JP5468748B2 - 成形品の転写状態確認方法およびそれを用いた転写装置 - Google Patents

Description

本発明は、転写機によって転写された成形品の転写状態確認方法、およびそれを用いた転写装置に関する。

樹脂等の成形品の表面に文字や絵等を印刷するために、文字や絵等が印刷された転写フィルムを転写する転写装置が用いられている。一例として、特許文献１に記載されているような転写装置がある。
特開平１０−２７２８９８号公報

このような転写装置を用いて転写した後、製品として出荷するためには、転写状態を確認する必要がある。従来は、転写後の成形品の表面を目視で確認し、製品の転写状態の良否の判断を行っていた。

しかしながら、目視で確認するには、そのための人員が必要であり、手作業で行うことによって時間もかかっており、そのことが製造コストおよび製造時間に影響を与えるという問題があった。

これに対し、転写後の成形品の表面を画像処理等を用いた検査装置で検査することも行われているが、上記成形品の形状によって被転写面の形態も異なるため、あらゆる形状の成形品に対して確実な検査を行うのは困難であるというのが実情であった。

そこで、本発明は上述の問題を解決するために、転写後の転写フィルムの状態を確認することを利用した成形品の転写状態確認方法を提供し、さらにそれを用いた転写装置を提供することを目的とする。

本発明の成形品の転写状態確認方法は、転写機によって成形品に転写部が転写された後の転写フィルムは、上記転写部が完全に上記成形品に転写された場合、全体が透明となるので、上記転写後の転写フィルムをバックライトで照らしてカメラで撮影した静止画像は、転写された部分は白く、転写されていない部分が黒くなることを利用し、画像診断装置によって上記静止画像の白黒を判断し、上記静止画像に黒い部分がある場合には転写状態が不良であると判断し、上記静止画像が真っ白であれば転写状態が良好であると判断することを特徴とする。

本発明の転写装置は、成形品を保持する治具を供え、上記治具にて保持した上記成形品を移動させるためのインデックステーブルと、
上記成形品の表面に転写フィルムの転写部を転写させる転写機と、
上記転写機に上記転写フィルムを送り出し、巻取るフィルム供給機と、
上記転写後の転写フィルムの静止画を撮影するためのカメラと、
上記カメラの正面に設置され、前を通過する転写後の転写フィルムを照らすためのバックライト照明と、
上記カメラにて撮影された転写後の転写フィルムの静止画像を確認して、転写状態の良否を判断する処理を自動的に行う画像診断装置と、
上記画像診断装置によって転写状態の良否が判断された上記転写後の成形品を、上記排出装置によって選別し、上記インデックステーブルから排出する排出装置とを備えることを特徴とする。

上記成形品を成形する成形機から直接ベルトコンベアによって送られてきた上記成形品を上記インデックステーブルの上記治具にセットする供給装置を備えることも可能である。

本発明の成形品の転写状態確認方法は、転写機によって成形品に転写部が転写された後の転写フィルムは、上記転写部が完全に上記成形品に転写された場合、全体が透明となるので、上記転写後の転写フィルムをバックライトで照らしてカメラで撮影した静止画像は、転写された部分は白く、転写されていない部分が黒くなることを利用し、画像診断装置によって上記静止画像の白黒を判断し、上記静止画像に黒い部分がある場合には転写状態が不良であると判断し、上記静止画像が真っ白であれば転写状態が良好であると判断することにより、成形品の形状に関係なく確実な検査を行うことが可能となる。

成形品を保持する治具を供え、上記治具にて保持した上記成形品を移動させるためのインデックステーブルと、
上記成形品の表面に転写フィルムの転写部を転写させる転写機と、
上記転写機に上記転写フィルムを送り出し、巻取るフィルム供給機と、
上記転写後の転写フィルムの静止画を撮影するためのカメラと、
上記カメラの正面に設置され、前を通過する転写後の転写フィルムを照らすためのバックライト照明と、
上記カメラにて撮影された転写後の転写フィルムの静止画像を確認して、転写状態の良否を判断する処理を自動的に行う画像診断装置と、
上記画像診断装置によって転写状態の良否が判断された上記転写後の成形品を、上記排出装置によって選別し、上記インデックステーブルから排出する排出装置とを備えることにより、自動的に転写後の成形品の転写状態の良否を判断し、選別することが可能となり、成形品への転写の工程の時間およびそれに要していた人員の削減が可能となる。

