JP4772339B2 - 品質検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、印刷ライン上において段ボールシートの印刷ミス、汚れ等の欠陥を検出するための品質検査装置に関する。

この種の品質検査装置は、従来、例えば特許文献１記載の装置などが知られている。ところで、近年の段ボールシートの製作は、印刷ユニットの出口側にスロッタユニットやダイカッタユニットが連設された印刷ラインより構成され、印刷から切り込み、罫線入れ、不要部分の切断等を一連の流れの中で連続して効率よく行われる傾向にある（例えば、特許文献２参照。）。

このような印刷ラインにおける各ユニットは、移送の際の段ボールシートの傾きによる各種ずれを防止するため、殆ど隙間なく配置されており、照明装置や撮像カメラの設置が必要な品質検査装置は、当該ラインの下流側に別途構成され、各ユニットによる一連の加工を終えた後に行われている。

しかしながら、スロッタユニット又はダイカッタユニットによる加工後は、シート表面にひずみが生じるため、検査精度の向上に一定の限界があった。

特開２０００−２２１１４２号公報 特開平９−１６５１２４号公報

そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、印刷ライン上においてスロッタユニット又はダイカッタユニットによる加工前に精度良く印刷ミス、汚れ等の欠陥検査を行うことができる品質検査装置を提供する点にある。

本発明は、前述の課題解決のために、印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットのうち、少なくとも１組の隣接する２ユニットで挟まれる空間よりなる間隔を可変とし、当該隙間に、段ボールシートを挟持する挟持ロールを段ボールシート上側に設けることなく、段ボールシート下側に該段ボールシートを載せて搬送する複数の支持ロールを設け、前記搬送される段ボールシートに照明を当てるための照明手段を当該隙間の内部に設け、前記照明手段により照明される前記段ボールシートの被検査面を撮像するための撮像手段を当該隙間の外部に設け、前記撮像手段からの出力をもとに前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段を設けてなることを特徴とする段ボールシートの品質検査装置を構成した（請求項１）。

また本発明は、印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットのうち、少なくとも１組の隣接する２ユニットで挟まれる空間よりなる間隔を可変とし、当該隙間に、段ボールシートを挟持する挟持ロールを段ボールシート上側に設けることなく、段ボールシート下側に該段ボールシートを載せて搬送する複数の支持ロールを設け、前記搬送される段ボールシートに照明を当てるための照明手段を当該隙間の内部に設け、前記照明手段により照明される前記段ボールシートの被検査面を撮像するための撮像手段を当該隙間の外部に設け、前記撮像手段からの出力をもとに前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段を設けてなることを特徴とする段ボールシートの品質検査方法を提供する（請求項２）。

以上にしてなる本願発明に係る品質検査装置は、照明手段を上記可変な隙間の内部に配置したことにより、スロッタユニット又はダイカッタユニットによる加工前に、当該隙間を移送される段ボールシートの表面近傍から被検査面を十分に照明でき、精度良く印刷ミス、汚れ等の欠陥検査を行うことができる。

また、照明手段が、段ボールシートの幅方向に沿って外径１０〜３０ｍｍの蛍光灯を設けたものであるので、狭い隙間にも適用できるとともに、幅方向に沿って均一な明るさとし、検査精度をより高めることが可能である。

また、照明手段が、段ボールシートの幅方向に沿って複数のＬＥＤを付設したＬＥＤユニットを設けたものであるので、同じく、狭い隙間にも適用できるとともに幅方向に沿って均一な明るさとし、検査精度をより高めることが可能である。また、シート幅方向に沿ったユニット長さを任意に設定できるとともに、他の照明と比べて発熱が少なく周辺の機器やシート自体への影響が少なく、寿命も長く、更には、シートへの照射面積を細いラインからある程度の太さまで、より自由に設定できるといったメリットがある。

また、一般に蛍光灯の明るさは両端部において端子部に近づくにつれ次第に低下するが、前記照明手段が、段ボールシートの幅方向に沿って複数の蛍光灯を各端部側を上下にずらして重ねつつ連設したので、一方の蛍光灯の当該端部の明るさ低下を他方の蛍光灯で補うことができ、長い蛍光灯を用いるまでもなく幅方向に略均一な明るさとすることができ、コスト低減が実現できる。

