JP4746478B2 - 走行シートの切断位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、走行シートを長さ切断する切断位置の目安とされるピッチマークの付与位置を検出する走行シートの切断位置検出方法に関するものである。

高速で走行する段ボールシートや厚紙等の走行シートを長さ切断する際には、予め走行シートの走行方向に所定のピッチで、走行直交方向に延びる一定幅の棒状ピッチマークを付与し、このピッチマークをカメラ等の撮影装置で検出して、検出されたピッチマークの付与位置で長さ切断するようにしている。しかしながら、これらの走行シートには柄模様が印刷されていたり、汚れがあったりすることがあり、これらの柄模様や汚れがピッチマークとして誤検出されることがある。

このような柄模様や汚れの誤検出を防止する走行シートの切断位置検出装置としては、ピッチマークを走行方向に間隔を開けた複数個ずつの所定幅のマーク素子で形成し、センサでこれらのマーク素子の幅とマーク素子間の間隔を検出することにより、ピッチマークを識別するもの（例えば、特許文献１参照）や、ピッチマークを特定形状のマーク絵柄としてその形状を予め認識しておき、二次元ＣＣＤカメラで撮影された画像に、このマーク絵柄の形状と合致するものがあったときに、これをピッチマークとして識別するもの（例えば、特許文献２参照）が提案されている。

また、走行シートの棒状のピッチマークは、幅切断位置の目安として走行方向へ延びるように付与されるラインマークから、走行直交方向に所定の長さだけ延びるように付与されることが多いことを利用し、画像処理の簡単な一次元撮影装置を用いて、走行方向に連続して検出されるラインマークから走行直交方向へ連続するマークが検出されたときに、このマークをピッチマークとして識別するものも提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開昭５３−８８２８７号公報 特開２００３−２４５８９４号公報 特開２００５−２９７１０１号公報

特許文献１、２に記載されたものは、ピッチマークを複数個ずつのマーク素子で形成したり、特定形状のマーク絵柄とする必要があるので、汎用性に欠ける問題がある。また、特許文献２に記載されたものは、撮影装置に二次元ＣＣＤカメラを用いる必要があるので、その画像処理に手間がかかる問題もある。なお、特許文献１に記載されたもので、マーク素子を１個とすれば汎用性が高くなるが、棒状のピッチマークの幅寸法を１点のみで検出することになるので、走行直交方向に延びて幅が変化する異形棒状の柄模様や汚れがあると、これらを誤検出する恐れがある。

一方、特許文献３に記載されたものは、画像処理が簡単で、ピッチマークを構成するマーク素子の個数や形状を限定することなく、短時間で確実にピッチマークを識別することができる。しかしながら、段ボールシートや厚紙等の走行シートには、ラインマークが付与されていないものや、ラインマークがピッチマークから離れて付与されているものがあり、特許文献３に記載されたものは、このような走行シートには適用できない問題がある。

そこで、本発明の課題は、長さ切断位置の目安としてのピッチマークを短時間で確実に識別できる汎用性の高い走行シートの切断位置検出方法を提供することである。

上記の課題を解決するために、本発明は、走行直交方向の所定の部位で走行直交方向に延びる一定幅のピッチマークが、走行方向に所定のピッチで付与された走行シートの走行方向での切断位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出する走行シートの切断位置検出方法において、前記走行シートのピッチマークが付与された走行直交方向の複数の部位を連続的に撮影する撮影装置と、走行シートの走行量を検出する走行量検出装置とを設けて、前記撮影装置で撮影された画像の前記走行直交方向の複数の部位での出力を、ピッチマークに相当する部分が暗部に、その他の部分が明部となるように、明部と暗部に２値化する画像処理を行い、この２値化された走行直交方向の複数の部位での出力が暗部となり、かつ、前記撮影装置で走行方向に連続的に撮影されてこの暗部と判定される走行直交方向の複数の部位について前記走行量検出装置で検出される走行量を比較し、これらの走行量が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出する構成を採用した。

すなわち、走行シートのピッチマークが付与された走行直交方向の複数の部位における連続的な暗部の判定及び走行量の比較に基づいて、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出することにより、長さ切断位置の目安としての汎用的な棒状のピッチマークを、短時間で確実に識別できるようにした。

前記ピッチマークが走行方向に間隔を開けた複数個ずつの一定幅のマーク素子で形成されている場合は、前記走行量検出装置で検出される暗部となる走行量が互いに等しい複数の部位が、前記マーク素子の個数分だけ繰り返し存在し、これらの複数の部位で繰り返し存在する暗部間の間隔が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出することにより、さらに識別精度を高めることができる。

本発明の走行シートの切断位置検出方法は、走行シートのピッチマークが付与された走行直交方向の複数の部位を連続的に撮影する撮影装置と、走行シートの走行量を検出する走行量検出装置とを設けて、撮影装置で撮影された画像の走行直交方向の複数の部位での出力を、ピッチマークに相当する部分が暗部に、その他の部分が明部となるように、明部と暗部に２値化する画像処理を行い、この２値化された走行直交方向の複数の部位での出力が暗部となり、かつ、前記撮影装置で走行方向に連続的に撮影されてこの暗部と判定される走行直交方向の複数の部位について前記走行量検出装置で検出される走行量を比較し、これらの走行量が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出するようにしたので、長さ切断位置の目安としての汎用的な棒状のピッチマークを、短時間で確実に識別することができる。

