JP4859646B2

JP4859646B2 - 不良品の検出方法及び装置

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Publication number: JP4859646B2
Application number: JP2006325795A
Authority: JP
Inventors: 真小久保
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2026-12-01
Also published as: JP2008136943A

Description

本発明は、不良品、特に、使い捨ておむつや生理用品等の吸収性物品の製造工程において発生する不良品の検出方法及び装置に関する。

使い捨ておむつや生理用品等の吸収性物品は、吸収性ポリマーを含む吸収体の製造、糸ゴムなどの弾性部材の配置、各部材の接合、所定形状への裁断等といった多くの工程を経て製造されている。このような製造工程では、材料の柔軟性や物性のばらつき、加工自体の複雑さから、まれに不良品が発生する。製品の高い品質を維持するためには、完成品の状態で不良品を自動的に検出し、排除することが望ましいが、吸収性物品には、胴回りや脚回りのギャザーを形成するための弾性部材や、不織布等の柔軟な部材が多く使用されており、個々の完成品の状態では、縮んでしわのある状態となる。このため、各部材が適切に配置されているか否かを個々の完成品の状態で検出することは困難である。

また、吸収性物品の不良品を検出する方法に関する従来技術としては、吸収性物品を構成する部材に含まれる蛍光物質の蛍光発光を利用し、製品の製造工程中にインラインで不良品を自動的に検出できるようにした技術が提案されているが（下記特許文献１参照）、部材に含まれる蛍光物質の含有量の管理が必要になり、材料コストも割高になるおそれがある。

特開平１０−３８５４１号公報

本発明は、上述の課題に鑑みてなされた不良品の検出方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明は、連続して搬送されてくる半製品を光透過性の接触体の表面に接触させ、前記半製品を伸展させた状態で光を照射したときの透過画像に基づいて、前記半製品の良不良を判定する不良品の検出方法を提供することにより、前記目的を達成したものである。

また、本発明は、上記本発明の不良品の検出方法を実施するための装置であって、前記半製品を接触させて伸展させる光透過性の接触体と、光源と、前記半製品を伸展させた状態で光を照射したときの透過画像を撮像する撮像機と、前記透過画像に基づいて前記半製品の良不良を判定する画像処理機とを備えている不良品の検出装置を提供することにより、前記目的を達成したものである。

本発明によれば、連続して搬送されてくる半製品の不良品を好適に検出することができる。

以下、本発明を、その好ましい実施形態に基づいて図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の不良品の検出装置（以下、単に検出装置ともいう。）を、吸収性物品の製造工程に適用した一実施形態を示す模式図である。図１において符号１は検出装置、１０は半製品を示している。なお、図１において、半製品１０は便宜上簡略化して示している。

図１に示すように、検出装置１は、連続的に搬送されてくる使い捨ておむつの半製品１０を当接させて伸展させる光透過性の接触体２と、光源３と、半製品１０を伸展させた状態で光を照射したときの透過画像を撮像する撮像機４と、前記透過画像に基づいて半製品１０の良不良を判定する画像処理機５とを備えている。

検出装置１では、接触体２は内部が中空のドラム２０で構成されている。ドラム２０の外径は、ドラム２０の周面に沿って円弧状で撮像される半製品１０の判定領域が透過画像内に十分に映し出されることはもちろん、判定部位が画像処理機５で判定不能となるほど丸く歪まないように設定される。接触体２は、光源３からの光を透過できる材質であれば、特に制限はないが、透明な樹脂、特に、加工や入手のしやすさからアクリル系樹脂が好ましい。また、光を透過させない材質であっても、半製品１０の良不良の判定箇所に光を透過させる透過孔を設け、接触体に光透過性を持たせた形態とすることもできる。