また、上下に重ねられた蛍光灯のうち、前記被検査面から遠い側に位置する蛍光灯における少なくとも近い側に位置する蛍光灯の端部に対面する部分に、放射光を前記被検査面に向けて集光させる反射板を覆設したので、遠い側の蛍光灯の直接光に、近い側の蛍光灯端部による影が生じる場合であっても、前記直接光の光量低下を反射光により補うことができることとなり、蛍光灯の配置に関する設計上の自由度が向上する。

また、前記反射板が、断面視において被検査面の撮像ラインと前記遠い側の蛍光灯の中心線とを焦点とする部分楕円形の反射内周面を有したものであるので、より確実に集光して光量低下を確実に補うことが可能となる。

次に、本発明の実施形態を添付図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明に係る品質検査装置を設けた印刷ラインの全体構成を示す説明図であり、図１〜５は代表的実施形態を示し、図中符号１は品質検査装置、２は照明手段、３は撮像手段、４は判定手段をそれぞれ示している。

本発明の品質検査装置１は、印刷ラインＬを構成する印刷ユニットＡ１〜Ａ３、スロッタユニットＢ又はダイカッタユニットＣのうち、少なくとも１組の隣接する２ユニット間の隙間Ｓの間隔を可変とし、当該隙間Ｓを搬送される段ボールシート５に照明を当てるための照明手段２を当該隙間Ｓの内部に設けるとともに、この照明手段２により照明される前記段ボールシート５の被検査面５０を撮像するための撮像手段３を当該隙間Ｓの外部に設け、前記撮像手段３からの出力をもとに前記被検査面５０の欠陥の有無を判定する判定手段４を設けてなることを特徴としている。

尚、印刷ユニットＡ１〜Ａ３は、それぞれフレキソ印刷ユニットを構成しているが、その他の印刷方式、例えばオフセット印刷ユニットであっても勿論よい。また、間隔を可変とした上記隙間Ｓは、本例では、印刷ユニットＡ１〜Ａ３をメンテナンス用に移動可能に構成し、それにより間隔が可変とされた印刷ユニットＡ３とスロッタユニットＢの間を隙間Ｓとして照明手段２を配設した例を示しているが、その他のユニット間を照明手段を設けるための間隔可変な隙間Ｓとして構成してもよい。

撮像手段３は、図２に示すように、隙間Ｓ上方の外部に、段ボールシートの幅方向に沿って延びる支持軸３０が設けられ、該支持軸３０の長手方向に所定間隔をおいて複数のＣＣＤラインセンサ等の撮像カメラ３１がそれぞれ角度調整可能に枢支されたものである。そして、撮像カメラ３１の出力から得られる多階調画像データの濃度レベルを判定手段４が基準濃度レベルと比較して印刷面の欠陥の有無について判定し、該判定手段４からの判定結果をもとに当該段ボールシートを振り分けるようになっている。

その判定手法は従来からの種々の方法が採用できるが、例えば本出願人が特開２０００−２２１１４２号公報等において開示しているように、撮像カメラ３１から順次出力される２５６段階の多階調ライン画像のデータから多階調エリア画像を作成し、この多階調エリア画像の各部の濃度レベルを基準画像の２５６階調の多階調エリア画像の対応する各部の濃度レベルと比較し、両画像の対応する部分の濃度レベル差の許容値をもとに欠陥の有無を判定することができる。

検査精度の向上の為には、被検査面に対して均一且つ十分に照明を当てることが不可欠であり、本発明は、上述のようにメンテナンス用に間隔可変とされたユニット間の隙間Ｓを利用することにより、狭い隙間に照明手段を配設してもその隙間を広げることによって照明の調整や交換等が容易である点を見出し、照明手段２をこの隙間内部に設け、被検査面により近い位置から確実に照明を当てることを可能としたものである。

照明手段２は、段ボールシート５の幅方向に沿って外径１０〜３０ｍｍ、より好ましくは１０ｍｍ〜２０ｍｍの蛍光灯２０、２１が設けられたものであり、本例では略１６ｍｍ、長さ１１４９ｍｍ、５４Ｗのスリム管が用いられている。このように比較的細径の蛍光灯を採用することでユニット間の狭い隙間Ｓにも配設することが可能となり、配置形態などの設計上の自由度も向上することとなる。

