JP5785502B2 - 製函検査方法および製函検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、折り畳まれて端部を固着された製函用シート材の側板に連接されたフラップのジョイント部におけるギャップ間隔を間隔検出手段によって検出し、前記製函用シート材の折れ精度の検査を行う製函検査方法および製函検査装置に関する。

段ボール箱は、一般的に、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ジョイント部をなして角筒状の胴体部が形成され、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が、通常、折り畳まれて端部を固着された製函用シート材の状態で流通・保管され、箱としての使用時に箱形状に組み立てられる。
製函用シート材１０は、図１に示すように、打ち抜かれた１枚の段ボールシートから、製函手段によって必要箇所が折り曲げられ、接着片１３が他端の側板４２に重合接着されてジョイント部をなすよう製造される。
この時、製函用シート材１０の折れ精度が低いと、ジョイント部における接着片１３と他端の側板４２の重なり幅が異なったり、斜めに重なったりし、箱としての使用時に意図した箱形状が得られないため、製函手段によって製造される製函用シート材１０の折れ精度が安定的に維持されている必要がある。
この製函用シート材１０の折れ精度は、ジョイント部における一方の側板４１に連接されたフラップ２１、３１と他方の側板４２連接されたフラップ２２、３２の間に形成されるそれぞれのギャップ１１、１２が規定通りに形成されているかどうかを検査することで推定することが可能であり、製函用シート材１０の折れ精度を維持するために、当該ギャップ間隔を検出して製函用シート材１０の折れ精度の検査を行う方法および装置が種々提案されている。

たとえば、間隔検出手段によって、製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を、１枚ずつシート面側から検出することで、製函用シート材の折れ精度の検査を行うようにしたものが公知である（たとえば、特許文献１、２等参照。）。
また、製函用シート材を複数枚積み重ねられたシート材束の状態で、間隔検出手段によって、複数の製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を、製函用シート材の端面側から検出することで、複数枚積み重ねられた製函用シート材の折れ精度の検査を同時に行うようにしたものも公知である（たとえば、特許文献３、４等参照。）。

特開昭５８−２０５７５４号公報（全頁、全図） 特開平９−２２４６４号公報（全頁、全図） 特開２００３−３３７０１２号公報（全頁、全図） 特開２００１−３３０４１４号公報（全頁、全図）

しかしながら、接着前にギャップ間隔を検出した場合、接着工程で位置ずれを起こす虞もあり、上記特許文献１に記載されたような公知の方法および装置では、最終的な製函用シート材の精度を正確に担保できないという問題があった。
また、製函用シート材は、製造された直後に複数枚積み重ねられて、シート材束として搬送されるのが一般的であり、たとえば、製函手段自体が製函用シート材の積み重ねまで行って排出するものであった場合、上記特許文献２に記載されたような公知の方法および装置は適用が困難であるという問題があった。
また、製函用シート材を積み重ねる前に間隔検出手段で検出するように構成可能であった場合でも、製函手段における製函用シート材の１枚あたりの製造時間（タクトタイム）以内に検査する必要があり、上記特許文献１、２に記載されたような公知の方法および装置自体がタクトタイムの短縮の障害になってしまうという問題があった。
さらに、製造直後の製函用シート材は接着剤が完全に乾燥、定着していない状態であり、折りたたみ時に不規則なストレスが掛かっていることが多く、接着剤の乾燥、定着後のジョイント部における接着片と他端の側板の重なり幅や角度が不規則に変化することもあり、上記特許文献２に記載されたような公知の方法および装置でも、最終的な製函用シート材の精度を正確に担保できないという問題があった。

これに対し、上記特許文献３、４に記載されたような公知の方法および装置では、間隔検出手段で製函用シート材のジョイント部を１枚ずつシート面側から検出することによる上記の問題はある程度解決可能である。
しかしながら、製函用シート材が段ボールであった場合、そのギャップの断面は直線の縁を持つものではないため、端面側から高速に正確にギャップ間隔を検出することが困難であるという問題があった。
また、製函用シート材の端面は潰れや変形が生じやすく、製品として問題のない程度の端面の潰れや変形であっても、シート材束の端面の情報のみでは実際のギャップ間隔を正確に検出することができず、良品を不良品、あるいは、不良品を良品と判定する可能性があった。

そこで本発明は、前述したような公知の検査方法および検査装置の問題を解決するものであって、どのような製函設備にも適用可能であり、端面の潰れや変形の影響を受けることなく、高速かつ正確にジョイント部におけるフラップのギャップ間隔を検出可能で、最終的な製函用シート材の折れ精度を正確に検査することができる製函検査方法および検査装置を提供することを目的とする。

