JP7330524B2 - 紙製品検査装置、および紙製品加工システム - Google Patents

Description

本発明は、紙製品検査装置および紙製品加工システムに関する。さらに詳しくは、紙製品の欠陥を精度よく検出することが可能な紙製品検査装置および紙製品加工システムに関する。

段ボール製造ラインにおける画像検査装置は、段ボール上の欠陥を、画像上の異常部分として検知する。そして、その欠陥について致命度が高いと、その段ボールは製造ラインから除去される。この段ボールの製造ラインでは、段ボールは高速で製造されて、それに対する検査も高速で行われることが求められている。そのためこの検査では、欠陥の致命度が高いもの、すなわちあらかじめ定められた基準を超える欠陥を有するものについては、検査装置を通過した直後等に、欠陥がある段ボールであると目視でわかるように、インキを吹きかけるなどの措置を取り、その後、このインキを吹きかけられた段ボールが生産ラインから排除される。

ここで、段ボール製造ラインでは、空中に浮遊している紙粉または糊カスなどが検査用のラインセンサカメラの視野部分に映り込み、画像上の異常部分として検知されることがある。すなわち、この場合は画像上に異常部分はあるが、実際の段ボールには欠陥がない。そのため、欠陥がない製品にインキが吹きかけられるなどの処置がされ、段ボールの製造者は、欠陥がない製品を廃棄せざるを得ない。

上記の問題に関して、特許文献１の技術が開示されている。特許文献１では、判定手段が、複数のラインセンサカメラにより取得された２以上の同じ印刷面の画像情報を比較して、同じ位置に画像上の異常部分がない場合は、その異常部分は紙粉による異常部分であり、段ボール上の欠陥でないと判断して、その異常部分を段ボールの欠陥の候補から除外する。

特開２０２０－１８３８８９号公報

特許文献１では、ラインセンサカメラが段ボールの流れ方向に２つ設けられ、段ボールと浮遊物との速度差があることにより初めて浮遊物による異常部分が検知できる。そのため、段ボールと浮遊物にほとんど速度差がない場合、浮遊物による異常部分であると判断することができないという問題がある。またこれを避ける方法としては、２つのラインセンサカメラの距離を流れ方向に対して離すことが考えらえるが、その場合、２つのラインセンサカメラの間に、実際の欠陥が発生した場合、それを浮遊物による異常部分と誤って判断するという問題がある。
加えて、特許文献１の構成では、２以上の画像情報を取得する必要があるために、複数組のラインセンサカメラが設けられる必要がある。このため検査装置が大型化するとともに、製造コストが高くなるという問題がある。
さらに、従来は一組のラインセンサカメラのみが設けられていた構成に対し、特許文献１の構成では複数組のラインセンサカメラを設ける必要がある。このため特許文献１の構成を実現するためには、装置全体のハード面を大きく変更する必要があった。すなわち、浮遊物による異常部分であると判断する機能を追加するために、従来の装置を特許文献１に記載の新しい装置に置き換えるか、大幅な改造を施すことが必要となるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑み、浮遊物による異常部分を、より確実に判断することができるとともに、装置の大型化およびコストの増大を抑制し、さらに従来の設備に簡易に追加することが可能となる紙製品検査装置および紙製品加工システムを提供することを目的とする。

第１発明の紙製品検査装置は、搬送される紙製品の移動量を測定する移動量測定装置と、前記紙製品の品質を検査するためのラインセンサカメラと、前記移動量測定装置および前記ラインセンサカメラに接続している制御装置と、該制御装置に接続し、前記紙製品のマスタ画像を記憶している記憶装置と、を備え、該制御装置は、前記ラインセンサカメラにより取得された画像と、前記移動量と、を用いて前記紙製品の逐次画像を作成し、前記紙製品のマスタ画像と比較して、前記逐次画像に現れた異常部分を抽出し、前記異常部分の縦横比、またはコントラストについてあらかじめ定められた閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断することを特徴とする。
第２発明の紙製品検査装置は、搬送される紙製品の移動量を測定する移動量測定装置と、前記紙製品の品質を検査するためのラインセンサカメラと、前記移動量測定装置および前記ラインセンサカメラに接続している制御装置と、該制御装置に接続し、前記紙製品のマスタ画像を記憶している記憶装置と、を備え、前記ラインセンサカメラが、可視光領域を赤の色信号で検出するＲラインセンサカメラ、可視光領域を緑の色信号で検出するＧラインセンサカメラ、可視光領域を青の色信号で検出するＢラインセンサカメラを、それぞれの長手方向の軸心が等間隔で並列するように、かつ前記紙製品に対していずれも平行であるように配置されたＲＧＢラインセンサカメラであり、該制御装置は、前記ラインセンサカメラにより取得された画像と、前記移動量と、を用いて前記紙製品の逐次画像を作成し、前記紙製品のマスタ画像と比較して、前記逐次画像に現れた異常部分を抽出し、
前記異常部分の色についてあらかじめ定められた閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断することを特徴とする。
第３発明の紙製品検査装置は、第２発明において、前記浮遊物による異常部分が、複数色が順次出現するカラーパターンであることを特徴とする。
第４発明の紙製品検査装置は、第１発明から第３発明のいずれかにおいて、前記逐次画像の作成のためのラインセンサカメラが１台のみであることを特徴とする。
第５ 発明の紙製品加工システムは、請求項１から４のいずれかに記載の紙製品検査装置と、前記紙製品検査装置からの信号に基づいて、欠陥のある前記紙製品を生産ラインから除去する除去装置と、を含むことを特徴とする。

