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特開2017-226116シート融着体のシール縁部の検査方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2017-226116(P2017-226116A)
(43)【公開日】2017年12月28日
(54)【発明の名称】シート融着体のシール縁部の検査方法
(51)【国際特許分類】
   B29C 65/82 20060101AFI20171201BHJP
【FI】
   B29C65/82
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2016-123041(P2016-123041)
(22)【出願日】2016年6月21日
(71)【出願人】
【識別番号】000000918
【氏名又は名称】花王株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002170
【氏名又は名称】特許業務法人翔和国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】今井 康至
【テーマコード(参考)】
4F211
【Fターム(参考)】
4F211AH66
4F211AP11
4F211AP12
4F211AR07
4F211TJ14
4F211TJ15
4F211TJ23
4F211TJ29
4F211TW39
(57)【要約】
【課題】シート融着体のシール縁部に生じたシール不良を高精度に検出可能な、シート融着体のシール縁部の検査方法を提供すること。
【解決手段】本発明のシート融着体のシール縁部の検査方法は、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体1のシール縁部14の検査方法であって、検査対象であるシール縁部14を、シール縁部14の長さ方向と直交するX軸方向に拡げる拡げ工程と、拡げた状態のシール縁部14を含む所定の領域内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサ31により、シール縁部14の長さ方向に亘って計測する計測工程とを具備し、計測工程で得た2次元計測データに基づき、検査対象のシール縁部14に、任意に設定した基準位置からの距離が所定の閾値以下である位置が存在するか否かを判定し、存在する場合にシール不良があると判定する。
【選択図】図4
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体のシール縁部の検査方法であって、
検査対象である前記シール縁部を、該シール縁部の長さ方向と直交する方向に拡げる拡げ工程と、
拡げた状態の前記シール縁部を含む所定の領域内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサにより、該シール縁部の長さ方向に亘って計測する計測工程とを具備し、
計測工程で得た2次元計測データに基づき、検査対象のシール縁部に、任意に設定した基準位置からの距離が所定の閾値以下である位置が存在するか否かを判定し、存在する場合にシール不良があると判定する、シート融着体のシール縁部の検査方法。
【請求項2】
複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体のシール縁部の検査方法であって、
検査対象である前記シール縁部を、該シール縁部の長さ方向と直交する方向に拡げる拡げ工程と、
拡げた状態の前記シール縁部を含む所定幅の領域内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサにより、該シール縁部の長さ方向に亘って計測する計測工程とを具備し、
計測工程で得た2次元計測データを、前記シール縁部の長さ方向に結合して、前記所定幅の領域内における表面の位置を3次元的に表された3次元計測データに変換し、その3次元計測データを、所定の基準平面から前記所定幅の領域内の各部における表面の位置までの高さが濃淡又は色の違いとして表された画像データに変換し、該画像データに基づきシール不良の検出を行う、シート融着体のシール縁部の検査方法。
【請求項3】
前記画像処理に基づくシール不良の検出を、濃淡検査、エリア検査、エッジ検査、ブロブ検査、若しくはキズ検査、又はこれらの2以上の組み合わせにより行う、請求項2に記載のシート融着体のシール縁部の検査方法。
【請求項4】
前記濃淡検査、前記エリア検査、前記エッジ検査、前記ブロブ検査、若しくは前記キズ検査、又はこれらの2以上の組み合わせにより行う前記検査の前処理として、2値化処理、収縮処理、膨張処理、若しくは微分処理又はこれら2以上の組み合わせを行う請求項3に記載のシート融着体のシール縁部の検査方法。
【請求項5】
前記拡げ工程は、バキュームコンベアを用いて行う、請求項1〜4の何れか1項に記載のシート融着体のシール縁部の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シート融着体のシール縁部の検査方法に関する。