尚、以下の実施形態においては、このような細径の蛍光灯を設けた例について述べているが、本発明はこのような形態に何ら限定されず、通常の大きさの蛍光灯やその他の照明手段、例えばハロゲンランプやＬＥＤを所定間隔おきに複数設けたもの、特に段ボールシートの幅方向に沿って複数のＬＥＤを付設したＬＥＤユニットを設けてなるもの等を用いることも可能である。蛍光灯やＬＥＤユニットは、ハロゲンランプを連設するものに比べて、段ボールシート幅方向に沿った明るさの均一性が得られ、検査精度をより高めることができるとともに、コスト低減を図れることから好ましい。特にＬＥＤユニットではシート幅方向に沿ったＬＥＤの列を複数列とすることで、細いラインからある程度の太さまで照明面積をより詳細に設定することができる。

図２、図３にも示すように、本例では段ボールシート５の幅方向にわたって延びる本体ケース２２の内部に、細い外径の蛍光灯２０、２１が同じく幅方向に沿って各端部側２０ａ、２１ａを上下にずらして重ねつつ複数連設されており、各蛍光灯２０、２１から被検査面の検査部までの距離は、ほぼ同じになるように設定されている。

本体ケース２２は、図示しない開閉蓋が設けられており、該印刷ユニットＡ３を移動させて隙間Ｓを広げるとともに前記開閉扉を開放させることにより、ケース内部の蛍光灯２０、２１の交換やその他の調整等を容易にできるように構成されている。

蛍光灯２０、２１が端部側を上下にずらして重ねて連設されている理由は、図４のグラフに示すように、通常、蛍光灯の明るさは両端部において端子部に近づくにつれ次第に低下するが（実線）、端部側を重ねることにより、一方の蛍光灯の当該端部側の明るさ低下を他方の蛍光灯が補うこととなり、図中破線で示すようにシート幅方向に沿って略均一な明るさを達成するためである。勿論、段ボールシート５の幅方向にわたる一本の蛍光灯を設けても良く、また、図５（ｂ）に示すように各蛍光灯の端部側を重ねることなく近接配置したものであってもよい。本例では被検査面に対して斜め方向に上下にずらしているが、ほぼ真横、すなわち被検査面と平行な移送方向にずらして重ねるようにしてもよい。

このことは、蛍光灯の代わりに上述したＬＥＤユニットを設ける場合も同様に考えることができ、例えば段ボールシートの幅方向にわたる一本のユニットを設けてもよいし、また複数のユニットを近接或いは重ねて配置する場合は、暗くなる各ユニット端部においてＬＥＤを密に付設しておけばよい。

図５（ａ）は蛍光灯の配置に関する変形例を示しており、具体的には互いの端部側のずらし方、すなわち各蛍光灯の重ね方をより被検査面に垂直な方向に近く設定し、これにより本体ケース２２の幅を狭め、より狭いユニット間の隙間にも配設可能としたものである。

なお、このような重ね方をすると、撮像ラインの角度によっては、上側の蛍光灯の直接光に、下側の蛍光灯端部による影が生じ、下側の蛍光灯端部の明るさ低下を補う効果が十分に得られなくなる場合があるが、本例では、上側に位置する蛍光灯２１Ａにおける下側に位置する蛍光灯２０Ａの端部に対面する部分に、放射光を被検査面に向けて集光させる反射板２４が覆設されており、直接光の光量低下を反射光によって補うことができるように構成されている。

このような反射板２４によれば、影にならない場合であっても、例えば蛍光灯２１Ａ、２０Ａの間隔を更にあけて配置した場合に、上側の蛍光灯による直接光の明るさが低下しても反射光によってそれを補うことができるため、各蛍光灯の配置など設計上の自由度をより高めることが可能となるのであり、また、端部による光量低下を防止する効果だけではなく、一本の蛍光灯で構成される場合を含め、各蛍光灯の配置に着目しても、例えば当該蛍光灯の略全長に同様の反射板２４を設けることにより、該蛍光灯と被検査面との距離を離しつつ光量低下の防止を図ることができ、照明手段の配置に関する設計上の自由度がより高まることとなる。

前記放射光を集光させる反射板２４は、具体的には、断面視において被検査面の撮像ラインと前記遠い側の蛍光灯の中心線とを焦点とする部分楕円形の反射内周面を備えたものが好ましいが、それに近い形で放射光を被撮像ラインの近傍に集光できるものであれば良く、また楕円形状であればその焦点が多少づれていても可能である。

