JPH1134187A

JPH1134187A - 製函用シート材の接合部判定方法及び製函用シート材の接合部判定装置

Info

Publication number: JPH1134187A
Application number: JP9189815A
Authority: JP
Inventors: Koji Hattori; 幸治服部; Yasuyuki Baba; 康之馬場; Yasunari Suzuki; 保成鈴木
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1997-07-15
Filing date: 1997-07-15
Publication date: 1999-02-09
Also published as: EP0892264A2; EP0892264B1; AU699711B1; DE69838773T2; DE69838773D1; EP0892264A3; US5993367A

Abstract

(57)【要約】【課題】両端部を互いに接合されたシート材からケー
スを連続的に組み立てる製函装置に関し、接合部の撮像
方法に工夫を凝らすことにより、接合部の判定を容易に
行なうことができるようにする。【解決手段】製函用シート材の接合部判定方法におい
て、まず、光源１０及び撮像手段１１がライン上を走行
するシート材１の接合部位置に応じた方向を向き、且
つ、撮像手段１１による撮像方向が光源１０からのシー
ト状の光軸方向に対して角度を有するように、光源１０
及び撮像手段１１の位置調整を行ない、ついで、光源１
０から接合部１ａに向けて隙間を横切るようにシート状
の光を照射して、接合部１ａの画像を撮像し、画像情報
に基づいて接合部１ａの間隔を演算し、良否判定を行な
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、両端部を互いに接
合されたシート材からケースを連続的に組み立てる製函
装置において、シート材の接合部に形成された隙間の間
隔に基づいて接合部の良否を判定する、製函用シート材
の接合部判定方法及び製函用シート材の接合部判定装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、段ボールシートから段ボール
箱を製作する製函工程においては、スロット，罫線，印
刷等を入れた所定の大きさの段ボールシートを、フォル
ダグルアによって折り畳み、互いに接着すべき段ボール
シート端部の耳に接着糊を付けて両端部を接合するよう
になっている。

【０００３】そして、フォルダグルアで折り畳み、接合
された段ボールシートは、スクエアリング部（直角矯正
部）において、直角度の矯正が行なわれたのち、スクエ
アリング部の下部から１ケースづつ送り出されて、カウ
ンタ部において、所定枚数毎に束ねられて排出されるよ
うになっている。ところで、例えば図１３（ａ）に示す
ように、この段ボールシート１は、天フラップ１Ａと底
フラップ１Ｂの一部に、それぞれ、シート端とシート端
との接合部１Ｃに対応して隙間１Ｄが設けられている。
なお、図１３（ａ）では、接合部１Ｃ及び隙間１Ｄが、
重合したシートの裏面側に位置していて見にくいので、
図１３（ｂ）に接合部１Ｃ及び隙間１Ｄに関して、重合
した裏側シートを一部破断して示す。

【０００４】段ボールシートの接合部１Ｃの接着にあた
っては、図１３（ｂ）に示すように、この隙間１Ｄの間
隔ａ，ｂが予め設定された一定の大きさになるように管
理している。つまり、形の歪みのない正確な段ボール箱
を作るためには、シート端どうしを適切な位置関係で接
合する必要があり、この隙間の接合部の良否は、接合部
に対応した隙間の間隔により判定できる。そこで、この
隙間を一定の間隔に管理することが重要なのである。

【０００５】このため、従来より、この隙間の間隔を、
製函工程の中で、自動的に、且つ非接触に測定しようと
試みられてきた。例えば、Prime Techronology Inc.
（米国）では、Gap Watch Systemとして製品化してお
り、また、特開平９−２２４６４号公報では、ＣＣＤ
（Charge Coupled Device ）カメラを適用した判定装置
なるものが開示されている。

【０００６】このような従来の技術では、ストロボを使
用するか、またはＣＣＤカメラの電子シャッター機能を
用いるなどして、接合部の静止した画像を撮り、いわゆ
る画像処理を行なって、必要な情報を抽出するようにな
っている。具体的に説明すれば、上記の特開平９−２２
４６４号公報のものでは、撮影した接合部の濃淡画像か
ら、その濃度差に基づいて接合部のエッジを検出して接
合部の隙間の間隔を求めるようになっている。これは、
照明光に対し段ボールシートの隙間のない部分では強い
反射光が得られる一方、隙間のある部分では弱い反射光
が得られることから、この隙間の有無により生じる反射
光の濃度差を利用して隙間を検知するようにしているの
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接合部
の濃淡画像から隙間を検出しようとすると、段ボールケ
ースの表面に印刷がある場合、この印刷部分も段ボール
シートの地の色（ライナの色）と濃度が異なり、光の反
射量も異なるため、印刷の色によっては、印刷部分も隙
間として誤って抽出されてしまう可能性がある。つま
り、この場合、抽出された隙間情報からさらに、真の隙
間を正確に区別しなければならない。