【背景技術】
【0002】
パンツ型使い捨ておむつとして、吸収性本体とおむつの外面を形成する外装体とを備え、前身頃における外装体の両側縁部と後身頃における外装体の両側縁部とが接合されて一対のサイドシール部が形成されているパンツ型使い捨ておむつが知られている。
【0003】
斯かるパンツ型使い捨ておむつの製造方法に関し、出願人は、複数の使い捨ておむつの外装体が一方向に連なった構成の外装体連続体を、レーザー光により個々のおむつの外装体となるように所定の間隔で溶断するとともに、その溶断によって生じた積層状態の複数のシートの切断縁部どうしを融着させることにより、着用者の肌から離れる方向への突出量が極めて小さいサイドシール部を有する使い捨ておむつを製造する技術を提案した(特許文献1,2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2014−168904号公報
【特許文献2】特開2015−085650号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
サイドシール部の突出量が小さいことは、おむつの外観を、通常の下着のような外観に近づけることが可能となるため、おむつを履くのに抵抗を感じる高齢者の抵抗感を軽減させたり、サイドシール部が柔軟になって、おむつの着用感が向上する等の利点がある。
しかし、シール不良のないサイドシール部を安定して形成させるには、レーザー光を照射する際の被加工物の加圧状態やレーザー光の走査の制御を高精度に行う必要があり、シール不良を完全に無くすことは難しい。
他方、レーザー光による溶断及び融着によって生じたシール縁部は、従来のサイドシール部に比して幅が狭い等の理由により、そのシール縁部に生じたシール不良を高精度に検出することが難しかった。
【0006】
本発明は、シート融着体のシール縁部に生じたシール不良を高精度に検出可能な、シート融着体のシール縁部の検査方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体のシール縁部の検査方法であって、検査対象である前記シール縁部を、該シール縁部の長さ方向と直交する方向に拡げる拡げ工程と、拡げた状態の前記シール縁部を含む所定の領域内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサにより、該シール縁部の長さ方向に亘って計測する計測工程とを具備し、計測工程で得た2次元計測データに基づき、検査対象のシール縁部に、任意に設定した基準位置からの距離が所定の閾値以下である位置が存在する否かを判定し、存在する場合にシール不良があると判定する、シート融着体のシール縁部の検査方法を提供するものである。
【0008】
また本発明は、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有するシート融着体のシール縁部の検査方法であって、検査対象である前記シール縁部を、該シール縁部の長さ方向と直交する方向に拡げる拡げ工程と、拡げた状態の前記シール縁部を含む所定幅の領域内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサにより、該シール縁部の長さ方向に亘って計測する計測工程とを具備し、計測工程で得た2次元計測データを、前記シール縁部の長さ方向に結合して、前記所定幅の領域内における表面の位置を3次元的に表された3次元計測データに変換し、その3次元計測データを、所定の基準平面から前記所定幅の領域内の各部における表面の位置までの高さが濃淡又は色の違いとして表された画像データに変換し、該画像データに基づきシール不良の検出を行う、シート融着体のシール縁部の検査方法を提供するものである。
【発明の効果】
【0009】
本発明のシート融着体のシール縁部の検査方法によれば、シート融着体のシール縁部に生じたシール不良を高精度に検出可能である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
図1図1は、本発明におけるシート融着体の一例であるパンツ型着用物品を示す斜視図である。
図2図2は、図1のI−I線断面を模式的に示す断面図である。
図3図3(a)〜図3(d)は、シール不良に起因してシール縁部に生じる欠陥の例を示す図である。
図4図4は、本発明の実施に好ましく用いられるシート融着体のシール縁部の検査装置を示す図であり、(a)は側面図、(b)は上側バキュームコンベアを省略して示す平面図である。
図5図5(a)は、本発明に用いられる2次元変位センサの一例を示す斜視図であり、図5(b)は、図5(a)に示す2次元変位センサにより計測した被計測物Sの表面位置の2次元計測データ(プロファイル)である。
図6図6(a)は、貫通孔を有する部位の2次元計測データを示し、図6(b)は、貫通孔を有しない部の2次元計測データを示す図である。
