JP5183906B2 - プラスチックフィルムのヒートシール位置検出装置 - Google Patents

Description

この発明は、プラスチックフィルムのヒートシール位置検出装置に関するものである。

たとえば、プラスチック袋を製造する製袋機では、プラスチックフィルムのヒートシール部分に網目などのパターンの微小凹凸表面を形成し、そのプラスチックフィルムを長さ方向に間欠送りし、走行させ、ヒートシール部分またはその近傍において、カッタによってプラスチックフィルムをカットすることが多い。この場合、ヒートシール部分またはその近傍において、プラスチックフィルムを正確にカットすることが要求され、これを達成するには、プラスチックフィルムが長さ方向に走行しているとき、あらかじめプラスチックフィルムのヒートシール位置を検出する必要がある。したがって、本願出願前、出願人は新しい形式のヒートシール位置検出装置を開発し、提案した。特許第３８０６５５７号公報（特許文献１）および特許第３８０６５６３号公報（特許文献２）に記載されているものがそれである。

各公報の装置では、光源がプラスチックフィルムに対向し、光源によってプラスチックフィルムが照射される。さらに、光学センサによってプラスチックフィルムの反射光または透過光が画像認識され、その画像変化によってヒートシール部分の微小凹凸表面が読み取られ、プラスチックフィルムのヒートシール位置が検出される。この場合、微小凹凸表面であっても、鮮明に画像変化があらわれるようにする必要があり、相当の光量でプラスチックフィルムを照射することが要求され、コストが高いという問題があった。

したがって、この発明は、網目などのパターンの微小凹凸表面をもつヒートシール部分を有し、長さ方向に走行するプラスチックフィルムのヒートシール位置を検出する装置において、光学センサによってプラスチックフィルムの反射光または透過光を画像認識し、その画像変化によってヒートシール部分の微小凹凸表面を読み取り、プラスチックフィルムのヒートシール位置を検出するとき、微小凹凸表面であっても、鮮明に画像変化があらわれるようにすることを目的としてなされたものである。
特許第３８０６５５７号公報 特許第３８０６５６３号公報

この発明によれば、遮蔽板がプラスチックフィルムに対向する。さらに、光源が遮蔽板およびプラスチックフィルムに対向し、光源によって遮蔽板およびプラスチックフィルムが照射される。遮蔽板は一定長さのエッジを有する。したがって、遮蔽板によって光が遮断され、その影がプラスチックフィルムの対向表面に生じ、エッジによって影の境界が形成される。さらに、光学センサがプラスチックフィルムに対向し、影の境界において、光学センサによってプラスチックフィルムの反射光または透過光が画像認識される。さらに、反射光または透過光の画像変化によってヒートシール部分の微小凹凸表面が読み取られ、プラスチックフィルムのヒートシール位置が検出される。

遮蔽板をプラスチックフィルムに接触または接近するよう配置することが好ましい。

さらに、好ましい実施例では、エッジは直線状のもので、プラスチックフィルムの幅方向にのびる。したがって、影の境界がプラスチックフィルムの幅方向に形成される。

エッジは遮蔽板のプラスチックフィルム送り方向下流端のエッジであり、光源はエッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置する。したがって、エッジが斜めに照射され、影の境界がエッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に形成される。光学センサはエッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置する。

反対に、エッジは遮蔽板のプラスチックフィルム送り方向上流端のエッジであり、光源はエッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置するようにしてもよい。この場合、エッジが斜めに照射され、影の境界がエッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に形成される。光学センサはエッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置することが好ましい。

他の実施例では、エッジはプラスチックフィルムの長さ方向にのびる。したがって、影の境界がプラスチックフィルムの長さ方向に形成される。

以下、この発明の実施例を説明する。

図１はこの発明にかかる装置を示す。この装置はプラスチックフィルム１のヒートシール位置を検出するためのもので、製袋機の付属装置であり、プラスチックフィルム１が複数層に重ね合わされ、その長さ方向Ｘに間欠送りされ、走行することは特許第３８０６５５７号公報および特許第３８０６５６３号公報に記載されているものと同様である。プラスチックフィルム１の間欠送り毎に、プラスチックフィルム１がその幅方向にヒートシールされ、その後、間欠送り毎に、ヒートシール部分２またはその近傍において、カッタによってプラスチックフィルム１がカットされ、これによってプラスチック袋が製造されることも各公報のものと同様である。ヒートシールされるとき、シールバーのテフロン（登録商標）シートまたは微小凹凸加工面がヒートシール部分２に押し付けられ、ヒートシール部分２に網目などのパターンの微小凹凸表面が形成されることも各公報のものと同様である。ヒートシール後、冷却バーによってプラスチックフィルム１が冷却されるとき、冷却バーのテフロン（登録商標）シートまたは微小凹凸加工面がヒートシール部分２に押し付けられ、ヒートシール部分２に網目などのパターンの微小凹凸表面が形成されることもある。