前記ピッチマークが走行方向に間隔を開けた複数個ずつの一定幅のマーク素子で形成されている場合は、走行量検出装置で検出される暗部となる走行量が互いに等しい複数の部位が、マーク素子の個数分だけ繰り返し存在し、これらの複数の部位で繰り返し存在する暗部間の間隔が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出することにより、さらに識別精度を高めることができる。

以下、図面に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１乃至図４は、第１の実施形態を示す。図１は、本発明に係る走行シートとしての段ボールシート１を幅切断するスリッタ１１と、幅切断された段ボールシート１を長さ切断するロータリカッタ１２とが配設されたコルゲートマシンの出口側部分を示す。ロータリカッタ１２の上流側には、本発明に係る走行シートの切断位置検出装置を構成する撮影装置としての一次元ＣＣＤカメラ１３が設けられ、ロータリカッタ１２の入側コンベア１４には、段ボールシート１の走行量Ｗを検出する回転計１５が取り付けられている。一次元ＣＣＤカメラ１３と回転計１５の検出出力はコントローラ１６に入力されるようになっており、後述するように、コントローラ１６は一次元ＣＣＤカメラ１３と回転計１５の出力を処理してピッチマーク４の付与位置を識別するとともに、一次元ＣＣＤカメラ１３とロータリカッタ１２間の距離Ｄと、回転計１５で検出される段ボールシート１の走行量Ｗとに基づいて、ロータリカッタ１２の切断タイミングを制御する。

図２に示すように、前記段ボールシート１は、下面側の表ライナ紙２に予め柄模様３が走行方向に所定のピッチで印刷され、さらに、この柄模様３のピッチに合わせた所定のピッチで印刷された長さ切断位置の目安とされる、走行直交方向への所定の長さと走行方向への所定の幅を持つ棒状のマーク素子４ａから成るピッチマーク４と、一方の幅縁部に沿って印刷された幅切り切断位置の目安とされるラインマーク５とが付与されている。棒状のマーク素子４ａは、走行直交方向の所定の部位に、一定幅で走行直交方向に延びるように、ラインマーク５から離して付与されている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、前記一次元ＣＣＤカメラ１３は、走行する段ボールシート１の下面側の表ライナ紙２と対向するように配置され、ピッチマーク４が付与された走行直交部位を含めた段ボールシート１の幅端部の視野Ｓを連続的に撮影する。この視野Ｓには、ピッチマーク４のほかに、柄模様３の一部が存在することがある。なお、段ボールシート１はラインマーク５の付与位置でスリッタ１１によって幅切断され、トリミングされている。

前記コントローラ１６は、刻々入力される一次元ＣＣＤカメラ１３の走行直交方向の各部位に対する出力を、明部と暗部に２値化する画像処理を行う。図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ図３（ｂ）のピッチマーク４が存在するときの視野ＳＡと、異形棒状の柄模様３が存在するときの視野ＳＢとに対する画像処理画面の例を示す。いずれの画像処理画面も横軸が一次元ＣＣＤカメラ１３で撮影される走行直交方向の視野Ｓ、縦軸が回転計１５で検出される段ボールシート１の走行量Ｗを表す時間軸であり、ピッチマーク４が存在する走行直交方向の範囲の画像処理画面に、２つの判定点Ｐ１、Ｐ２が走行直交方向に所定の間隔を開けて設定されている。コントローラ１６は、各判定点Ｐ１、Ｐ２が暗部Ｄとなり、かつ、この暗部Ｄとなる各判定点Ｐ１、Ｐ２における走行量Ｗ１、Ｗ２が互いに等しいときに、この暗部Ｄをピッチマーク４として識別するようになっている。

図４（ａ）に示した視野ＳＡの画像処理画面では、ピッチマーク４に相当する部分が暗部Ｄに、その他の部分が明部Ｃに２値化され、各判定点Ｐ１、Ｐ２が暗部Ｄになるとともに、暗部Ｄとなる各判定点Ｐ１、Ｐ２における走行量Ｗ１、Ｗ２が互いに等しくなっている。したがって、この暗部Ｄはピッチマーク４として識別される。なお、この暗部Ｄは、段ボールシート１が蛇行等によって斜めに走行し、棒状のピッチマーク４が走行直交方向から若干傾斜しても、各判定点Ｐ１、Ｐ２の走行量Ｗ１、Ｗ２は互いに等しくなるので、ピッチマーク４として識別される。一方、図４（ｂ）に示した視野ＳＢの画像処理画面では、異形棒状の柄模様３に相当する部分が暗部Ｄに、その他の部分が明部Ｃに２値化されている。しかしながら、この暗部Ｄは各判定点Ｐ１、Ｐ２を包含するが、それぞれの判定点Ｐ１、Ｐ２における走行量ＷはＷ１＜Ｗ２となって互いに等しくないので、ピッチマーク４としては識別されない。

