き取り対象の帯状物の特性により、コアの飛出しや全体
的なシート不揃いが発生しない場合、あるいはそのよう
な不揃いが品質上問題にならない場合には、巻芯のコア
際に発生するシート飛出しに限定して検知するような設
定とすれば良い。勿論、これらの複数の不揃いを同時に
検知するような設定も可能である。

【００１５】本発明の品質自動判定装置は、巻取ロール
を積載して複数の巻取ロールを連続的に移送するコンベ
アと、巻取ロールを検知する検知器と、巻取ロール側面
に光を照射する光源と、光を照射された巻取ロール側面
の所定部分を撮影する視覚装置であるカメラと、その撮
影した画像を入力して、影の部分と影でない部分に区分
けする所謂２値化処理を行い、影の部分の画素数あるい
は影の部分の画素数の比率を算出し出力する画像処理装
置とを、備えている。さらに、影の部分の画素数あるい
はその比率を用いて、巻取ロールを良品、不良品等に分
類する品質分類機構を備えていることが好ましい。

【００１６】本発明で使用するコンベアは、巻取ロール
の円周面を受けて積載し、搬送しながら側面の撮影をす
るので、巻取ロール円周面に傷がつきにくく、振動も少
ないものがよい。具体的には、スラットコンベアやベル
トコンベアが好適である。また、巻取ロール側面に光を
照射する光源としては、照射する光の光量が均一なもの
が好ましく、市販のアイランプ等が使用可能であるが、
特に限定するものではない。

【００１７】また、視覚装置のカメラとしては、ＣＣＤ
カメラで、望遠機能を有するものが好ましい。画素数は
特に限定しないが、画素数の多いいものほど精度が良く
なることは言うまでもない。コンベアで搬送されて来た
巻取ロールは、上記カメラで撮影され検査されるが、検
査を実施する時期を決めるために、巻取ロールが搬送さ
れてきたことを検知する検知器が必要である。この検知
器としては、非接触式、接触式のいずれの検知器も使用
可能である。尚、検査時にコンベアを停止する必要はな
いが、勿論停止して実施してもよい。

【００１８】また、本発明で使用する画像処理装置は、
カメラで取り込んだ画像を影の部分と影でない部分に区
分けするために、２値化処理の機能を備えている必要が
ある。２値化処理とは、カメラで撮像した画像データ
を、基準の濃淡レベルなどで０と１の２値に切り分けて
処理する処理方法である。例えば、図２の左側のような
画像が得られた場合には、黒色部外縁のグレーの部分を
基準の濃淡レベルによって黒か白のどちらかに区分し
て、右側のような画像を得る方法である。現在では、こ
のような２値化処理機能を備えた画像処理装置は、汎用
品として市販されているので、市販品を使用すればよ
い。

【００１９】また、上記画像処理装置は、カメラで撮影
した巻取ロール側面の所定部分の中から、分割された複
数の判定領域を選定して、各々の判定領域において、２
値化処理によって区分けされた部分の画素数あるいはそ
の比率を算出する機能を有することが好ましい。

【００２０】

【実施例】 次に、実施例に基づき本発明を詳細に説明
するが、本発明はこの実施例に限定されるものではな
い。図１は、本発明の品質自動判定装置の一例を示す実
施例の図である。本実施例においては、巻取ロール１を
所定の間隔をおいて連続的に搬送するスラットコンベア
２(速度１２ｍ／ｍｉｎ)を配置し、このコンベア２の所
定位置に、搬送されて来た巻取ロール１のそれぞれの側
面に光を照射するアイランプ４(市販品)と、その側面を
撮影できる位置にＣＣＤカメラ５(レンズ口径７５ｍ
ｍ、望遠機能付き、シャッタースピード１／２５０秒)
を配置した。

【００２１】さらに、２値化処理機能を有する画像処理
装置６(オムロン社製視覚認識装置Ｆ３５０型)を設置し
て、ＣＣＤカメラ５で撮影した画像を入力出来るように
ＣＣＤカメラ５を接続した。また、巻取ロール１が撮影
可能な検査位置に来た時、これを検知する検知器３(光
電管式センサー)を所定位置に取付けた。アイランプ４
とＣＣＤカメラ５と検知器３は、巻取ロール１の進行方
向に対し前側の側面用(最初の検査位置用)と後側の側面
用(２番目の検査位置用)として、それぞれ２台設置して
いる。