さらに、この装置では、プラスチックフィルム１の上側において、遮蔽板３がプラスチックフィルム１に対向し、プラスチックフィルム１に接触または接近するよう配置されている。さらに、プラスチックフィルム１の上側において、光源４が遮蔽板３およびプラスチックフィルム１に対向し、光源４によって遮蔽板３およびプラスチックフィルム１が照射される。図３に示すように、遮蔽板３は一定長さのエッジ５を有する。したがって、遮蔽板３によって光が遮断され、その影６がプラスチックフィルム１の対向表面に生じ、エッジ５によって影の境界７が形成される。

遮蔽板３は矩形状の平板からなり、プラスチックフィルム１に平行に配置されている。エッジ５は直線状のもので、プラスチックフィルム１の幅方向にのびる。したがって、影の境界７がプラスチックフィルム１の幅方向に形成される。

さらに、エッジ５は遮蔽板３のプラスチックフィルム送り方向下流端のエッジであり、光源４はエッジ５よりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置する。したがって、エッジ５が斜めに照射され、影の境界７がエッジ５よりもプラスチックフィルム送り方向下流側に形成される。

この場合、図２に示すように、光源４によってプラスチックフィルム１が照射され、その光度Ｉは高い値Ｌ１をもつが、影６の光度Ｉは低い値Ｌ２である。境界７は一定幅をもち、その光度Ｉは高い値Ｌ１から低い値Ｌ２に推移する。

さらに、プラスチックフィルム１の上側において、光学センサ８がプラスチックフィルム１に対向し、影の境界７において、光学センサ８によってプラスチックフィルム１の反射光が画像認識される。光学センサ８はエッジ５よりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置する。したがって、影の境界７において、容易にプラスチックフィルム１の反射光を画像認識することができる。画像認識されるとき、この実施例では、プラスチックフィルム１および遮蔽板３が反射光の画像に影響し、図４に示すように、画像はいくつかの部分９，１０，１１，１２に分割される。部分９はプラスチックフィルム１に対応する部分であり、部分１０は境界７に対応する部分である。部分１１は影６に対応する部分であり、部分１２は遮蔽板３に対応する部分である。

そして、プラスチックフィルム１が長さ方向に走行し、そのヒートシール部分２が遮蔽板３、光源４および光学センサ８の設置位置に達すると、ヒートシール部分２の微小凹凸表面によってその反射光が変向され、それが光学センサ８に導かれる。したがって、図５に示すように、反射光の変向によって反射光の画像が乱れ、変化する。したがって、反射光の画像変化によってヒートシール部分２の微小凹凸表面を読み取り、プラスチックフィルム１のヒートシール位置を検出することができる。

この装置の場合、影の境界７でプラスチックフィルム１の反射光が画像認識され、ヒートシール部分２の微小凹凸表面によって反射光が変向されたとき、境界７に対応する部分１０において、光と影によって反射光の画像が変化する。この結果、微小凹凸表面であっても、鮮明に画像変化があらわれる。したがって、相当の光量でプラスチックフィルム１を照射しなくても、確実にヒートシール部分２の微小凹凸表面を読み取り、プラスチックフィルム１のヒートシール位置を検出することができる。

なお、遮蔽板３のエッジ５によって影の境界７が形成されるが、エッジ５とプラスチックフィルム１間の距離Ｄ１が小さいほど、鮮明に影の境界７が形成されることは当然である。さらに、光源４とエッジ５間の距離Ｄ２が大きいほど、鮮明に影の境界７が形成される。そして、その境界７でプラスチックフィルム１の反射光が画像認識され、ヒートシール部分２の微小凹凸表面によって反射光が変向されたとき、光と影によって反射光の画像が変化するものである。

したがって、できるだけ薄い遮蔽板３を使用し、これをプラスチックフィルム１に接触または接近させ、できるだけエッジ５とプラスチックフィルム１間の距離Ｄ１を減少させることが好ましい。さらに、できるだけ光源４とエッジ５間の距離Ｄ２を増大させることが好ましい。距離Ｄ２は少なくとも距離Ｄ１の１００倍以上であることが好ましい。

Ｄ２ ＞ １００×Ｄ１

この装置では、遮蔽板３の厚さが０．２〜０．６ｍｍに選定され、これがプラスチックフィルム１に接触または接近するよう配置され、遮蔽板３とプラスチックフィルム１の間隔が０〜１ｍｍに選定されている。光源４については、距離Ｄ２がおよそ２００ｍｍに選定されている。したがって、距離Ｄ２は少なくとも距離Ｄ１の３００倍以上である。この場合、ヒートシール部分３の微小凹凸表面の凹凸高さがおよそ１μであっても、反射光の画像変化によってヒートシール部分２の微小凹凸表面を読み取ることができる。

この実施例では、プラスチックフィルム１の上側において、遮蔽板３、光源４および光学センサ８をプラスチックフィルム１に対向させたものを説明したが、必ずしもその必要はない。プラスチックフィルム１の下側において、遮蔽板３、光源４および光学センサ８をプラスチックフィルム１に対向させてもよい。

