JP6805484B2 - ずれ検出装置及びずれ修正装置、並びにずれ検出方法及びずれ修正方法 - Google Patents
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また、本発明のずれ修正方法は、製袋機における重ね合わされた二枚のフィルムの縁部のずれ修正方法において、上述のずれ検出方法により検出されたフィルム縁部のずれを前記二枚のフィルムのうちの一方又は双方のフィルムの流れ方向に直交する幅方向の位置を修正することにより修正する特徴とする。
本発明のずれ検出装置及び方法、並びに製袋機の第一実施形態を説明する。
ここでは、ずれ検出装置の説明に先立ち、図1〜図3を参照して、ずれ検出の対象例となる二枚のフィルムから製造される袋状容器(単に袋とも称する)と、その袋を製造する製袋機について説明する。
図1(i)及び図1(ii)に示す製造された袋状容器(袋)10は、平袋と呼ばれるものであって、矩形状の表側フィルム11と裏側フィルム12とが重ね合わされて、底側縁部にボトムシール13が施され、左右側縁部に一対のサイドシール14が施され、上部はシールされずに開口している。さらに、この袋10の四隅には面取り部16が形成され、側縁部には切欠17が形成されている。また、表側フィルム11の表面には、模式的に「F」と表示されたフロント印刷18が施され、裏側フィルム12の表面には、模式的に「b」と表示されたバック印刷19が施されている。
次に、図2及び図3を参照して、かかる袋10を製造する製袋機1を説明する。製袋機1(ここでは平袋三方製袋機)は、上流側から下流側へ順に配置された、供給手段2と、ボトムシール手段3と、サイドシール手段4と、切断手段5とを備えている。以下、これらの手段における製袋工程を簡単に説明する。
なお、図1(iii)及び図1(iv)中の二点鎖線は、予想切断線を示す。
次に、図4を参照して、ずれ検出装置を説明する。
図4は、製袋機に配置されたずれ検出装置6を示す斜視図である。図4では、図2及び図3に示した原反部フィードロール27の図示を省略する。図5は、製袋機1の上流側から見た上下フィルムの断面図及びずれ検出装置6の側面図である。
なお、図4では、第一撮像手段611と第二撮像手段612とが上下フィルムの搬送方向に互いにずらして配置してあるが、これら撮像手段は互いの光軸が一致するように配置してもよい。
第一バー照明手段621及び第二バー照明手段622は、ポリプロピレンやポリエステルなどの透明な材料で形成された透明又は半透明の上下フィルム921及び922を照明するのに主に使用される。
このように、フィルムの縁部の側方及び斜め上下方向から照明することにより、フィルム縁部を効果的に光らせることができる。そして、効果的に光った状態で撮像されたフィルムの縁部は、第一及び第二画像において、より明るく(白く)際立った線状の像となる。
なお、第一及び第二バー照明手段621及び622は、一体的に構成してもよい。
第一リング照明手段631及び第二リング照明手段632は、アルミニウム蒸着フィルムや、アルミニウム箔層を備えたフィルム、遮光インキ層を備えたフィルムのような遮光性材料を用いて形成された不透明な上下フィルム921及び922を照明するのに主に使用される。第一及び第二リング照明手段631及び632は、LEDが同心円状に配列されたリング形状の発光面を有し、これらの発光面は、第一及び第二撮像手段611及び612の周囲に、撮像手段の光軸と同軸状に配置されている。また、電源部64により、各照明手段に調光機能をもたせることができる。
