JP5467692B2 - 穴検査対象物の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の貫通穴が形成された穴検査対象物の穴の良否を判定するための穴検査対象物の検査装置に関する。

従来、透明フィルムに多数の通気用の貫通穴を開けた穴検査対象物としての食品個包装用フィルムの貫通穴の良否判定は、目視検査により行われていた。食品個包装用フィルムの貫通穴の良否判定においては、各貫通穴の形状が異なっていても貫通穴の大きさが所定値以内であれば、良品と判定している。このような、貫通穴の良否判定は、検査者の勘に頼らざるを得ず、判定結果にばらつきが生じる。
そこで、上記貫通穴の良否判定の自動化を図るために、貫通穴の良品パターンを学習しておき、検査画像と良品パターン画像とを比較するパターンマッチング法を採用することが考えられる（特許文献１等参照）。

特開平１０−０９１７８５号公報

しかしながら、パターンマッチング法では、形状認識のため、貫通穴の形状が多少異なっている場合（貫通穴の大きさが多少ばらついている場合）に、良品であっても不良と判定してしまうので、食品個包装用フィルムの貫通穴の良否判定のように、各貫通穴の形状が異なっていても貫通穴の大きさが所定値以内であれば良品とする良否判定には向かない。
本発明は、各貫通穴の形状が異なっていても貫通穴の大きさが所定値以内であれば良品とするような良否判定を行える穴検査対象物の検査装置を提供する。

本発明に係る穴検査対象物の検査装置は、穴開け加工対象物を繰り出して巻き取る過程において穴開け加工対象物の面に穴開け加工対象物の送り方向及び送り方向と直交する方向に互いに隣り合うように複数の貫通穴が形成された穴検査対象物の検査装置であって、貫通穴が形成された後に搬送路の所定の位置を通過する穴検査対象物の一方の面に光を照射する光照射手段と、前記所定の位置を通過する際に光が照射された穴検査対象物の一方の面の裏側である他方の面を所定時間間隔で撮像する撮像手段と、良否判定装置とを備え、良否判定装置は、撮像手段により所定時間間隔で撮像された前後の各画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値を求める輝度演算処理手段と、Ｘ＝（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＡ_ｐ−ｐ）^ｎ−（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＢ_ｐ−ｐ）^ｎ・・・（１）（ここで、ＡＬ_ｐ−ｐ；良品を撮影した画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、ΣＡ_ｐ−ｐ；前画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、ΣＢ_ｐ−ｐ；後画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、乗数ｎは整数である）に基づいて判定値Ｘを算出する判定値算出処理手段と、判定値Ｘに基づいて穴検査対象物の貫通穴の良否を判定する判定処理手段とを備えたので、各貫通穴の形状が異なっていても貫通穴の大きさが所定値以内であれば良品とする良否判定を確実に行える。

検査設備の概略を示す図（実施形態）。 撮像手段により撮像される食品個包装用フィルムの一定領域を示す図（実施形態）。 前画像データ、又は、後画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値の求め方を説明した図（実施形態）。

実施形態の検査装置の検査対象となる穴検査対象物としてのフィルムは、例えば、厚さ１ｍｍ以下の穴開け加工対象物としての透明フィルムに多数の通気用の貫通穴を開けた食品個包装用フィルムである。例えば、食品を個々に当該食品個包装用フィルムで包装した個々の個包装食品を大袋内に複数個入れ、当該大袋内に賞味期限延長剤（エージレス、シリカゲル、脱酸素材等）を１個入れて大袋を密封した商品を製造した場合、食品個包装用フィルムの貫通穴を介して大袋内部と食品個包装品内との通気性が確保され、賞味期限延長剤の効果により、複数の個包装食品の品質、味を守ることができるようになる。この場合、貫通穴の大きさは、空気の流通機能が維持できる程度の大きさ（例えば０．１ｍｍφ〜０．３ｍｍφ）に形成される。

図１に示すように、検査設備１は、帯状の透明フィルム２が巻き付けられた巻出ロール３と、巻出ロール３より巻き出された透明フィルム２に貫通穴３５（図２参照）を形成する貫通穴加工手段４と、貫通穴加工手段４によって透明フィルム２に複数の貫通穴３５が形成された食品個包装用フィルム５を巻き取る巻取ロール６と、検査装置７とを備える。

穴検査対象物としての食品個包装用フィルム５は、透明フィルム２を繰り出して巻き取る過程において透明フィルム２の面に透明フィルム２の送り方向及び送り方向と直交する方向に互いに隣り合うように貫通穴加工手段４によって形成される複数の貫通穴３５を備え、検査装置７は、当該食品個包装用フィルム５に形成された複数の貫通穴３５の良否を検査する装置である。食品個包装用フィルム５の巻取速度は、例えば、３０ｍ／分以上である。