【０００８】また、ライナの色も、白ライナと呼ばれる
白色ライナから、かなり濃い色のＫライナと呼ばれるラ
イナまで、色調にバリエーションが大きい。そのため、
隙間のライナ表面からの反射光量が変化してしまい、ひ
いては濃度も異なり、隙間の濃度との違いを正確に判別
することが難しい場合もある。つまり、接合部分の濃淡
画像を用いてエッジ抽出などの画像処理を行なう接合間
隔測定では、信頼性の高い判定を行なうことは困難であ
る。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、接合部の撮像方法に工夫を凝らすことによ
り、接合部の良否判定を容易に行なうことができるよう
にした、製函用シート材の接合部判定方法及び製函用シ
ート材の接合部の判定装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の製函用シート材の接合部判定方法は、両端
部を互いに接合されたシート材からケースを連続的に組
み立てる製函装置に用いられ、ライン上を走行する上記
シート材の接合部に光源から光を照射し、撮像手段によ
りこの接合部の画像を撮像して、撮像された画像情報に
基づいて接合部に形成された隙間の間隔を演算し、この
演算結果から接合部の良否判定を行なう、製函用シート
材の接合部判定方法において、まず、光源及び撮像手段
がライン上を走行するシート材の接合部位置に応じた方
向を向き、且つ、撮像手段による撮像方向が光源からの
シート状の光軸方向に対して角度を有するように、光源
及び撮像手段の位置調整を行ない、ついで、光源から接
合部に向けて隙間を横切るようにシート状の光を照射し
て、撮像手段により光源から光を照射された接合部の画
像を撮像し、撮像手段で撮像された画像情報に基づいて
接合部の間隔を演算し、この演算結果を予め設定された
上限値及び下限値と比較して接合部の良否判定を行なう
ことを特徴としている（請求項１）。

【００１１】また、本発明のケース接合部の接合間隔措
定測定装置は、両端部を互いに接合されたシート材から
ケースを連続的に組み立てる製函装置にそなえられ、上
記シート材の接合部に形成された隙間の間隔を測定して
接合部の良否を判定する製函用シート材の接合部判定装
置において、ライン上を走行するシート材の接合部に向
けて隙間を横切るようなシート状の光を照射する光源
と、この光源によって照射された接合部の画像を撮像す
る撮像手段と、光源及び撮像手段の配置状態をライン上
を走行するシート材の接合部位置に応じて設定する位置
決め装置と、撮像手段からの信号に基づいて、接合部の
間隔を演算し、その演算結果を予め設定された上限値及
び下限値と比較して接合部の良否判定を行なう演算・判
定手段とをそなえ、撮像手段による撮像方向が、光源か
らのシート状の光軸方向に対して角度を有するように設
定されていることを特徴としている（請求項２）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１〜図１２は本発明の一実施形
態としての製函用シート材の接合部判定装置の構成を示
すもので、図１はその概略構成図、図２はその設置位置
を示す図、図３はその要部を説明するための図、図４は
その接合部の隙間間隔についての第１の検出方法を説明
するための画像の模式図、図５はその接合部の隙間間隔
についての第２の検出方法を使用して得られた画像を説
明するための画像の模式図、図６は第２の検出方法を使
用して得られた画像の拡大図、図７は第２の検出方法を
使用して得られた接合部の検出パターンの一例を示す
図、図８は第２の検出方法を使用して得られた接合部の
検出パターンの他の例を示す図、図９は段ボールシート
の中芯部分における切断不良の状態を示す図、図１０は
図４及び図５に示す第１の検出方法を説明するためのフ
ローチャート、図１１は図５における第２の検出方法を
説明するためのフローチャート、図１２は図５における
第２の検出方法のアルゴリズムを説明するためのフロー
チャートである。

【００１３】さて、図２に示すように、本実施形態にか
かる製函用シート材の接合部判定装置は、光源１０と光
センサ１１とをそなえ、これらの光源１０，光センサ１
１は、段ボールケースの製函工程ラインに設けられたス
クエアリング部３０とカウンタ部３１との間に設けられ
ている。つまり、段ボールケースの材料である段ボール
シート１は、両シート端部を接合されたのち、スクエア
リング部３０において方形状態に矯正されて、このあ
と、カウンタ部３１へ搬送されるが、このとき、段ボー
ルシート１は、スクエアリング部３０の下部から送り出
されて、第１搬送コンベア３２，第２搬送コンベア３３
によってカウンタ部３１へ（図２の左矢印方向へ）と搬
送される。

【００１４】また、第１搬送コンベア３２と第２搬送コ
ンベア３３とは、間をあけて配設されており、本装置の
光源１０，光センサ１１は、これらの第１搬送コンベア
３２，第２搬送コンベア３３の相互間の搬送ライン下部
に設置されている。製函用シート材の接合部判定装置
は、図１に示すように、光源１０，光センサ１１の他
に、位置決め装置１２，シート通過検出センサ１３，演
算・判定装置１４及び表示装置１５をそなえて構成され
ており、位置決め装置１２及び演算・判定装置１４は、
製函装置の制御装置（ＣＮＣ）２０により制御されるよ
うになっている。

【００１５】ここで、段ボールシート１は、天フラップ
１Ａを前方に底フラップ１Ｂを後方に向け接合部１Ｃを
下方に向けてライン上を矢印ｃ方向に搬送されるが、光
源１０はこのようにライン上を走行する段ボールシート
１の接合部１Ｃの隙間１Ｄに対してこの隙間１Ｄを横切
る方向に向いたシート状の光（扇状に拡幅するシート状
のレーザ光）を照射するもので、図１においては、光源
１０からの光シート面の方向は、段ボールーシート１の
下面に対して垂直方向ではなく、矢印ｃで示す段ボール
シート１の走行方向へ傾斜した向きに設定されている。