また、上記成形品を成形する成形機から直接ベルトコンベアによって送られてきた上記成形品を上記インデックステーブルの上記治具にセットする供給装置を備えることによって、成形直後の成形品に転写を行うことが可能となり、成形品の温度が高く保つことで、転写不良を削減する効果がある。

本発明を、図を用いて以下に詳細に説明する。図１に示すのが本発明の転写装置１の概略平面図である。

本発明の転写装置１は、転写フィルム１３の転写部２２を樹脂による成形品２の表面に、転写機４によって転写する装置である。

図１に示すように、上記転写装置１は、上記転写機４と、上記成形品２を供給する供給装置９と、上記成形品２を移動させるインデックステーブル３と、上記転写フィルム１３を送り出し巻取るフィルム供給機５と、上記転写後の転写フィルム１３’を撮影するためのＣＣＤカメラ７と、上記ＣＣＤカメラ７で撮影する際に上記転写後の転写フィルム１３’を背面から照らすためのバックライト照明８と、上記ＣＣＤカメラ７で撮影された静止画を画像処理し、転写状態の良否を判断するための画像診断装置１１と、上記転写後の成形品２’’を選別し排出する排出装置１０とから構成される。

上記フィルム供給機５は、上記転写フィルム１３を送り出すフィルム供給リール６’と、転写後の転写フィルム１３’を巻取る巻取りリール６とから構成され、上記供給リール６’と上記巻取りリール６の間には、上記転写フィルム１３の経路となるように複数の支柱が設置されている。

上記転写機４は、回転しながら上記転写フィルム１３を上記成形品２に押し付けるシリコンロール１４と、上記シリコンロール１４を加熱するヒーター１５と、上記シリコンロール１４を押出すシリンダー１６から構成され、加熱された上記シリコンロール１４が上記転写フィルム１３の転写部２２を上記成形品２の表面に押し付けながら回転することによって、上記成形品２も回転し上記転写部２２が表面に転写される。この時、上記転写フィルム１３は上記シリコンロール１４の回転スピードに合わせて上記フィルム供給リール６’から供給され、転写後の転写フィルム１３’が、上記フィルム巻取りリール６によって巻き取られる。

上記供給装置９は、図４に示すように、支柱２６に取り付けられたレール２９にスライド部２７がスライド可能に設置されており、上記スライド部２７はシリンダー２８が内蔵され水平方向にスライドするだけでなく、垂直方向にも可動となっている。そして、上記スライド部２７に設けられた吸着部２５によって上記成形品２を保持する構造となっている。これにより、上記供給装置９は上記ベルトコンベア１８によって運ばれてきた上記成形品２を、インデックステーブル３の治具１２に載せる。

上記ベルトコンベア１８によって上記成形品２が所定の位置に運ばれてきたら、上記スライド部２７が水平方向に移動し、上記成形品２の上に停止する。そして、上記シリンダー２８によって、上記成形品２の上から上記吸着部２５が押さえて吸着する。そして、上記スライド部２７が移動し、上記インデックステーブル３の治具１２の上へと上記成形品２を移動させ、上記治具１２に上記成形品２を載せたら、吸着を解除する。このような動作によって、上記成形品２は上記インデックステーブル３の上記治具１２にセットされる。

上記インデックステーブル３は、図３に示すように、円形のテーブルであり、等間隔に４個の上記治具１２を設けている。上記治具１２は上記成形品２が略円筒形であることから円筒形としている。このように、上記成形品２および上記治具１２が円筒形であることによって、転写の際に上記成形品２が回転することが可能となっている。そして、上記インデックステーブル３はステッピングモーターを用いて回転する構造となっており、上記治具１２を所定の位置へ移動させることができ、上記供給装置９、上記転写機４、上記排出装置１０のそれぞれ所定の位置で停止する。本実施形態では、４つの治具１２を設けているので、上記インデックステーブル３は１周する間に４回停止する設定となっている。上記治具１２の個数は特に限定するものではなく、条件に応じて設定可能であり、またステッピングモーターの動作についても適宜設定可能である。

