JP5835805B2 - 製品検査装置およびその検査方法 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1では、製品における破損等の欠陥の有無を検査するために、音響的分析装置を用いて、検査箇所に配置したマイクから音を拾い、収音信号を音響分析して、熱収縮フィルムに破損がある場合とない場合の音の違いにより、破損の有無を検出するとしている。
また特許文献2では、包装物の欠陥検査方法を開示するもので、製造ライン上において、包装物にレーザを照射し、包装物の表面で反射されたレーザの反射光から、包装物までの距離を測定し、かかる測定値から、包装物の表面形状の段差を算出し、算出された段差と予め設定された設定値とを比較し、算出された段差が設定値より外れるときは欠陥ありと検出する。これにより、被包装物の挟み込み不良、接着部分のバランス不良、切り口不良等を検出するとしている。
さらに特許文献3では、対象物に装着されたシュリンクの画像をカメラで取得し、この取得画像からシュリンクの装着状態を検査するシュリンク外観検査方法が開示され、紫外線を通さないUVカット成分を含有した素材で前記シュリンクを構成する一方、このシュリンクに紫外線を照射した状態で取得した取得画像を用いてシュリンクの装着状態を検査することが開示されている。
そのため、最終的には、ボックスティシュのワンパッケージごと、目視で検査を行うこととなり、このような人的な検査では、作業に手間取り、しかも完全な検査は期し難いところであり、生産性向上の妨げとなっている。
本発明は、以上のような観点から提案されたものであって、製品である包装された紙製容器の検査に当たり、包装フィルムからの反射に影響されることなく迅速に且つ、確実に製品の表面異常を検出することができる、製品検査装置およびその検査方法を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は、紙製容器の表面の印刷面がこすれて脱落したり、紙製容器の一部がめくれて糊付け箇所が露出すると、表層材ないしは裏層材が露出し、紙層内に含有する蛍光性物質がブラックライトによる紫外線照射に対して反応し、可視光として反射することから、こすれ、めくれ等の異常を検出することを要旨としている。
図1に、製品検査装置として、ボックスティシュの検査装置1を示し、この検査装置1は、製品としてのティシュペーパを収容する紙製容器からなるボックスティシュ2bを複数個、包装フィルムfでパッケージされたパッケージ製品2(図2参照)の検査を行うもので、パッケージ製品2を移送する移送コンベア3傍らに配置される。
検査装置1は、詳細は後述するが、センサ部4とセンサ部4との信号を授受して、センサ部4で得られた情報を基に、表示したり、パッケージ製品2の異常を検出する検出部5と、該検出部5を介して得られた情報から、異常を報知したり、検出部5を介してセンサ部4に動作指令を与えたり、検査装置1全体の操作指令を行う操作部6とを備えている。
ボックスティシュ2bにおける紙製容器7は、図2に示すように、古紙を処理して再生した複層の裏層材7aと、表面に印刷された印刷面7bを有する、パルプや上白古紙から形成された表層材7cとを積層して構成された紙素材を折り畳み、所定の箇所が糊付けにより一体化して長方体容器状に構成されている。ボックスティシュの紙製容器に用いる紙素材は、一般に、コートボール紙と呼ばれる品種を用いる。
かかる紙製容器7の短手側端部には、図中、上下に対向する紙素材端部を互いに重ね合わせて糊付けすることにより、貼り合せ段差部7dが設けられる。
上記紙素材のうち、裏層材7aは、古紙を処理して再生したものであるから、様々な処理薬品が含まれ、そのうちの1つとして蛍光性成分、すなわち蛍光染料(蛍光増白剤)が含まれている。また、表層材7cは、上述のようにパルプや上白古紙を用いて製紙されたものであり、裏層材7a比較して蛍光染料の含有量は低い。さらに、印刷面7bは表層材7c上に形成され、蛍光染料の含有量は表層材7cに比較して低くなっている。
かかるパッケージ製品2を移送コンベア3の移送路3Pに移載する際、ボックスティシュ2bの上述の貼り合せ段差部7dがある短手側端部側が、移送路3P両側面に対向するように配置して、移送コンベア3において移送中に、移送路3P両側面に配置したセンサ部4から紫外線が紙製容器7の短手側端部に照射されるようにしている(図3参照)。ここで、上記ではパッケージ製品2の紙製容器7としてボックスティシュ2bの例を挙げたが、これに限定する必要はなく、例えばボックスタオルやボックス入りワイパーなどでもよい。
先ず、センサ部4について一例を挙げ、概略説明する。
センサ部4は、蛍光体検出UVセンサであって、光源として長波長紫外線を発する紫外線探傷灯(ブラックライト)が用いられた反射型のものである(例えば(株)キーエンス製 CZ−H52)。すなわち、このセンサ部4は、ケーシング内に投光部4aと、投光処理部4bと、受光部4cと、増幅部4dと、AD変換部4eと、制御部4fと、表示部4gとを備える。