【００１６】なお、この光源１０としては、上述したよ
うに、扇状に拡がるシート状のレーザ光が使用されてい
るが、レーザ光以外にも、強力なメタルハライド光源と
シリンドリカルレンズなどからなる強力なシート状光源
を使用するようにしてもよい。さらに、撮像手段として
の光センサ（カメラ）１１は、光源１０によって照射さ
れた接合部１Ｃの画像を撮像するもので、後述するシー
ト通過検出センサ１３による検出信号に応じたタイミン
グ及び接合部１Ｃを撮像するようになっており、図２に
示すように、段ボールケース１に対して垂直方向に設置
されている。なお、この図２に示す光センサ１１は、２
次元のＣＣＤカメラによって構成されているので、以
下、カメラという。

【００１７】また、このカメラ１１は、図２において
は、段ボールケース１に対する撮像方向が段ボールシー
ト１の下面に対して垂直方向となっているが、この撮像
方向は、これに限るものではなく、光源１０からのシー
ト状の光軸方向に対して角度を有するように設定すれば
よい。したがって、撮像方向は段ボールシート１の下面
に対して傾斜された場合には、光源１０からのシート状
の光の光軸が段ボールシート１の下面に垂直であっても
かまわない。なお、ここでは、これらの光源１０及びカ
メラ１１は、センシング装置として一体的に構成されて
いる。

【００１８】さらに、位置決め装置１２は、光源１０及
びカメラ１１からなるセンシング装置の配置状態を、ラ
イン上を走行する段ボールシート１の接合部１Ｃの位置
に応じて調整するもので、後述する制御装置２０からの
信号に基づいて位置調整するようになっている。なお、
この位置決め装置１２とセンシング装置１０，１１とか
ら、接合間隔センサヘッドが構成されている。

【００１９】また、シート通過検出センサ１３は、シー
ト状の光を接合部１Ｃに照射すべきタイミングを検出し
その検出信号を発生するもので、段ボールケース１の前
縁と後縁とを区別してそれぞれ検出するようになってい
る。そして、このシート通過検出センサ１３による検出
信号に基づいたタイミングで光源１０からの光の照射と
カメラ１１による撮像とが行なわれるようになってい
る。

【００２０】ここでは、シート通過検出センサ１３は、
カメラ１１よりも所定距離だけ、搬送方向（矢印ｃ参
照）上流側に配置されているので、シート通過検出セン
サ１３が段ボールシート１の後縁を検出したときには、
同時にカメラ１１の検出エリア内に底フラップ１Ｂ側の
接合部１Ｃの隙間１Ｄが位置するようになる。しかし、
シート通過検出センサ１３が段ボールシート１の前縁を
検出したときには、カメラ１１の検出エリア内に天フラ
ップ１Ａ側の接合部１Ｃの隙間１Ｄは到達せず、この時
点から所定時だけ経過して、天フラップ１Ａ側の隙間１
Ｄがカメラ１１の検出エリアに到達する。この間に要す
る時間は、シート通過検出センサ１３とカメラ１１との
位置関係及び段ボールシート１の前縁と天フラップ１Ａ
の隙間１Ｄの位置との関係と、段ボールシート１の搬送
速度とで決まる。

【００２１】そこで、シート通過検出センサ１３が、段
ボールケース１の前縁を検出して前縁検出信号を出力す
ると、これよりも所定のタイミングだけ遅らせてこの前
縁部側（天フラップ１Ａ側）の接合部１Ｃの隙間１Ｄの
間隔を測定し、この一方、シート通過検出センサ１３が
段ボールシート１後縁を検出して後縁検出信号を出力す
ると、これと同時にこの後縁部側（底フラップ１Ｂ側）
の接合部１Ｃの隙間１Ｄの間隔を測定するようになって
いる。

【００２２】さらに、演算・判定装置（良否判定装置）
１４は、カメラ１１からの信号に基づいて、接合部の間
隔（ギャップ）を演算し、その演算結果を予め設定した
上限値及び下限値と比較して接合部１Ｃの良否判定を行
なうもので、後述する制御装置２０によって制御され
る。また、表示装置（判定結果表示装置）１５は、演算
・判定装置１４における判定結果を表示するものであ
る。

【００２３】そして、制御装置（ＣＮＣ）２０は、上述
の位置決め装置１２及び演算・判定装置１４を制御する
もので、製函装置全体の制御装置として構成されてい
る。具体的には、運転（ジョブ）開始前に、まず、光源
１０及びカメラ１１がライン上を走行する段ボールシー
ト１の接合部１Ｃを照射及び検出するように、センシン
グ装置（光源１０及びカメラ１１）の位置調整を行な
う。

【００２４】換言すれば、制御装置２０から位置決め位
置１２に対して接合部１Ｃの位置情報が送られ、位置決
め装置１２では、この位置情報に応じて、光源１０及び
カメラ１１が接合部１Ｃの通過位置に合致するようにそ
の位置調整を行なうようになっている。そして、運転が
開始されたら、制御装置２０からの指令信号に応じて光
源１０から接合部１Ｃに向けて隙間を横切るようにシー
ト状の光を照射して、カメラ１１により光源１０から光
を照射された接合部１Ｃの画像を撮像し、カメラ１１で
撮像された画像情報に基づいて接合部１Ｃの隙間１Ｄの
間隔を演算するようになっており、この演算結果を予め
設定された上限値及び下限値と比較して接合部１Ｃの良
否判定を行なうようになっている。なお、上述の制御装
置２０による制御処理は、生産オーダ毎に行なわれるよ
うになっている。

【００２５】ここで、図３を用いて上述した光源１０及
びカメラ１１による接合部１Ｃの隙間間隔の検出原理に
ついて詳述する。なお、図３（ａ）は光源１０及びカメ
ラ１１を模式的に示す搬送ライン側方からの図である
が、この図３（ａ）では、便宜上、図１及び図２に記載
の光源１０及びカメラ１１の位置及び方向を上下反転さ
せて示している。