本請求項１に係る発明は、折り畳まれて端部を固着された製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を間隔検出手段によって検出し、前記製函用シート材の折れ精度の検査を行う製函検査方法であって、前記製函用シート材が、複数枚積み重ねられたシート材束として検査位置に搬送され、該検査位置において、前記シート材束が、上下の製函用シート材同士それぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態のずれた重なりとされ、前記間隔検出手段が、ずれた重なりとなったシート材束のすべての製函用シート材の前記ギャップ間隔を、シート面側から検出することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項２に係る発明は、請求項１に記載の製函検査方法の構成に加えて、前記検査位置がシート材束の搬送方向に２ヶ所設けられ、２ヶ所の検査位置でシート材束の製函用シート材をそれぞれ反対方向にずらすことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載の製函検査方法の構成に加えて、前記検査位置において、シート材束の製函用シート材を搬送方向と直交する方向にずらすことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の製函検査方法の構成に加えて、前記検査位置において、停止手段によりシート材束の搬送が停止され、シート材束の搬送が停止した状態で、ずれた重なりとされ、間隔検出手段による検出が行われた後に、ずれた重なりが元に戻され、その後に停止手段による搬送の停止が解除されることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項５に係る発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の製函検査方法の構成に加えて、前記シート材束の端面を、予め傾斜させた傾動押圧板で水平方向に押圧することによりずれた重なりとすることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項６に係る発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製函検査方法の構成に加えて、前記間隔検出手段が、シート材束の製函用シート材の枚数を検出することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項７に係る発明は、折り畳まれて端部を固着された製函用シート材を搬送する搬送手段と、該製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を検出する間隔検出手段と、該間隔検出手段による検出を行う検査ステーションを備えた製函検査装置であって、前記搬送手段は、前記製函用シート材を複数枚積み重ねられたシート材束の状態で検査ステーション搬送するように構成され、該検査ステーションには、前記シート材束の端面を押して、上下の製函用シート材同士をそれぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態のずれた重なりとする傾動手段が配置され、前記間隔検出手段は、前記検査ステーションにおいてずれた重なりとなったシート材束を、シート面側から前記ギャップ間隔を検出する位置に配置され、前記製函用シート材の折れ精度の検査を行うことにより、前記課題を解決するものである。

本請求項８に係る発明は、請求項７に記載の製函検査装置の構成に加えて、前記検査ステーションが、シート材束の搬送方向に２ヶ所設けられ、２ヶ所の検査ステーションに配置されたそれぞれの傾動手段は、シート材束の端面を反対方向にずらすことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項９に係る発明は、請求項７または請求項８に記載の製函検査装置の構成に加えて、前記検査ステーションの傾動手段が、シート材束の端面を搬送方向と直交する方向にずらすことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１０に係る発明は、請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の製函検査装置の構成に加えて、前記検査ステーションは、搬送されたシート材束を一時停止させる停止手段を有していることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１１に係る発明は、請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の製函検査装置の構成に加えて、前記傾動手段は、傾動可能な傾動押圧板と、該傾動押圧板を水平方向に往復動させシート材束の端面を押圧する傾動押圧板押圧手段とを有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１２に係る発明は、請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の製函検査装置の構成に加えて、前記間隔検出手段が、２次元画像を撮像する撮像手段と、撮像された２次元画像を処理して１つのシート材束のすべての製函用シート材の前記ギャップ間隔を演算する画像処理手段を有することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１３に係る発明は、請求項１２に記載の製函検査装置の構成に加えて、前記間隔検出手段が、前記画像処理手段が、ジョイント部の両側部の側板に連接されたフラップのそれぞれに付されたマークの間隔から前記ギャップ間隔を演算することにより、前記課題を解決するものである。
本請求項１４に係る発明は、請求項７乃至請求項１３のいずれかに記載の製函検査装置の構成に加えて、前記間隔検出手段が、シート材束の製函用シート材の枚数を検出する枚数検出手段を有することにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に係る発明の製函検査方法および本請求項７に係る発明の製函検査装置によれば、複数の製函用シート材を積み重ねたシート材束の状態で同時に検査することが可能なため、高速に検査が可能で製函手段のタクトタイム短縮の障害にならず、搬送途中のいかなる位置にも適用可能で設備レイアウトの自由度が向上し、接着が安定した状態で検査できるため、最終的な製函用シート材の精度を正確に担保できる。
また、間隔検出手段によってずれた重なりとなったシート材束をシート面側から検出するため、製函用シート材の端面から離れた位置のジョイント部におけるフラップのギャップ間隔を検出可能であり、端面の潰れや変形に影響されることなく正確にギャップ間隔を検出することができ、最終的な製函用シート材の折れ精度を正確に検査することができる。

本請求項２および本請求項８に記載の構成によれば、ジョイント部における両側部のフラップのギャップ間隔を検出することが可能となり、さらに正確に製函用シート材の折れ精度を検査することができる。
本請求項３および本請求項９に記載の構成によれば、検出すべきギャップの位置が搬送ラインの両側部に位置するため、間隔検出手段を搬送機器類と干渉の少ない位置に配置でき、間隔検出手段による検出精度が搬送機器類の振動等の影響により低下することが防止され、メンテナンスも容易となり、より正確に製函用シート材の折れ精度を検査することができる。
本請求項４および本請求項１０に記載の構成によれば、停止手段によってシート材束の複数の製函用シート材が搬送方向にずれるのを防止できるため、各製函用シート材の検出すべきギャップの位置が搬送方向と直交する方向にほぼ直線上に整列され、間隔検出手段によるギャップ間隔の検出をより正確に行うことができる。

本請求項５および本請求項１１に記載の構成によれば、シート材束をずれた重なりとする際に、予め傾斜させた傾動押圧板で水平方向に押圧することで、シート材束の最上部の製函用シート材から順に１枚ずつ押し出すようにずらすため、摩擦抵抗が小さく少ない力でずらすことが可能となるとともに、製函用シート材の端部に局所的に大きな力が加わることを防止し、端部の潰れ等を防止することが可能となる。
本請求項６および本請求項１３に記載の構成によれば、１つのシート材束に予定された枚数の製函用シート材が存在するか否かの検査を、製函用シート材の折れ精度の検査と同時に行うことが可能となる。
本請求項１２に記載の構成によれば、１枚の画像を撮像するのみで複数の製函用シート材の折れ精度の検査が可能となるため、停止位置での停止時間が短縮され、より高速に製函用シート材の折れ精度を検査することができる。
本請求項１３に記載の構成によれば、フラップのギャップ側のエッジを判別する必要がないため画像処理速度が向上するとともに、万一、ギャップ側のエッジに潰れや変形、あるいは紙繊維の突出等が発生した場合でも誤検出を防止することが可能となる。