上記ＣＣＤカメラ７は上記転写機４と上記巻取りリール６の間に設置され、上記転写後の転写フィルム１３’の静止画像を撮影する。上記ＣＣＤカメラ７の撮影範囲２３は、図２に示すように、上記転写部２２が転写された後の部分である転写後の範囲２２’よりも狭いので撮影範囲が重複するように連続して撮影を行う。また、上記転写フィルム１３にはセットする際の位置決め用に位置決めマーク２４が印刷されているが、上記撮影範囲２３に入らない位置に印刷している。

上記ＣＣＤカメラ７によって撮影を行うために、上記ＣＣＤカメラの正面、かつ上記転写後の転写フィルム１３’の背面となる位置にバックライト照明８を配置している。上記バックライト照明８は上記撮影範囲２３よりも広範囲を照らすようになっている。このようなバックライト照明８を用いることにより、モノクロの静止画像が撮影可能となる。

上記画像診断装置１１は、上記ＣＣＤカメラ７によって撮影された静止画像を処理し、転写状態の確認を行う。従来の転写状態の確認方法は人力で転写後の成形品を目視で確認しチェックするものであったが、本発明では、上記転写後の転写フィルム１３’に上記転写部２２が残っているかどうかを上記画像診断装置１１によって調べて、転写状態の良否を確認する。つまり、上記転写後の転写フィルム１３’の表面に上記転写部２２が少しでも残っていれば、上記成形品２の表面には転写されていない部分が存在することになり、転写状態が不良であると判断される。このような転写後の転写フィルム１３’の状態を、上記転写後の成形品２’の転写状態を確認するための判断基準として用いているのが本発明の特徴の１つである。

上記排出装置１０は、上記転写後の成形品２’を選別し、排出する装置であり、上記供給装置９と同じように吸着部２５’を用いた構造である。つまり、上記インデックステーブル３によって運ばれてきた上記転写後の成形品２’の上から上記吸着部２５’を押さえつけて吸着させ、上記ベルトコンベア１９の上へと移動させ吸着を解除する。この時、上記転写後の成形品２’の転写状態が良好であると判断された場合はそのままベルトコンベア１９によって次工程へと運ばれるが、上記画像診断装置１１によって上記転写後の成形品２’の転写状態が不良であると判断された場合は、上記排出シリンダー１７が作動して上記転写後の成形品２’は上記ベルトコンベア１９から廃棄ボックス２０へ廃棄される。

次に、本発明の成形品の転写状態確認方法について説明する。上述のように、本発明では、転写後の転写フィルム１３’の状態を、上記転写後の成形品２’の転写状態を転写状態の判断基準として用いるので、まずは、上記ＣＣＤカメラ７によって転写後の転写フィルム１３’を、バックライト照明８で照らしながら撮影する。撮影された上記転写後の転写フィルム１３’のモノクロの静止画像は、上記バックライト照明８によって透明な部分は白く、何かがある部分は黒く静止画像上に表れる。従って、上記転写部２２が残っている場合、撮影された静止画像には黒い部分が存在する。撮影された静止画像が全面白であれば、転写状態が良好であると判断し、１箇所でも黒い部分がある場合は転写状態が不良であると判断する。このような処理を画像診断装置１１にて行う。

また、図２に示すように、本実施形態では、撮影範囲２３は転写後の範囲２２’よりも狭いので、１枚の静止画像では、１個の転写後の成形品２’の転写状態を完全に確認することができない。そのために、所定の枚数の静止画像を確認することによって１個の成形品２の転写状態の確認を行う必要がある。この枚数については、上記撮影範囲２３および上記転写後の範囲２２’の大きさに応じて予め設定する。

このようにして、上記画像診断装置１１によって転写状態の確認を行い、転写状態が不良であると判断された場合は、上記排出装置１０へと信号を送り所定の転写後の成形品２’を排出シリンダー１７によって取り除く。上記画像診断装置１１にモニターを設け、検査の状況を目視でも確認できるようにすることもできる。

次に、本発明の転写装置１の作動手順について説明する。まず初めに、上記ベルトコンベア１８によって上記成形品２が運ばれてくる。そして、図１に示すように、上記成形品２が所定の位置に到達したら上記供給装置９が作動し、上記吸着部２５の吸着によって上記成形品２を上記インデックステーブル３の上記治具１２へと移動させ、上記成形品２を上記治具１２にセットする。