【００２６】図３（ａ）に示すように、段ボールケース
１に対して、斜め方向の位置から照射された光源１０か
らのシート状レーザ光を段ボールシート１に対して検出
方向を垂直方向に設置されたカメラ１１で撮像すると、
カメラ１１では、図３（ｂ）に示すような平面視画像ｄ
が得られる。ここでは、カメラ１１が段ボールシート１
の後縁側（底フラップ１Ｂ側）の接合部１Ｃの隙間１Ｄ
を撮像した例を示しており、この図３（ｂ）において、
直線ｄ１は段ボールケース１の後縁を示すものであり、
点線ｄ２及びｄ３はレーザ光を照射されて段ボールシー
ト１上に形成された光のスジを示すものであり、斜線を
付した領域ｄ４は、隙間１Ｄの部分を示すものである。

【００２７】このうち、点線ｄ２は、段ボールケース１
の表面に形成された光のスジであり、点線ｄ３は接合部
１Ｃの隙間部分（斜線領域ｄ４）に形成された光のスジ
である。このように、画像ｄ上では隙間部分ｄ４と他の
部分とで光のスジの位置にズレが生じる。これは、図３
（ａ）に示すように、検出対象となる段ボールシート１
の接合部１Ｃの隙間１Ｄ近傍では、隙間でない部分は光
源１０，カメラ１１に近い側のシート部分表面のライナ
に光が照射されるが、隙間の部分では、光源１０，カメ
ラ１１から遠い側のシート部分表面のライナに光が照射
されるため、そのレーザ光の照射点は、隙間のない部分
と隙間部分とで位置がずれることになる。

【００２８】したがって、それぞれに形成される光のス
ジは、光の照射方向に対して斜め方向から撮ったカメラ
１１による画像ｄ上では、互いにズレを生じることにな
るのである。即ち、シート状レーザ光が隙間１Ｄを有す
る段ボールシート１などの表面に凹凸がある物体に当た
ると、その凹凸に沿って光のスジが不連続な線を描く、
この不連続となる特性を利用して隙間部分の画像を把握
することができる。この手法は光切断法と呼ばれるもの
で、３次元の形状測定に使われるが、ここでは、この手
法を用いて隙間部分と他の部分との判別を行なっている
のである。

【００２９】なお、前述したように、段ボールケース１
に対して、垂直に照射するシート状レーザ光を、斜め方
向に設置されたカメラ１１で撮像するようにしても、同
様の画像を得ることができる。そこで、接合部１Ｃの隙
間の抽出法及びその長さの測定法に関して具体的に説明
する。

【００３０】接合部１Ｃにレーザ光が照射されると、カ
メラ１１では、図４に示すような互いにずれた光のスジ
を有する画像ｅが得られる。図４（ａ）に示すように、
接合部１Ｃの隙間間隔は、線分Ｐ₃Ｐ₄の長さＭ２また
は点Ｐ₁Ｐ₂間の長さＭ１として求めることができる。
なお、図４（ａ）中、“Ｇ”は線分Ｐ₃Ｐ₄の重心を示
すもので、“Ｄ”は重心ＧのＸ座標を示すものである。
そこで、画像情報からこの線分Ｐ₃Ｐ₄の長さＭ２又は
線分Ｐ₁Ｐ₂の長さＭ１を次のようにして求める。

【００３１】ここでは、まず、ラベリング法により画像
データを整理し、次に、射影法又は逐次比較法により、
隙間間隔を算出するようにしている。（ａ）ラベリング法による画像データの整理ラベリング法による処理では、まず、カメラ１１におい
て撮像された濃淡画像において、画像中の各画素を画素
毎に一定のレベルと比較し、そのレベルよりも低ければ
０（黒）、高ければ１（白）を割り当てる２値化処理を
行なう。

【００３２】その後、この２値化処理された２値化デー
タに対して、孤立点の除去や不連続点の連続化処理を行
なったのち、ノイズ等を除去し、さらに連続する線を１
つのグループとみなすラベリング処理を行なう。このよ
うにして、ラベリングされたデータの中から隙間の線分
データを抽出する。（ｂ）射影法（第１の検出方法）による隙間間隔の算出射影法では、まず、２値化された画像データをＸ方向に
射影する。つまり、２値化された画像データは、各画素
（ピクセル）ごとに１か０かの値を持っているため、Ｘ
方向に射影することにより、各行毎に各画素の数値（１
または０）を順に加算する。全ての行について、この演
算を行なうと、各行毎の画素数（Ｙ座標）を求めること
ができる。こうして、２値化データに対してＸ方向（光
のスジの方向）に射影を行ない、この射影結果から最大
ピークを求める。

【００３３】このように、最大ピークＹｐを探索するこ
とにより、シート状の光が段ボールシート１の表面と交
叉するラインの位置を抽出することができる。さらに、
この最大ピークＹｐに隣り合う位置に存在するピークＹ
ｇを探索する。これにより、隙間部分を抽出することが
できる。つまり、上述のラベリングされた線分データの
中からこのＹｇ座標により近いデータを選び出し、その
線分の長さ（画素数）を求めることによって、隙間間隔
が求められるのである。