ドラム２０の周面には、半製品１０との間に、当該半製品１０に含まれている正弦波状に配置されたレッグ部弾性部材１１Ｄ（図２参照）が伸張し、且つ主にレッグ部弾性部材１１Ｄによって生じる半製品１０の幅方向の縮みを抑えた状態（以下、このような状態を伸展させた状態ともいう。）となるような摩擦力が生じるように十分な巻き付け角度をもって半製品１０が巻きかけられている。また、前記摩擦力を向上させる手段としてドラム２０の周面にシリコーン樹脂コーティングを施すことも可能である。

ドラム２０は、図示しない駆動源でドラム２０の軸回りに回転可能に設けられている。ドラム２０の回転速度は、周速度がドラム２０前後の半製品１０の搬送速度とほぼ同じとなるように設定することが好ましい。ドラム２０を前記速度で回転させることで、半製品１０を安定的に伸展させた状態でドラム２０に巻かけることが可能となり、正確な不良品の検出を行うことができる。

ドラム２０の前後には、半製品１０の搬送手段としてニップローラー２１、２２が配されている。これらのニップローラー２１、２２でドラム２０の前後で半製品１０を挟みながらドラム２０の周面に半製品１０を接触させることで、半製品１０を安定的に伸展させた状態でドラム２０の周面に巻きかけることができる。搬送手段２１、２２はニップローラー以外にも半製品１０を伸展させた状態で搬送できるベルトコンベア、より好ましくは吸引などの搬送品保持手段を持つベルトコンベア、幅縮みを抑制するに十分な表面摩擦抵抗を持たせた搬送ローラーなどが好ましい。また搬送手段の前工程で半製品１０に発生したしわや幅縮みを除去する目的でエキスパンダーロールなどのしわ取りロールを使用することも可能である。

光源３は、接触体２の裏面側、即ちドラム２０内に配されている。光源３は、接触体２を介して半製品１０に光を照射したときに、透過画像が撮像できる光の照射能力を有していればよい。光源３としては、蛍光灯、より好ましくは高周波点灯装置を備えた蛍光灯、発光ダイオード（ＬＥＤ）を備えた照明装置等が挙げられる。

撮像機４は、光源３による光の照射によって半製品１０の透過画像を撮像できるものであればよい。撮像機４としては、電荷結合素子（ＣＣＤ）や相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）を備えた電子カメラが挙げられる。インラインによる高速での画像処理を考慮すると、半製品１０の検出対象領域が撮像機４の視野内に入ったタイミングで画像を撮像できる機能を持つシャッタカメラがより好ましい。

画像処理機５は、撮像機４で撮像した半製品１０の透過画像の特定の検出対象領域について、領域内の画素の明暗データを統計的に処理し、結果得られる数値が許容範囲内であれば良品、許容範囲外であれば不良品であると判定するものであればよい。
具体的には、特定領域（例えば、図２の領域Ａ）内の画素、その明暗データにしきい値を設けることで白と黒の二値画像とし、白黒何れかの画素数を計数しその数により良否を判定する二値化処理や、特定領域内のＸ方向もしくはＹ方向の明暗データの変化率を計算し、その変化率にしきい値を設け、明暗データの変化数（明暗データのエッジ数）を計数し、その数や位置により良否を判定するエッジ検出処理などの機能を持つ画像処理機が使用される。

次に、本発明の不良品の検出方法の実施形態について、前記検出装置１を使用した実施形態に基づいて説明する。

図１に示したように半製品１０の製造ラインに検出装置１を設置する。そして、ドラム２０を回転させ、連続して搬送されてくる帯状の半製品１０をドラム２０の周表面に巻きかける。

図２に示したように、本実施形態において、検査対象となる半製品１０は、外包シート１１の連続体上に吸収性本体１２が所定間隔おきに接合され、吸収性本体２の間にレッグホール１３が設けられた連続体である。

外包シート１１は、外層シート１１Ａと内層シート１１Ｂとの間に、ウェスト部弾性部材１１Ｃ、レッグ部弾性部材１１Ｄ及び胴回り部弾性部材１１Ｅが配されている。

外包材１１を構成する外層シート１１Ａ及び内層シート１１Ｂは、ヒートシール、高周波シール又は超音波シール等の手法により互いに接合される。

外層シート１１Ａ、内層シート１１Ｂには、従来からこの種の使い捨ておむつに使用される材料が使用される。外層シート及び内層シートの材料としては、不織布、紙、樹脂フィルム或いはこれらを複合化した複合シート等を基材シートとし、該基材シートに高い延伸加工を施して伸縮性や立体形状を賦形したシート等が挙げられる。