図7図7(a)は、シール縁部に貫通孔が存在するパンツ型着用物品の該シール縁部及びその近傍を示す図であり、図7(b)は、図7(a)の一部を拡大して示す部分拡大図である。
図8図8(a)は、図7(a)に示す計測範囲に対応する画像データであり、図8(b)は、図7(b)に対応する部分の画像データである。
図9図9(a)は、図8(a)に示す画像データに2値化処理を施した後の画像であり、図9(b)は、図8(b)に示す画像データに2値化処理を施した後の画像である。
図10図10(a)は、図9(a)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像であり、図10(b)は、図9(b)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像である。
図11図11(a)は、シール縁部に非貫通孔が存在するパンツ型着用物品の該シール縁部及びその近傍を示す図であり、図11(b)は、図11(a)の一部を拡大して示す部分拡大図である。
図12図12(a)は、図11(a)に示す計測範囲に対応する画像データであり、図12(b)は、図11(b)に対応する部分の画像データである。
図13図13(a)は、図12(a)に示す画像データに2値化処理を施した後の画像であり、図13(b)は、図12(b)に示す画像データに2値化処理を施した後の画像である。
図14図14(a)は、図13(a)に示す画像に収縮処理を施した後の画像であり、図14(b)は、図13(b)に示す画像に収縮処理を施した後の画像である。
図15図15(a)は、図14(a)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像であり、図15(b)は、図14(b)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像である。
図16図16(a)は、シール縁部の端部に端部破れが存在するパンツ型着用物品の該シール縁部及びその近傍を示す図であり、図16(b)は、図16(a)の一部を拡大して示す部分拡大図である。
図17図17(a)は、図16(a)に示す計測範囲に対応する画像データであり、図17(b)は、図17(a)に示す計測範囲の下端部付近の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明をその好ましい実施形態に基づいて説明する。
図1及び図2に、本発明における「シート融着体」の一例であるパンツ型着用物品1を示した。パンツ型着用物品1は、パンツ型着用物品1の外面を形成する外装体13を備え、着用時に着用者の腹側に配される腹側部1A、着用時に着用者の背側に配される背側部1B及びその間に位置し着用時に着用者の股間部に配される股下部1Cを有しており、腹側部1Aにおける外装体の両側縁部と背側部1Bにおける外装体の両側縁部とが接合されて一対のサイドシール部14,14、ウエスト開口部15及び一対のレッグ開口部16,16が形成されている。
より具体的に説明すると、パンツ型着用物品1は、パンツ型の使い捨ておむつであり、吸収性本体12と、吸収性本体12の非肌当接面側に位置して該吸収性本体12を固定している外装体13とを備えている。また、外装体13における、ウエスト開口部15の周縁部には、ウエストギャザーを形成するためのウエスト部弾性部材15aが配され、胴回り部には、胴回りギャザーを形成するための胴回り部弾性部材17が配され、一対のレッグ開口部16,16それぞれの周縁部には、レッグギャザーを形成するためのレッグ部弾性部材16が配されている。
【0012】
吸収性本体12は、図1及び図2に示すように、腹側部1Aから股下部1Cを経て背側部1Bに亘るパンツ型の着用物品1の長手方向に長い縦長の形状を有しており、肌当接面を形成する表面シート(図示せず)と、非肌当接面を形成する裏面シート(図示せず)と、これら両シート間に介在配置された液保持性の吸収体(図示せず)とを具備し、該吸収体は、パンツ型の着用物品1の長手方向と同方向に長い形状を有している。吸収性本体12は、その長手方向を、展開且つ伸長状態におけるパンツ型着用物品1の長手方向に一致させて、外装体13の中央部に公知の接合手段(接着剤等)により接合されている。
【0013】
外装体13は、図1及び図2に示すように、パンツ型着用物品1の外面(外装体3の非肌当接面)を形成する外層シート18と、該外層シート18の内面側に配され、パンツ型着用物品1の内面(外装体3の肌当接面)を形成する内層シート19と、両シート18,19間に接着剤により固定されたウエスト部弾性部材15a、胴回り部弾性部材17及びレッグ部弾性部材16とを含んで構成されている。両シート18,19間は、所定部位において接着剤又はヒートシール等(図示せず)によって接合されている。
【0014】
外層シート18及び内層シート19は、樹脂材を含み、該樹脂材を主成分として形成されている。外層シート18及び内層シート19の一例として、樹脂材としてポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン等の熱融着性の合成樹脂を含み、不織布、フィルム、不織布とフィルムとのラミネートシート等からなるものが挙げられる。不織布としては、エアースルー不織布、ヒートロール不織布、スパンレース不織布、スパンボンド不織布、メルトブローン不織布等が挙げられる。