第１発明によれば、制御装置が、逐次画像に現れた異常部分の縦横比、またはコントラストの閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断することにより、紙製品の動作速度と、浮遊物の動作速度との差が小さい場合でも、制御装置は、より確実に浮遊物による異常部分であると判断できる。また、逐次画像を作成するためのラインセンサカメラは、最低一組のみが必要とされるので、検査装置全体の大型化、コストの増大を抑制することができる。また、一組のラインセンサカメラは、従来の検査装置にすでに設けられているので、ソフト面を改造するだけで浮遊物による異常部分であると判断できる新たな機能を追加できる。すなわち、ハード面の改造なしに、新たな機能を追加できる。
第２発明によれば、ラインセンサカメラが、ＲＧＢラインセンサカメラであり、制御装置は、異常部分の色に関して閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断することにより、浮遊物による異常部分であるとの判断が最も容易にできる閾値を用いているので、その判断の精度を上げることができる。
第３発明によれば、浮遊物による異常部分が、複数色が順次出現するカラーパターンであることにより、複数色に関して閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断するので、さらにその判断の精度を上げることができる。
第４発明によれば、逐次画像の作成のためのラインセンサカメラが１台のみであることにより、検査装置全体の大型化、コストの増大を抑制することができる。また、一組のラインセンサカメラは、従来の検査装置にすでに設けられているので、ソフト面を改造するだけで浮遊物による異常部分であると判断できる新たな機能を追加できる。すなわち、ハード面の改造なしに、新たな機能を追加できる。
第５発明によれば、紙製品加工システムが第１発明から第４発明のいずれかの紙製品検査装置と、そこからの信号に基づいて欠陥のある紙製品を生産ラインから除去する除去装置とを含んでいることにより、浮遊物による異常部分は欠陥ではないので、この紙製品加工システムは、浮遊物による異常部分により間違って廃棄される紙製品の数を抑制できる。これにより製造の歩留まりを上げることができる。

本発明の第１実施形態に係る紙製品検査装置の異常部分に対する判断手法の説明図である。（Ａ）は、紙製品上に浮遊物が浮遊している状態の説明図、（Ｂ）は、その紙製品の逐次画像の説明図である。 図１の紙製品検査装置の側面方向からの概略構成図である。 図１の紙製品検査装置の制御構成図である。 図１の紙製品検査装置における逐次画像の作成方法の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る紙製品検査装置の動作フロー図である。 本発明の第２実施形態に係る紙製品検査装置の異常部分に対する判断手法の説明図である。（Ａ）は、紙製品上に浮遊物が浮遊している状態の説明図、（Ｂ）は、その紙製品の逐次画像の説明図である。 本発明の第３実施形態に係る紙製品検査装置の異常部分に対する判断手法の説明図である。（Ａ）は、紙製品上に浮遊物が浮遊している状態の説明図、（Ｂ）は、その紙製品の逐次画像の説明図である。

つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための紙製品検査装置および紙製品加工システムを例示するものであって、本発明は紙製品検査装置および紙製品加工システム以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、本明細書において、「欠陥」とは、紙製品上に現実に存在するものである。この致命度が高い場合、その「欠陥」を有する紙製品は生産ラインから除外される必要がある。これに対し「異常部分」は制御装置１１において作成された逐次画像において、マスタ画像と異なる部分を意味する。すなわち「異常部分」には、「欠陥による異常部分」と、「浮遊物による異常部分」と、が含まれる。

＜第１実施形態＞
（紙製品検査装置１０の構成）
図２には、本発明の第１実施形態に係る紙製品検査装置１０の概略構成図を示す。図２は紙製品検査装置１０の側面方向からの概略図であり、紙製品検査装置１０の主要部材以外は省略している。また図２では、被検査対象である紙製品の一つである段ボール２０が、矢印の向きに搬送される。紙製品検査装置１０は、この搬送中の段ボール２０の表面の検査を行う装置である。