本発明の検査対象である製函用シート材の斜視説明図。 本発明の検査手順の概略説明図。 本発明の１実施形態である製函検査装置の設置状態の側面図。 本発明の１実施形態である製函検査装置の設置状態の平面図。 本発明の１実施形態である製函検査装置の設置状態の搬入側から見た搬入ステーションの正面図。 本発明の１実施形態である製函検査装置の設置状態の搬出側から見た検査ステーションの背面図。 本発明の１実施形態である製函検査装置の第１検査ステーションの搬入側から見た動作説明図。

本発明の製函検査方法および製函検査装置の検査手順について図２に示す概略説明図を基に概略的に説明する。
本発明の製函検査方法および製函検査装置が適用される設備全体は、製函用シート材１０が、図１に示すように製函手段によって必要箇所が折り曲げられ接着片１３が他端の側板４２に重合接着されてジョイント部をなすよう製造され、該製函用シート材１０が適宜の手段で複数枚積み重ねられてシート材束が形成され、以降の搬送・検査等のハンドリングがシート材束毎にバッチで処理されるように構成される。

まず、図２（ａ）に示すように、シート材束５０が、第１の傾動手段１４０と間隔検出手段１２０が配置された第１の検査ステーション１３０の検査位置に搬送される。
第１の検査ステーション１３０の検査位置でシート材束５０の搬送が一旦停止し、図２（ｂ）に示すように、第１の傾動手段１４０によって、シート材束５０が上下の製函用シート材１０同士それぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態となるようずらされる。
この時、傾動手段１４０がシート材束５０の端部に当接した状態で傾斜させることでずらすことが可能であるが、その場合、シート材束５０のすべての製函用シート材１０を同時に異なる速度で水平方向に移動させるために大きな力を発生させる必要があり、製函用シート材１０の端部に局所的に大きな力が加わり、潰れ等の損傷が発生する虞がある。
そこで、傾動手段１４０をシート材束５０の端部から離れた位置で予め傾斜させておき、傾斜した状態で水平方向に移動してシート材束５０の端部を押圧するのが好適である。
このことで、シート材束の最上部の製函用シート材から順に１枚ずつ押し出すようにずらすことが可能となり、大きな力を発生させることなく、製函用シート材１０の端部に局所的に大きな力が加わることもない。

第１の検査ステーション１３０には、第１の照明手段１２３と第１の撮像手段１２１と、これらを制御し情報を処理する画像処理手段１２２とを有する間隔検出手段１２０が配置されている。
間隔検出手段１２０によって、ずれた重なりとなったシート材束５０のすべての製函用シート材１０のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップに対して、シート面側から第１の照明手段１２３により必要な照明を行い、第１の撮像手段１２１により平面画像として撮像し、該画像データを画像処理手段１２２が処理してギャップ間隔を検出することで、製函用シート材１０の折れ精度の検査が行われる。
なお、シート材束５０を傾動手段１４０によりずれのない状態に戻す際は、傾動手段１４０がシート材束５０の端部に当接した状態で動作を行っても、上方向への分力が働くため製函用シート材１０同士の摩擦抵抗は小さい。
このため、大きな力を発生させることなくシート材束５０のすべての製函用シート材１０を同時に異なる速度で水平方向に移動させることが可能であり、製函用シート材１０の端部に局所的に大きな力が加わることもない。

第１の撮像手段１２１により撮像されたシート材束５０は、第１の傾動手段１４０によって、再びずれのない重なりに戻されて、第１の検査ステーション１３０から第２の検査ステーション２３０に搬送される。
第２の検査ステーション２３０では、図２（ｃ）に示すように、第２の傾動手段２４０によって、第１の検査ステーション１３０とは逆の方向にシート材束５０がずらされ、反対側のフラップのギャップに対して、シート面側から第２の照明手段２２３により必要な照明を行い、第２の撮像手段２２１により平面画像として撮像し、該画像データを画像処理手段１２２が処理してギャップ間隔を検出することで、製函用シート材１０の折れ精度の検査が行われる。
第２の撮像手段２２１により撮像されたシート材束５０は、第２の傾動手段２４０によって、再びずれのない重なりに戻されて、次の適宜の工程に搬送される。
このようにして、積み重ねたシート材束５０の状態で同時に複数の製函用シート材１０のジョイント部における両側部のフラップのギャップ間隔を検出することで、高速、かつ、正確に製函用シート材１０の折れ精度の検査を行うことができる。

シート材束５０をずらす方向は、製函用シート材１０の搬送方向および傾動手段１４０、２４０の配置に依存するが、製函用シート材１０のフラップが搬送方向の両側部に位置に搬送され、傾動手段１４０、２４０によって搬送方向の両側部から押圧されてシート材束５０が搬送方向と直交する方向にずらされるのが好適である。
そのことで、検出すべきギャップの位置が搬送ラインの両側部に位置するため、間隔検出手段１２０を搬送機器類と干渉の少ない位置に配置でき、間隔検出手段１２０による検出精度が搬送機器類の振動等の影響により低下することが防止され、メンテナンスも容易となり、より正確に製函用シート材１０の折れ精度の検査を行うことができる。
製函検査前のシート材束５０がフラップを前後に位置させて搬送される場合は、シート材束５０を９０°水平回転させる手段を製函検査直前に設けても良い。