【0015】
外装体13は、複数枚のシート積層体からなる帯状の外装体連続体を、その長手方向に搬送しながら、その搬送経路の所定箇所において一定の間隔で順次切断して得られたものであり、各切断の際には、該シート積層体を構成する少なくとも1枚のシートに吸収され該シートを発熱させ得る波長のレーザー光を、該シート積層体の幅方向に亘って照射し、該シート積層体を溶断させるとともに、その溶断によって生じた複数枚のシートの切断縁部どうしを融着させることによって、溶断部の前後にサイドシール部14を形成している。そのため、パンツ型着用物品1のサイドシール部14,14のそれぞれにおいては、図2に示すように、腹側部1Aにおける外装体13を構成する2枚のシート18,19と背側部1Bにおける外装体13を構成する2枚のシート18,19の合計4枚(複数枚)のシートそれぞれの縁部が互いに重なった状態で融着しており、各サイドシール部14が、それぞれ、本発明におけるシール縁部となっており、サイドシール部14を有する外装体13又はおむつであるパンツ型着用物品1が、本発明におけるシート融着体となっている。
【0016】
外装体連続体等のシート積層体を、レーザー光を用いて溶断させるとともに切断縁部どうしを熱融着させることによって、複数枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有する外装体やパンツ型着用物品等を形成する方法は公知であり、例えば特許文献1や特許文献2に記載の方法を用いることができる。
【0017】
図3(a)〜図3(d)は、パンツ型着用物品1のサイドシール部14にシール不良2が生じた例を示す図であり、図3(a)及び図3(b)は、シール不良として、外装体13を貫通する貫通孔2Aが生じた例、図3(c)は、シール不良として、外装体13を構成する複数枚のシートのうち、腹側部1Aの外表面側の1枚又は2枚のシートの一部が剥がれて生じた非貫通孔2Bが生じた例、図3(d)は、シール不良として、ウエスト開口部15側又はレッグ開口部16側に、腹側部1A側の外装体と背側部1B側の外装体とが接合されていない端部破れ2Cが生じた例を示す図である。
【0018】
図4に、本発明の実施に好ましく用いられるシート融着体のシール縁部の検査装置20を示す。図4に示す検査装置20は、パンツ型着用物品1の搬送ラインに組み込まれており、パンツ型着用物品1の搬送を停止することなく、インラインで、そのパンツ型着用物品1のサイドシール部14(以下、シール縁部14ともいう)にシール不良が存在するか否かを検査可能である。
【0019】
なお、パンツ型着用物品1の搬送ラインにおけるパンツ型着用物品1の製造工程においては、パンツ型着用物品1の長手方向がCD方向に沿う方向となるように搬送されるが、該搬送ラインにおける検査装置20にパンツ型着用物品1が搬送される際には、図4(b)に示すように、パンツ型着用物品1の長手方向がMD方向に沿う方向に位置した状態で搬入される。
【0020】
検査装置2は、パンツ型着用物品1のシール縁部14を、該シール縁部14の長さ方向と直交するX軸方向に拡げる展開機構20と、シール縁部14を拡げられたパンツ型着用物品1の両側に位置するように配された光学式の2次元変位センサ31と、2次元変位センサ31の制御装置32と、制御装置32に接続された画像処理装置33と、制御装置32又は画像処理装置33に接続された液晶モニター等の表示手段34とを備えている。
展開機構20は、図4(a)に示すように、下側バキュームコンベア21と上側バキュームコンベア22とを備えており、ベルトコンベア41等の公知の搬送機構からなる上流側搬送手段から搬送されてきたパンツ型着用物品1が、上流側の端部に位置する導入部20iから、下側バキュームコンベア21と上側バキュームコンベア22との間に導入される。下側バキュームコンベア21と上側バキュームコンベア22との間に導入されたパンツ型着用物品1は、何れか一方のバキュームコンベアにより腹側部Aにおける幅方向の中央領域Acを吸引され他方のバキュームコンベアにより背側部Bにおける幅方向の中央領域Bcを吸引されつつ搬送されることで、腹側部Aの中央領域Acと背側部Bの中央領域Bcとの間の距離が拡大し、それに伴い、パンツ型着用物品1の左右のシール縁部14が、それぞれ、シール縁部14の長さ方向に直交するX軸方向に拡がる。
本発明における拡げ工程においては、シール縁部14のみを拡げても良いが、シール縁部14に加えてシール縁部14を挟んでその両側に位置する帯状の隣接領域も、シール縁部14に直交するX軸方向に拡げることがシール不良の検出の精度を向上させる観点からより好ましい。