制御部66は、ずれ検出手段として機能し、第一及び第二画像中で上下フィルムの縁部像を特定し、第一及び第二画像のうちの少なくとも一方の画像に、二つ(二本)の縁部像が存在するか否か判断する。画像中の縁部像の特定方法は特に限定されないが、画像処理等により所定の閾値以上の明るさ(白色濃度)を有する画素群を縁部像として特定してもよいし、画像中の明暗(白,灰色,黒の色の濃度)が急激に変化する画素群を縁部像として特定してもよい。そして、特定された縁部像が二つ存在していれば、上下フィルムの縁部に相対的なずれが発生していることになる。第一及び第二画像のいずれも縁部像が一つ(一本)しか存在しない場合は、相対的なずれは発生していない
また、制御部66は、上下フィルムのうち相対的に外側(図5において、左側)にずれているフィルムを特定する。
したがって、不透明なフィルムの場合には、縁部像が二つ存在する画像を撮像した撮像手段からみて奥側のフィルムが手前側のフィルムよりも外側にずれていると容易に判断され、二つの縁部像が第一撮像手段611の撮像画像に存在する場合は下フィルムが外側にずれていて、第二撮像手段612の撮像画像に存在する場合は上フィルムが外側にずれている。また、第一及び第二画像のうちの一方の画像には、縁部像が二本表示されているが、他方の画像には、縁部像が一本しか表示されない場合、又は、他方の画像において内側縁部像の抽出が困難な場合においても、同様に判断可能である。
図6は、図5に示す上下フィルムを、第一撮像手段611によって上側から撮像して生成した第一画像を示す(図6の上側は製袋機1の下流側、下側は上流側である)。また、図7は、図5に示す上下フィルムを、第二撮像手段612によって下側から撮像して生成した第二画像を示す(図7の上側は製袋機1の上流側、下側は下流側である)。
図8は、製袋機1の上流側から見た、下フィルム922の縁部952が上フィルム921の縁部951よりも外側にずれている上下フィルム921及び922の断面図及びずれ検出装置6の側面図である。図9は、図8に示す上下フィルム921及び922を、第一撮像手段611によって上側から撮像して生成した第一画像を示す(図9の上側は製袋機1の下流側、下側は上流側である)。また、図10は、図8に示す上下フィルム921及び922を、第二撮像手段612によって下側から撮像して生成した第二画像を示す(図10の上側は製袋機1の上流側、下側は下流側である)。
図11は、製袋機1の上流側から見た、上フィルム921の縁部951が下フィルム922の縁部952よりも外側にずれている上下フィルム921及び922の断面図及びずれ検出装置6の側面図である。図12は、図11に示す上下フィルム921及び922を、第一撮像手段611によって上側から撮像して生成した第一画像を示す(図12の上側は製袋機1の下流側、下側は上流側である)。また、図13は、図11に示す上下フィルム921及び922を、第二撮像手段612によって下側から撮像して生成した第二画像を示す(図13の上側は製袋機1の上流側、下側は下流側である)。
このように、フィルムのずれの位置関係(ずれ方)を特定することにより、フィルムのずれ修正が可能となる。
次に、ずれ修正について説明する。
本実施形態における製袋機1には、ずれ検出装置6と、更にずれ修正手段を備えている。ずれ量修正手段は、制御部66に加えて、傾斜制御部69と回動手段261とを有する。
図15は上下フィルムの平面図である。図15に示す上フィルム921は蛇行あるいは斜行して、下フィルム922に対し、縁部が+Y方向(上フィルム921を平面視したときに、流れ方向に対して右方向)にずれている。このずれを修正するため、傾斜制御部69は、ステッピングモータなどの回動手段261を制御して、図14に示す耳合わせロール26の−Y方向側を所定の回動量だけ下げるように、回転軸を傾ける。これにより、上フィルム921の−Y方向側の部分と耳合わせロール26の摩擦抵抗が+Y方向側の部分における摩擦抵抗より大きくなり、上フィルム921が−Y方向側に移動する。その結果、上フィルム921の+Y方向への蛇行が−Y方向側に修正され、上下フィルムの縁部の相対的なずれが修正される。
次に、図16〜図18のフローチャートを参照して、本発明の実施形態によるずれ検出方法及びずれ修正方法を説明する。