図５乃至図７は、第２の実施形態を示す。この走行シートの切断位置検出装置も、図１に示したコルゲートマシンの出口側で段ボールシート１を長さ切断するロータリカッタ１２に採用されたものであり、撮影装置としての一次元ＣＣＤカメラ１３と回転計１５の検出出力がコントローラ１６に入力されるようになっている。図５に示すように、この実施形態における段ボールシート１には前記ラインマーク５がなく、下面側の表ライナ紙２の柄模様３のピッチに合わせて、２個ずつの一定幅のマーク素子４ａ、４ｂから成るピッチマーク４が所定のピッチで印刷されている。

図６（ａ）、（ｂ）に示すように、この実施形態でも、前記一次元ＣＣＤカメラ１３は走行する段ボールシート１の下面側の表ライナ紙２と対向するように配置され、ピッチマーク４が付与された走行直交方向部位を含めた段ボールシート１の幅端部の視野Ｓを連続的に撮影する。この視野Ｓにも、ピッチマーク４のほかに、柄模様３の一部が存在することがある。

図７は、図６（ｂ）のピッチマーク４が存在するときの視野ＳＣに対する画像処理画面の例を示す。この画像処理画面の走行直交方向には、第１の実施形態と同様に、２つの判定点Ｐ１、Ｐ２が走行直交方向に所定の間隔を開けて設定されており、コントローラ１６は、各判定点Ｐ１、Ｐ２が、それぞれの走行量Ｗ１、Ｗ２が互いに等しい暗部Ｄとなって、この走行量Ｗ１、Ｗ２が互いに等しくなる暗部Ｄが、マーク素子４ａ、４ｂの個数分だけ２回繰り返して存在し、かつ、これらの各判定点Ｐ１、Ｐ２で繰り返し存在する暗部Ｄ間の間隔Ｓ１、Ｓ２が互いに等しいときに、この暗部Ｄをピッチマーク４として識別するようになっている。

上述した各実施形態では、走行シートである段ボールシートに、１個または２個の棒状のマーク素子が、ラインマークから離れるか、ラインマークなしで付与されたものとしたが、マーク素子は走行直交方向にラインマークと連続して付与されたものでもよく、その個数も３個以上であってもよい。

また、上述した各実施形態では、ピッチマークが付与された走行シートの走行直交方向の複数の部位を連続的に撮影する撮影装置を一次元ＣＣＤカメラとし、その画像の明部と暗部の判定点を走行直交方向に２点設定したが、この撮影装置は走行直交方向の複数の部位をスポット的に個別に撮影するものとしてもよく、明部と暗部の判定点は３点以上としてもよい。

第１の実施形態の走行シートの切断位置検出方法を採用したコルゲートマシン出口側のロータリカッタの部分を示す概略正面図 図１の走行シートとしての段ボールシートを示す平面図 ａは図１の一次元ＣＣＤカメラ設置部の側面図、ｂはａの底面図 ａ、ｂは、それぞれ図３（ｂ）の各視野ＳＡ、ＳＢに対する撮影出力の画像処理画面 第２の実施形態における走行シートとしての段ボールシートを示す平面図 ａは図５の段ボールシートを撮影する一次元ＣＣＤカメラ設置部の側面図、ｂはａの底面図 図６（ｂ）の視野ＳＣに対する撮影出力の画像処理画面

１ 段ボールシート
２ 表ライナ紙
３ 柄模様
４ ピッチマーク
４ａ、４ｂ マーク素子
５ ラインマーク
１１ スリッタ
１２ ロータリカッタ
１３ 一次元ＣＣＤカメラ
１４ コンベア
１５ 回転計
１６ コントローラ

Claims (2)

1. 走行直交方向の所定の部位で走行直交方向に延びる一定幅のピッチマークが、走行方向に所定のピッチで付与された走行シートの走行方向での切断位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出する走行シートの切断位置検出方法において、前記走行シートのピッチマークが付与された走行直交方向の複数の部位を連続的に撮影する撮影装置と、走行シートの走行量を検出する走行量検出装置とを設けて、前記撮影装置で撮影された画像の前記走行直交方向の複数の部位での出力を、ピッチマークに相当する部分が暗部に、その他の部分が明部となるように、明部と暗部に２値化する画像処理を行い、この２値化された走行直交方向の複数の部位での出力が暗部となり、かつ、前記撮影装置で走行方向に連続的に撮影されてこの暗部と判定される走行直交方向の複数の部位について前記走行量検出装置で検出される走行量を比較し、これらの走行量が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出するようにしたことを特徴とする走行シートの切断位置検出方法。
2. 前記ピッチマークが走行方向に間隔を開けた複数個ずつの一定幅のマーク素子で形成され、前記走行量検出装置で検出される暗部となる走行量が互いに等しい複数の部位が、前記マーク素子の個数分だけ繰り返し存在し、これらの複数の部位で繰り返し存在する暗部間の間隔が互いに等しいときに、この走行シートの走行方向位置を、前記ピッチマークの付与位置として検出するようにした請求項１に記載の走行シートの切断位置検出方法。

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