| 【発明の名称】 |
段ボール積層体の検査装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】嘉屋 晃
【氏名】長船 元彦
【氏名】高橋 和文
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| 【要約】 |
【課題】段ボール積層体の検査を効率良く行うことができ、画像の入力の対象となる段ボール積層体の積層端面に十分なコントラストを付与して精度の高い画像処理を行うことができる段ボール積層体の検査装置を提供する。
【解決手段】搬送路１０に沿って搬送される段ボール積層体５の積層方向に直行する側から搬送方向に対して所定角度を存して段ボール積層体５の積層端面５ａ，５ｂに投光する投光手段１８，１９を設ける。投光手段１８，１９により照明された段ボール積層体５の積層端面５ａ，５ｂを撮像する撮像手段２０，２１，２２，２３を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】扁平な段ボールが上下方向に積層されて一体に結束された段ボール積層体を検査する検査装置において、前記段ボール積層体の積層端面を露出させて搬送する搬送路と、該搬送路に沿って搬送される前記段ボール積層体の積層方向に直行する側から搬送方向に対して所定角度を存して該段ボール積層体の積層端面に投光する投光手段と、該投光手段によって照明された前記段ボール積層体の積層端面を撮像して検査用画像データとする撮像手段とを備えることをを特徴とする段ボール積層体の検査装置。
【請求項２】前記撮像手段は、前記投光手段によって照明された前記段ボール積層体の積層端面を、前記段ボール積層体の積層方向に直行する方向から撮像することを特徴とする請求項１記載の段ボール積層体の検査装置。
【請求項３】前記投光手段は、光源と、該光源からの放射光を平行光として該平行光を撮像対象となる積層端面に１５°〜４５°の角度をもって照射する反射板と、撮像対象となる積層端面以外への直射光を遮るルーバとを備えることを特徴とする請求項１又は２記載の段ボール積層体の検査装置。
【請求項４】前記投光手段は、搬送路における段ボール積層体の進行方向先端側の積層端面に投光する第１投光手段と、搬送路における段ボール積層体の進行方向後端側の積層端面に投光する第２投光手段とからなり、前記撮像手段は、前記第１投光手段によって照明された積層端面を撮像する第１撮像手段と、前記第２投光手段によって照明された積層端面を撮像する第２撮像手段とからなることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の段ボール積層体の検査装置。
【請求項５】前記第１撮像手段と前記第２撮像手段との何れか一方は、撮像対象となる積層端面を反射投影する反射鏡を介して撮像することを特徴とする請求項４記載の段ボール積層体の検査装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、扁平に折り畳んだ段ボール箱や段ボール板紙等を、積層し結束してなる段ボール積層体の良否を検査する段ボール積層体の検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の段ボール積層体は、主に段ボールを材料とする製品の輸送や保管を行う場合の形態として広く採用されている。特に、段ボール積層体が形成されるものとして、一般に、未使用の段ボール箱を挙げることができる。即ち、段ボール箱は、一端の側板の側面に設けられた接着片が他端の側板に重合接着されて角筒状の胴部が形成され、各側板に連設されたフラップによって底部と天部が形成される。そして、該段ボール箱は未使用の状態で扁平に折り畳まれ、複数の段ボール箱を積層して一体に結束された積層体とされて出荷される。なお、このような複数の段ボール箱を積層して一体に結束する作業は一般に自動機により行われる。
【０００３】しかし、前記段ボール箱の積層体においては、段ボール箱の枚数の過不足や各段ボール箱に不良が生じている場合がある。特に、段ボール箱の不良としては、前記胴部を形成する際の側板の折り曲げ具合によって、接着片の重なり幅が広すぎたり、逆に狭すぎたりする場合があり、この場合には意図した形状にならないだめ、不良品として確実に排除する必要がある。