【００３４】光のスジが水平の場合は、例えば、図４に
示すように、各行毎に各画素を加算することで、２つの
ピークＹｐ，Ｙｇが得られる。ここでは、ピークＹｐが
画像ｅにおける最大ピークとなる。このピークＹｐは、
点Ｐ₁を通る線分データと点Ｐ₂を通る線分データとの
加算結果（画素数）を示しているものである。また、ピ
ークＹｇは、点Ｐ₃Ｐ₄間の線分データの加算結果を示
しているものであり、この加算結果が線分Ｐ₃Ｐ₄の長
さＭ２に相当する。

【００３５】（ｃ）逐次比較法（第２の検出方法）によ
る隙間間隔の算出上述の（ｂ）に示す射影法おいては、Ｘ方向に射影を行
ない、その射影結果よりピークを検出し、そのピークの
量から接合部１Ｃの隙間間隔を求めるようになっている
が、ここでは、ラベリングされた線分データと画像の端
部からの距離とを測定し、その距離に差が生じるところ
のデータに基づいて接合部１Ｃの隙間間隔を求めるよう
になっている。

【００３６】具体的には、図５の画像ｆに示すように、
ラベリングされた線分データ（ｆ₁〜ｆ₃）と画像ｆの
端部（図５の画像ｆ上部）との間の距離Ｙ_iを各Ｘ座標
における光のスジの位置データとし、この距離Ｙ_iをＸ
軸方向へ向かって画素単位に順にＹ₁→Ｙ_nへと測定し
ていく。この過程（Ｙ₁→Ｙ_n）において、それぞれ隣
り合う位置データＹ_iとＹ_i+1との差分を判定し、この
差分が一定値以下の場合は、連続な線分とみなせば、隙
間部分についてだけは他の線分に対して不連続な線分と
なる。このように他の不連続な線分を抽出して、抽出し
た線分の画素数を求めれば、これが線分の長さ、即ち、
隙間間隔となる。

【００３７】ところで、このような距離Ｙ_iに関するデ
ータは、隙間のない部分における光のスジ（図５中のｆ
₁，ｆ₃参照）と隙間部分における光のスジ（図５中の
ｆ₂参照）とに応じて、理論上は、図６に示すように現
れる。なお、図６では図５に対して上下方向を反転して
示している。つまり、第１画素〜第ｊ画素の距離Ｙ₁〜
Ｙ_jは互いに連続性があって（隣り合う距離データとの
差分が一定値以内）Ｙａ近傍となり、第ｊ画素と第ｊ＋
１画素との間では不連続となる（隣り合う距離データＹ
_jとＹ_j+1との差分が一定値よりも大）が、第ｊ＋１画
素〜第ｋ画素の距離Ｙ_j+1〜Ｙ_kは互いに連続性があっ
て（隣り合う距離データとの差分が一定値以内）Ｙｂ近
傍となり、さらに、第ｋ画素と第ｋ＋１画素との間では
不連続となる（隣り合う距離データＹ_kとＹ_k+ ₁との差
分が一定値よりも大）が、第ｋ＋１画素〜第ｎ画素の距
離Ｙ_k+1〜Ｙ_nは連続性があって（隣り合う距離データ
との差分が一定値以内）再びＹａ近傍となる。

【００３８】しかしながら、実際には、画像データは、
ノイズの影響や、図９に示すような隙間１Ｄの周縁部を
形成する段ボールシート１の縁部１Ｅの加工形状や、カ
メラ１１による光の検出漏れ等に起因して、必ずしも図
５に示すようには現れない。したがって、距離データ
も、同様に、ノイズの影響や段ボールシート１の縁部１
Ｅの加工形状や光の検出漏れ等に起因して、必ずしも図
６に示すようなデータは現れず、むしろ、図７（ａ）〜
（ｃ）や図８（ａ），（ｂ）に示すように、種々の形態
で距離Ｙ_iに関するデータが現れるものと考えられる。

【００３９】なお、図７，図８に示すＬ１〜Ｌ７は、差
分判定の結果、線分と認められたデータ群に対して付与
したラベルであり、図７（ａ）〜（ｃ），図８（ａ），
（ｂ）の相互間で共通したラベルＬ１〜Ｌ７を用いてい
るがこれらは互いに関連したものではない。そこで、距
離Ｙ_iの連続性の判定については、以下の点に着目して
行なわれている。

【００４０】まず、ノイズに関しては、基本的にノイズ
は単発信号としてあらわれるものと考え、ノイズが生じ
ると、このノイズが生じた検出画素周期と次の周期と
で、ともに不連続と判定するようになっている。例え
ば、図７（ａ）に示すように、ラベルＬ１と判定される
２つのデータ（Ｒ₁，Ｒ₃）の間に、ラベルＬ１の一定
値を超えるデータＲ₂がある場合、このデータＲ₂はノ
イズと判定され、ラベルＬ１に入れるようになってい
る。

【００４１】また、例えば、図７（ｂ）に示すように、
ラベルＬ１と判定されるデータ群とラベルＬ２と判定さ
れるデータ群との間、即ち、ラベルＬ１からＬ２へ又は
Ｌ２からＬ１への過渡状態において、いずれのラベルの
一定値からも外れるデータＲ ₄は、無視するようになっ
ている。ラベルＬ２とラベルＬ３との間にあるデータＲ
₅についても同様に無視される。

【００４２】このように、不連続な測定データが１つの
ものについては、無視あるいは隣接するラベルに入れる
ようになっているのである。さらに、例えば、図７
（ｃ）に示すように、ラベルＬ１とラベルＬ２との間及
びラベルＬ２とラベルＬ３との間に、不連続なデータが
それぞれ２つ続いている場合〔（Ｒ₆，Ｒ₇），
（Ｒ₈，Ｒ₉）〕、このそれぞれの２つのデータについ
ても図７（ｂ）と同様に、いずれのラベルからも外れる
ため、登録されずに無視される。