上記成形品２がセットされると上記インデックステーブルが１／４回転し、上記成形品２を上記転写機４の前に移動させる。これと同時に、上記フィルム供給リール６’が回転して、文字やイラスト等が印刷された上記転写部２２が上記転写機４の前にセットされるように上記転写フィルム１３を送り出す。そして、所定の位置に上記成形品２および上記転写フィルム１３の転写部２２がセットされると、図５に示すように、上記転写機２が作動し、上記ヒーター１５によって加熱された上記シリコンロール１４を上記シリンダー１６が上記成形品２へと押し付ける。そして、上記シリコンロール１４が回転しながら上記転写フィルム１３を上記成形品２に押し付けると、上記成形品２も回転しながら上記転写フィルム１３が回転に合わせて送り出されることによって、上記転写部２２が上記成形品２の表面に転写される。この時、２個目の成形品２が隣の治具１２にセットされる。

上記転写機４による転写が完了すると、図６に示すように、上記転写機４は上記成形品２への押圧を停止して離れ、転写後の転写フィルム１３’は上記フィルム巻取りリール６によって巻き取られる。この時、上記転写後の転写フィルム１３’の転写範囲２２’が上記バックライト照明８と上記ＣＣＤカメラ７の間を通過する。また、この時、上記インデックステーブル３が１／４回転し２個目の成形品２が上記転写機４の前へと移動され、同時に上記転写フィルム１３の転写部２２が上記転写機４の前へと移動され、さらに３個目の成形品２が治具１２にセットされる。

図２に示すように、上記転写後の転写フィルム１３’の転写範囲２２’が上記バックライト照明８と上記ＣＣＤカメラ７の間を通過する時に、上記バックライト照明８が上記転写後の転写フィルム１３’を照らし、上記ＣＣＤカメラ７によって上記転写範囲２２’ を撮影範囲が重複するように連続して静止画の撮影を行う。この時、転写後の成形品２’は図６に示すような初めに治具１２にセットされた位置から１／２回転した位置で待機している。

撮影された静止画像のデータは直ぐに画像診断装置１１へと送られ、転写状態の確認が行われる。上記画像診断装置１１では、上記ＣＣＤカメラ７で撮影された上記転写範囲２２’に該当する所定の枚数のモノクロの静止画像に、黒い部分があるかどうかを判断する。全ての静止画像に黒い部分が無ければ、上記転写後の成形品２’の転写状態は良好であると判断し、１枚でも黒い部分があると判断されると上記転写後の成形品２’の転写状態は不良であると判断する。転写状態が不良であると判断した場合には、上記排出装置１０に信号を送る。

上記画像診断装置１１において転写状態の良否の判断がなされている間は、上記転写後の成形品２’は上述の位置にて待機しており、図７に示すように、２個目の成形品２の転写が行われているが、上記画像診断装置１１における転写状態の良否の判断および上記２個目の成形品２の転写が完了すると、上記インデックステーブル３が１／４回転し、１個目の転写後の成形品２’は上記排出装置１０の前へと移動される。

そして、上記排出装置１０の吸着部２５が上記転写後の成形品２’上へと移動し、上から押さえて吸着して上記ベルトコンベア１９上へと運び、吸着を解除する。この時、上記転写後の成形品２’に転写状態が良好であれば、そのまま次工程へと上記転写後の成形品２’は上記ベルトコンベア１９によって運ばれていく。しかし、上記画像診断装置１１によって転写状態が不良であると判断され、その信号が上記供給装置１０に送られている場合には、図８に示すように、上記ベルトコンベア１９に上記成形品２’が載せられると同時に、上記不良品排出シリンダー１７によって上記成形品２’は廃棄ボックス２０へと廃棄される。このようにして、上記排出装置１０は上記成形品２’の選別を行う。

このような動作が上記排出装置１０にて行われている間に、２個目の転写後の成形品２’の転写状態の確認、３個目の成形品２の転写、および４個目の成形品２の治具１２へのセットが行われている。このようにして、上述の工程を繰り返すとによって、連続して成形品２の転写を行う。

このように、ＣＣＤカメラ７および画像診断装置１１を用いることによって、上記転写装置１は、自動的に転写状態の良否の判断を行い、不良品の選別まで自動で行うことが可能となり、より短時間により効率的に成形品２への転写を行うことが可能となる。