図５（ｂ）、図６は、蛍光灯の配置に関する更に他の変形例であり、段ボールシートの幅方向に沿った単または複数の蛍光灯からなる列を複数設け、その間から被検査面を撮像するものであり、本体ケース２２の上下面の略中央部にはそれぞれ撮像用の透明板２５ａ、２５ｂが設けられている。図５（ｂ）は複数の蛍光灯を重ねることなく連設して二列を構成した例、図６は上下に重ねて連設して二列構成した例をそれぞれ示している。

図６では、上述した図５（ａ）に示す例と同様、各列の上側に位置する蛍光灯２１Ｃに反射板２４を用い、下側の蛍光灯２０Ｃの端部により生じる影を反射光を集光させて補うように構成され、本体ケース２２の幅を抑えてより狭い隙間にも配設できるようにされているが、勿論各列は、図３の代表的実施形態と同様、被検査面の検査部から同距離となるように配置し、また反射板を省略してもよい。上下の重ね方は、図６（ａ）に示すように二列とも同じ重ね方であってもよいし、図６（ｂ）に示すように互いに上下逆に構成し、段ボールシートの幅方向に沿ってより均一な明るさとなるようにしても良い。

以上の実施形態においては、被検査面を段ボールシートの上面側とし、上方から照明を当てる例を説明したが、本発明は段ボールシート下面側を検査する場合も同様に適用でき、その場合、本発明に係る照明手段を下側に設ければよく、上述の反射板については、対象となる蛍光灯の下側などに配置して集光するようにすればよい。

また、照明手段２は、一つの本体ケース２２で構成した例を説明したが、複数の本体ケースを幅方向に連設して構成したり、或いは本体ケースを移送方向に２列設け、その間から被検査面を撮像するようにしても勿論よい。

本発明の実施形態に係る印刷ラインを示す説明図。 同じく品質検査装置の要部を示す説明図。 （ａ）は照明手段のメンテナンス時の動作を示す説明図、（ｂ）は同じく照明手段の内部を下方から見た説明図。 照明手段による明るさを示す説明図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ照明手段の変形例を示す説明図。 （ａ）、（ｂ）は、それぞれ照明手段の他の変形例を示す説明図。

符号の説明

１ 品質検査装置
２ 照明手段
３ 撮像手段
４ 判定手段
５ 段ボールシート
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 蛍光灯
２０ａ 端部側
２１Ａ、２１Ｃ 蛍光灯
２２ 本体ケース
２４ 反射板
２５ａ、２５ｂ 透明板
３０ 支持軸
３１ 撮像カメラ
５０ 被検査面
Ａ１〜Ａ３ 印刷ユニット
Ｂ スロッタユニット
Ｃ ダイカッタユニット
Ｌ 印刷ライン
Ｓ 隙間

Claims (2)

1. 印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットのうち、少なくとも１組の隣接する２ユニットで挟まれる空間よりなる間隔を可変とし、
   当該隙間に、段ボールシートを挟持する挟持ロールを段ボールシート上側に設けることなく、段ボールシート下側に該段ボールシートを載せて搬送する複数の支持ロールを設け、
   前記搬送される段ボールシートに照明を当てるための照明手段を当該隙間の内部に設け、
   前記照明手段により照明される前記段ボールシートの被検査面を撮像するための撮像手段を当該隙間の外部に設け、
   前記撮像手段からの出力をもとに前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段を設けてなることを特徴とする段ボールシートの品質検査装置。
2. 印刷ラインを構成する印刷ユニット、スロッタユニット又はダイカッタユニットのうち、少なくとも１組の隣接する２ユニットで挟まれる空間よりなる間隔を可変とし、
   当該隙間に、段ボールシートを挟持する挟持ロールを段ボールシート上側に設けることなく、段ボールシート下側に該段ボールシートを載せて搬送する複数の支持ロールを設け、
   前記搬送される段ボールシートに照明を当てるための照明手段を当該隙間の内部に設け、
   前記照明手段により照明される前記段ボールシートの被検査面を撮像するための撮像手段を当該隙間の外部に設け、
   前記撮像手段からの出力をもとに前記被検査面の欠陥の有無を判定する判定手段を設けてなることを特徴とする段ボールシートの品質検査方法。

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