JP2009270888A

JP2009270888A - 走行シートの凹凸不良検査装置

Info

Publication number: JP2009270888A
Application number: JP2008120442A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tawara; 浩田原; Jun Hashimoto; 潤橋本; Masanori Saai; 昌訓佐合
Original assignee: Rengo Co Ltd; Nippon Electro Sensory Devices Corp
Current assignee: Rengo Co Ltd; Nippon Electro Sensory Devices Corp
Priority date: 2008-05-02
Filing date: 2008-05-02
Publication date: 2009-11-19

Abstract

【課題】印刷が施された走行シートの表面のしわの発生や異物の付着等による凹凸不良を、自動的に的確に検査できるようにすることである。
【解決手段】走行する段ボールシート１０の印刷が施された下側表面を段ボールシート１０の幅方向全域で撮影する１次元ＣＣＤカメラ２と、１次元ＣＣＤカメラ２で撮影される下側表面を照射する照明装置３とを、段ボールシート１０の走行方向で対向させ、それぞれ下側表面に対して傾斜角θ_１、θ_２を有するように斜めに向けて配設し、１次元ＣＣＤカメラ２の傾斜角θ_１を９°〜１２°として、１次元ＣＣＤカメラ２で撮影された１次元画像を画像処理装置４で画像処理した下側表面の２次元画像に、直線状に連なる暗点が検出されたときに、この直線状に連なる暗点をしわの凹凸不良と判定することにより、走行する段ボールシート１０の印刷が施された表面の凹凸不良を自動的に的確に検査できるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、印刷が施された走行シートの表面の凹凸不良を検査する走行シートの凹凸不良検査装置に関する。

搬送ライン等を走行する段ボールシートには、芯紙とライナ紙を貼り合わせる糊の乾燥時に作用する不均一な張力や、貼り合わせ時のずれ等によって、ライナ紙に走行方向へ延びるしわが発生することがある。段ボールシート以外の薄い単層シートでも、製造工程での不均一な張力や捩れ等によって、このような走行方向へ延びるしわが発生することがある。また、段ボールシート等のシートの表面には、糊かす等の異物が付着することもある。このようにしわの発生や糊かす等の異物の付着で表面に凹凸が生じた部位は不良品となるので、従来は、製造ラインの出口側や後工程の搬送ラインで、人が走行するシートを目視観察して、しわの発生や異物の付着の有無を検査している。

なお、走行シートのしわの発生等による表面の凹凸不良を自動的に検査する手段として、光を乱反射しないフィルムを検査対象として、フィルムを反射面としてドットパターン表示器から投影されるドットパターンを撮影し、撮影した画像データの各ドットの長さ（フィルムに投影されたドットの歪み度合い）を数値化して、数値化したドット長さを各ドット位置に対応させて配列したドット長さ配列パターンを形成し、このドット長さ配列パターンにおけるドット長さが異なるドットをＯＫドットとＮＧドットに分け、例えば、ＮＧドットのあるブロックをしわ候補ブロックとして、しわ候補ブロックが縦、横、斜めのいずれかの方向に隣接している場合に、しわ有りと判定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１９２６６０号公報

特許文献１に記載されたフィルムのしわ等の凹凸不良検査方法は、凹凸不良を自動的に検査することができるが、段ボールシート等のように光を乱反射し、投影されるドットパターンを明確に撮影できない紙シートには適用することができない。また、紙シートは勿論、フィルムであっても印刷が施されたシートは、投影されるドットパターンとシート自体に施された印刷模様を区別することが難しく、凹凸不良を的確に検査することができない。

そこで、本発明の課題は、印刷が施された走行シートの表面のしわの発生や異物の付着等による凹凸不良を、自動的に的確に検査できるようにすることである。

上記の課題を解決するために、本発明の走行シートの凹凸不良検査装置は、走行するシートの印刷が施された表面をシートの幅方向全域で撮影するカメラと、このカメラで撮影されるシートの表面を照射する照明装置とを、前記シートの走行方向で対向させて、シートの表面に対して傾斜角を有するように斜めに向けて配設し、前記カメラのシートの表面に対する傾斜角を９°〜１２°として、このカメラで撮影される２次元画像に暗点が検出されたときに、この暗点を走行シートの表面の凹凸不良と判定する構成を採用した。