貫通穴加工手段４としては、透明フィルム２に貫通穴３５を形成するための針状部４ａを筒体の外周面に備えたロール型貫通穴開け加工機が用いられる。ロール型貫通穴開け加工機は、加熱された針状部４ａを透明フィルム２に押し付けて貫通穴３５を形成する。ロール型貫通穴開け加工機では、加熱された針状部４ａの温度が高い場合には、貫通穴３５の径が大きくなり、加熱された針状部４ａの温度が低い場合には、貫通穴３５の径が小さくなる。このロール型貫通穴開け加工機による貫通穴開け加工によれば、１００ｍｍの長さ当たり数１０〜数百の貫通穴３５を一定間隔で形成できる。

検査装置７は、蛍光灯のような光照射手段１１と、カメラのような撮像手段１２と、良否判定装置１３とを備える。
光照射手段１１は、貫通穴３５が形成された後に搬送路５Ｒ中の所定の位置を通過する食品個包装用フィルム５の一方の面５ａに光を照射可能な位置に設けられる。
撮像手段１２は、貫通穴３５が形成された後に搬送路５Ｒ中の所定の位置を通過する際に光が照射された食品個包装用フィルム５の一方の面５ａの裏側である他方の面５ｂを所定時間間隔で撮像可能な位置に設けられる。
即ち、光照射手段１１と撮像手段１２とが貫通穴加工後に所定の位置を通過する食品個包装用フィルム５を挟んで向かい合うように設置される。

光照射手段１１の前方には偏光フィルター１５が設置される。従って、貫通穴加工後に所定の位置を通過する食品個包装用フィルム５の一方の面５ａには偏光フィルター１５を透過した光が照射される。
また、撮像手段１２のレンズ１６の前方には偏光フィルター１７が設置される。
従って、偏光フィルター１５；１７による偏光特性によって光は食品個包装用フィルム５の貫通穴３５の部分のみを透過し、撮像手段１２には貫通穴３５の部分のみが明るく、かつ、食品個包装用フィルム５の透明フィルム２の部分が暗くなった画像が撮像される。

良否判定装置１３は、輝度演算処理手段２１と判定値演算処理手段２２と判定処理手段２３とを備える。輝度演算処理手段２１、判定値演算処理手段２２、判定処理手段２３は、それぞれ、プログラムと、プログラムの手順に従って処理を行うコンピュータハードウエアとにより構成される。

図１に示すように、例えば、貫通穴加工手段４により透明フィルム２に貫通穴３５が形成された食品個包装用フィルム５が巻取ロール６で巻取られる過程において、光が照射される食品個包装用フィルム５の一方の面５ａの裏側の他方の面５ｂにおける一定領域５Ｘ（図２参照）が撮像手段１２により所定時間間隔で撮像され、撮像された画像データが良否判定装置１３に順次出力される。撮像手段１２が撮影を行う間隔である所定時間間隔は、食品個包装用フィルム５の巻取速度に対応して決められ、食品個包装用フィルム５の同じ部分を重複して撮像しないように設定されている。

そして、良否判定装置１３の輝度演算処理手段２１は、撮像手段１２により所定時間間隔で撮像された前後の画像データ３１；３２（図３参照）における輝度のピークツウピーク（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｐｅａｋ）値の平均値を計算する。
つまり、良否判定装置１３の輝度演算処理手段２１は、前画像データ３１における輝度のピークツウピーク値の平均値、及び、当該前画像データ３１の後に輝度演算処理手段２１に入力される後画像データ３２における輝度のピークツウピーク値の平均値を求める。
良否判定装置１３の輝度演算処理手段２１は、図３に示すように、前画像データ３１中や後画像データ３２中の複数の貫通穴列３３；３３…毎の輝度のピークツウピーク値を求め、これらピークツウピーク値の平均値を計算することにより、前画像データ３１及び後画像データ３２における輝度のピークツウピーク値の平均値を求める。

そして、良否判定装置１３の判定値算出処理手段２２は、次の式（１）に基づいて、判定値Ｘを求める。尚、ＡＬ_ｐ−ｐは事前に求めておく。
Ｘ＝（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＡ_ｐ−ｐ）^ｎ−（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＢ_ｐ−ｐ）^ｎ・・・（１）
ここで、
・ＡＬ_ｐ−ｐ；良品を撮影した画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値
・ΣＡ_ｐ−ｐ；前画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値
・ΣＢ_ｐ−ｐ；後画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値
・乗数ｎは整数（例えば１〜９）