【０００４】そこで、従来より、段ボール箱の積層体について、積層枚数、段ボールライナの損傷、段状の中芯の潰れ、及び段ボール箱のフラップの間隔等を検査作業者が目視で検査し、不良があるものを排除するようにしていた。
【０００５】しかし、目視により検査する場合は、検査作業者の習熟度の違いや疲労等により検査レベルが変動するため、検査品質を一定に保つことが難しいという問題がある。そこで、画像処理により検査を行なうことによって、検査レベルを一定化して検査品質の向上を図ると共に、作業者の省力化を図ることが考えられる。
【０００６】しかし、前記段ボール箱の積層体においては、各段ボール箱を積み上げて結束する作業（自動機による）の積層精度の低下や、段ボール積層体の搬送時の振動等の影響で、各段ボール箱の積層状態が不均一（例えば、段ボール箱が横ずれを起こした状態）となり、積層端面に凹凸が生じる場合がある。そして画像処理による検査では、積層端面に生じた凹凸による不要な影や反射によって積層端面が不明瞭となり、画像による検査精度が著しく低下する不都合があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】かかる不都合を解消して、本発明は、段ボール積層体の積層端面の不要な影や反射を防止して明確なコントラストを付与し、それによって精度の高い画像処理を行うことができる段ボール積層体の検査装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を達成するためになされたものであり、扁平な段ボールが上下方向に積層されて一体に結束された段ボール積層体を検査する検査装置に関するものである。そして、本発明の検査装置は、前記段ボール積層体の積層端面を露出させて搬送する搬送路と、該搬送路に沿って搬送される前記段ボール積層体の積層方向に直行する側から搬送方向に対して所定角度を存して該段ボール積層体の積層端面に投光する投光手段と、該投光手段によって照明された前記段ボール積層体の積層端面を撮像して検査用画像データとする撮像手段とを備えることをを特徴とする。
【０００９】即ち、本発明においては、前記投光手段を前記搬送路に設けて、前記段ボール積層体の積層方向に直行する側から搬送方向に対して所定角度を存して該段ボール積層体の積層端面に投光する。これによって、段ボール積層体の積層端面に露出する各段ボールの境界部分（ライナ）、段状の中芯形状等に応じて積層端面に確実に明暗が付き、前記撮像手段によって画像を入力する際に積層端面に十分なコントラストを付与することができる。従って、例えば、前記撮像手段によって採取される検査用画像データが鮮明となり、段ボール積層体の検査を高精度に行うことができる。
【００１０】また、本発明において、前記撮像手段は、前記投光手段によって照明された前記段ボール積層体の積層端面を、前記段ボール積層体の積層方向に直行する方向から撮像することを特徴とする。これにより、例えば、積層端面に凹凸が生じていた場合に、突出する段ボールの端縁によって邪魔されて、凹入する段ボールの端縁が撮像できないといったことを防止することができ、積層端面に凹凸が生じていても、その凹凸に影響されることなく精度の高い画像を入力することができる。
【００１１】また、本発明において、前記投光手段は、光源と、該光源からの放射光を平行光として該平行光を撮像対象となる積層端面に１５°〜４５°の角度をもって照射する反射板と、撮像対象となる積層端面以外への直射光を遮るルーバとを備えることを特徴とする。本発明者は、種々の試験により、積層端面に対する照射角が１５°より小さい場合には、段状の中芯によって形成される空隙等に過剰な明暗が生じ、ハイライト部分での反射が大きすぎて撮像する際の画像の精度が低下し、また、積層端面に対する照射角が４５°より大きい場合には、段状の中芯による空隙等に十分な明暗が得られず、撮像する際の画像の精度が低下することを知見した。これに基づき、前記反射板により、光源からの光が撮像対象となる積層端面に１５°〜４５°の角度をもって照射するようにしたので、撮像の際に最も適した積層端面のコントラストを付与することができる。
【００１２】このとき更に、前記反射板により、光源からの放射光を平行光とすることにより、撮像対象となる積層端面のディスタンスの差を小とし、撮像範囲にある積層端面の隅々に亘って均一なコントラストを得ることができる。しかも、前記ルーバにより積層端面以外への直射光が遮られているので、不要な反射光が撮像手段による入力画像に影響を及ぼすことを防止することができる。