本発明者らは、印刷が施されたシートの表面の凹凸不良を明確に撮影できる手段を探索するために、図５に示すように、印刷が施されたシート５１の表面に、凹凸不良を模擬するクリップ５２を載せ、シート５１の両側にカメラ５３と照明装置５４を対向させて、それぞれシート５１の表面に対して傾斜角θ_１、θ_２を有するように斜めに向けて配設し、カメラ５３の傾斜角θ_１を１５°から９°まで変化させてシート５１の表面を撮影する撮影試験を行った。なお、照明装置５４の傾斜角θ_２は４５°一定とした。

図６（ａ）〜（ｆ）は、上記撮影試験で得られたシート５１の表面の写真を示すが、いずれの写真でも、凹凸不良を模擬するクリップ５２は明確に撮影されている。一方、印刷の印刷模様については、傾斜角θ_１が１３°以上の図６（ａ）、（ｂ）では、印刷模様の文字が明確に撮影されて判読できるのに対して、傾斜角θ_１が１２°以下の図６（ｃ）〜（ｆ）では、印刷模様の文字を判読できず、さらに、傾斜角θ_１が１１°以下の図６（ｄ）〜（ｆ）では、印刷模様自体も明瞭でないことが分かる。なお、傾斜角θ_１が９°の図６（ｆ）では、少しハレーションが生じている。

これらの撮影試験で得られた知見に基づいて、カメラのシートの表面に対する傾斜角を９°〜１２°、好ましくは１０°〜１１°とし、カメラで撮影される２次元画像に凹凸不良の影が明確に表われるようにするとともに、印刷模様が外乱として表われないようにして、走行シートの表面のしわの発生や異物の付着等による凹凸不良を自動的に的確に検査できるようにした。

前記カメラを前記シートの幅方向に走査する１次元ＣＣＤカメラとして、この１次元ＣＣＤカメラで撮影されるシートの表面の幅方向の１次元画像を時系列に処理し、前記シートの表面の幅方向と走行方向の２次元画像に画像処理する画像処理装置を設けて、前記２次元画像を得ることにより、画像処理時間を短縮できるとともに、明確なシートの表面の２次元画像を得ることができる。すなわち、小さな傾斜角でカメラをシートの表面に向けると、通常の２次元カメラでは、撮影されるシートの表面の奥行きが深くなって、シートの走行方向でピントを合わせることが難しいが、１次元ＣＣＤカメラの場合は撮影されるシートの表面の奥行きがないので、容易にピントを合わせることができる。

前記照明装置の前記シートの表面に対する傾斜角を４５°以下とすることにより、凹凸不良の影をより明確に浮かび上がらせることができる。

本発明の走行シートの凹凸不良検査装置は、走行するシートの印刷が施された表面をシートの幅方向全域で撮影するカメラと、このカメラで撮影されるシートの表面を照射する照明装置とを、シートの走行方向で対向させて、シートの表面に対して傾斜角を有するように斜めに向けて配設し、カメラのシートの表面に対する傾斜角を９°〜１２°、好ましくは１０°〜１１°として、カメラで撮影される２次元画像に暗点が検出されたときに、この暗点を凹凸不良と判定するようにしたので、走行シートの表面のしわの発生や異物の付着等による凹凸不良を自動的に的確に検査することができる。

前記カメラをシートの幅方向に走査する１次元ＣＣＤカメラとして、この１次元ＣＣＤカメラで撮影されるシートの表面の幅方向の１次元画像を時系列に処理し、シートの表面の幅方向と走行方向の２次元画像に画像処理する画像処理装置を設けて、２次元画像を得ることにより、画像処理時間を短縮できるとともに、明確なシートの表面の２次元画像を得ることができる。

前記照明装置のシートの表面に対する傾斜角を４５°以下とすることにより、凹凸不良の影をより明確に浮かび上がらせることができる。

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明に係る走行シートの凹凸不良検査装置１を設けた、段ボールシート１０の製造装置であるコルゲータ２０の出口側の搬送ラインを示す。この搬送ラインには、上流側から順に、段ボールシート１０の移送長さを検出するメジャリングロール２１、段ボールシート１０を所定の幅寸法に幅切りし、必要に応じて罫線を入れる２台のスリッタ・スコアラ２２、メジャリングロール２１の検出出力に基づいて、段ボールシート１０を所定の長さ寸法に長さ切断するロータリカッタ２３が設けられており、長さ切断された段ボールシート１０は搬送ラインの排出端のスタッカ（図示省略）に積み上げられる。凹凸不良検査装置１は、メジャリングロール２１とスリッタ・スコアラ２２の間の搬送ラインに設けられている。

図２に拡大して示すように、芯紙１１の両側に表ライナ紙１２と裏ライナ紙１３を貼り合わせた段ボールシート１０は、下側の表ライナ紙１２が印刷を施されたプレプリント紙とされている。