かかるセンサ部4では、後述する操作部6による操作によって検出部5で実行される動作手順に基づいて、制御部4fからの指令で投光部4a(ブラックライト)から紫外線を照射し、検査対象物から反射する蛍光反射光を受光部4cで受光して電気信号に変換したものを増幅部4dで増幅し、AD変換部4eでデジタル信号に変換し、制御部4fによって、投光部4aから紫外線が照射されたことを表示部4g(UV表示部)に表示させ、検査対象物からの蛍光反射光が受光されたことを表示部4g(検出表示部)に表示させる。
制御部4fは、検査対象物からの蛍光反射光にかかるデジタル信号を検出部5(後述)に送出する。また、制御部4fは、上記AD変換部4eで得られる検査対象物からの蛍光反射光にかかるデジタル信号を、受光量を示すデジタル値(V)として、検出部5に送る。
検出部5では、制御部5aに格納された動作手順に基づいて、検査対象物からの蛍光反射光にかかるデジタル値から、表示部5bに、検査対象物からの蛍光反射光、すなわち、検査対象物に異常があった旨の点灯信号を送出する。
また制御部5aは格納された動作手順に基づいて、あらかじめ設定部5dに設定された、後述するが異常検出基準としての閾値と比較して、検査対象物に異常が生じているか否かの検出を行う。この異常があった旨の信号は、記憶部5cに記憶される。
さらに、制御部5aは、操作部6の運転操作指令を、外部入出力部5eを介して受信して、格納された動作手順に基づいてセンサ部4の制御部4fに送出して、投光部4aに対して紫外線照射指令、停止指令を送出する。
ここで異常とは、ボックスティシュ2bにおける紙製容器7の表面が製造工程において、機械側面に接触等して発生する、こすれ、めくれをいう(図2参照)。
そして、異常検出基準としての閾値を設定するのは、ボックスティシュ2bにおける紙製容器7の紙素材に生じる異常を明確化するためで、ボックスティシュ2bにおける紙製容器7の紙素材における裏層材7a並びに表層材7cおよび表層材7c上面の印刷面7bの蛍光染料(蛍光増白剤)の含有量の違いに基づく。
勿論、閾値を設定しなくとも、異常が生じて蛍光染料(蛍光増白剤)の含有量の多い紙素材における裏層材7aが露出し、センサ部4で蛍光反射光にかかるデジタル信号で取得されたら異常が発生したと判断することもできる。
すなわち、閾値は、紙製容器7の表面に生じるこすれやめくれを、蛍光反射光にかかる受光量を示すデジタル値(V)によって明確化するためである。
こすれは、表層材7c表面の印刷面7bが削られて露出した、印刷面7bの下層の表層材7cが含有する蛍光性成分に反応して反射する蛍光反射光の受光量に対応する第1の閾値V1として規定している。
一方、めくれは、貼り合せ段差部7dが工程中に機構部に接触するなどして貼付け箇所、すなわち糊付け箇所が剥がれて、めくれ上がった場合に示される蛍光反射光の光量に対応する第2の閾値V2と規定している。
ここで、第1閾値V1と第2閾値V2は、第2閾値V2(めくれ)>第1閾値V1(こすれ)としている(図5参照)。これは、こすれは、裏層材7aに比較して蛍光染料の含有量の少ない表層材7cが露出することをこすれとしているからであり、めくれは、蛍光染料の含有量の比較的多い裏層材7aが露出することをめくれとしているからである。
以上の第1閾値V1と第2閾値V2とは、ボックスティシュ2bにおける紙製容器7のロットや品種により、紙層中の蛍光染料の含有量が変わるので、設定しなおす必要がある。
そこで、設定部5dにおいては、検査対象である、ボックスティシュ2bのパッケージ製品2のロットや品種を設定するようにしている(図6参照)。
リセットボタン6dは、一連の検査工程(例えば適宜なロット単位ごとの検査工程)が終了したら、異常レベル(閾値)を再設定のために、設定値を初期化する。
検査工程開始に当たり、図6に示すように、先ず、検出部5の設定部5dにおいて、ボックスティシュ2bにおける紙製容器7に対する異常を検出するための異常レベル(閾値)として第1、第2の閾値V1、V2をあらかじめ設定する(ステップS1、S2)。また、一連の検査工程としてロットを設定しておくことができ(ステップS3)、検査開始待機状態となる(ステップS4)。かかる第1、第2の閾値V1、V2およびロット数は、例えば表示部5bに表示することができる。
操作部6により、装置の運転操作指令が発せられると、図7に示すように移送コンベア3が駆動し(ステップS5)、検査すべきボックスティシュ2bのパッケージ製品2が移載された移送路3Pを通じて、パッケージ製品2が順次移送されてくる。
パッケージ製品2が所定位置X(検査開始位置)に到達すると、移送路3P傍らに配設されている周知の物品検出センサSによって検出され(ステップS6)、この検出信号を検査開始指令として(ステップS7)検出部5における制御部5aに格納された動作手順に基づいて異常検出手順が開始される。
制御部4fは、検査対象物からの蛍光反射光にかかるデジタル信号を検出部5に送出する。また、制御部4fは、上記AD変換部4eで得られる検査対象物からの蛍光反射光量、すなわち受光量にかかるデジタル信号を、受光量D値(V)として、検出部5に送る。