制御部66は、第一撮像手段611から画像入力部65を介して第一画像のデータを取得し(S20)、第二撮像手段612から画像入力部65を介して第二画像のデータを取得する(S21)。
なお、この段階では、画像中の各縁部像が上下フィルムいずれの縁部像であるのかは特定されていない。
傾斜制御部69は、制御部66からずれ量、及び上下どちらのフィルムが外側にずれているかの情報を受け取ると、このずれ量、及び外側にあるフィルムの情報に基づいて、耳合わせロール26の(上下各々、またはいずれか一方の)回動量、及び回動の向き(+/−)を決定し(S40)、決定した回動量だけ耳合わせロール26を傾斜させる(S41)。これにより、上下フィルム921及び922の縁部のずれが修正される(S42)。
本実施形態のようにずれ検出装置を製袋機に設ければ、製袋機の信頼性の向上、製造される袋状容器の品質向上、及び袋の歩留まりの向上を図ることができる。
なお、不透明な上下フィルム921及び922を使用した場合は、以下の点を変更する。
図16のフローチャートにおける第一バー照明手段621による照明(S10)では、第一リング照明手段631により不透明な上フィルム921を照明する。また、第二バー照明手段622による照明(S12)では、第二リング照明手段632により不透明な下フィルム921を照明する。このときの工程S10,S12において、第一バー照明手段621及び第二バー照明手段による照明は適宜省略してもよい。
そして、図17のフローチャートにおいて、第一及び第二画像に離間した二つの縁部像が存在するか否かを判断する際(S24)、第一及び第二画像のいずれか一方のみに離間した二つの縁部像が存在するか否かを判断する。そして、第一及び第二画像のどちらも二つの縁部が存在しない場合(No)、上下フィルムの縁部に相対的なずれが発生していないと判断し(S25)、ずれ検出処理を終了する。また、第一及び第二画像のいずれか一方にのみ二つの縁部が存在する場合(Yes)、内側縁部とその明るさの特定(S26,27)を省略し、第一画像の内側縁部の方が明るいかの判定(S28)の変わりに、第一画像に二つの縁部像が存在するかどうかを判定する。そして存在する場合(Yes)は下フィルム922が外側にずれ(S29)、存在しない場合(No)は上フィルム921が外側にずれている(S30)と判断する。なお、判断S24で第一及び第二画像の両方に二つの縁部が存在する場合、撮像手段の不具合や、透明フィルムを誤使用していることなどが考えられるため、必要に応じて装置を停止するなどのエラー処理を行うと好ましい。
以上、不透明な上下フィルムを使用した場合の、透明又は半透明の上下フィルムと異なる点を説明したが、それ以外は透明又は半透明の上下フィルムと同様である。
次に、本発明の第二実施形態を説明する。
第二実施形態のずれ検出装置の実質的な構成は、図4に示した第一実施形態のものと同じであるが、第二実施形態では、ずれ検出装置が上下フィルムのうち外側にずれているフィルムを特定する処理方法、即ち、ずれ検出方法のずれ方の判断処理が異なっている。
第二実施形態においても、制御部66が、画像中に二つの縁部像が存在するか否かを判断するステップ(S24)までは、第一実施形態と同じである。
なお、明るさ(白色濃度)の差の判断に使用する所定の閾値は、好適な値を実験的に求めて設定するとよい。
次に、本発明による第三実施形態を説明する。 本実施形態では、第一及び第二撮像手段611及び612の配置が、第一実施形態のものと異なっている。
図22に示すように、第一及び第二撮像手段611及び612は、上下フィルムの法線に対し光軸を傾けて配置されている。具体的には、上下フィルム921及び922の縁部951及び952付近を通る第一及び第二撮像手段611及び612それぞれの光軸が、上下のフィルムの表面の法線に対して、側方に配置された第一バー照明手段621,第二バー照明622と反対側へそれぞれ傾斜するように、第一及び第二撮像手段611及び612が配置されている。
