JPH036054B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、熱シール包装製品のシール状態の良
否を判定して、不良熱シール部を有する包装製品
を選別する一連の工程を無人自動化する不良熱シ
ール部を有する包装製品選別方法および装置に関
するものである。

包装機械の分野において、食品、医薬品、工業
製品等の取扱い対象物を、高速で連続包装する技
術の進歩は目覚しいが、包装状態の良否の判定
は、人間がベルトコンベアの脇に立つて目を凝ら
しながら一個づつ包装状態を見るという所謂目視
検査に依存しているのが現状である。

ところで、包装状態といつても、取扱い対象物
の大きさ、形状、また包装材料の材質等によつて
千差万別であるから、一つの装置によつてこれら
を包装状態の判定を行わせることはむづかしい
が、包装袋の中でも代表的な熱シール包装袋の包
装状態の良否を判定して選別する作業の自動化を
可能なものとすれば、その工業上の利用性はきわ
めて大なるものである。

一般に熱シール包装袋としては、ピロー包装
袋、三方シール包装袋、四方シール包装袋等が知
られており、合成樹脂製フイルムの熱融着による
密封包装という手段を用いるのが普通である。そ
して、融着時の温度、圧力等が均一でなかつた
り、低かつたりした場合等に、それらの個所に
屡々シール不良が生じる。また他のシール不良と
しては融着時にフイルムにしわ、特に縦じわが生
じ、その箇所の融着が行なわれないというシール
不良も挙げられる。

本発明者はこのような熱シール包装袋の熱シー
ル状態の良否を判定して選別する装置を提供する
ことを目的として熱シール部のシール状態が良好
な箇所と不良の箇所とについて比較検討した結
果、次のような知見を得た。

すなわち、熱シールが不良な箇所には空気が入
つたり、異物が混入したり、またフイルムが重な
り合つたりしているから、熱シール部が可視光
線、赤外線、Ｘ線等（以下単に光線という）を透
過せしめる性質のフイルムであれば、当然熱シー
ル良の箇所と不良の箇所とでは光線の透過線量が
異なるといる点である。

このことから、熱シール包装袋の熱シール部に
光線を透過させて、該透過光線の透過線量の違い
からシール状態の良否を判定して選別する本発明
を完成するに至つたものである。

而して本発明の目的を達成するための要旨とす
るところは、方法発明として (a) 端部に熱シール部を有する包装製品を連続的
に搬送するステツプ (b) 搬送中における前記製品の熱シール部が所定
の位置を通過するとき該熱シール部を透過する
光線を用いて撮像するステツプ (c) 前記撮像により得た撮像信号をＡ−Ｄ変換
し、前記熱シール部の全面について透過線量に
応じた多段階の階調データとして記憶するステ
ツプ (d) 前記階調データとして記憶された記憶値と別
途条件に応じて設定された闘値とを比較して、
記憶値が闘値以下を０とし、以上を１とする
０／１データとして記憶するステツプ (e) 前記熱シール部の全面について０／１データ
が予め定めた不良熱シール部判定基準に合格し
ないとき、不良信号を出力するステツプ以上の
(a)ないし(e)ステツプからなることを特徴とする
不良熱シール部を有する包装製品の選別方法。

装置発明として 端部に熱シール部を有する包装製品を相連続し
て搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中に
配設された搬送中の前記包装製品の熱シール部に
対して光線を投射するための光線源と、前記搬送
路を挟んで前記光線源と対向する位置に配設され
搬送中の包装製品シール部が前記光線を横切ると
きに該熱シール部を透過光線により撮像するため
の撮像手段と、該撮像手段により得た画像信号
を、Ａ−Ｄ変換して前記熱シール部の全面につい
て透過線量に応じた多段階の階調データとして記
憶する画像記憶手段と、前記階調データとして記
憶された記憶値を別途条件に応じて設定された闘
値と比較して前記記憶値が闘値以下の場合を０と
し、以上の場合を１として、前記記憶された画像
を０／１データに変換記憶する画像処理手段と、
前記熱シール部全面についての前記０／１データ
が予め定められた不良熱シール部判定基準に合格
しないとき不良信号を出力するための判定手段と
を備えたことを特徴とする不良熱シール部を有す
る包装製品選別装置にある。

以下本発明を図面に示す実施例に基づいて説明
する。

第１図は本発明装置の機械的操作を行うための
装置概略正面図を示し、図中右側には図示しない
包装機械が配設されている。

図中、１は包装機械からの包装袋２を図中左方
向の集積部へ一定速度で搬送させるローラコンベ
ア型式のコンベアで、このコンベア１は個個の包
装袋を任意の搬送面上で停止又は減速させても他
の包装袋を自由に搬送させることができる特徴を
備えたスリツプトルクコンベア（商品名：大興シ
ヤトルワース株式会社製）を使用している。ま
た、このコンベア１の搬送路中程には開口部１ａ
が設けられており、この開口部１ａの上方には撮
像装置３が設けられると共に、下方には光線源４
が設けられ、この光線源４からの光線が開口１ａ
を通貨する包装袋２の熱シール部に照射されて、
該熱シール部を透過した光線を撮像装置３によつ
て撮像するようになつている（以下この撮像位置
を検出部と称す）。