【００４３】つまり、この場合、不連続な測定データが
２つ存在しているが、この２つのデータどうしの値に一
定値を超える差があるため、１つのラベルとすることは
できずに無視されることになる。なお、上述の図７
（ｂ），（ｃ）のようなデータが生じた場合、接合部１
Ｃの線分データ（図５のｆ₂に相当）は、線分データ
（ラベルデータ）の全幅からラベルＬ１及びＬ３の線分
データを差し引くことにより求めることができる〔図７
（ｂ），図７（ｃ）のスパンＳＰ１，ＳＰ２参照〕。

【００４４】次に、例えば、図８（ａ）に示すように、
測定データが階段状になる場合も考えられる。これは、
段ボールシート１の隙間部分の切断不良を起こしている
状態を示している。つまり、刃物が劣化し、その切れ味
が変化することによって、例えば、図９に示すように
（１Ｅ参照）、段ボールケース１の中芯部分が寸法通り
に切断されない場合がある。このような場合、図８
（ａ）に示すような測定データが発生する。

【００４５】なお、この場合、複数のラベルが存在する
ことになるが、接合部１Ｃの線分データは、線分データ
（ラベルデータ）の全幅からラベルＬ１及びＬ７の線分
データを差し引くことにより求められる〔図８（ａ）の
スパンＳＰ３参照〕。また、例えば、図８（ｂ）に示す
ように、測定データがラベルＬ２，Ｌ４で示すように、
一部切断される場合も考えられる。この図に示すような
データが生じるのは、レーザ光が斜めに当たった場合な
どの原因で光量が低下し、画像上にデータとして光を検
出できなかった場合である。

【００４６】さらに、この場合も同様に、線分データの
全幅から、ラベルＬ１及びＬ５の線分データを差し引く
ことにより、画像上に検出することができなかった部分
も考慮し、接合部１Ｃの線分データを求めることができ
るようになっている〔図８（ｂ）のスパンＳＰ４参
照〕。なお、図８（ｂ）に示すように、カメラ１１の取
付ける位置（方向）によって、得られるデータの位置は
変化するようになっている（ラベルＬ３，Ｌ３′参
照）。

【００４７】また、上述の線分データの全幅から差し引
く値、ラベルＬ１及びＬ７〔図８（ａ）〕やラベルＬ１
及びＬ５〔図８（ｂ）〕の各線分データの探索方法は、
線分データの最大値及び最大値の次の値をとるようにし
て求めるようになっている。本発明の一実施形態として
の製函用シート材の接合部判定装置は、上述のように構
成されており、例えば、図１０のフローチャートに示す
ようにその判定処理（本発明の製函用シート材の接合部
判定方法）が行なわれる。

【００４８】まず、位置決め装置１２によって、光源１
０及びカメラ１１がライン上を走行する段ボールシート
１の接合部１Ｃを照射し撮像しうる位置になるように、
光源１０及びカメラ１１の位置調整を行なう。ついで、
光源１０から接合部１Ｃに向けて隙間を横切るようにシ
ート状の光を照射して、カメラ１１により光源１０から
光を照射された接合部１Ｃの画像を撮像する。つまり、
上述したような２値化処理によって光のスジを抽出する
（ステップａ１）。

【００４９】その後、この抽出された光のスジを用いて
ラベリング処理を施し、得られた線分データをグループ
分類する（ステップａ２）。具体的に、このグループ分
類された線分データは、上述したように、２つの方法の
いずれか一方を用いて、求めることができ、この線分デ
ータに基づいて接合部１Ｃの間隔を抽出する（ステップ
ａ３）。

【００５０】そして、抽出された接合部１Ｃの間隔を予
め設定された上限値及び下限値と比較して接合部１Ｃの
良否判定を行なったのち、接合部１Ｃの間隔（幅）を算
出する（ステップａ４）。これらのステップａ３，ａ４
の処理、即ち、接合部１Ｃの隙間間隔の判定方法につい
ては２種類あり、これらを図１１，図１２のフローチャ
ートを用いて、それぞれ以下に詳述する。

【００５１】（ａ）射影法による場合図１１に示すフローチャートに従って説明する。まず、
測定を開始すると、カメラ１１で撮像したモノクロ画像
の黒及び白の画像のスムージングを行なって（ステップ
ｂ１）、予め設定されているしきい値レベルに基づい
て、上述したように２値化処理を行なう（ステップｂ
２）。これにより、シート状の光が段ボールシートの表
面と交叉するラインの位置を抽出する。

【００５２】その後、２値化処理によって得られた２値
化データに対して、連続しなかった孤立点の除去を行な
ったのち（ステップｂ３）、不連続点の連続化処理を行
なう（ステップｂ４）。即ち、図４においては、点Ｐ₁
及び点Ｐ₂に対して不連続である点Ｐ₃及び点Ｐ₄を連
続化して線分Ｐ₃Ｐ₄とする。そして、このように連続
化処理された線分についてラベリング処理を行なう（ス
テップｂ５）。

【００５３】このとき、この２値化データに対してＸ方
向に射影を行ない（ステップｂ６）、射影の結果から、
最大ピークＹｐを探索したのち、このピークに隣り合う
位置に存在するピークＹｇを探索する（ステップｂ
７）。そして、このピークＹｇからＹｇ座標を求め、先
に求めたラベリングデータの中からこのＹｇ座標に近い
データを選び出し、その線分の長さ（画素数）を求めて
接合部の隙間間隔を検出する（ステップｂ８）。