シール縁部14を含む周辺部のX軸方向への拡がり状態としては、弛みのない程度に拡げた状態であればよく、該拡げた状態から更に、ウエスト部弾性部材15aや胴回り部弾性部材17等が伸張した状態にしても良い。伸長した状態にした場合は、X軸方向へのシール不良部分の大きさが拡大するため、表面の位置の計測が安定し、シール不良の検出の精度を向上させる観点から好ましい。弛みのない程度に拡げた状態を基準とすると、伸長した状態での伸長率は1倍以上が好ましく、より好ましくは2倍以上である。
【0021】
下側バキュームコンベア21及び上側バキュームコンベア22は、それぞれ、1又は複数の駆動ローラを含む複数のローラ23と、複数のローラ23に掛け渡された通気性の無端ベルト24と、無端ベルト24の裏側に配置され表面側に配置されたパンツ型着用物品1を吸引するバキュームボックス25とを備えている。両バキュームコンベア21,22は、無端ベルト24の全幅のうち、平坦状態のパンツ型着用物品1の全幅W1より狭い図4(b)中に符号Wに示す範囲においてパンツ型着用物品1を吸着することが好ましい。バキュームコンベア21,22の吸引領域の幅Wは、吸収性本体12の幅以上、ウエスト開口部15の幅未満であることが好ましい。
【0022】
展開機構20を構成する一対のバキュームコンベア21,22は、図4(a)に示すように、パンツ型着用物品1のMD方向における上流側から下流側に向かって、無端ベルト24間の間隔が漸増していることが好ましい。また展開機構20を構成する一対のバキュームコンベア21,22は、パンツ型着用物品1にそれぞれ接する相対向面のなす角度θ〔図4(a)参照〕が、平坦状態のパンツ型着用物品1のシール縁部14の上端14aと下端14bとを結ぶ直線L1のMD方向に対する傾斜角度θ1〔図4(b)参照〕との関係において、傾斜角度θ1+10度以上傾斜角度θ1+80度以下が好ましく、より好ましくは傾斜角度θ1+30度以上傾斜角度θ1+60度以下であることが、X軸方向に拡げたときのシール縁部14の長さ方向を、パンツ型着用物品1のMD方向と略平行にする観点から好ましい。シール縁部14の長さ方向がMD方向と略平行となることは、光学式の2次元変位センサ31を用いたインラインでの検査が容易となったり、表面位置の計測の安定性が向上しシール不良の検出の精度が向上する等の利点がある。また、上記の傾斜角度θ1が0でない場合、吸着位置からシール縁部14までの距離がシール縁部14の長さ方向に亘って異なるが、一対のバキュームコンベア21,22に上記の角度θを設けることで、吸着位置からシール縁部14までの距離に近い距離に合わせることができ(図4(a)参照)、シール縁部14の長さ方向をMD方向に平行に近い状態にできる(図4(b)参照)。
なお、2次元変位センサ31のX軸方向の計測範囲内にパンツ型吸収性物品1が収まれば、シール縁部14の長さ方向とMD方向とを完全な平行状態にしなくても良い。
【0023】
2次元変位センサ31は、内部に、半導体レーザー等のレーザー光の光源及びCCDやCMOS等の受光素子を備えており、図5(a)に示すように、帯状のレーザー光3aを照射し、その反射光3bを受光素子上に結像させることで、図5(b)に示すように、被計測物Sの所定の幅内における表面の位置、例えば任意に設定した、基準ライン(基準位置)P(図5(a)参照)からのZ軸方向の高さ位置(Z軸方向の距離)を計測可能である。
【0024】
2次元変位センサの制御装置32は、2次元変位センサ31に対して電気的に接続されており、2次元変位センサ31に対して、所定の周期で、レーザー光の照射及びその反射光の受光を行うように指令し、各回の照射毎に、レーザー光3aの幅方向に沿うX軸方向の位置とZ軸方向の位置(高さ位置)との関係を示す2次元計測データを生成させる。2次元計測データは、表示手段34に表示されるとともに、制御装置32又は画像処理装置33内の記憶装置に蓄積される。
2次元変位センサ31にレーザー光3aを照射させる間隔、即ち2次元計測データの計測データの取得間隔は、好ましくは1秒以下であり、更に好ましくは2m秒以下である。パンツ型の着用物品1のシール縁部14の長さ方向の長さとの関係で言えば、シール縁部14の長さ方向の長さ10mmあたりの照射及び計測回数は、好ましくは1回以上、更に好ましくは100回以上である。
2次元変位センサ31により帯状のレーザー光3aを照射する幅W2、即ち表面の位置を同時に計測する幅W2〔図5(a)〕は、拡げた状態のシール縁部14の幅(長さ方向に直交するZ軸方向に拡げた状態の同方向の幅)より大きいことが好ましく、拡げた状態のシール縁部14の幅の好ましくは100倍以上、より好ましくは300倍である。
2次元変位センサ31及びその制御装置32としては、各種公知のものを用いることができ、例えば、2次元変位センサ31及びその制御装置32としては、株式会社キーエンスのLJ−Vシリーズものの(LJ−V7080,LJ−V7000等)を用いることができる。
【0025】