【００１３】また、本発明において、前記投光手段は、搬送路における段ボール積層体の進行方向先端側の積層端面に投光する第１投光手段と、搬送路における段ボール積層体の進行方向後端側の積層端面に投光する第２投光手段とからなり、前記撮像手段は、前記第１投光手段によって照明された積層端面を撮像する第１撮像手段と、前記第２投光手段によって照明された積層端面を撮像する第２撮像手段とからなることを特徴とする。
【００１４】本発明によれば、搬送路に沿って搬送される段ボール積層体は、その進行方向先端側の積層端面が第１投光手段により照明されると共に第１撮像手段により撮像され、その進行方向後端側の積層端面が第２投光手段により照明されると共に第２撮像手段により撮像される。これにより、段ボール積層体の前後側に位置する両積層端面を効率良く検査することができる。
【００１５】そして、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段との何れか一方は、撮像対象となる積層端面を反射投影する反射鏡を介して撮像することを特徴とする。
【００１６】ここで、画像に基づく検査としては、例えば、基準となる積層端面のパターンに対する入力された積層端面の画像の差異（位置ずれ）、或いは入力された積層端面の画像から、予め定められた基準座標に対する位置データを演算して明暗の箇所が所定範囲にあるか否かを判断する場合等が考えられる。このとき、段ボール積層体の前後側に位置する両積層端面を、前記第１撮像手段と前記第２撮像手段とで夫々直接撮像すると、前記第１撮像手段により撮像された画像と、前記第２撮像手段により撮像された画像とでは、互いに反転した画像となる。このため、前記検査手段による画像に基づく検査においては、第１撮像手段による入力画像と第２撮像手段による入力画像との夫々の基準パターンや夫々の基準座標を各別に用いるか、或いは、前記検査手段による検査処理段階で、一方の基準パターンや基準座標を反転する必要がある。
【００１７】それに対して、本発明によれば、前記反射鏡により前記第１撮像手段と前記第２撮像手段との何れか一方から反転した画像を入力することができるので、前述の基準パターンや基準座標を共通化でき、検査処理段階で入力した画像を反転させることが不要となるので、検査を効率良く迅速に行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施装置の概略構成を示す説明的平面図、図２は本実施装置の搬送路を示す説明的側面図、図３は本実施装置による検査を行う段ボール積層体の説明的斜視図である。
【００１９】図１及び図２において、１は本実施形態の検査装置、２は検査装置１の上流側に設けられた結束装置である。該結束装置２は、図３に示すように、扁平な状態の複数の段ボール箱３を積層した状態で結束紐４によって一体に結束し段ボール積層体５を形成する。段ボール積層体５を構成する段ボール箱３は、四角筒状の胴部６を形成する側板７が扁平に折り畳まれており、側板７の一端縁に連設された接着片８が該側板７の他端に接着されている。該胴部６の開放される両端には該胴部６を閉塞するための複数のフラップ９が連設されている。
【００２０】図１及び図２に検査装置１は、図３に示す段ボール積層体５に対して、段ボール箱６の積層枚数の過不足、各フラップ９の間隔９ａの大小や位置ずれ、及び、各フラップ９の潰れや損傷等の不良の有無を検査するものである。該検査装置１は、図１に示すように、前記結束装置２の下流側に接続されて該結束装置２から払い出された段ボール積層体５を搬送する搬送路１０を備えている。該搬送路１０は、ローラーコンベヤによる第１搬送コンベヤ１１と、ベルトコンベヤによる第２搬送コンベヤ１２とによって構成されている。該第２搬送コンベヤ１２は、該搬送路１０に沿って、更に下流に向って段ボール積層体５を送り出す。また、該第２搬送コンベヤ１２には、不良が検出された段ボール積層体５を該搬送路１０から排出する排出コンベヤ１３が設けられている。該排出コンベヤ１３は、搬送路１０の搬送方向に直交する方向に段ボール積層体５を排出するローラコンベヤにより構成されている。前記結束装置２から払い出されて搬送路１０に沿って搬送される段ボール積層体５は、その進行方向の前後側に前記フラップ９先端の積層端面５ａ，５ｂを位置させて搬送される。