図２に示すように、本実施形態の紙製品検査装置１０は、搬送される紙製品の移動量を測定する移動量測定装置１４と、紙製品の品質を検査するＲＧＢラインセンサカメラ１２と、移動量測定装置１４およびＲＧＢラインセンサカメラ１２と電気的に接続している制御装置１１と、を備えている。図２では、移動量測定装置１４と制御装置１１とを結ぶ実線、およびＲＧＢラインセンサカメラ１２と制御装置１１とを結ぶ実線は、電気的に接続していることを示している。ＲＧＢラインセンサカメラ１２と段ボール２０とを結ぶ一点鎖線は、ＲＧＢラインセンサカメラ１２に入射する光線を示している。

被検査対象である紙製品は、例えば段ボール２０である。ただしこれに限定されない。紙製品は、模様のあるもの、無地であるものの両方を含む。紙製品検査装置１０は、この段ボール２０の表面にある欠陥の有無を検査する。表面にある欠陥とは、段ボール２０の表面に付着した汚れであったり、へこみであったりする。この欠陥の致命度が高い場合、その欠陥のある段ボール２０は、生産ラインから取り除かれる。

段ボール２０は、段ボール２０の進行方向に垂直に並べられた複数の被動ローラ１６の上を移動する。段ボール２０は、例えば段ボール２０を挟み込むように設けられた一対の駆動ローラ１３により、あらかじめ定められた一定速度で移動する。

紙製品の移動量を測定する移動量測定装置１４は、例えば駆動ローラ１３内に設けられたエンコーダである。ただし移動量測定装置１４は、駆動ローラ１３に設けられたエンコーダに限定されない。例えばエンコーダに替えてポテンショメータを用いることも可能である。また、移動量測定装置１４は、段ボール２０の移動に伴い回転する回転子を設け、そこにエンコーダを備える構成とすることも可能である。

本実施形態の紙製品検査装置１０は、ＲＧＢラインセンサカメラ１２を有している。ＲＧＢラインセンサカメラ１２とは、可視光領域を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色信号に分けて検出できるラインセンサカメラである。本実施形態では、それぞれの領域を担当するラインセンサカメラが３本設けられ、これらのラインセンサカメラはその長手方向が図２の奥行き方向となるように配置されている。また３本のラインセンサカメラは、被検査対象である段ボール２０に平行になるように、図２の左右方向に並んで配置されている。ＲＧＢラインセンサカメラ１２の長手方向の長さは、被検査対象の大きさにより異なるが、図２の被検査対象の奥行き方向が一度に測定できる長さであることが好ましい。

なお、本実施形態の紙製品検査装置１０では、紙製品のカラー画像を取得するためＲＧＢラインセンサカメラ１２が設けられたが、白黒画像を取得する場合、白黒画像を取得できるラインセンサカメラであれば問題ない。

紙製品検査装置１０は、段ボール２０の表面の明るさを確保するための照明１５を備えている。本実施形態ではこの照明１５はＬＥＤにより構成されている。ただし、特にＬＥＤに限定されるわけではなく、蛍光灯、白熱灯などでも問題ない。

図３には、本実施形態の紙製品検査装置１０の制御構成図を示す。制御装置１１の左側には、制御装置１１への入力信号を主に発信する機器が描かれ、制御装置１１の右側には、制御装置１１からの出力した信号を主に受信する機器が描かれている。本実施形態の紙製品検査装置１０は、制御装置１１を備えている。この制御装置１１は、例えばコンピュータであり、ＣＰＵ、メモリ、入出力機器、および記憶装置１１ａなどを備えている。制御装置１１には、移動量測定装置１４から紙製品の移動量の信号が入力される。制御装置１１には、ＲＧＢラインセンサカメラ１２からの画像の信号が入力される。ＲＧＢラインセンサカメラ１２は３本のラインセンサカメラから構成されており、それぞれのラインセンサカメラから画像の信号が入力される。また制御装置１１は、照明１５と電気的に接続され、制御装置１１の出力信号により照明１５の入り切りが行われる。

図４には、本実施形態の紙製品検査装置１０の逐次画像の作成方法の説明図を示す。具体的に図４は、ＲＧＢラインセンサカメラ１２の３本のラインセンサカメラを上から見た平面図である。ＲＧＢラインセンサカメラ１２は、例えばＲラインセンサカメラ１２ａ、Ｇラインセンサカメラ１２ｂ、Ｂラインセンサカメラ１２ｃの３本のラインセンサカメラを含んで構成される。各ラインセンサカメラが、図４に示すように、あらかじめ定められた間隔Ｌを有して平行に配置される。例えば本実施形態では、紙製品は図４の紙面において上から下へ、すなわちＲラインセンサカメラ１２ａ側からＢラインセンサカメラ１２ｃ側に流れる。