上記した例では、図１に示す製函用シート材１０のギャップ１１、１２が下方から撮像できるように積み重ねられており（すなわち図１に示す製函用シート材１０を裏返した状態）、撮像手段１２１、２２１および照明手段１２３、２２３を下方に配置している例を示したが、当然に、製函用シート材１０のギャップ１１、１２が上方から撮像できるように積み重ねて、撮像手段１２１、２２１および照明手段１２３、２２３を上方に配置しても良い。
様々な仕様の製函用シート材１０の検査に対応するためには、撮像手段１２１、２２１および照明手段１２３、２２３を移動させる機構が必要となるため、移動機構の設置スペース等を考慮すると下方から撮像するように構成するのが好ましい。

また、上記した例では、第１の検査ステーション１３０および第２の検査ステーション２３０の２ヶ所で両側部のフラップのギャップ間隔を検出しているが、第１の検査ステーション１３０のみを用いて、片側のフラップのギャップ間隔を検出して製函用シート材１０の折れ精度の検査を行っても良く、第１の検査ステーション１３０の両側部に撮像手段１２１、２２１および照明手段１２３、２２３を配置し、第１の傾動手段１４０によってシート材束５０を反対側にもずらすようにしても良い。
１箇所での滞留時間の増加は、検査工程の高速化を阻害する要因となるため、上記した例のように２ヶ所とするのが好ましい。

画像処理手段１２２が画像データを処理してギャップ間隔を検出する位置は、製函用シート材１０の端面の潰れや変形に影響されることがないよう、できる限り端面から離れた位置が望ましく、傾動手段１４０、２４０によってシート材束５０をずらす量は、上下の製函用シート材１０同士が５ｍｍ以上であることが望ましい。
なお、画像処理手段１２２の演算のアルゴリズムや、不良が検出された際の処理は必要に応じて公知の技術で適宜設計することができる。
また、傾動手段１４０、２４０や搬送機器類の制御は、間隔検出手段１２０による検査との同期を含めて公知の制御機器で行えばよく、検査ステーション１３０、２３０に配置された傾動手段１４０、２４０や搬送機器類の制御を画像処理手段１２２が行っても良い。

さらに、上記した例では、間隔検出手段１２０によるフラップのギャップ間隔の検出は、撮像手段１２１、２２１が撮像した２次元画像を処理することで行うものであり、その処理内容として、濃度情報の処理あるいは色情報の処理等、周知の画像処理技術が適用可能である。
また、間隔検出手段１２０によるフラップのギャップ間隔の検出を、２次元画像を一括で撮像するものに代えて、照明手段１２３、２２３をレーザー等の点光源として撮像範囲を高速でスキャンし、撮像手段１２１、２２１を時系列で反射強度や反射位置を取得するものとし、画像処理手段１２２によって取得した時系列データを処理するものとしても良い。
さらに、赤外線、超音波、電磁波、流体圧等を用いた非接触式の検出手段や、プローブ等を用いた接触式の検出手段を採用し、検出値から直接、あるいは、検出信号を画像情報等に変換して処理することで間接的にギャップ間隔の検出が可能なものであれば、間隔検出手段１２０はいかなるものであっても良い。
また、ギャップ間隔の検出は、フラップのギャップ側のエッジを判別して行っても良く、フラップのそれぞれの面に印刷等で付されたマークの間隔を判別することで演算しても良い。
また、画像処理手段１２２が得られた情報からシート材束５０に重ねられた製函用シート材１０の枚数を検出することも容易なため、１つのシート材束５０に予定された枚数の製函用シート材１０が存在するか否かを同時に検出しても良い。

以下に、本発明の１実施形態である製函検査装置１００の具体的な構成および動作について図面に基づいて説明する。
本発明の１実施形態である製函検査装置１００は、搬入ステーション１１０、第１検査ステーション１３０、第２検査ステーション２３０から構成され、図３、図４の設置状態の側面図、平面図に示すように、シート材束５０が搬入される図示右から順に、搬入ステーション１１０、第１検査ステーション１３０、第２検査ステーション２３０が連接するように配置されている。

搬入ステーション１１０には、図３乃至図５に示すように、シート材束５０を搬送する搬送路を形成するローラコンベア１１１が設けられ、搬送路の側方および上方には、搬入されたシート材束５０を整列させる整列手段１１３が設けられ、搬送路の第１検査ステーション１３０側の端部には、搬送路に向かって下方から進出・退避可能な前方ストッパ手段１６０が設けられている。
ローラコンベア１１１は、その下方に設けられたローラ駆動ベルト１１２により駆動される。本実施形態では、ローラ駆動ベルト１１２は、搬送方向に２分割されており、それぞれ独立して駆動・停止が可能に構成されている。
整列手段１１３は、シート材束５０を幅方向から押圧する１対の整列板１１４と、シート材束５０を上方から押圧する上部押えローラ１１７とからなる。
整列板１１４は、流体圧で往復動する整列板押圧手段１１６に取付けられて所定ストローク往復動し、整列板押圧手段１１６は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる整列板移動手段１１５によって、製函用シート材１０のサイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。