【００２２】巻取ロール１がコンベア２によって最初の
検査位置７まで搬送されて来ると、巻取ロール１の進行
方向側の側面を検知する検知器３が巻取ロール１を検知
して、その信号によりＣＣＤカメラ５のシャッターが切
られ、撮影された画像が画像処理装置６に送られる。画
像処理装置６においては、アイランプ４の光によって巻
取ロール１の側面上に出来た影の部分と影でない部分に
ついて２値化処理が行われ、影の部分の画素数が所定の
基準値を超えると、画像処理装置６の出力画面に「不良
品」判定が表示されると共に、警報装置が警報音を発生
して異常を知らせる。一方、影の部分の画素数が所定の
基準値未満の場合には、画像処理装置６の出力画面に
「良品」判定が表示され、警報音は発しない。更に、巻取
ロール１の進行方向と反対側の側面を検査する２番目の
検査位置８まで巻取ロール１が搬送されて来ると、最初
の検査位置の場合と同様の処理が実施されて、巻取ロー
ル１が検査される。

【００２３】次に、画像処理装置６における画像処理と
良否の判定方法について、図３を参照してもう少し詳し
く説明する。本実施例においては、検査対象を巻芯のコ
ア際１１に発生するシート飛出し(ボサ)と、コア９の飛
出し(コア９の端部が側面のシート面から異常にずれて
飛び出しているもの)に限定しているので、ＣＣＤカメ
ラ５が撮影する範囲も、コア９を含む巻芯部に限定して
いる。また、画像処理装置６においては、図３に示すよ
うに、入力された画像１０の中から分割された複数の
(本実施例では６分割の)判定領域１２(斜線部)を選定
し、それぞれの判定領域において２値化処理による影の
部分の画素数を算出すると共に、判定領域毎の基準画素
数を予め決めておく。各判定領域毎に、影の部分の画素
数を基準画素数と比較して、一つでも基準画素数以上の
判定領域が存在する場合には、不良品と判定する。ま
た、全ての判定領域において影の部分の画素数が基準画
素数未満の場合には、良品と判定するが、この判定基準
は必要とされる品質に応じて決めれば良く、特に限定さ
れるものではない。尚、本実施例においては、影の部分
の画素数を基準にして良否を判定しているが、各判定領
域毎の全画素数に対する影の部分の画素数の比率を基準
にして判定する方法を用いてもよい。

【００２４】〈性能確認テスト〉次に、上記の本実施例
の装置を用い、性能確認テストとして、巻取ロール１の
側面の不揃いに関する検査を実施したので、その結果を
表１に示す。この検査における検査対象は、上記の通
り、巻芯のコア際１１に発生するシート飛出し(ボサ)
と、コアの飛出しの２項目である。また、本発明の装置
を用いた検査と平行して、目視検査も実施して比較し
た。

【００２５】また、検査を実施した巻取ロールは６種類
(表１中NO.1〜NO.6)に分類され、それぞれの種類につい
てロット数は１０本で、全ロット数は１０本×６＝６０
本である。テストは、これらの６種類をランダムに流し
て実施した。また、画像処理装置６における各判定領域
の各画素数は、６箇所の各判定領域で多少の差はある
が、約３００であり、このうち影の部分の画素数が８０
以上である判定領域が存在する場合に、不良品として判
定した。尚、画像処理装置６のＣＲＴ全体の画素数は、
縦５１２×横４８４＝２４７８０８である。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１から理解出来るように、巻芯のコア際
１１に発生するシート飛出し(ボサ)に関しては、本発明
の自動判定装置による判定結果と目視による判定結果に
差異は殆ど認められない。また、コアの飛出しに関して
は、１ｍｍ以上のものを不良品と規定し０．５ｍｍ以内
になるように管理しているので、本テストにおいては品
質判定基準として０．５ｍｍ以上のものを不良品と判定
するようにしたが、(離れた位置からの)目視では不良品
を検知することが出来なかったのに対し、自動判定装置
では不良品を正確に検知することが出来た。