制御装置１１からの指令により、ＲＧＢラインセンサカメラ１２の各ラインセンサカメラは、あらかじめ定められた時間ごとに段ボール２０の画像信号を制御装置１１へ送信する。ここでＲＧＢラインセンサカメラ１２の各ラインセンサカメラは段ボール２０の表面の画像データを、各ラインセンサカメラの位置で計測するため、同じ時間に各ラインセンサカメラでとらえたデータは、ラインセンサカメラ間の間隔Ｌだけずれている。このため制御装置１１は、移動量測定装置１４で得られた移動量のデータを用いて、各ラインセンサカメラで得られたデータを、段ボール２０の表面の同じ位置のデータとなるように調整したうえで、３つのラインセンサカメラの画像データを重ね合わせることで逐次画像を作成する。本実施形態では、時間Ｔ１のときにＲラインセンサカメラ１２ａで得られた画像データは、時間Ｔ１からあらかじめ定められた時間ｔだけ経過したＴ２のときにＧラインセンサカメラ１２ｂで得られた画像データ、および時間Ｔ１からあらかじめ定められた時間ｔの２倍経過したＴ３のときにＢラインセンサカメラ１２ｃで得られた画像データと重ね合わされ、逐次画像が作成される。

なおラインセンサカメラが、白黒画像を取得する場合、ＲＧＢラインセンサカメラ１２の場合と異なり、ラインセンサカメラが取り込んだ画像がそのまま逐次画像となる。

（紙製品加工システムの構成）
図２を用いて、本実施形態に係る紙製品検査装置１０を含む紙製品加工システムを説明する。図２に示すように、紙製品加工システムは、少なくとも紙製品検査装置１０と、紙製品検査装置１０の後段において、「欠陥」のある紙製品を生産ラインから除去する除去装置１７とを含んで構成される。ここで「後段」とは、紙製品の製造ラインにおいて、紙製品検査装置１０の工程の時間的に後であることを意味する。また、紙製品加工システムは、例えば、紙製品検査装置１０の前段、すなわち紙製品検査装置１０の工程の時間的に前に印刷機１８を有する場合もある。なお図示していないが、本実施形態に係る紙製品検査装置１０と除去装置１７との間には、紙製品検査装置１０が、致命度が高いと判断した場合に、その「欠陥」を有する紙製品にインキで印をつける装置が配置される場合がある。

（紙製品検査装置１０の動作フロー）
図５には本実施形態に係る紙製品検査装置１０の動作フロー図を示す。また図１には、本実施形態に係る紙製品検査装置１０の「異常部分」に対する判断手法の説明図を示す。この動作フロー図は、紙製品１枚ごとに行われる動作を表したものである。

上記の動作フローに至る前に、紙製品検査装置１０の使用者は、被検査対象である段ボール２０の表面のマスタ画像の情報を制御装置１１の記憶装置１１ａに記憶させる。

ステップ０１（以下、ステップ０１をＳ０１のように記載する）において、制御装置１１は、移動量測定装置１４からの移動量のデータと、ＲＧＢラインセンサカメラ１２からの画像データと、を用いて段ボール２０の逐次画像を作成する。

Ｓ０２において制御装置１１は、Ｓ０１で作成された逐次画像と、段ボール２０のマスタ画像とを用いて、その差分を抽出する。制御装置１１は、差がある部分を「異常部分」として認識する。

Ｓ０３において制御装置１１は、Ｓ０２で「異常部分」の画像を二値化する。

Ｓ０４において制御装置１１は、Ｓ０３において二値化された画像から、段ボール２０の表面の「欠陥」の候補、すなわち「異常部分」の確定をする。

Ｓ０５において制御装置１１は、確定された「異常部分」について、その「欠陥」の致命度が高いのか低いのかを判断する。致命度が高いのか低いのかは、制御装置１１が、記憶装置１１ａ内にあらかじめ記憶させられていた閾値を用いて、その閾値を超えるかどうかにより判断する。すなわち制御装置１１は、あらかじめ定められた閾値を超えるかどうかを判断する。

具体的な判断手法について図１を用いて説明する。図１は本実施形態に係る紙製品検査装置１０の「異常部分」に対する判断手法の説明図である。図１（Ａ）は、段ボール２０上に浮遊物が浮遊している状態を示し、図１（Ｂ）は、その段ボール２０の逐次画像を示している。図１（Ａ）の段ボール２０上に描かれた矢印は段ボール２０の進行方向を表している。