なお、図４、図５の実線で示す整列板１１４は、本実施形態において整列板移動手段１１５によって最も間隔を狭くして整列板押圧手段１１６によって押圧した状態、すなわち対応できる幅方向最小サイズの製函用シート材１０にあわせた状態を示し、１点鎖線で示す整列板１１４ａはその時の整列板１１４を整列板押圧手段１１６によって幅方向外側に退避した状態を示す。
また、図５の１点鎖線で示す整列板１１４ｂは、整列板移動手段１１５によって最も間隔を広くして整列板押圧手段１１６によって押圧した状態を示し、１点鎖線で示す整列板１１４ｃはその時の整列板１１４ｂを整列板押圧手段１１６によって幅方向外側に退避した状態、すなわち対応できる幅方向最大サイズの製函用シート材１０にあわせた状態を示す。

上部押えローラ１１７は、上部押えローラ昇降手段１１８に取付けられて昇降可能に構成されている。上部押えローラ昇降手段１１８は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる上部押えローラ移動手段１１９によって、製函用シート材１０のサイズに応じた搬送方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。
なお、図３の実線で示す上部押えローラ１１７は、本実施形態において上部押えローラ昇降手段１１８によって最上昇させた状態、すなわち対応できる最大高さのシート材束５０にあわせた状態を示し、１点鎖線で示す上部押えローラ１１７ｂは、本実施形態において上部押えローラ昇降手段１１８によって最下降させた状態、すなわち対応できる最小高さのシート材束５０にあわせた状態を示す。

第１検査ステーション１３０および第２検査ステーション２３０には、図３、図４、図６、図７に示すように、シート材束５０を搬送する搬送路を形成する中央搬送コンベア１３１、２３１および２つの側方搬送コンベア１３２、２３２が設けられ、搬送路の側方には搬入されたシート材束５０をずれた重なりとする傾動手段１４０、２４０が設けられ、搬送路の上方には搬入されたシート材束５０を搬送方向に整列させる停止手段１５０、２５０が設けられ、搬送路の下方には製函用シート材１０のギャップ間隔をシート面側から検出するための撮像ユニット１２４、２２４が設けられている。

中央搬送コンベア１３１、２３１および２つの側方搬送コンベア１３２、２３２は同期して駆動・停止が可能に構成されている。
また、２つの側方搬送コンベア１３２、２３２は、側方搬送コンベア幅方向移動手段１３５、２３５によって、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。
傾動手段１４０、２４０は、一方の側方に設けられた傾動押圧板１４１、２４１、整列受板１３３、２３３および他方の側方に設けられた傾動受板１４４、２４４からなる。
傾動押圧板１４１、２４１は、傾動押圧板傾動手段１４３、２４３によって傾動可能に構成され、該傾動押圧板傾動手段１４３、２４３は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる傾動押圧板幅方向移動手段１４２、２４２によって、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。

整列受板１３３、２３３は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる整列受板幅方向移動手段１３４、２３４によって、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。
また、傾動押圧板幅方向移動手段１４２、２４２および整列受板幅方向移動手段１３４、２３４は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる傾動押圧板搬送方向移動手段１４７、２４７によって、製函用シート材１０の搬送方向サイズに応じて搬送方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。

傾動受板１４４、２４４は、傾動受板傾動手段１４６、２４６によって傾動可能に構成され、該傾動受板傾動手段１４６、２４６は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる傾動受板幅方向移動手段１４５、２４５によって、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。
また、傾動受板幅方向移動手段１４５、２４５は、ボールねじ等の機械的な往復動手段からなる傾動受板搬送方向移動手段１４８、２４８によって、製函用シート材１０の搬送方向サイズに応じて搬送方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。

停止手段１５０、２５０は、搬送方向の前後に設けられた前方停止手段１５１、２５１と後方押え手段１５４、２５４からなる。
前方停止手段１５１、２５１は、前方停止板１５１、２５１と該前方停止板１５１、２５１を昇降させる前方停止板昇降手段１５３、２５３によって構成され、搬送路の搬送方向の端部に設けられて、下降位置で前方停止板１５１、２５１がシート材束５０の端面に当接し、上昇位置でシート材束５０が通過可能となるように構成されている。

後方押え手段１５４、２５４は、後方押え板１５５、２５５と該後方押え板１５５、２５５を昇降させる後方押え板昇降手段１５６、２５６と、該後方押え板昇降手段１５６、２５６を搬送方向に往復動させる後方押え板搬送方向移動手段１５７、２５７によって構成され、下降位置で後方押え板１５５、２５５がシート材束５０の端面に当接し、上昇位置でシート材束５０が通過可能となるように構成されている。
また、前方停止手段１５１、２５１と後方押え手段１５４、２５４は、それぞれ幅方向左右に１対で設けられており、該１対の前方停止手段１５１、２５１と後方押え手段１５４、２５４は幅方向移動手段１５８、２５８によって、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向の任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。

なお、図３の実線で示す後方押え板１５５、２５５は、本実施形態において後方押え板搬送方向移動手段１５７、２５７によって最も搬送方向上流よりに位置した状態、すなわち対応できる搬送方向最大サイズの製函用シート材１０にあわせた状態を示し、１点鎖線で示す後方押え板１５５ｂ、２５５ｂは、後方押え板搬送方向移動手段１５７、２５７によって最も搬送方向下流よりに位置した状態、すなわち対応できる搬送方向最小サイズの製函用シート材１０にあわせた状態を示し。