本例において、包装袋２の熱シール部は透明フ
イルムにて形成されているものを使用しているの
で、前記光線源４は可視光線を発する白色ランプ
を用い、また撮像装置３はテレレビカメラを用い
ている。そして、この光線源４からの光を一様光
束並びに光度で熱シール部に照射させるために本
列で前記開口部１ａにすりガラス５を取り付けて
いる。なお、光線源としては可視光線のほかの赤
外線、Ｘ線等を用いてもよく、その際には透過線
を撮像する撮像装置を光線に応じて適宜選べばよ
い。したがつて本発明において光線と称するのは
可視光線のほか赤外線、Ｘ線等をも含んでいる。

ところで、搬送中包装袋２の熱シール部を静止
画像として撮像するために、前記撮像装置（テレ
ビカメラ）３には高速度でシヤツタが切られる電
子シヤツタ６が取り付けられており、この電子シ
ヤツタ６は後述する電子シヤツタ制御装置に接続
され、タイミングよくシヤツタが切られるように
なつている。

さらに、本実施例では前記静止画像の解像度を
向上させるために、包装袋２の搬送方向前側の前
熱シール部２ａおよび搬送方向後側の後熱シール
部２ｂが検出部を通過する際に、検出部を中心と
して搬送路上流側に設けた第１の制動ローラ器７
と搬送路下流側に設けた第２の制動ローラ器８と
により、各々包装袋２の検出部通過速度を前記コ
ンベア１の搬送速度よりも遅くさせている。第１
の制動ローラ器７と第２の制動ローラ器８とは同
一構造で、その取り付け向きが図示のように異な
るだけなので、第１の制動ローラ器７について説
明する。

図示のように、この第１の制動ローラ器７は搬
送方向に沿つて対向する一対の回動アーム７ａの
回動先端部間に円筒状のスンポンジローラ７ｂが
回転可能に取り付けられると共に、回動始点７ｃ
の後方の回動後端部にソレノイド−プランジヤー
７ｄを連結した構造であつて、常時はこのソレノ
イド−プランジヤー７ｄによつて回動アーム７ａ
回動先端部を図中上方に押し上げて、包装袋２を
コンベア１の搬送速度で搬送させ、包装袋２の前
熱シール部2aが検出部に近づくと、ソレノイド
プランジヤ７ｄへの通電が断たれて、図示しない
ばねによつて回動アーム７ａの回動先端部が図中
下方に押し下げられ、スポンジローラ７ｂによつ
て包装袋２を搬送面に押し付ける。ところでこの
スポンジローラ７ｂは図示しないモータによつて
前記コンベア１の搬送速度よりも遅い速度で時計
回り（搬送方向）に回動されているので、包装袋
２はこのスポンジローラ７ｂの回転速度で検出部
を通過することになる。前記第２の制動ローラ器
８は包装袋２の後熱シール部２ｂが検出部に近づ
いた際に、包装袋２の検出部通路速度をコンベア
１の搬送速度よりも遅くするものである。

９は検出部の搬送路下流側に設けられた不良信
号に基づいて動作される排出レバーで、熱シール
部が不良と判定された包装袋を排出シユート１０
に押し出すようになつている。

１１は包装袋２の前熱シール部２ａが検出部に
近づいたことを検知する第１の検知器で、コンベ
ア１の両側に各々対向して設けられた発光素子と
受光素子とで構成され、発光素子からの光が包装
袋２によつて遮断されると、前記第１の制動ロー
ラ器７に作動信号を送るようになつている。１２
は前記電子シヤツタ制御装置に接続された第２の
検知器で、前記第１の検知器と同様に構成されて
おり、包装袋２の前熱シール部２ａが発光素子か
ら光を遮断すると電子シヤツタ制御装置に信号が
入力されて、電子シヤツタ６が作動し、テレビカ
メラ３によつて前熱シール部２ａが撮像される。
１３は、前記第２の制動ローラ器８を作動させる
第３の検知器で、前記第１の検知器と同様に構成
されている。１４は包装袋２の後熱シール部２ｂ
が検出部で撮像されるようにするための第４の検
知器で、前記第１の検知器１１と同様に構成され
前記電子シヤツタ制御装置に接続されており、包
装袋２の前熱シール部２ａが発光素子から光を遮
断すると、電子シヤツタ制御装置に信号を入力す
るようになつている。なお、前記第１、第２の制
動ローラ器７，８は電子シヤツタが閉じられると
元の位置に復帰するようになつている。また、第
１〜第４の検知器は搬送軌道上流から下流に向け
て図示のように配設されており、それらの配設位
置は包装袋２の長さ、搬送速度を考慮して適宜決
められている。