まず図１（Ａ）に白丸で表された白色の第１浮遊物Ｆ１について説明する。第１浮遊物Ｆ１は、点線矢印で示すように、段ボール２０とは逆方向に向けて浮遊するとする。ここで、第１浮遊物Ｆ１の動く速度と、段ボール２０の動作速度とは異なるため、段ボール２０の逐次画像において、第１浮遊物Ｆ１に対応する部分は、図１（Ｂ）で示すように、細長い第１異常部分Ｗ１として表される。

この細長い第１異常部分Ｗ１の色彩について説明する。第１浮遊物Ｆ１はまずＢラインセンサカメラ１２ｃの下を通過する。この際、Ｂラインセンサカメラ１２ｃの色彩レベルのみ大きくなるため、第１異常部分Ｗ１の、図１（Ｂ）の紙面におけるもっとも下側の部分は、青色の色彩が濃い画像となる。次に第１浮遊物Ｆ１は、Ｂラインセンサカメラ１２ｃとＧラインセンサカメラ１２ｂの間を通過するので、第１異常部分Ｗ１の該当部分は、Ｂラインセンサカメラ１２ｃとＧラインセンサカメラ１２ｂとの両方の色彩レベルが大きくなるため、水色の色彩の濃い画像となる。以下、第１浮遊物Ｆ１の移動に合わせて、白色、黄色、赤色の順に、図１（Ｂ）の第１異常部分Ｗ１は表される。この画像に対して、制御装置１１は、ある色のレベルが閾値を超えていれば、第１異常部分Ｗ１を「浮遊物による異常部分」と判断し、致命度が低いと判断する。ここで、ある色のレベルの取得方法については、特に限定されない。例えば、ＲＧＢ色空間から、ＹＵＶ色空間への変換と同様に、特定の色を抽出するための係数をかけて、ある色のレベルを抽出しても問題ない。また、Ｌａｂ色空間に変換し、ａ(赤／マゼンダまたは緑)方向成分や、ｂ(黄または青)方向成分から、ある色のレベルを抽出しても問題ない。ＨＳＶ色空間(色相、彩度、明度)、または、ＨＬＳ色空間(色相、彩度、輝度)に変換し、色相や彩度から、ある色のレベルを抽出することもできる。

次に図１（Ａ）に黒丸で表された黒色の第２浮遊物Ｆ２について説明する。第２浮遊物Ｆ２は、点線矢印で示すように、段ボール２０と同じ方向に向けて浮遊するとする。ここで、第２浮遊物Ｆ２の動く速度と、段ボール２０の動作速度とは異なるため、段ボール２０の逐次画像において、第２浮遊物Ｆ２に対応する部分も、第１異常部分Ｗ１と同じように、図１（Ｂ）で示すように、細長い第２異常部分Ｗ２として表される。ただし、第２浮遊物Ｆ２は段ボール２０と同じ方向に浮遊しているので、第１異常部分Ｗ１と比較すると第２異常部分Ｗ２の長手方向の長さは比較的短くなる。

この場合、第２浮遊物Ｆ２はまずＲラインセンサカメラ１２ａの下を通過する。この際第２浮遊物Ｆ２は黒色であるので、Ｒラインセンサカメラ１２ａの色彩レベルのみ小さくなり、第２異常部分Ｗ２の、図１（Ｂ）の紙面におけるもっとも下側の部分は、水色の色彩の濃い画像となる。次に第２浮遊物Ｆ２は、Ｒラインセンサカメラ１２ａとＧラインセンサカメラ１２ｂの間を通過するので、第２異常部分Ｗ２の該当部分は、Ｒラインセンサカメラ１２ａとＧラインセンサカメラ１２ｂとの両方の色彩レベルが小さくなるため青色の色彩の濃い画像となる。以下、第２浮遊物Ｆ２の移動に合わせて、黒色、赤色、黄色の順に図１（Ｂ）の第２異常部分Ｗ２は表される。致命度の判断は、例えば上記と同じように行われる。すなわち、第２異常部分Ｗ２に対応する部分の画像に対して、制御装置１１は、ある色のレベルが閾値を超えていれば、第２異常部分Ｗ２を「浮遊物による異常部分」と判断し、致命度が低いと判断する。