撮像ユニット１２４、２２４は、撮像手段１２１、２２１および照明手段１２３、２２３を収容しており、撮像ユニット搬送方向移動手段１２５、２２５および撮像ユニット幅方向移動手段１２６、２２６によって製函用シート材１０のサイズに応じて、そのギャップの位置に合わせて任意の位置に移動・位置決め可能に構成されている。
なお、図３の実線で示す撮像ユニット１２４、２２４は、本実施形態において撮像ユニット搬送方向移動手段１２５、２２５によって最も搬送方向下流よりに位置した状態を示し、１点鎖線で示す撮像ユニット１２４ｂ、２２４ｂは、撮像ユニット搬送方向移動手段１２５、２２５によって最も搬送方向上流よりに位置した状態を示す。
撮像された画像を処理する画像処理手段１２２は、図示はしないが公知の情報処理手段を用いれば良く、また、撮像ユニット１２４、２２４に代えて、ギャップ間隔を検出可能な公知の間隔検出手段を配置しても良い。
前記搬入ステーション１１０、第１検査ステーション１３０および第２検査ステーション２３０における各可動手段は公知の制御機器によって制御される。

以上のように構成された本発明の１実施形態である製函検査装置１００の動作について説明する。
まず、図３、図４に示す右方向から、製函用シート材１０を複数枚積み重ねたシート材束５０が図示しない上流の搬送手段から搬入ステーション１１０のローラコンベア１１１上に移送される。
この時、ローラコンベア１１１は、ローラ駆動ベルト１１２によって、図示しない上流の搬送手段の搬送速度とほぼ等速となるように駆動されている。
また、整列板１１４は整列板押圧手段１１６によって幅方向外側に退避した状態で、両整列板１１４の間隔が製函用シート材１０の幅より広くなるように整列板移動手段１１５によって位置決めされており、前方ストッパ手段１６０は、搬送路に向かって下方から進出してシート材束５０に当接可能な位置に固定されている。

シート材束５０が搬入ステーション１１０のローラコンベア１１１により前方ストッパ手段１６０に当接する位置まで移送されると、上部押えローラ１１７が上部押えローラ昇降手段１１８によって下降してシート材束５０の上方から当接するとともに、ローラ駆動ベルト１１２が停止してローラコンベア１１１による移送が停止し、整列板１１４が整列板押圧手段１１６によってシート材束５０の両側面に当接する。
この動作によって、シート材束５０に重ねられた各製函用シート材１０の幅方向の端面位置が揃えられる。

次いで、前方ストッパ手段１６０が搬送路の下方に退避し、ローラコンベア１１１による移送が再開されて端面位置が揃えられたシート材束５０が、隣接するローラ駆動ベルト１１２が再び回転してローラコンベア１１１駆動されて第１検査ステーション１３０に移送されるとともに、整列板１１４および上部押えローラ１１７は、初期位置への復帰動作を行う。
なお、上部押えローラ１１７がシート材束５０の上方から当接した際にシート材束５０が全体として厚み方向に圧縮変形するため、復帰動作の開始時の短時間、シート材束５０の上面に上部押えローラ１１７が接触したまま移送されることとなるが、上部押えローラ１１７が回転可能に構成されることで、円滑にシート材束５０の移送を開始することができる。

また、この移送時に、搬送方向に２分割されたローラ駆動ベルト１１２のうち、第１検査ステーション１３０側のローラ駆動ベルト１１２ａの駆動速度を他方のローラ駆動ベルト１１２ｂより高速とすることで、次に搬入ステーション１１０に移送された後方のシート材束５０が隣接していても、第１検査ステーション１３０に移送される前方のシート材束５０が加速されて送り出され、２つのシート材束５０の間に間隔を設けることが可能となる。
この間隔を利用して、前方ストッパ手段１６０を、前方のシート材束５０が通過した直後、後方のシート材束５０が到達する前に搬送路に向かって下方から進出させることが可能となり、上記一連の動作をシート材束５０毎に確実に切り出して行うことができる。

搬入ステーション１１０から第１検査ステーション１３０に移送されたシート材束５０は、引き続き中央搬送コンベア１３１および２つの側方搬送コンベア１３２によって搬送される。
この時、前方停止板１５１は前方停止板昇降手段１５３によって下降位置に待機し、後方押え板１５５は後方押え板昇降手段１５６によってシート材束５０が通過可能な上昇位置で待機している。
また、シート材束５０が前方停止板１５１に当接した際のシート材束５０の後方側端部よりさらに後方に後方押え板１５５が位置するよう、後方押え板昇降手段１５６が後方押え板搬送方向移動手段１５７によって位置決めされている。
なお、両側方の前方停止板１５１および後方押え板１５５の間隔は、製函用シート材１０の幅方向サイズに応じて幅方向移動手段１５８によって位置決めされている。

傾動押圧板１４１は、傾動押圧板傾動手段１４３によって傾斜した状態で、傾動押圧板幅方向移動手段１４２によって、傾動押圧板１４１の上端部が搬送されるシート材束５０の製函用シート材１０の端面よりわずかに外方に位置するように待機している（図７の１点鎖線で示す傾動押圧板１４１ａの位置。）。
傾動受板１４４は、傾動受板傾動手段１４６によって垂直に立てられた状態で、傾動受板幅方向移動手段１４５によって、搬送されるシート材束５０の製函用シート材１０の端面よりわずかに外方に待機しており、整列受板１３３は、整列受板幅方向移動手段１３４によって、搬送されるシート材束５０の製函用シート材１０の端面よりわずかに外方に待機している。