【００２１】前記第２搬送コンベヤ１２は、図１に示すように、排出コンベヤ１３の各ローラ１４間に位置する複数のベルト１５を備え、図２に示すように、各ベルト１５は駆動プーリ１６及び一対の従動プーリ１７に掛け亘されている。該第２搬送コンベヤ１２は、図示しない昇降手段により昇降され、排出コンベヤ１３の各ローラ１４間から各ベルト１５が突没されるようになっている。
【００２２】また、前記第１搬送コンベヤ１１は、図１に示すように、段ボール積層体５が通過する所定の位置に検査位置Ｘが設けられている。そして、該第１搬送コンベヤ１１に沿った一側には一対の投光器１８，１９が配設されており、他側には複数のカメラ（検査用ＣＣＤカメラ）２０，２１，２２，２３が配設されている。
【００２３】前記投光器１８，１９は、前記段ボール積層体５の進行方向の前方側の積層端面５ａに投光して照明する第１投光器１８と、該段ボール積層体５の進行方向の後方側の積層端面５ｂに投光して照明する第２投光器１９とからなる。該第１投光器１８は、搬送路１０に対向する側が開放され、それ以外の部分を遮光する筐体２４にランプ２５が収納されている。該ランプ２５は、その背面側に設けられた反射板２６により、該ランプ２５からの放射光が平行光とされ、前記段ボール積層体５の進行方向の前方側の積層端面５ａに１５°〜４５°の角度をもって投光するようになっている。また、筐体２４の開放側にはルーバ２７が設けられており、積層端面５ａ以外への直射光が遮られている。更に、ルーバ２７の内側には、該ルーバ２７を通過する光を拡散しつつ透過させ面光源とする拡散部材（アクリル板等）２８が設けられ、図示しないが、筐体２４の内部には、熱屈折を防止するために筐体２４内部に気流を形成するファンが設けられている。前記第２投光器１９は、前記段ボール積層体５の進行方向の後方側の積層端面５ｂに１５°〜４５°の角度をもって投光するようになっている以外は、前記第１投光器１８と同様の構成であるため、図中同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２４】前記カメラ２０，２１，２２，２３は、図１に示すように、前記段ボール積層体５の進行方向の前方側の積層端面５ａ（前記第１投光器１８によって照明されている）の画像を撮像する一対の第１カメラ２０，２１と、該段ボール積層体５の進行方向の後方側の積層端面５ｂ（前記第２投光器１９によって照明されている）の画像を撮像する一対の第２カメラ２２，２３とからなる。
【００２５】第１カメラ２０，２１は、段ボール積層体５の積層方向に直行する側から水平に撮像するように設けられている。そして、一方の第１カメラ２０は検査の対象となる積層端面５ａの横半部を撮像し、他方の第１カメラ２１は検査の対象となる積層端面５ａの残り半部を撮像する。両第１カメラ２０，２１から入力された一対の画像データは、図示しない検出手段に取り込まれて単一の画像データとして処理される。なお、本実施形態においては、一対の第１カメラ２０，２１を採用することによって、各第１カメラ２０，２１を小型とし、狭い設置スペースであっても用意に配設できるようにしたが、それに限るものではなく、例えば、単一のカメラによって積層端面５ａの検査範囲の全てを撮像するようにしてもよい。
【００２６】また、前記第２カメラ２２，２３は、図１に示すように、段ボール積層体５の積層方向に直行する側から反射鏡２９を介して水平に撮像するように設けられている。該反射鏡２９によって、段ボール積層体５の進行方向の後方側の積層端面５ｂが左右反転されるので、該第２カメラ２２，２３から入力される画像は、前記第１カメラ２０，２１から入力される画像と同一方向から撮像した場合と同じ向きになる。該第２カメラ２２，２３についても、前記第１カメラ２０，２１と同様に、一方の第２カメラ２２は検査の対象となる積層端面５ｂの横半部を撮像し、他方の第２カメラ２３は検査の対象となる積層端面５ｂの残り半部を撮像する。そして、両第２カメラ２２，２３から入力された一対の画像データは、図示しない検出手段に取り込まれて単一の画像データとして処理される。このとき、本実施形態においては一対の第２カメラ２２，２３を採用したが、単一のカメラによって積層端面５ｂの検査範囲の全てを撮像するようにしてもよいことは前記第１カメラ２０，２１の場合と同様である。