前記凹凸不良検査装置１は、段ボールシート１０の印刷が施された下側表面を幅方向全域で撮影する１次元ＣＣＤカメラ２と、１次元ＣＣＤカメラ２で撮影される下側表面を照射する照明装置３と、１次元ＣＣＤカメラ２で撮影される下側表面の幅方向の１次元画像を時系列に処理して、下側表面の幅方向と走行方向の２次元画像に画像処理する画像処理装置４とから成る。１次元ＣＣＤカメラ２と照明装置３は、段ボールシート１０の走行方向で対向させて、それぞれ段ボールシート１０の下側表面に対して傾斜角θ_１、θ_２を有するように斜めに向けて配設されており、１次元ＣＣＤカメラ２の傾斜角θ_１は１０°、照明装置３の傾斜角θ_２は４５°とされている。また、１次元ＣＣＤカメラ２の画素数は８１９２個とされ、検査面の幅方向の分解能は０．１５ｍｍ／画素とされている。

図３は、前記画像処理装置４のモニタ画面４ａに凹凸不良としてのしわが検出された例を示す。この図では、２次元画像を見やすくするために、検査面の走行方向となる時系列データ間に間隔を開けて表示するとともに、幅方向の画素を拡大して一部を省略している。この例では５回の連続した時系列データのみを示すが、明度が低い暗点Ｄとなった画素が走行方向で直線状に連なっており、この直線状に連なった暗点Ｄがしわと判定される。なお、点状やブロック状の暗点Ｄがある場合は、糊かす等の異物が付着したものと判定される。

図４（ａ）は、しわの発生や異物の付着等の凹凸不良がない部位での１次元ＣＣＤカメラ２の出力の例を示す。図４（ｂ）は、同じ部位を段ボールシート１０の下側表面の真下（傾斜角θ_１：９０°）に配設した１次元ＣＣＤカメラで撮影した出力の比較例である。これらの出力例を較べると、図４（ｂ）では、印刷模様に対応する多くの急峻なピークが出力されているのに対して、図４（ａ）では、これらの印刷模様に対応するピークが出力されていない。この出力例からも、上述した凹凸不良検査装置１は、段ボールシート１０の表面の印刷模様を出力の外乱とせずに、凹凸不良を的確に検査できることが分かる。

上述した実施形態では、走行する段ボールシートの凹凸不良を製造装置の出口側の搬送ラインで検査するものとしたが、本発明に係る凹凸不良検査装置は、後工程の搬送ラインに設けることもでき、走行する単層のシートやフィルムの凹凸不良の検査にも適用することができる。

本発明に係る走行シートの凹凸不良検査装置を設けた段ボール製造装置の出口側の搬送ラインを示す正面図図１の凹凸不良検査装置を拡大して示す正面図図２のモニタ画面にしわの凹凸不良が検出された例を示す模式図ａは図２の１次元ＣＣＤカメラ２の出力の例を示すグラフ、ｂはａの出力の比較例を示すグラフ印刷が施されたシートの表面の撮影試験方法を示す概略正面図ａ〜ｆは、それぞれ図５の撮影試験で得られたシートの表面の写真

符号の説明

１凹凸不良検査装置
２１次元ＣＣＤカメラ
３照明装置
４画像処理装置
４ａモニタ画面
１０段ボールシート
１１芯紙
１２表ライナ紙
１３裏ライナ紙
２０コルゲータ
２１メジャリングロール
２２スリッタ・スコアラ
２３ロータリカッタ

Claims

走行するシートの印刷が施された表面をシートの幅方向全域で撮影するカメラと、このカメラで撮影されるシートの表面を照射する照明装置とを、前記シートの走行方向で対向させて、シートの表面に対して傾斜角を有するように斜めに向けて配設し、前記カメラのシートの表面に対する傾斜角を９°〜１２°として、このカメラで撮影される２次元画像に暗点が検出されたときに、この暗点を走行シートの表面の凹凸不良と判定するようにした走行シートの凹凸不良検査装置。
前記カメラを前記シートの幅方向に走査する１次元ＣＣＤカメラとして、この１次元ＣＣＤカメラで撮影されるシートの表面の幅方向の１次元画像を時系列に処理し、前記シートの表面の幅方向と走行方向の２次元画像に画像処理する画像処理装置を設けて、前記２次元画像を得るようにした請求項１に記載の走行シートの凹凸不良検査装置。
前記照明装置の前記シートの表面に対する傾斜角を４５°以下とした請求項１または２に記載の走行シートの凹凸不良検査装置。