傾動押圧板１４１、傾動受板１４４および整列受板１３３の搬送方向の位置は、シート材束５０が前方停止板１５１に当接した際のシート材束５０の搬送方向中央付近、かつ、検査すべきギャップが傾動受板１４４に隠れない位置に、傾動押圧板搬送方向移動手段１４７によって位置決めされている。
撮像ユニット１２４は、撮像ユニット搬送方向移動手段１２５および撮像ユニット幅方向移動手段１２６によって製函用シート材１０のギャップの位置に合わせて位置決めされている。

シート材束５０が中央搬送コンベア１３１および２つの側方搬送コンベア１３２によって搬送されて前方停止板１５１に当接すると、中央搬送コンベア１３１および２つの側方搬送コンベア１３２の駆動が停止する。
この位置で、後方押え板１５５が後方押え板昇降手段１５６によって下降し、後方押え板搬送方向移動手段１５７によってシート材束５０の後方側端部に当接するように駆動され、シート材束５０に重ねられた各製函用シート材１０の搬送方向の端面位置が揃えられる。
このことで、シート材束５０に重ねられた各製函用シート材１０のギャップの搬送方向位置も揃うこととなる。

そして、傾動受板１４４を傾動受板傾動手段１４６によって傾動押圧板１４１と同角度まで傾斜させ（図７の実線で示す傾動押圧板１４４ｃの状態）、傾動押圧板１４１を傾動押圧板幅方向移動手段１４２によってシート材束５０の側方端面に当接させて（図７の実線で示す傾動押圧板１４１ｂの位置まで）押しこむことで、シート材束５０を上下の製函用シート材１０同士がそれぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態のずれた重なりとする。

この傾動押圧板１４１の押し込みにより、シート材束５０の最上部の製函用シート材１０から順に１枚ずつ押し出すようにずらすため、摩擦抵抗が小さく少ない力でずらすことが可能となるとともに、製函用シート材１０の端部に局所的に大きな力が加わることを防止し、端部の潰れ等を防止することできる。
この位置で、撮像ユニット１２４に収容された照明手段１２３および撮像手段１２１が作動し、撮像された画像が図示しない画像処理手段１２２に転送されシート材束５０の複数の製函用シート材１０のギャップ間隔が同時に検出される。

なお、検出されたギャップ間隔に基づく不良品となる製函用シート材１０の特定やその情報の記録、監視者への報知、他の装置等への情報伝達等の処理は、公知の情報処理手段によって行われ、不良品となる製函用シート材１０が含まれるシート材束５０が本製函検査装置から搬出された後に、適宜の方法、手段で当該不良品の排除等が行われる。
また、当該情報が製函手段にフィードバックされても良い。

ギャップの撮像が行われた後、傾動押圧板１４１を傾動押圧板幅方向移動手段１４２によって元の位置まで退避させ、傾動受板１４４を傾動受板傾動手段１４６によって垂直状態に戻し、整列受板１３３を整列受板幅方向移動手段１３４によって、シート材束５０の側方端面に当接させることによって、シート材束５０を上下の製函用シート材１０同士が揃った状態の重なりとする。
そして、整列受板１３３を整列受板幅方向移動手段１３４によって、搬送されるシート材束５０の製函用シート材１０の端面よりわずかに外方の待機位置に復帰させるとともに、前方停止板１５１を前方停止板昇降手段１５３によってシート材束５０が通過可能な上昇位置で上昇させた後、中央搬送コンベア１３１および２つの側方搬送コンベア１３２の駆動を開始して、シート材束５０を隣接する第２の検査ステーション２３０に搬送する。

第２の検査ステーション２３０は、前述した第１の検査ステーション１３０の構成と幅方向に対称の構成であり、動作も前述した第１の検査ステーション１３０と左右対称で同様の動作を行うものであり、第１の検査ステーション１３０で検出したシート材束５０の複数の製函用シート材１０の反対側部のフラップに存在するギャップ間隔を検出した後、シート材束５０を上下の製函用シート材１０同士が揃った状態の重なりとして第２の検査ステーション２３０から搬出する（詳細は符号１００番代を２００番代に読み替えれば同様であるため省略する。）。

このことで、両側部のフラップに存在するギャップ間隔の誤差をそれぞれ判定することで不良品となる製函用シート材１０を特定することに加えて、両側部のギャップ間隔の相対的な寸法差を演算することができるため、当該寸法差の大小によっても不良品を特定することが可能となり、さらに正確に不良品となる製函用シート材１０を特定することができる。

本発明の製函検査方法および製函検査装置は、段ボールから製函手段によって製造された製函用シート材の折れ精度の検査を行うのに好適であるが、段ボール以外の材料の製函用シート材にも適用可能であり、製函用シート材に限らず、矩形シート状の製品を重ねてハンドリングし、端部付近の水平面を検査する用途であれば、いかなる製品の検査にも応用可能である。
また、上記実施形態は、製函検査装置１００がライン中に独立して設置可能な装置として構成されているが、製造ライン中の他の装置に同様の動作を行う機構を組み込むことで構成しても良い。