【００５４】（ｂ）逐次比較法による場合図１２に示すフローチャートに従って説明する。まず、
測定を開始すると、ｉ（画素番号）＝１について（ステ
ップＳ１）画像端からの距離Ｙ₁を取り込み（ステップ
Ｓ２）、続いてｉ＝２（ｉ＝ｉ＋１）について（ステッ
プＳ３）Ｙ₂を取り込む（ステップＳ４）。その後、連
続性のチェックとしてＹ₁とＹ₂との差が所定の値以内
であるか否かの判断を行なう（｜Ｙ_i−Ｙ_i-1｜≦DELT
A ？；ステップＳ５）。

【００５５】その結果、差（Ｙ_i −Ｙ_i-1 ）が所定の値
以内である場合（ステップＳ５のＹＥＳルート）、連続
性があると判定したのち、フラグＦが立っているか否か
の判断を行なう（Ｆ＝１？；ステップＳ６）。フラグＦ
は初期値０であり、非連続と判定されたときに１とな
る。ここで、測定を開始した直後はフラグＦが立ってい
ない（即ち、Ｆ＝０）ため（ステップＳ６のＮＯルー
ト）、そのまま画素数を加算し（ステップＳ８）、さら
にｉをインクリメントする（ステップＳ９）。

【００５６】続いて、次の値であるＹ₃についてＹ₂と
の連続性のチェックを行なうが、この場合も連続性があ
れば、同じラベル（グループ）として登録する〔ここで
いうラベルとは、第１線分（図５のｆ₁ ）のグループを
示す〕。そして、例えば、ｉ＝ｊとなったところで、｜
Ｙ_i−Ｙ_i-1｜＝｜Ｙ_j−Ｙ_j- ₁｜＞DELTA となり、非
連続性であると判定すると、ステップＳ５からＮＯルー
トへ進む。この値Ｙ_jがノイズか否かの判断を行なう
（以下、ステップＳ１１〜Ｓ１７）。

【００５７】具体的に、まず、フラグが立っているか否
かの判断を行ない（Ｆ＝１？；ステップＳ１１）、Ｆ＝
１でない場合（ステップＳ１１のＮＯルート）、Ｆ＝１
とフラグＦを立てる（ステップＳ１２）。次に、ｉをイ
ンクリメントし（ステップＳ１３）、Ｙ_i＝Ｙ_j+1を取
り込んで（ステップＳ４）、Ｙ_j+1−Ｙ_jの連続性のチ
ェック（ステップＳ５）を行なう。ここで、連続性があ
れば（ステップＳ５のＹＥＳルート）、Ｆ＝１であるか
否かを判断し（ステップＳ６）、Ｆ＝１であれば新ラベ
ル（線分２のグループ）に切り替え、新ラベルの画素数
を１とする（ステップＳ７）。その後、画素数を加算し
（ステップＳ８）ｉをインクリメントしたのち（ステッ
プＳ９）、Ｆ＝０とする（ステップＳ１０）。

【００５８】また、連続性がないとされた場合（ステッ
プＳ５のＮＯルート）、再び、Ｆ＝１であるか否かを判
断するが（ステップＳ１１）、ここでは、Ｆ＝１なの
で、ステップＳ１１のＹＥＳルートからステップＳ１４
へ進み、現在のＹ_i値（Ｙ_i＝Ｙ_j+1とその２つ前の値
（Ｙ_i-2＝Ｙ_j-1）との差が所定の値以内（ＤＥＬＴＡ
２）であるか否かの判断を行なう（｜Ｙ_i−Ｙ_i-2｜＝
｜Ｙ_k+1−Ｙ_K-1｜≦DELTA 2 ？；ステップＳ１４）。

【００５９】この判定がＹＥＳである場合（ステップＳ
１４のＹＥＳルート）、Ｙ_jはノイズによるものと判定
し、現在（ｉ＝ｊ＋１）も２周期前（ｉ＝ｊ−１）から
ずっと連続しているものとして前の第１の線分のグルー
プ（ラベル）に画素数を２加算する（ステップＳ１
５）。そして、Ｆ＝０としたのち（ステップＳ１７）、
ｉをインクリメントする（ステップＳ１３）。つまり、
２つ前のデータと連続性がある場合、１つ前のデータは
ノイズであったと判断し、第１の線分のグループ（ラベ
ル）に登録する。

【００６０】一方、ステップＳ１１における判断の結
果、所定の値を超えている場合（ステップＳ１４のＮＯ
ルート）、つまり、連続性のない場合、２つ前のデータ
についても連続性がないため、ノイズに起因した不連続
判定ではないとして、前のグループとは別の新たなグル
ープ（線分２のグループ）として登録し、画素数を２加
算する（ステップＳ１６）。そして、Ｆ＝０としたのち
（ステップＳ１７）、ｉをインクリメントする（ステッ
プＳ１３）。

【００６１】このような処理によって、第１の線分（図
５のｆ₁ ），２の線分（隙間部分に相当する、図５のｆ
₂ ），第３の線分又は最後の線分（図５のｆ₃ ）の各画
素数が求められ、全画素数（既知の値）から第１の線分
及び第３の線分又は最後の線分の画素数を減算すること
で隙間間隔の大きさを求めることができる。これによ
り、Ｙ_i データが図７（ｂ），（ｃ），図８（ａ），
（ｂ）に示すようなものでも、隙間間隔（ＳＰ１〜ＳＰ
４）を適切に求めることができる。