【００２８】

【発明の効果】 本発明によれば、紙製品等の巻取ロー
ル側面に発生するシート飛出し(ボサ)やコアの飛出し等
の側面不揃いに係わる欠陥を、目視に依らないで装置に
よって、効率的かつ正確に検出することが出来る。従っ
て、人為的検査ミスを防止し、巻取ロールの品質を向上
させることが出来る。更に、従来行なっていた目視検査
を省略することが出来るので、効率的運転により人件費
を削減することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の品質自動判定装置の概要を示す実施例
の図である。

【図２】２値化処理の説明図である。

【図３】分割された複数の判定領域の一例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：巻取ロール ２：コンベア ３：検知器 ４：光源(アイランプ) ５：カメラ ６：画像処理装置 ７：最初の検査位置 ８：２番目の検査位置 ９：巻取ロールのコア １０：撮影した画像(入力した画像) １１：巻芯のコア際 １２：分割された複数の判定領域(６分割の判定領域)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA54 BB05 BB15 CC00 DD06 FF01 FF04 GG01 HH12 JJ03 JJ26 PP15 QQ04 QQ25 SS09 2G051 AA01 AA90 AB02 AB20 BA01 CA03 CA07 DA06 EA11 EA16 EB01 EC01 ED01 ED09 3F105 AA01 AB15 DA69 DB11 DC13

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状物の巻取ロール側面に発生した不揃
   い部分を検知する方法であって、コンベアで搬送される
   巻取ロール側面に光源により光を照射し、側面から飛び
   出している部分の影を巻取ロール側面上に作り、該影を
   含む巻取ロール側面の所定部分を、視覚装置であるカメ
   ラで撮影し、その画像を画像処理装置に入力して、影の
   部分と影でない部分に区分けする所謂２値化処理を行
   い、影の部分の画素数あるいは影の部分の画素数の比率
   を算出することにより、側面の不揃いに係わる良否を判
   断することを特徴とする巻取ロール側面の品質自動判定
   方法。
2. 【請求項２】 前記画像処理装置により、カメラで撮影
   した巻取ロール側面の画像の中から、分割された複数の
   判定領域を選定して、各々の判定領域において個別に、
   ２値化処理による影の部分の画素数あるいは影の部分の
   画素数の比率を算出することによって、側面の不揃いに
   係わる良否を判断することを特徴とする請求項１に記載
   した巻取ロール側面の品質自動判定方法。
3. 【請求項３】 前記の品質自動判定方法は、巻取ロール
   側面において、初期巻き付け不良によって生じるコア近
   傍のシート飛出しと、コア飛出し、の内の少なくとも一
   つを対象にして検出し、これらに係わる良否を判断する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した巻
   取ロール側面の品質自動判定方法。
4. 【請求項４】 帯状物の巻取ロール側面に発生した不揃
   い部分を検知し、不揃いに係わる良否の判断をする装置
   であって、巻取ロールを積載して複数の巻取ロールを連
   続的に移送するコンベアと、巻取ロールを検知する検知
   器と、巻取ロール側面に光を照射する光源と、光を照射
   された巻取ロール側面の所定部分を撮影する視覚装置で
   あるカメラと、その撮影した画像を入力して、影の部分
   と影でない部分に区分けする所謂２値化処理を行い、影
   の部分の画素数あるいは影の部分の画素数の比率を算出
   して出力する画像処理装置とを、備えたことを特徴とす
   る巻取ロール側面の品質自動判定装置。
5. 【請求項５】 前記品質自動判定装置は、前記影の部分
   の画素数あるいは影の部分の画素数の比率を使用して、
   巻取ロール側面の不揃いに係わる品質を分類する品質分
   類機構と出力機構とを備えたことを特徴とする請求項４
   に記載した巻取ロール側面の品質自動判定装置。
6. 【請求項６】 前記画像処理装置は、カメラで撮影した
   巻取ロール側面の所定部分の中から、分割された複数の
   判定領域を選定して、各々の判定領域において、２値化
   処理による影の部分の画素数あるいは影の部分の画素数
   の比率を算出することを特徴とする請求項４または請求
   項５に記載した巻取ロール側面の品質自動判定装置。