ウェスト部弾性部材１１Ｃは、おむつのウェスト部に位置するように接着剤で接合固定されている。レッグ部弾性部材１１Ｄは、後に形成されるレッグホール１３及び股下部分の形態に合わせて供給されて接着剤で接合固定されている。レッグ部弾性部材１１Ｄは、外層シート１１Ａ及び内層シート１１Ｂの流れ方向に直交する方向に公知の揺動ガイド（図示せず）で揺動されながら、両帯状シート間に導入される。ウェスト部弾性部材１１Ｃ、レッグ部弾性部材１１Ｄ及び胴回り弾性部材１１Ｅには、従来からこの種の物品に使用されている通常のものを採用することができる。ウェスト部弾性部材１１Ｃ、レッグ部弾性部材１１Ｄ及び胴回り弾性部材１１Ｅとしては、それぞれ、天然ゴム、ポリウレタン系樹脂、発泡ウレタン系樹脂、ホットメルト系伸縮部材等の伸縮性素材を糸状（糸ゴム）又は帯状（平ゴム）に形成したものが好ましく用いられる。

吸収性本体１２は、液透過性の表面シート、液不透過性又は撥水性の裏面シート及これら両シート間に介在配置された液保持性の吸収性コアを有する実質的に縦長の形態を有している。これらの表面シート、裏面シート及び吸収性コアには、従来からこの種の吸収性物品に用いられているものと同様のものが採用される。吸収性コアには、高吸収性ポリマーの粒子及び繊維材料から構成され、ティッシュペーパ（図示せず）によって被覆されているもの等が好ましく用いられる。

次に、上述のように構成される半製品１０を、前記接触部体２に接触させ、伸展させた状態で光源３から光を照射したときの透過画像を撮像機４で撮影する。そして、得られた該透過画像を画像処理機５に取り込み、画像処理を行って半製品１０の良不良を判定する。例えば、図２のＡの矩形の領域内について、前記画像処理を行って、吸収性本体１２の角部の折れ曲がりや、弾性部材１１Ｃの配置の偏り、よれ、切断等の良不良を判定する。そして、その判定結果に基づいて、さらに下流において不良品を排出し、良品のみをさらに後の工程に搬送する。

以上説明したように、本実施形態の検出装置１及びそれを用いた不良品の検出方法によれば、弾性部材が多く使用された吸収性物品を、幅縮みやしわの無い伸展させた状態の画像に基づいて、不良品を好適に検出することができる。また、ドラム２０を回転させることで、さらに半製品の伸展状態が安定し、正確な透過画像を得ることができる。よって不良品の検出精度を高めることができる。

本発明は、前記実施形態に制限されない。
例えば、前記実施形態では、接触体としてドラムを使用したが、接触体は半製品を伸展させた状態でその透過画像を撮影できるものであれば、その形態は特に制限はない。例えば、図３（ａ）に示すようなコ字型の形態であってもよい。また、接触体は、光透過性を有していればよく、半透明であってもよいし、透明でなくても、図３（ｂ）に示すような検出部分に対応させて光の透過孔２３を設けた形態であってもよい。

また、ドラム２０は回転しなくとも良いが、ドラム２０の表面摩擦による張力変化、これによる新たなしわ、縮みの発生を無くすため、巻きかけられた半製品１０により回転可能な構造であっても良い。さらにドラムを回転させるために半製品にかかる張力を無くすために、ドラムを直接駆動する駆動源を設けることがより好ましい。

また、本発明においては、半製品を伸展させた状態で透過画像が得られればよいので、光源及び撮像装置の位置は検出対象や接触体の形態等に応じて任意に選択することができる。