上記の検査装置2を用いた本発明の検査方法の好ましい実施態様においては、図4(a)及び図4(b)に示すように、下側バキュームコンベア21及び下側バキュームコンベア22により搬送されて、2次元変位センサ31の配置位置を移動するパンツ型着用物品1における、拡げた状態の一対のシール縁部14のそれぞれに対して、各シール縁部14の長さ方向及び該長さ方向に直交するX軸方向のそれぞれに対して直角なZ軸方向からレーザー光3aを照射する。レーザー光3aは、シール縁部14及び該シール縁部14を挟んでその両側に位置する帯状の隣接領域を含むパンツ型着用物品1の両側部それぞれの所定幅の領域R内に、レーザー光3aの幅方向に沿うX軸方向とシール縁部14の長さ方向とが直交するように照射し、その所定幅の領域R内における、パンツ型着用物品1の表面の位置の2次元計測データを取得する。このレーザー光3aの照射及びそれによる表面位置の2次元計測データの取得は、個々のパンツ型着用物品1のシール縁部14の長さ方向の全長に亘って繰り返す。
【0026】
検査対象のシール縁部14に、図3(a)に示すような貫通孔2Aが存在する場合、シール縁部14の長さ方向における貫通孔2Aの位置から取得した表面位置の2次元計測データには、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離が所定の閾値以下の位置が存在する。本実施形態では、図6(a)に示すように、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離がゼロの貫通孔2Aに対応する部分が存在する。一方、シール縁部14の長さ方向における貫通孔2Aのない部分における計測データには、図6(b)に示すように、貫通孔2Aに対応する、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離がゼロの部分が存在しない。
同様に、検査対象のシール縁部14の端部(例えばウエスト開口部16側)に後述する端部破れ2Cが存在する場合、シール縁部14の長さ方向における端部破れ2Cの位置から取得した表面位置の2次元計測データには、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離が所定の閾値以下の位置が存在する。本実施形態では、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離がゼロの端部破れ2Cに対応する部分が存在する。一方、シール縁部14の長さ方向における端部破れ2Cのない部分における計測データには、端部破れ2Cに対応する、任意に設定した基準位置からのZ軸方向の距離がゼロの部分が存在しない。
従って、個々のパンツ型着用物品1について、シール縁部14の長さ方向の複数個所において、該シール縁部14を含む所定幅の領域Rへのレーザー光3aの照射及びそれによる表面位置の2次元計測データの取得を行い、所得した2次元計測データに、貫通孔2A、又は端部破れ2Cに対応するZ軸方向の距離がゼロの部分を含む計測データが含まれるか否かを調べることにより、検査対象のシール縁部14に、貫通孔2A又は端部破れ2C、若しくはそれに類する欠陥が存在するか否かを判定することができる。Z軸方向の距離がゼロとなる任意の基準位置は、基準位置から欠陥のない部分の表面までの距離が、外装体の厚みより大きくなる位置に設定しても良いし、外装体の厚みより小さくなる位置に設定しても良いが、外装体の厚みより小さくなる位置に設定することが、外装体を貫通しない欠陥、例えば図3(c)に示すような非貫通孔2B等の検出を容易とする観点から好ましい。
このような判定は、市販の画像処理装置の機能を利用したり、所定の判定プログラムを組み込んだコンピュータにより行うことができる。なお、判定の結果、貫通孔2A又は端部破れ2C、若しくはそれに類する欠点が存在することが確認されたパンツ型着用物品1は、ベルトコンベア42等を有する下流側の搬送ラインによる搬送中に、公知の欠陥品排出機構により搬送ライン外へと排除される。シール不良を有するパンツ型着用物品1が検出された場合の対応方法は、その欠陥を有するパンツ型着用物品1を搬送ライン外に排出しても良いし、警報をならしたり、警報を鳴らすとともにラインを止めても良い。
【0027】
シール縁部14にシール不良が存在するか否かを判定する更に好ましい方法として、前述した方法と同様にして、拡げた状態のシール縁部14を含む所定幅の領域R内における表面の位置を、光学式の2次元変位センサにより、シール縁部14の長さ方向に亘って計測した後に、計測工程で得た2次元計測データを、シール縁部14の長さ方向に結合して、所定幅の領域R内の表面の位置が3次元的に表された3次元計測データに変換し、その3次元計測データを、図8図12又は図17に示すように、所定の基準平面から所定幅の領域R内の各部における表面の位置までの高さが濃淡又は色の違いとして表された画像データ4に変換し、該画像データ4に基づきシール不良の検出を行う方法を挙げることができる。画像データ4に基づくシール不良の検出は、画像処理装置34を用いて画像データ4に画像処理を施して行うことが好ましい。
【0028】
幅広のレーザー光3aの照射により取得した表面位置の2次元計測データを、3次元計測データに変換する方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