また制御部5aは格納された動作手順に基づいて、センサ部4から送られる受光量D値を取り込んで(ステップS9)、設定部5dに設定された第1、第2閾値V1、V2と比較して、検査対象物に異常が発生しているか否かの検出を行う(ステップS10、S11)。
この場合、受光量D値が、D値>V1であり、D値>V2でなければ、貼り合せ段差部7dに印刷面が削られて露出したこすれが生じたと検出することができる(ステップS12)。一方、受光量D値が、D値>V1であり、D値>V2であれば、貼り合せ段差部7dに工程中に機構部に接触するなどして糊付け箇所が剥がれて、めくれが生じたと検出することができる(ステップS13)。
これらの検出結果は、検出時(t1〜t5)と共に記憶部5cに記憶され、さらに表示部5bに表示することができる(ステップS14)。
さらに、制御部5aは、検出結果を操作部6に送って、表示灯6a、6bを点灯させたり、ブザー等を鳴動させることができる。これによって、パッケージ製品2にこすれ、めくれなどの異常を確実に特定することができ、自動的に非常停止させるので、検査者は不良パッケージ製品2を流出しないようにピックアップして選別することができる。
このように、検査者は、検査すべきボックスティシュ2bのパッケージ製品2に異常の有無を確実に把握することができ、しかもロット単位で、効率的に検査を行うことができるので、不良品を選別して、生産性を大いに向上させることができる。
以上のロットごとの異常検出手順が終了すると、操作部6におけるリセットボタン6dを操作することで、一連の検査工程が終了したとして、設定部5dに設定された第1、第2閾値V1、V2および製品ロットの値がリセットされる。
2 パッケージ製品
2b ボックスティシュ
3 移送コンベア
3P 移送路
4 センサ部
4a 投光部
4b 投光処理部
4c センサ部
4d 増幅部
4e AD変換部
4f 制御部
4g 表示部
5 検出部
5a 制御部
5b 表示部
5c 記憶部
5d 設定部
5e 外部入出力部
6 操作部
6a、6b 表示灯
6c 検査無効化セレクトスイッチ
6d リセットボタン
7 紙製容器
7a 裏層材
7b 印刷面
7c 表層材
7d 貼り合せ段差部
f 包装フィルム
X 検査開始位置
S 物品検出センサ
Claims (7)
- 紙製容器と該紙製容器を包装する包装フィルムとで構成された製品の前記紙製容器の異常を検査する製品検査装置であって、
前記紙製容器は、蛍光性成分の含有量の異なる裏層材と表層材とを積層した紙素材を用いて容器状に貼り付けて構成され、
前記製品に対して照射された紫外線により、前記紙製容器の前記紙素材が含有する蛍光性成分からの蛍光反射光を取り込むセンサ部と、
該センサ部から取り込んだ蛍光反射光に基づき前記紙製容器の前記紙素材の前記表層材と前記裏層材とにおける蛍光性成分の含有量の違いから前記紙製容器の異常を検出する検出部と、
を備えたことを特徴とする製品検査装置。 - 前記紙製容器は、前記裏層材に含有される蛍光性成分が前記表層材に含有される蛍光性成分に比較して多い請求項1に記載の製品検査装置。
- 前記紙製容器の紙素材からの蛍光反射光にかかる受光量が前記紙素材に異常が生じたとする値を閾値としてあらかじめ設定する設定部を備え、
前記検出部は、前記設定部に設定した閾値と比較して前記紙製容器の異常を検出する請求項1または請求項2に記載の製品検査装置。 - 前記検出部は、前記紙製容器における紙素材の表層材の表面がすれてより下層の裏層材が露出する状態および前記紙製容器の貼付け箇所がめくれて前記裏層材が露出する状態の少なくとも一方を前記紙製容器の異常と検出する請求項1から請求項3に記載の製品検査装置。
- 前記設定部は、前記紙製容器における紙素材の表層材の表面がすれてより下層の裏層材が露出する状態を示す第1の閾値および前記紙製容器の貼付け箇所がめくれて前記裏層材が露出する状態を示す第2の閾値の少なくとも一方を設定し、
前記検出部は、前記第1の閾値および第2の閾値に基づいて前記紙製容器の異常を検出する請求項3に記載の製品検査装置。 - 前記製品は、紙製容器としてのボックスティシュ、ボックスタオル、又はボックス入りワイパーを前記包装フィルムで包装してなるものである請求項1から5のいずれか1項に記載の製品検査装置。
- 蛍光性成分の含有量の異なる裏層材と表層材とを積層した紙素材を用いて容器状に貼り付けて構成された紙製容器と、該紙製容器を包装する包装フィルムとで構成された製品の前記紙製容器の異常を検査する製品の検査方法であって、
前記製品に対して紫外線を照射して前記紙製容器の前記紙素材が含有する蛍光性成分からの蛍光反射光を受光し、
前記受光した蛍光反射光に基づき前記紙製容器の紙素材の表層材と裏層材とにおける蛍光性成分の含有量の違いから前記紙製容器の異常を検出する、
ことを特徴とする製品の検査方法。
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