また、本実施形態では上記供給装置９に上記成形品２を運ぶベルトコンベア１８は、上記成形品を成形する成形機２１に接続されている。これによって、成形直後の成形品２に転写を行うこととなり、上記成形品２は熱を持った状態で転写が行われるので、より効果的に転写を行うことができ、転写不良の削減にもつながる。

これは、転写の際に転写機４のヒーター１５でシリコンロール１４を加熱して転写する際に、成形品２自体が熱を持った状態であると、転写フィルム１３が両面で加熱される状態となることで、転写部２２を成形品２の表面により転写しやすくなることを利用しているからである。

本実施形態における各部材の配置状態等については、特に限定するものではなく、成形品の大きさや転写範囲等に応じて適宜変更することが可能である。また、転写範囲が狭い場合、あるいは撮影範囲の広いカメラを用いた場合には、１枚の静止画像で１つの転写後の成形品２’の転写状態を確認することも可能であり、カメラについても特にＣＣＤカメラに限定するものではなく、他のカメラを用いることもできる。

本発明の転写装置の概略平面図である。 転写機によって転写される前後の転写フィルムの正面図である。 インデックステーブルの斜視図である。 供給装置の斜視図である。 転写中の転写装置の概略平面図である。 ＣＣＤカメラで撮影中の転写装置の概略平面図である。 転写状態の確認を画像診断装置によって行っている状態の転写装置の概略平面図である。 排出装置にて成形品を排出している状態の転写装置の概略平面図である。

符号の説明

１ 転写装置
２ 成形品
２’ 転写後の成形品
３ インデックステーブル
４ 転写機
５ フィルム供給機
６ フィルム巻取りリール
６’ フィルム供給リール
７ ＣＣＤカメラ
８ バックライト照明
９ 供給装置
１０ 排出装置
１１ 画像診断装置
１２ 治具
１３ 転写フィルム
１３’転写後の転写フィルム
１４ シリコンロール
１５ ヒーター
１６ シリンダー
１７ 排出シリンダー
１８ ベルトコンベア
１９ ベルトコンベア
２０ 廃棄ボックス
２１ 成形機
２２ 転写部
２２’転写後の転写範囲
２３ 撮影範囲
２４ 位置マーカー
２５ 吸着部
２６ 支柱
２７ スライド部
２８ シリンダー
２９ レール

Claims (3)

1. 転写機によって転写された成形品の転写状態確認方法であって、
   上記転写機によって上記成形品に転写部が転写された後の転写フィルムは、上記転写部が完全に上記成形品に転写された場合、全体が透明となるので、上記転写後の転写フィルムをバックライトで照らしてカメラで撮影した静止画像は、転写された部分は白く、転写されていない部分が黒くなることを利用し、画像診断装置によって上記静止画像の白黒を判断し、上記静止画像に１箇所でも黒い部分がある場合には転写状態が不良であると判断し、上記静止画像が全面白であれば転写状態が良好であると判断することを特徴とする成形品の転写状態確認方法。
2. 成形品を保持する治具を供え、上記治具にて保持した上記成形品を移動させるためのインデックステーブルと、
   上記成形品の表面に転写フィルムの転写部を転写させる転写機と、
   上記転写機に上記転写フィルムを送り出し、巻取るフィルム供給機と、
   上記転写後の転写フィルムの静止画を撮影するためのカメラと、
   上記カメラの正面に設置され、前を通過する転写後の転写フィルムを照らすためのバックライト照明と、
   上記カメラにて撮影された転写後の転写フィルムの静止画像の白黒を判断し、上記静止画像に１箇所でも黒い部分がある場合には転写状態が不良であると判断し、上記静止画像が全面白であれば転写状態が良好であると判断することにより、転写フィルムの転写状態の良否を判断する処理を自動的に行う画像診断装置と、
   上記画像診断装置によって転写状態の良否が判断された上記転写後の成形品を、上記排出装置によって選別し、上記インデックステーブルから排出する排出装置とを備えることを特徴とする転写装置。
3. 上記成形品を成形する成形機から直接ベルトコンベアによって送られてきた上記成形品を上記インデックステーブルの上記治具にセットする供給装置を備えることを特徴とする請求項２に記載の転写装置。

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