展開機構20に搬送されるパンツ型着用物品1の通過を検知する光電センサ(図示せず)を設置し、光電センサがパンツ型着用物品1の検出信号を出力し、2次元変位センサ31の制御装置32が該検出信号を入力すると、制御装置32が計測開始信号を2次元変位センサ31に出力する。2次元変位センサ31が計測開始信号を入力すると、2次元変位センサ31が2次元計測データの取得を開始する。具体的には、展開機構20の下側バキュームコンベア21及び上側バキュームコンベア22のコンベア駆動軸に取付けたエンコーダ(図示せず)が出力する信号を制御装置32が入力して該エンコーダパルスをカウントし、任意の間隔で2次元計測データを取得する。2次元計測データは、制御装置32に出力され、制御装置32と接続された画像処理装置33に逐次入力される。入力される2次元計測データは、任意の設定量(シール全長分)になるまで入力され、記憶される。画像処理装置33は、記憶した2次元計測データを内部の処理装置により自動的に結合して、3次元計測データへの変換を行う。
斯かる方法を具体的に実施するには、2次元変位センサ31及びその制御装置32として、株式会社キーエンスのLJ−Vシリーズの2次元レーザセンサ及びその制御装置を用いるとともに、同社製の画像処理装置XG−8700Tを用い、制御装置32から画像処理装置33に対して2次元計測データを出力するとともに、該画像処理装置33のデータ取込み設定である、取付センサの設定、取込み総データ数設定等を行い、3次元計測データを取得し、高さデータ(2次元計測データ)をカラーに変換した画像(3次元計測データ)を自動的に取得する方法が挙げられる。
【0029】
3次元計測データを、所定の基準平面から所定幅の領域R内の各部における表面の位置までの高さが濃淡又は色の違いとして表された画像データ4に変換する方法としては、以下に示す方法が挙げられる。
まず、基準平面の設定を行う。基準平面の設定としては、例えば、3次元計測データの全データ又はある任意に設定した一部の領域の高さデータより求めた最小2乗平面を基準平面としても良く、3次元計測データの任意の3点の高さデータで形成する平面を基準平面としても良い。また、2次元変位センサ31側で持っているゼロ面又は任意の高さ面を基準平面としても良く、3次元計測データの全データ又はある任意に設定した一部の領域の高さデータを平均化した値分を、2次元変位センサ31側で持っているゼロ面に対し平行移動させた平面を基準平面としても良い。
基準平面の設定は、3次元計測データ毎にリアルタイムに行う、または、固定で行っても良い。基準平面を設定すると、高さ1mmあたりの階調値を設定し、設定した基準平面より、高い側又は低い側あるいは両方向への階調値を求める。例えば、基準平面より高い側及び低い側の両方向の階調値を求める場合、256階調であれば、基準平面を128として、低い側を0〜127の階調に割り振り、高い側を129〜255の階調に割り振って、グレースケール画像に変換する。
斯かる方法を具体的に実施するには、2次元変位センサ31及びその制御装置32として、株式会社キーエンスのLJ−Vシリーズの2次元レーザセンサ及びその制御装置を用いるとともに、同社製の画像処理装置XG−8700Tを用い、該画像処理装置33による基準平面設定において、3次元計測データの基準平面設定方法の設定、基準平面設定タイミングを3次元計測データ毎又は固定とするかの設定、抽出する高さ1mmあたりの階調値の設定、抽出したい高さ方向の設定等を行い、3次元計測データを画像データに変換する方法が挙げられる。
【0030】
画像データ4に基づくシール不良の検出は、画像処理装置34を用いて画像データ4に画像処理を施して行うことが好ましい。画像データ4に施す画像処理は、特に制限されず、任意の画像処理を施すことができ、例えば、濃淡検査、エリア検査、エッジ検査、ブロブ検査、若しくはキズ検査、又はこれらの2以上の組み合わせを行うことが好ましい。また、検査前に任意の前処理を施すことにより、検査の安定性が向上するため、例えば、2値化処理、収縮処理、膨張処理、若しくは微分処理等、又はこれら2以上の組み合わせを行うことが好ましい。
【0031】
画像データ4に基づきシール不良を検出するための画像処理について具体例を示して説明する。
図8図10は、図7に示すように、シール縁部14に貫通孔2Aが存在する場合に、該貫通孔2Aを検出するのに適した画像処理の一例を示す図である。
図7(a)は、シール縁部14に貫通孔2Aが存在するパンツ型着用物品1の該シール縁部14及びその近傍を示す図であり、図7(a)に示すシール縁部14における、図7(b)に拡大図を示す部分に、シール縁部14の長さ方向の長さが約2mmの貫通孔2Aが形成されている。