【００６２】このように、本発明の製函用シート材の接
合部判定方法及び製函用シート材の接合判定装置によれ
ば、射影法によっても逐次比較法によっても、光のパタ
ーンを用いて測定しているので、光量の濃淡にかかわら
ず、容易に段ボールケース１の接合部１Ｃを判定するこ
とができるほか、さらには、光源としてシート状に集光
した強力な光を用いているので、段ボールケース１のラ
イナの色や印刷部分の影響を受けることがなく、この場
合も容易に段ボールケース１の接合部１Ｃを判定するこ
とができる。従って、段ボールケースの製函工程ライン
の性能及び信頼性を大幅に向上させることができる利点
がある。

【００６３】（ｃ）その他本実施形態では、本装置がライン下部に設けられた構成
となっているが、ライン上部に設けるようにしてもよ
く、この場合も同様の効果を得ることができる。また、
シート材として段ボールケースを用いているが、段ボー
ルケースに限定されるものではなく、さらには、接合部
１Ｃを抽出する方法として、射影法及び逐次比較法を用
いているが、このような抽出手段はそれに限定されるも
のでなはく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の製函用シ
ート材の接合部判定方法及び製函用シート材の接合部判
定装置によれば、光のパターンを用いて測定しているの
で、光量の濃淡にかかわらず、容易にシート材の接合部
を測定することができるほか、さらには、光源としてシ
ート状に集光した強力な光を用いているので、シート材
のライナの色や印刷部分の影響を受けることがなく、こ
の場合も容易にシート材の接合部を測定することができ
る。従って、シート材の製函工程ラインの性能及び信頼
性を大幅に向上させることができる利点がある（請求項
１，２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる製函用シート材の
接合部判定装置の概略構成図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる製函用シート材の
接合部判定装置の設置位置を示す図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる製函用シート材の
接合部判定装置の要部を説明するための図である。

【図４】本発明の一実施形態にかかる製函用シート材の
接合部の隙間間隔についての第１の検出方法（射影法）
を説明するための画像の模式図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかる製函用シート材の
接合部の隙間間隔についての第２の検出方法（逐次比較
法）を説明するための画像の模式図である。

【図６】本発明の一実施形態にかかる第２の検出方法を
使用して得られた画像の拡大図である。

【図７】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の一実施形態
にかかる第２の検出方法を使用して得られた接合部の検
出パターンの一例を示す図である。

【図８】（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態
にかかる第２の検出方法を使用して得られた接合部の検
出パターンの他の例を示す図である。

【図９】段ボールシートの中芯部分における切断不良の
状態を示す図である。

【図１０】図４及び図５に示す第１の検出方法を説明す
るためのフローチャートである。

【図１１】図５における第２の検出方法を説明するため
のフローチャートである。

【図１２】図５における第２の検出方法のアルゴリズム
を説明するためのフローチャートである。

【図１３】段ボールケースを折り畳んだ状態を示す斜視
図とその要部を示す図である。

【符号の説明】１段ボールケース１Ａ天フラップ１Ｂ底フラップ１Ｃ接合部１Ｄ隙間１Ｅ縁部１０光源１１光センサ（撮像手段；カメラ）１２位置決め装置１３シート通過検出センサ１４演算・判定装置（良否判定装置）１５表示装置（判定結果表示装置）２０制御装置（ＣＮＣ）３０スクエアリング部３１カウンタ部３２第１搬送コンベア３３第２搬送コンベア

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】両端部を互いに接合されたシート材から
ケースを連続的に組み立てる製函装置に用いられ、ライ
ン上を走行する該シート材の接合部に光源から光を照射
し、撮像手段により該接合部の画像を撮像して、撮像さ
れた画像情報に基づいて該接合部に形成された隙間の間
隔を演算し、この演算結果から該接合部の良否判定を行
なう、製函用シート材の接合部判定方法において、まず、該光源及び該撮像手段が該ライン上を走行する該
シート材の接合部位置に応じた方向を向き、且つ、該撮
像手段による撮像方向が該光源からのシート状の光軸方
向に対して角度を有するように、該光源及び該撮像手段
の位置調整を行ない、ついで、該光源から該接合部に向けて該隙間を横切るよ
うにシート状の光を照射して、該撮像手段により該光源から光を照射された該接合部の
画像を撮像し、該撮像手段で撮像された画像情報に基づいて該接合部の
間隔を演算し、この演算結果を予め設定された上限値及
び下限値と比較して該接合部の良否判定を行なうことを
特徴とする、製函用シート材の接合部判定方法。
【請求項２】両端部を互いに接合されたシート材から
ケースを連続的に組み立てる製函装置にそなえられ、該
シート材の接合部に形成された隙間の間隔を測定して該
接合部の良否を判定する製函用シート材の接合部判定装
置において、ライン上を走行する該シート材の該接合部に向けて該隙
間を横切るようにシート状の光を照射する光源と、該光源によって照射された該接合部の画像を撮像する撮
像手段と、該光源及び該撮像手段の配置状態を該ライン上を走行す
る該シート材の接合部位置に応じて設定する位置決め装
置と、該撮像手段からの信号に基づいて、該接合部の間隔を演
算し、その演算結果を予め設定された上限値及び下限値
と比較して該接合部の良否判定を行なう演算・判定手段
とをそなえ、該撮像手段による撮像方向が、該光源からのシート状の
光軸方向に対して角度を有するように設定されているこ
とを特徴とする、製函用シート材の接合部判定装置。