【００２７】前記検出手段は、図示しないが、前記第１カメラ２０，２１及び前記第２カメラ２２，２３から取り込んだ画像データに基づいて、段ボール積層体５における段ボール箱３の積層枚数の過不足、各フラップ９の間隔９ａの大小や位置ずれ、及び、各フラップ９の潰れや損傷等の不良の有無を検出し、それらの不良の何れかを検出した場合には、前記排出コンベヤ１３（図１参照）により搬送路１０から排出する。即ち、該検出手段は、段ボール積層体５に不良があることを検出したとき、図２に示すように、先ず、第１搬送コンベヤ１１の送りにより段ボール積層体５を第２搬送コンベヤ１２上に移送し、次いで、前記第２搬送コンベヤ１２の昇降手段を駆動制御して該第２搬送コンベヤ１２の各ベルト１５を排出コンベヤ１３の各ローラ１４よりも下方に下降させて、段ボール積層体５を排出コンベヤ１３の各ローラ１４に受け渡す。そして、排出コンベヤ１３を駆動して搬送路１０から排出する。
【００２８】次に、以上の構成からなる検査装置１の作動を説明する。前記結束装置２から払い出された段ボール積層体５は、先ず、該検査装置１の第１搬送コンベヤ１１によって下流に向って搬送される。該第１搬送コンベヤ１１によって搬送される段ボール積層体５は、前記検査位置Ｘを通過するとき、進行方向の前方側の積層端面５ａが前記第１投光器１８によって照明される。該第１投光器１８のランプ２５からの光は、前記反射板２６によって平行光とされ、前記拡散部材２８によって面光源とされて、１５°〜４５°の角度をもって積層端面５ａを照らすので、該積層端面５ａには十分なコントラストが付与される。そしてこのとき、前記第１カメラ２０，２１により該積層端面５ａが撮像され、前記検出手段に画像データが取り込まれる。第１投光器１８及び第１カメラ２０，２１は、前述したように水平方向から積層端面５ａを照明し撮像するので、該積層端面５ａに各段ボール箱３の積層位置ずれのために凹凸が形成されていても、該凹凸の影等の発生がなく、精度の高い画像データを得ることができる。
【００２９】続いて、更に該第１搬送コンベヤ１１によって段ボール積層体５が下流に向かって搬送され、進行方向の後方側の積層端面５ｂが前記検査位置Ｘを通過する。このとき、前記第２投光器１９によって照明された該積層端面５ｂが前記第２カメラ２２，２３により撮像される。第２投光器１９は、前記第１投光器１８と同様に、ランプ２５からの光が前記反射板２６によって平行光とされ、前記拡散部材２８によって面光源とされて、１５°〜４５°の角度をもって該積層端面５ｂを照らすので、該積層端面５ｂにおいても十分なコントラストが付与される。そして、ここで、前記反射鏡２９を介して第２カメラ２２，２３により該積層断面５ｂが撮像され、前記検出手段に画像データが取り込まれる。該検出手段においては、取り込まれた画像データに基づいて段ボール積層体５の不良の有無が判断され、段ボール積層体５に不良が無かった場合には、前記第２搬送コンベヤ１２によって該段ボール積層体５を搬送路１０の下流に向かって払い出す。
【００３０】また、段ボール積層体５に不良が確認された場合には、前記検出手段の制御によって該段ボール積層体５が第２搬送コンベヤ１２上に位置した時点で搬送が停止され、該第２搬送コンベヤ１２を下降させることによって該段ボール積層体５を前記排出コンベヤ１３に受け渡す。そして、排出コンベヤ１３が駆動され、該段ボール積層体５が不良として排出される。
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| 【出願人】 |
【識別番号】３９００２２８９５
【氏名又は名称】株式会社トーモク
【識別番号】５９１０２３５８３
【氏名又は名称】千代田産業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１２年１月１１日（２０００．１．１１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７８０５
【弁理士】
【氏名又は名称】佐藤 辰彦 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１９４１２４（Ｐ２００１−１９４１２４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年７月１９日（２００１．７．１９） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２８８０（Ｐ２０００−２８８０） |
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