図8(a)は、図7(a)に示す計測範囲Rに対応する画像データ4であり、図8(b)は、図7(b)に対応する部分の画像データ4である。図9(a)及び図9(b)は、図8(a)及び図8(b)に示す画像データ4に2値化処理を施した後の画像であり、図10(a)及び図10(b)は、図9(a)及び図9(b)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像である。図9及び図10に示すように、画像データ4に、2値化処理及びブロブフィルタ処理等の必要に応じた前処理を施した後、所定の面積以上の白色部分を検出するエリア検査を行うことで、画像データ4の元になったパンツ型着用物品1のシール縁部14に貫通孔2Aが存在していることを検出することができる。図8図10には、貫通孔2Aに対応する部分に、便宜的に貫通孔2Aと同じ符号を付けてある。
【0032】
図12図15は、図11に示すように、シール縁部14に、腹側部1Aの外表面側の1枚又は2枚のシートの一部が剥がれて生じた非貫通孔2Bが存在する場合に、該非貫通孔2Bを検出するのに適した画像処理の例を示す図である。
図11(a)は、シール縁部14に非貫通孔2Bが存在するパンツ型着用物品1の該シール縁部14及びその近傍を示す図であり、図11(a)に示すシール縁部14における、図11(b)に拡大図を示す部分に、シール縁部14の長さ方向の長さが約4mmの非貫通孔2Bが生じている。
図12(a)は、図11(a)に示す計測範囲Rに対応する画像データ4であり、図12(b)は、図11(b)に対応する部分の画像データ4である。図13(a)及び図13(b)は、図12(a)及び図12(b)に示す画像データ4に2値化処理を施した後の画像であり、図14(a)及び図14(b)は、図13(a)及び図13(b)に示す画像に収縮処理を施した後の画像であり、図15(a)及び図15(b)は、図14(a)及び図14(b)に示す画像にブロブフィルタ処理を施した後の画像である。図12図15に示すように、画像データ4に、2値化処理、収縮処理、及びブロブフィルタ処理等の必要に応じた前処理を施した後、所定の面積以上の白色部分を検出するエリア検査を行うことで、画像データ4の元になったパンツ型着用物品1のシール縁部14に非貫通孔2Bが存在していることを検出することができる。図12図15には、非貫通孔2Bに対応する部分に、便宜的に貫通孔2Bと同じ符号を付けてある。
【0033】
図17及び図18は、図16に示すように、シール縁部14の長さ方向における、ウエスト開口部16側に、腹側部1A側の外装体と背側部1B側の外装体とが接合されていない端部破れ2Cが生じている場合に、該端部破れ2Cを検出するのに適した画像処理の一例を示す図である。
図16(a)は、シール縁部14の端部に端部破れ2Cが存在するパンツ型着用物品1の該シール縁部14及びその近傍を示す図であり、図16(a)に示すシール縁部14における、図16(b)に拡大図を示す部分に、シール縁部14の長さ方向の長さが約20mmの端部破れ2Cが生じている。
図17(a)は、図16(a)に示す計測範囲に対応する画像データであり、図17(b)は、図17(a)に示す計測範囲Rの下端部付近の拡大図である。図17(b)に示すように、図17(a)に示す計測範囲Rの下端部付近の拡大図に、エッジ位置を検出した曲線Lcと、エッジ位置の傾向直線Leを引き、該曲線Lcと該傾向直線Leとに囲まれた欠陥領域Rcが、所定の面積以上であるか否かを判定することで、画像データ4の元になったパンツ型着用物品1のシール縁部14に、端部破れ2Cが存在していることを検出することができる。
【0034】
以上、本発明をその実施態様に基づいて説明したが、本発明は、上述した実施態様に制限されることなく適宜変更が可能である。
【0035】
例えば、シート融着体である外装体13は、4枚のシートの側縁が重なった状態で融着したシール縁部に代えて、2枚又は3枚のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部や、5枚以上のシートの縁部が重なった状態で融着したシール縁部を有していても良い。またシール縁部の長さ方向にシートの積層枚数が相互に異なる領域が存在していても良い。画像データは、各部における表面位置までの高さが色の違いとして表された画像データであっても良い。
また、シート融着体としてのパンツ型着用物品は、パンツ型使い捨ておむつに限られず、パンツ型の生理用ナプキンであっても良く、また、着用物品の外面を形成する外装体を具備する一方、吸収性本体を具備しない、おむつカバー等であっても良い。また、シート融着体は、前述したパンツ型着用物品1のように一対のシール縁部を有するものに代えて、単一のシール縁部のみを有するものであっても良い。
【符号の説明】
【0036】
1 パンツ型着用物品(シート融着体)
1A 腹側部
1B 背側部
1C 股下部
12 吸収性本体
13 外装体
18 外層シート
19 内層シート
14 サイドシール部(シール縁部)
2 シート融着体のシール縁部の検査装置
20 展開機構
31 2次元変位センサ
3a レーザー光
3b 反射光
33 画像処理装置
図1
図2
図3
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図5
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