例えば、第一実施形態において、明るい内側縁部が撮像された撮像手段の奥側のフィルムが外側にずれていると判断したが、撮像手段の手前側のフィルムが内側にずれていると判断してもよい。また、暗い内側縁部が撮像された撮像手段の手前側のフィルムが外側にずれていると判断してもよい。(すなわち、縁部のような所定の像の明暗関係と、フィルムのずれの位置関係は、正しい限り適宜設定してよい。)
また、第二実施形態において、第二エリアと第三エリアの明るさの差を閾値と比較したが、第二エリアの明るさを直接、別の所定の閾値と比較してもよい。
また、縁部像の間隔の計測値に対応して二枚のフィルムのずれを修正できる場合は、ずれ量(現実の寸法)の算出は、不要である。また、ずれ修正手段も本実施形態に限らず、公知のずれ修正手段を使ってもよい。
また、第一及び第二バー照明手段はLEDに限らず、直管型等の蛍光灯や、マトリクス状に配列された通常の(LED以外の)電球等でもよく、その際は、青色の蛍光灯や電球を用いると、より好ましい。
また、第一及び第二リング照明手段もLEDに限らず、丸型(円形)蛍光灯や、同心円状に配列された通常の(LED以外の)電球を、第一及び第二撮像手段の周囲に、撮像手段の光軸と同軸状に配置してもよい。
2 供給手段
3 ボトムシール手段
4 サイドシール手段
6 ずれ検出装置
10 袋
26 耳合わせロール
66 制御部
69 傾斜制御部
91 フィルム
261 回動手段
611 第一撮像手段
612 第二撮像手段
621 第一バー照明手段
622 第二バー照明手段
631 第一リング照明手段
632 第二リング照明手段
921 上フィルム
922 下フィルム
931 上フィルムの側面
932 下フィルムの側面
941 上フィルムの表面
942 下フィルムの表面
951 上フィルムの縁部
952 下フィルムの縁部)
Claims (11)
- 重ね合わされた二枚のフィルムの縁部のずれを検出するずれ検出装置であって、
前記二枚のフィルムに光を照射する照明手段と、
前記二枚のフィルムのうちの一方のフィルムの表面側から前記二枚のフィルムの縁部を撮像して第一画像を生成する第一撮像手段と、
前記二枚のフィルムのうちの他方のフィルムの表面側から前記縁部を撮像して第二画像を生成する第二撮像手段と、
前記第一及び第二画像に基づいて前記二枚のフィルムの縁部の相対的なずれを検出する検出手段とを備え、
前記検出手段は、
前記第一及び第二画像中の前記二枚のフィルムの縁部像を特定し、
前記第一及び第二画像のうちの少なくとも一方の画像に、二つの縁部像が存在するか否か判断し、
前記照明手段は、前記二枚のフィルムの縁部を前記二枚のフィルムの表面と平行な方向から照明するとともに、前記二枚のフィルムの一方又は双方の表面を斜め方向から照明するように前記二枚のフィルムの縁部に対向して配置されている
ことを特徴とするずれ検出装置。 - 前記照明手段から照射される光のピーク波長が、400nm〜500nmである
ことを特徴とする請求項1に記載のずれ検出装置。 - 前記第一及び第二撮像手段は、前記二枚のフィルムの縁部付近を通る前記第一及び第二撮像手段それぞれの光軸が前記二枚のフィルム表面の法線に対し、前記フィルムの縁部に対向して配置された照明手段と反対側へそれぞれ傾斜するように配置されている
ことを特徴とする請求項1に記載のずれ検出装置。 - 前記検出手段は、前記第一及び第二画像のいずれか一方のみにおいて前記二つの縁部像が存在すると判断した際、二つの縁部像が存在すると判断した画像の撮像手段から見て奥側のフィルム縁部が、手前側のフィルムの縁部よりも外側にずれていると判断することを特徴とする、
請求項1〜3のいずれかに記載のずれ検出装置。 - 前記検出手段は、
前記第一及び第二画像それぞれにおいて前記二つの縁部像が存在すると判断した際、