本実施形態では、図４に示すようにＲＧＢラインセンサカメラ１２の各ラインセンサカメラが配置されている。ここで、逐次画像は、これらのラインセンサカメラの画像データを、移動量測定装置１４の移動量に基づいて算出しており、段ボール２０上のシミなどの欠陥は、段ボール２０と同じ速度で動くので、逐次画像において実際の欠陥と同じカラー画像としてとらえることができる。しかし、紙製品検査装置１０内の浮遊物をＲＧＢラインセンサカメラ１２がとらえた場合、この浮遊物は段ボール２０と同じ速度で動くことはないため、この「浮遊物による異常部分」は、上記のように複数色が順次出現するカラーパターンとなる場合がある。このカラーパターンに対して、制御装置１１は、例えばあらかじめ定められた閾値を超える場合は、致命度が低いと判断し、超えない場合は致命度が高いと判断する。なお、制御装置１１が致命度の高低を判断する際、制御装置１１は「異常部分」の画像をモニターなどに映し出すことができる。

本実施形態では、「異常部分」のカラー画像のあらかじめ定められた色のレベルに関して制御装置１１が判断をする。そのレベルがあらかじめ定められた閾値を超えていれば、その「異常部分」は「浮遊物による異常部分」であると制御装置１１が判断し、致命度が低いと判断してＳ０７へ進む。また、制御装置１１は、致命度が高いと判断した場合は、制御装置１１はＳ０６へ進み、Ｓ０６において、段ボール２０の排出信号を出力する。そして、排出信号が出力されたことをＳ０７で記録する。

制御装置１１が、逐次画像に現れた「異常部分」の縦横比、コントラスト、色の少なくとも一つの閾値を超えたものを「浮遊物による異常部分」であると判断することにより、紙製品の動作速度と、浮遊物の動作速度との差が小さい場合でも、制御装置は、より確実に浮遊物による異常部分であると判断できる。また、逐次画像を作成するためのラインセンサカメラは、最低一組のみが必要とされるので、検査装置全体の大型化、コストの増大を抑制することができる。また、一組のラインセンサカメラは、従来の検査装置にすでに設けられているので、ソフト面を改造するだけで「浮遊物による異常部分」であると判断できる新たな機能を追加できる。すなわち、ハード面の改造なしに、新たな機能を追加できる。

ラインセンサカメラが、ＲＧＢラインセンサカメラ１２であり、制御装置１１は、「異常部分」の色に関して閾値を超えたものを「浮遊物による異常部分」であると判断することにより、「浮遊物による異常部分」であるとの判断が最も容易にできる閾値を用いているので、その判断の精度を上げることができる。

「浮遊物による異常部分」が、複数色が順次出現するカラーパターンであることにより、モニター等でその異常部分を目視で容易に確認できる。また、この画像に対して、制御装置１１は、ある色のレベルが閾値を超えていれば、第１異常部分Ｗ１を「浮遊物による異常部分」と判断し、致命度が低いと判断する。

なお本実施形態では、「浮遊物による異常部分」の、ある色のレベルについて閾値を設けたが、これに限定されない。例えば該当部分について、赤色等の色彩の占める割合の変化率の閾値を設けることもできる。

具体的に説明すると、第１浮遊物Ｆ１がＲラインセンサカメラ１２ａの下のみを通過する場合を考えると、「浮遊物による異常部分」は赤色の色彩の占める割合が高くなる。この際、赤色の色彩の占める割合が、この「浮遊物による異常部分」の周辺部に対して非常に高くなる。このように色彩の占める割合の変化率に対して閾値を設けることで、制御装置１１は、「浮遊物による異常部分」について致命度が低いと判断する。

＜第２実施形態＞
（紙製品検査装置１０の動作フロー）
図６には、本発明の第２実施形態に係る紙製品検査装置の「異常部分」に対する判断手法の説明図を示す。図６（Ａ）は、紙製品上に浮遊物が浮遊している状態の説明図であり、図６（Ｂ）はその紙製品の逐次画像の説明図である。

第１実施形態と第２実施形態との相違点は、動作フローのＳ０５において、具体的な判断手法が異なる点である。よって動作フローについて詳細に説明するとともに、他の部分の説明は省略する。

Ｓ０５において制御装置１１は、確定された「異常部分」について、その欠陥の致命度が高いのか低いのかを判断する。致命度が高いのか低いのかは、制御装置１１が、記憶装置１１ａ内にあらかじめ記憶させられていた閾値を用いて、その閾値を超えるかどうかにより判断する。

本実施形態の具体的な判断手法について図６を用いて説明する。図６（Ａ）の段ボール２０上に描かれた矢印は段ボール２０の進行方向を表している。またこの段ボール２０には、人の顔を模した第１デザインＤ１が描かれており、記憶装置１１ａ内にもこの第１デザインＤ１の画像が格納されている。