１０ ・・・製函用シート材
１１ ・・・ギャップ
１２ ・・・ギャップ
１３ ・・・接着片
２１、２２、２３、２４
・・・フラップ
３１、３２、３３、３４
・・・フラップ
４１ ・・・（一方の）側板
４２ ・・・（他方の）側板
５０ ・・・シート材束
１００ ・・・製函検査装置
１１０ ・・・搬入ステーション
１１１ ・・・ローラコンベア
１１２ ・・・ローラ駆動ベルト
１１３ ・・・整列手段
１１４ ・・・整列板
１１５ ・・・整列板移動手段
１１６ ・・・整列板押圧手段
１１７ ・・・上部押えローラ
１１８ ・・・上部押えローラ昇降手段
１１９ ・・・上部押えローラ移動手段
１２０ ・・・間隔検出手段
１２１、２２１・・・撮像手段
１２２ ・・・画像処理手段
１２３、２２３・・・照明手段
１２４、２２４・・・撮像ユニット
１２５、２２５・・・撮像ユニット搬送方向移動手段
１２６、２２６・・・撮像ユニット幅方向移動手段
１３０、２３０・・・検査ステーション
１３１、２３１・・・中央搬送コンベア
１３２、２３２・・・側方搬送コンベア
１３３、２３３・・・整列受板
１３４、２３４・・・整列受板幅方向移動手段
１３５、２３５・・・側方搬送コンベア幅方向移動手段
１４０、２４０・・・傾動手段
１４１、２４１・・・傾動押圧板
１４２、２４２・・・傾動押圧板幅方向移動手段
１４３、２４３・・・傾動押圧板傾動手段
１４４、２４４・・・傾動受板
１４５、２４５・・・傾動受板幅方向移動手段
１４６、２４６・・・傾動受板傾動手段
１４７、２４７・・・傾動押圧板搬送方向移動手段
１４８、２４８・・・傾動受板搬送方向移動手段
１５０、２５０・・・停止手段
１５１、２５１・・・前方停止手段
１５２、２５２・・・前方停止板
１５３、２５３・・・前方停止板昇降手段
１５４、２５４・・・後方押え手段
１５５、２５５・・・後方押え板
１５６、２５６・・・後方押え板昇降手段
１５７、２５７・・・後方押え板搬送方向移動手段
１５８、２５８・・・幅方向移動手段
１６０ ・・・前方ストッパ手段

Claims (14)

1. 折り畳まれて端部を固着された製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を間隔検出手段によって検出し、前記製函用シート材の折れ精度の検査を行う製函検査方法であって、
   前記製函用シート材が、複数枚積み重ねられたシート材束として検査位置に搬送され、
   該検査位置において、前記シート材束が、上下の製函用シート材同士それぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態のずれた重なりとされ、
   前記間隔検出手段が、ずれた重なりとなったシート材束のすべての製函用シート材の前記ギャップ間隔を、シート面側から検出することを特徴とする製函検査方法。
2. 前記検査位置がシート材束の搬送方向に２ヶ所設けられ、
   ２ヶ所の検査位置でシート材束の製函用シート材をそれぞれ反対方向にずらすことを特徴とする請求項１に記載の製函検査方法。
3. 前記検査位置において、シート材束の製函用シート材を搬送方向と直交する方向にずらすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の製函検査方法。
4. 前記検査位置において、停止手段によりシート材束の搬送が停止され、
   シート材束の搬送が停止した状態で、ずれた重なりとされ、
   間隔検出手段による検出が行われた後に、ずれた重なりが元に戻され、
   その後に停止手段による搬送の停止が解除されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の製函検査方法。
5. 前記シート材束の端面を、予め傾斜させた傾動押圧板で水平方向に押圧することによりずれた重なりとすることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の製函検査方法。
6. 前記間隔検出手段が、シート材束の製函用シート材の枚数を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の製函検査方法。
7. 折り畳まれて端部を固着された製函用シート材を搬送する搬送手段と、該製函用シート材のジョイント部における側板に連接されたフラップのギャップ間隔を検出する間隔検出手段と、該間隔検出手段による検出を行う検査ステーションを備えた製函検査装置であって、
   前記搬送手段は、前記製函用シート材を複数枚積み重ねられたシート材束の状態で検査ステーション搬送するように構成され、
   該検査ステーションには、前記シート材束の端面を押して、上下の製函用シート材同士をそれぞれシート面と平行な所定の方向に所定の距離を有する状態のずれた重なりとする傾動手段が配置され、
   前記間隔検出手段は、前記検査ステーションにおいてずれた重なりとなったシート材束を、シート面側から前記ギャップ間隔を検出する位置に配置され、
   前記製函用シート材の折れ精度の検査を行うことを特徴とする製函検査装置。
8. 前記検査ステーションが、シート材束の搬送方向に２ヶ所設けられ、
   ２ヶ所の検査ステーションに配置されたそれぞれの傾動手段は、シート材束の端面を反対方向にずらすことを特徴とする請求項７に記載の製函検査装置。
9. 前記検査ステーションの傾動手段が、シート材束の端面を搬送方向と直交する方向にずらすことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の製函検査装置。
10. 前記検査ステーションは、搬送されたシート材束を一時停止させる停止手段を有していることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の製函検査装置。
11. 前記傾動手段は、傾動可能な傾動押圧板と、該傾動押圧板を水平方向に往復動させシート材束の端面を押圧する傾動押圧板押圧手段とを有することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の製函検査装置。
12. 前記間隔検出手段が、２次元画像を撮像する撮像手段と、撮像された２次元画像を処理して１つのシート材束のすべての製函用シート材の前記ギャップ間隔を演算する画像処理手段を有することを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれかに記載の製函検査装置。
13. 前記画像処理手段が、ジョイント部の両側部の側板に連接されたフラップのそれぞれに付されたマークの間隔から前記ギャップ間隔を演算することを特徴とする請求項１２に記載の製函検査装置。
14. 前記間隔検出手段が、シート材束の製函用シート材の枚数を検出する枚数検出手段を有することを特徴とする請求項７乃至請求項１３のいずれかに記載の製函検査装置。

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