前記第一画像中の前記二つの縁部像のうち他の縁部像よりも前記二枚のフィルムの中央側に位置する内側縁部像の明るさと、前記第二画像中の前記二つの縁部像のうち他の縁部像よりも前記二枚のフィルムの中央側に位置する内側縁部像の明るさとを比較し、
前記第一及び第二画像のうち、より明るい前記内側縁部像が表れている画像を選択し、
選択された画像を撮像した撮像手段から見て奥側のフィルムの縁部が、手前側のフィルムの縁部よりも外側にずれていると判断する
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のずれ検出装置。 - 前記検出手段は、
前記第一及び第二画像それぞれにおいて前記二つの縁部像が存在すると判断した際、
前記一方の画像を、前記二つの縁部像を境界とする三つのエリアに区分けし、前記三つのエリアそれぞれの明るさを特定し、
前記三つのエリアのうち、最も明るいエリアの明るさと、次に明るいエリアの明るさとの差が、所定の閾値以上のときに、前記一方の画像を撮像した撮像手段から見て奥側のフィルムの縁部が、手前側のフィルムの縁部よりも外側にずれていると判断し、
前記差が所定の閾値未満のときに、前記一方の画像を撮像した撮像手段から見て手前側のフィルムの縁部が、奥側のフィルムの縁部よりも外側にずれていると判断する
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のずれ検出装置。 - 前記検出手段は、前記二つの縁部像が存在すると判断した際、
前記一方の画像における前記二つの縁部像の間隔を計測し、計測した前記間隔に基づいて前記二枚のフィルムの縁部のずれ量を決定する
ことを特徴とする請求項4〜6のいずれかに記載のずれ検出装置。 - 製袋機において重ね合わされた二枚のフィルムの縁部のずれを修正するずれ修正装置において、
請求項7に記載のずれ検出装置により決定された前記ずれの量、及び二枚のフィルムのずれの位置関係に基づいて、前記二枚のフィルムのうちの一方又は双方のフィルムの流れ方向に直交する幅方向の位置を修正する修正手段を更に備えることを特徴とする、ずれ修正装置。 - 前記修正手段は、
製袋機において前記二枚のフィルムをガイドするロール部材の回転軸を傾斜させる回動部と、
決定された前記ずれの量に基づいて、前記回動部による前記回転軸の回動量を制御する傾斜制御部とを備える
ことを特徴とする請求項8記載のずれ修正装置。 - 重ね合わせた二枚のフィルムの縁部の相対的なずれを検出するずれ検出方法であって、
照明手段によって前記二枚のフィルムに光を照射する照明工程と、
前記二枚のフィルムのうちの一方のフィルムの表面側から前記二枚のフィルムの縁部を撮像して第一画像を生成する第一撮像工程と、
前記二枚のフィルムのうちの他方のフィルムの表面側から前記縁部を撮像して第二画像を生成する第二撮像工程と、
前記第一及び第二画像に基づいて前記二枚のフィルムの縁部のずれを検出する検出工程とを有し、
前記検出工程は、
前記第一及び第二画像中の前記二枚のフィルムの縁部像を特定するステップと、
前記第一及び第二画像のうちの少なくとも一方の画像に、二つの縁部像が存在するか否か判断するステップとを有し、
前記照明工程において、前記二枚のフィルムの縁部を前記二枚のフィルムの表面と平行な方向から照明するとともに、前記二枚のフィルムの一方又は双方の表面を斜め方向から照明するように、前記照明手段を前記二枚のフィルムの縁部に対向して配置する
ことを特徴とするずれ検出方法。 - 製袋機における重ね合わされた二枚のフィルムの縁部のずれ修正方法において、
請求項10に記載のずれ検出方法により検出されたフィルム縁部のずれを前記二枚のフィルムのうちの一方又は双方のフィルムの流れ方向に直交する幅方向の位置を修正することにより修正することを特徴とする、ずれ修正方法。
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