まず、図６（Ａ）の紙面において第１デザインＤ１の左側に表されている第１欠陥Ｒ１について説明する。この第１欠陥Ｒ１は段ボール２０上にある汚れなどである。この第１欠陥Ｒ１は、段ボール２０と一緒に動作する。そのため、マスタ画像と比較した際に、「異常部分」と判断される。この第１欠陥Ｒの形状は様々なものがあるが、図６ではほぼ円形状で表されている。図６（Ｂ）においても、この第１欠陥Ｒ１と同じ形状の第３異常部分Ｗ３が逐次画像に現れる。

次に図６（Ａ）の紙面において、第１デザインＤ１の右側に表されている第３浮遊物Ｆ３について説明する。この第３浮遊物Ｆ３は、たとえば図６（Ａ）に点線で示すように動作する。段ボール２０の送り速度は、第３浮遊物Ｆ３よりも速いため、第３浮遊物Ｆ３に対応する第４異常部分Ｗ４の形状は、図６（Ｂ）の第１デザインＤ１の右側で示すように、段ボール２０の送り方向に平行に長くなる。

第３浮遊物Ｆ３による第４異常部分Ｗ４は、このように第１欠陥Ｒ１による第３異常部分Ｗ３よりも、その形状が一方向に伸びる傾向がある。よって制御装置１１は、「異常部分」の縦横比を算出し、その縦横比が、例えば３以上の「異常部分」は、「浮遊物による異常部分」であると判断し、その段ボール２０の致命度は低いと判断する。ここで縦横比の縦は、例えば「異常部分」の形状において、最も長い長さを有する線分と定義し、横はその縦に対して９０度の角度を有する線分と定義することができる。また、縦をシートの流れる方向の長さとし、その線分が閾値以上、かつ、横をそれに９０度の角度を有する線分とし、その長さが閾値未満であるとすることもできる。なお、縦横比の定義は、これに限定されない。また、縦横比として、最も長い長さを有する線分と、この異常部分の面積とを取り上げることも可能である。

本実施形態では、縦横比について制御装置１１が判断をする。制御装置１１が、その「異常部分」の縦横比が、あらかじめ定められた閾値よりも大きい場合は、その「異常部分」は「浮遊物による異常部分」であると判断し、致命度が低いと判断してＳ０７へ進む。また、制御装置１１は、致命度が高いと判断した場合は、制御装置１１はＳ０６へ進み、Ｓ０６において、段ボール２０の排出信号を出力する。そして、排出信号が出力されたことをＳ０７で記録する。

＜第３実施形態＞
（紙製品検査装置１０の動作フロー）
図７には、本発明の第３実施形態に係る紙製品検査装置の異常分に対する判断手法の説明図を示す。図７（Ａ）は、紙製品上に浮遊物が浮遊している状態の説明図であり、図７（Ｂ）はその紙製品の逐次画像の説明図である。なお、図７（Ｂ）の紙面の下側に表されている２つのグラフは、図７（Ｂ）の太点線Ｅにおける状態を表した図であり、上側が映像レベルを表したグラフ、下側がその映像レベルの変化を強調処理したグラフである。

第１実施形態と第３実施形態との相違点は、動作フローのＳ０５において、具体的な判断手法が異なる点である。よって動作フローについて詳細に説明するとともに、他の部分の説明は省略する。

Ｓ０５において制御装置１１は、確定された「異常部分」について、その欠陥の致命度が高いのか低いのかを判断する。致命度が高いのか低いのかは、制御装置１１が、記憶装置１１ａ内にあらかじめ記憶させられていた閾値を用いて、その閾値を超えるかどうかにより判断する。

本実施形態の具体的な判断手法について図７を用いて説明する。図７（Ａ）の段ボール２０上に描かれた矢印は段ボール２０の進行方向を表している。またこの段ボール２０には、十字の第２デザインＤ２が描かれており、記憶装置１１ａ内にもこの第２デザインＤ２のマスタ画像が格納されている。

まず、図７（Ａ）の紙面において第２デザインＤ２の左側に表されている第２欠陥Ｒ２について説明する。この第２欠陥Ｒ２は段ボール２０上にある汚れなどである。この第２欠陥Ｒ２は、段ボール２０と一緒に動作する。そのため、マスタ画像と比較した際に、「異常部分」と判断される。この第２欠陥Ｒ２について図７（Ｂ）の映像レベルのグラフを確認する。「異常部分」の周辺は映像レベルが高く、「異常部分」の映像レベルが低く、「異常部分」とその周辺の映像レベルの差が大きいのがわかる。また映像レベルの変化の度合いが高いことが図７（Ｂ）の強調処理したレベルを見るとわかる。