図６に示すように、プラスチックフィルム１の一方側において、遮蔽板３および光源４をプラスチックフィルム１に対向させ、プラスチックフィルム１の他方側において、光学センサ８をプラスチックフィルム１に対向させる。そして、影の境界７において、光学センサ８によってプラスチックフィルム１の透過光を画像認識することも考えられる。

さらに、エッジは遮蔽板のプラスチックフィルム送り方向下流端ではなく、送り方向上流端のエッジであり、光源はエッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置するようにしてもよい。この場合、エッジが斜めに照射され、影の境界がエッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に形成される。光学センサはエッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置することが好ましい。

図７の実施例では、エッジ５は直線状のもので、プラスチックフィルム１の長さ方向にのびる。したがって、影の境界７がプラスチックフィルム１の長さ方向に形成される。さらに、エッジ５が斜めに照射され、影の境界７がエッジ５よりもプラスチックフィルム幅方向外側に形成される。

さらに、光学センサがプラスチックフィルム１に対向し、影の境界７において、光学センサによってプラスチックフィルム１の反射光または透過光が画像認識される。光学センサはエッジ５よりもプラスチックフィルム幅方向外側に位置する。したがって、影の境界７において、容易にプラスチックフィルム１の反射光または透過光を画像認識することができる。

そして、プラスチックフィルム１が長さ方向に走行し、そのヒートシール部分２が遮蔽板３、光源および光学センサの設置位置に達すると、ヒートシール部分２の微小凹凸表面によってその反射光または透過光が変向され、反射光または透過光の変向によって反射光または透過光の画像が乱れ、変化する。したがって、反射光または透過光の画像変化によってヒートシール部分２の微小凹凸表面を読み取り、プラスチックフィルム１のヒートシール位置を検出することができる。

図７の装置の場合、ヒートシール部分２のシール幅にわたって反射光または透過光の画像が乱れ、変化する。したがって、反射光または透過光の画像変化によってヒートシール部分２のシール幅を検出することもできる。

図８に示すように、遮蔽板３のエッジ５が斜めに配置されるようにしてもよい。

この発明の実施例を示す側面図である。 図１の影の境界の光度を示す説明図である。 図１の遮蔽板およびプラスチックフィルムの平面図である。 図１の反射光の画像の説明図である。 図４の反射光の画像が乱れた状態を示す説明図である。 他の実施例を示す側面図である。 他の実施例を示す平面図である。 他の実施例を示す平面図である。

符号の説明

１ プラスチックフィルム
２ ヒートシール部分
３ 遮蔽板
４ 光源
５ エッジ
６ 影
７ 影の境界
８ 光学センサ

Claims (5)

1. 網目などのパターンの微小凹凸表面をもつヒートシール部分を有し、長さ方向に走行するプラスチックフィルムのヒートシール位置を検出する装置であって、
   一定長さのエッジを有し、前記プラスチックフィルムに対向する遮蔽板と、
   前記遮蔽板およびプラスチックフィルムに対向し、前記遮蔽板およびプラスチックフィルムを照射し、前記遮蔽板によって光が遮断され、その影が前記プラスチックフィルムの対向表面に生じ、前記エッジによって前記影の境界が形成されるようにする光源と、
   前記プラスチックフィルムに対向し、前記影の境界において、前記プラスチックフィルムの反射光または透過光を画像認識する光学センサとからなり、
   前記光源とエッジ間の距離Ｄ２が前記エッジとプラスチックフィルム間の距離Ｄ１の１００倍以上であり（Ｄ２＞１００×Ｄ１）、
   前記光学センサは、前記影の境界において、前記光と影によって前記反射光または透過光の画像が変化したとき、その画像変化を読み取り、その読み取りデータに基づいて、前記ヒートシール部分の微小凹凸表面を判定し、前記プラスチックフィルムのヒートシール位置を検出するようにしたことを特徴とするプラスチックフィルムのヒートシール位置検出装置。
2. 前記エッジは直線状のもので、前記プラスチックフィルムの幅方向にのび、前記影の境界が前記プラスチックフィルムの幅方向に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記エッジは前記遮蔽板のプラスチックフィルム送り方向下流端のエッジであり、前記光源は前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置し、前記エッジが斜めに照射され、前記影の境界が前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に形成され、前記光学センサは前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置することを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記エッジは前記遮蔽板のプラスチックフィルム送り方向上流端のエッジであり、前記光源は前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向下流側に位置し、前記エッジが斜めに照射され、前記影の境界が前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に形成され、前記光学センサは前記エッジよりもプラスチックフィルム送り方向上流側に位置することを特徴とする請求項２に記載の装置。
5. 前記エッジは直線状のもので、前記プラスチックフィルムの長さ方向にのび、前記影の境界が前記プラスチックフィルムの長さ方向に形成されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の装置。

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