そして、良否判定装置１３の判定処理手段２３は、上記式（１）により求められた判定値Ｘが予め決められた閾値内であれば、貫通穴３５を「良」と決定する。即ち、実施形態では、食品個包装用フィルム５の状態や貫通穴加工手段４のコンディション、巻取機械の安定性等により貫通穴３５の状態は変わるが、貫通穴３５の大きさが所定値以内であれば良品であると判定する。尚、式（１）の乗数ｎは大きくすれば感度が良くなるので、差（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＡ_ｐ−ｐ）や差（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＢ_ｐ−ｐ）が明確になる値を決めればよい。

上記式（１）により求められた判定値Ｘが予め決められた閾値内でなければ、前画像データ３１又は後画像データ３２中の貫通穴３５が不良であると判定される。
良否判定装置１３の判定処理手段２３は、貫通穴３５の良否判定により貫通穴３５を「不良」と決定した場合に、巻取ロール６及び貫通穴加工手段４の駆動を停止して、食品個包装用フィルム５の製造を中止し、警告を出力する。警告を確認した作業管理者などは、貫通穴不良の原因を特定する。例えば、貫通穴加工手段４の針状部４ａの破損、変形などの不具合の特定、貫通穴加工手段４の針状部４ａの加熱量調整等を行って、貫通穴不良の原因を特定する。そして、貫通穴不良の原因を取り除いた後に、食品個包装用フィルム５の製造を再開させる。

実施形態によれば、貫通穴３５の形状が一定ではなく、各貫通穴３５の形状が異なっていても貫通穴３５の大きさが所定値以内であれば良品とする良否判定を確実に行える。例えば、貫通穴３５の大きさが、所定の大きさ（仕様の大きさ）よりも大きい場合、又は、小さい場合に欠陥として検出できる。また、貫通穴３５が開いていない場合も検出できる。即ち、貫通穴３５の大きさが所定の大きさよりも極端に小さい場合や、貫通穴３５が開いていない場合も検出できる。
また、食品個包装用フィルム５の巻取速度（搬送速度）に対応した撮像手段１２の撮像間隔（所定時間間隔）で撮影された前後の画像データ３１；３２に基づいて良否判定処理を行うので、良否判定処理を高速に行える。
また、前後の画像データ３１；３２における輝度のピークツウピーク値の平均値を用いたので、良品と不良品との差が出やすくなり、不良品検出を確実に行える。

尚、透過光を遮断する印刷がされているフィルムの場合は、偏光フィルター１５；１７は不要である。
また、穴検査対象物として食品個包装用フィルム５を例にして説明したが、穴検査対象物は、シート状、又は、板状のものでもよい。即ち、穴開け加工対象物を繰り出して巻き取る過程において穴開け加工対象物の面に穴開け加工対象物の送り方向及び送り方向と直交する方向に互いに隣り合うように複数の貫通穴が形成された穴検査対象物であればよい。

１ 検査設備、２ 透明フィルム（穴開け加工対象物）、
５ 食品個包装用フィルム（穴検査対象物）、５Ｒ 搬送路、７ 検査装置、
１１ 光照射手段、１２ 撮像手段、１３ 良否判定装置、２１ 輝度演算処理手段、
２２ 判定値算出処理手段、２３ 判定処理手段。

Claims (1)

1. 穴開け加工対象物を繰り出して巻き取る過程において穴開け加工対象物の面に穴開け加工対象物の送り方向及び送り方向と直交する方向に互いに隣り合うように複数の貫通穴が形成された穴検査対象物の検査装置であって、
   貫通穴が形成された後に搬送路の所定の位置を通過する穴検査対象物の一方の面に光を照射する光照射手段と、前記所定の位置を通過する際に光が照射された穴検査対象物の一方の面の裏側である他方の面を所定時間間隔で撮像する撮像手段と、良否判定装置とを備え、
   良否判定装置は、撮像手段により所定時間間隔で撮像された前後の各画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値を求める輝度演算処理手段と、以下の計算式（１）に基づいて判定値Ｘを算出する判定値算出処理手段と、判定値Ｘに基づいて穴検査対象物の貫通穴の良否を判定する判定処理手段とを備えたことを特徴とする穴検査対象物の検査装置。
   Ｘ＝（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＡ_ｐ−ｐ）^ｎ−（ＡＬ_ｐ−ｐ−ΣＢ_ｐ−ｐ）^ｎ・・・（１）
   ここで、
   ＡＬ_ｐ−ｐ；良品を撮影した画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、
   ΣＡ_ｐ−ｐ；前画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、
   ΣＢ_ｐ−ｐ；後画像データにおける輝度のピークツウピーク値の平均値、
   乗数ｎは整数。

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