次に図７（Ａ）の紙面において第２デザインＤ２の右側に表されている第４浮遊物Ｆ４について説明する。この第４浮遊物Ｆ４は例えば図７（Ａ）に点線で示すように動作する。この第４浮遊物Ｆ４が浮遊する高さは限定されない。しかしＲＧＢラインセンサカメラ１２のピントは、段ボール２０の上面に設定されていることから、第４浮遊物Ｆ４に対してはピントがずれる。そのため映像レベルのグラフからわかるように、第２欠陥Ｒ２のように「異常部分」とその周辺との映像レベルにおいて差がでにくい。また図７（Ｂ）の強調処理したレベルを見ると、映像レベルの変化の度合いが小さいことがわかる。

本実施形態では、この映像レベルの差があること、すなわち映像レベルのコントラストについて制御装置１１が判断をする。制御装置１１が、あらかじめ定められた閾値よりも映像レベルの差が小さい場合は、その「異常部分」は「浮遊物による異常部分」であるとは判断し、致命度が低いと判断してＳ０７へ進む。また制御装置１１は、致命度が高いと判断した場合は、制御装置はＳ０６へ進み、Ｓ０６において、段ボール２０の排出信号を出力する。そして、排出信号が出力されたことをＳ０７で記録する。

映像レベルのコントラストについて判断を行う場合、以下のような利点がある。ラインセンサカメラ１２でとらえた画像内で、紙製品の動作速度と浮遊物の動作速度が、ほぼ同じである場合、すなわち浮遊物が紙製品のかなり上方を浮遊していて、画像内ではそれらの動作速度がほぼ同じ場合は、従来は見かけの速度が同じであるため、浮遊物による異常部分であると制御装置１１が判断することは困難であったが、映像レベルのコントラストの閾値を用いる場合、紙製品の上方を浮遊する浮遊物は、ピントが合っていないので、図７（Ｂ）に示すように、制御装置１１は確実に浮遊物による異常部分であると判断することが可能となる。

＜その他＞
各実施形態において、縦横比、コントラスト、色のそれぞれについて、あらかじめ定められた閾値を用いて、制御装置１１が「浮遊物による異常部分」であると判断しているが、これらのパラメータは複数組み合わせて用いることも可能である。例えばコントラストと色との２つの閾値を用いて、いずれも満足する場合を「浮遊物による異常部分」と判断することも可能である。

１０ 紙製品検査装置
１１ 制御装置
１１ａ 記憶装置
１２ ＲＧＢラインセンサカメラ（ラインセンサカメラ）
１４ 移動量測定装置
１７ 除去装置

Claims (5)

1. 搬送される紙製品の移動量を測定する移動量測定装置と、
   前記紙製品の品質を検査するためのラインセンサカメラと、
   前記移動量測定装置および前記ラインセンサカメラに接続している制御装置と、
   該制御装置に接続し、前記紙製品のマスタ画像を記憶している記憶装置と、を備え、
   該制御装置は、
   前記ラインセンサカメラにより取得された画像と、前記移動量と、を用いて前記紙製品の逐次画像を作成し、
   前記紙製品のマスタ画像と比較して、前記逐次画像に現れた異常部分を抽出し、
   前記異常部分の縦横比、またはコントラストについてあらかじめ定められた閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断する、
   ことを特徴とする紙製品検査装置。
2. 搬送される紙製品の移動量を測定する移動量測定装置と、
   前記紙製品の品質を検査するためのラインセンサカメラと、
   前記移動量測定装置および前記ラインセンサカメラに接続している制御装置と、
   該制御装置に接続し、前記紙製品のマスタ画像を記憶している記憶装置と、を備え、
   前記ラインセンサカメラが、可視光領域を赤の色信号で検出するＲラインセンサカメラ、可視光領域を緑の色信号で検出するＧラインセンサカメラ、可視光領域を青の色信号で検出するＢラインセンサカメラを、それぞれの長手方向の軸心が等間隔で並列するように、かつ前記紙製品に対していずれも平行であるように配置されたＲＧＢラインセンサカメラであり、
   該制御装置は、
   前記ラインセンサカメラにより取得された画像と、前記移動量と、を用いて前記紙製品の逐次画像を作成し、
   前記紙製品のマスタ画像と比較して、前記逐次画像に現れた異常部分を抽出し、
   前記異常部分の色についてあらかじめ定められた閾値を超えたものを浮遊物による異常部分であると判断する、
   ことを特徴とする紙製品検査装置。
3. 前記浮遊物による異常部分が、複数色が順次出現するカラーパターンである、
   ことを特徴とする請求項２に記載の紙製品検査装置。
4. 前記逐次画像の作成のためのラインセンサカメラが１台のみである、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の紙製品検査装置。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の紙製品検査装置と、
   前記紙製品検査装置からの信号に基づいて、欠陥のある前記紙製品を生産ラインから除去する除去装置と、を含む、
   ことを特徴とする紙製品加工システム。