本発明は、前記実施形態のように、弾性部材が配されて、しわや幅方向の縮が発生しやすい吸収性物品以外にも、伸縮性を有するシートやしわの入りやすいシート、これらのシートを使用した吸収性物品等の不良品の検出にも適用することができる。

以下に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。しかしながら本発明の範囲はかかる実施例に制限されない。

下記構成の検出装置を使用し、図２に示すようなパンツ型の使い捨ておむつの連続体（半製品）について、下記の撮像条件で透過画像を撮像し、下記の検出条件で不良品の検出を行った。

＜装置構成＞
接触体：外径６００ｍｍの中空ドラム（厚み１５ｍｍの透明アクリル樹脂製）
光源：インバータ内蔵蛍光灯（モリテックス製、ＫＰＫ−８００×２００）
撮像機：ＣＣＤカメラ（キーエンス製、ＣＶ０３５Ｃ）
画像処理機：画像処理装置（キーエンス製、ＣＶ−３０００）

＜撮像条件＞
半製品搬送速度：９０ｍ／分
ドラム回転速度（周速度）：９０ｍ／分

＜検出条件＞
得られた透過画像における吸収体の角部の形態を、検出領域内の画素を明暗データ０〜２５５階調中の１００階調をしきい値として二値化し、検出領域内の黒画素（明暗データ０〜１００階調）の数が検出領域内の画素総数の５０％以上であるときを良品とした。
また、糸ゴムの配置不良については、特定領域内の製品幅方向の明暗データの変化率を求め、変化率の最大値を１００とした時に、５０以上の変化率を持つ画素数を計数することで糸ゴムの本数を計測し、配置すべき糸ゴムの本数と等しい場合を良品とした。

＜結果＞
高速で搬送されている吸収体の角部の折れ曲がりによる不良及び太さ０．５ｍｍの糸ゴムの蛇行による配置不良を検出することができ、製品歩留まりの向上を図ることができた。

本発明の不良品の検出方法及び装置は、吸収性物品の他、衣類、清掃具の不良品の検出にも適用することができる。

本発明の不良品の検出装置を使い捨ておむつの製造工程に適用した一実施形態の模式図である。実施例において不良品の検出に使用した使い捨ておむつの連続体（半製品）の形態を示す模式図である。本発明の不良品検出装置における接触体の他の実施形態の模式図である。

符号の説明

１不良品の検出装置
２接触体
３光源
４撮像機
５処理機
１０使い捨ておむつの連続体（半製品）

Claims

連続して搬送されてくる吸収性物品の半製品を光透過性の接触体の表面に接触させ、前記半製品を伸展させた状態で光を照射したときの透過画像に基づいて、前記半製品の良不良を判定する不良品の検出方法であって、
前記半製品は、外包シートの連続体上に吸収性本体が所定間隔おきに接合された連続体であり、該外包シートは、外層シート、内層シート、及び両シート間に配された弾性部材を有しており、
前記接触体をドラムで構成し、前記半製品を該ドラムの周表面に巻きかけて伸展させ、
前記透過画像における前記吸収性本体の角部の形態及び／又は弾性部材の配置に基づいて前記半製品の良不良を判定する、不良品の検出方法。
前記接触体の裏面側から光を照射する請求項１に記載の不良品の検出方法。
前記ドラムを回転させる請求項１又は２に記載の不良品の検出方法。
請求項１に記載の不良品の検出方法を実施するための装置であって、前記半製品を接触させて伸展させる光透過性の接触体と、光源と、前記半製品を伸展させた状態で光を照射したときの透過画像を撮像する撮像機と、前記透過画像における前記吸収性本体の角部の形態及び／又は弾性部材の配置に基づいて前記半製品の良不良を判定する画像処理機とを備え、前記接触体は、ドラムで構成されている、不良品の検出装置。
前記光源が前記接触体の裏面側に配されている請求項４に記載の不良品の検出装置。
前記ドラムが回転可能に設けられている請求項４又は５に記載の不良品の検出装置。