第２図は電子シヤツタのシヤツタタイミングを
示す図である。

包装袋２の前熱シール部２ａが第１の検知器１
１の光軸を横切ると、第１の制動ローラ器７が作
動して包装袋２の速度を減速させる。そして、減
速状態で包装袋２の前熱シール部２ａが第２の検
知器１２の光軸を横切ると、この第２の検知器１
２から電子シヤツタ制御装置に信号が入力され、
前熱シール部２ａが検査部に移動するのを待つて
電子シヤツタ６が切られ、カメラ３により前熱シ
ール部２ａが静止画像として撮像される。撮像
後、第１の制動ローラ器７の作動が解除され、包
装袋２がコンベア１の搬送速度で移動し、包装袋
２の前熱シール部２ａが第３の検知器１３の光軸
を横切ると、第２の制動ローラ器８が作動して包
装袋２の搬送速度を減速させる。そして、包装袋
２の前熱シール部２ａが第４の検知器１４の光軸
を横切ると、第４の検知器１４から電子シヤツタ
制御装置に信号が入力され、包装袋２の後熱シー
ル部２ｂが検査部に入るのを待つて電子シヤツタ
６が切られ、カメラ３により後熱シール部２ｂが
静止画像として撮像される。電子シヤツタ６が閉
じると第２の制動ローラ器８の作動が解除され、
包装袋２はコンベア１の搬送速度で集積部等へ搬
送される。

第３図はテレビカメラで撮像した包装袋の熱シ
ール部のシール状態の良否を判定して選別する装
置の一例を示す概略図である。

熱シール包装袋２の熱シール部を透過した光線
源４からの光線は、シール状態が良好な箇所では
大なる透過光量として、またシール状態が不良な
箇所では小なる透過光量としてテレビカメラ３に
入射し、このテレビカメラ３からの撮像信号がカ
メラ制御装置１５を介して画像記憶装置１６に入
力する。

この画像記憶装置１６に入力された撮像信号は
アナログ量であり、これをＡ−Ｄ変換器によりデ
ジタル信号に変換し、撮像した熱シール部の全域
にちて多段階の階調（濃淡）の点の集まりの画像
データとして記憶する。

ここで記憶された画像データにおいて、濃い色
の点は熱シール部を透過した透過光量の小なる箇
所であり、また淡い色の点は透過光量の大なる箇
所である。つまり、色が濃い程熱シール状態が不
良に近づき、また色が濃い程熱シール状態が良に
近づくことを示している。

そして、本実施例では、このような画像データ
（以下第１の画像データとする）を凝似カラー化
してカラーモニタ１７に表示させ、後述する闘値
の設定を容易に行なうことができるようにしてい
る。

１８はマイクロコンピユータで、DMAインタ
ーフエースを介して前記画像記憶装置１６からの
第１の画像データが入力され、後述する所定のプ
ログラムに従つて第１の画像データの画像処理
と、該画像処理後の画像データ（以下この画像デ
ータを第２の画像データとする）に対しての判定
処理とが実行される。そして本実施例では、この
第２の画像データを前記第１の画像データと共に
前記カラーモニタ１７に表示させ、さらに判定処
理された判定結果を前記画像記憶装置１６に接続
した白黒モニタ２０に表示させている。

なお、テレビカメラ３から次の画像信号が画像
記憶装置１６に入力されると、記憶していた画像
データは自動的に消去されるようになつている。
２１はキーボードで前記マイクロコンピユータ１
８に接続されている。

２２は電子シヤツタ６のシヤツタタイミングを
制御する電子シヤツタ制御装置で、前記画像記憶
装置１６に記憶される画像データが所定位置から
記憶されるようにするために、前記第２又は第４
検知器からの信号が入力されると、一担の信号が
画像記憶装置１６に入力され、該信号に該画像記
憶装置１６のＶ同期信号が同期した時、シヤツタ
ONの信号がこの電子シヤツタ制御装置２２に送
られ、前記電子シヤツタ６が切られる。また、こ
の電子シヤツタ６は前記マイクロコンピユータ１
８に接続されており、撮像する包装袋の熱シール
部が前熱シール部および後熱シール部、又は前熱
シール部、後熱シール部からの指示がマイクロコ
ンピユータから与えられるようになつている。２
３はマイクロコンピユータ１８からの不良品排出
信号を前記不良品排出レバー９に伝えるためのイ
ンターフエースである。

次に、第１の画像データの画像処理について説
明する。

この画像処理のステツプは、第１の画像データ
の中から熱シール部分のデータのみを有効なもの
とし、その大きさ、位置を設定し、その領域内の
データのみを取り出す境界設定処理ステツプ
（P₁）と、多段階の濃淡の点の集りである第１の
画像データの濃淡の段階を、包装袋の材質、厚
さ、光線源の強さ、カメラの位置等の条件に応じ
て設定した任意のレベルでしきり、該レベルより
も淡い点を０、該レベルよりも濃い点を１とする
０／１のデータに変換処理する闘値処理ステツプ
（P₂）の２つのステツプを含んでいる。

具体的には第１の画像データを256段階の濃淡
とし、（０〜127）段階の点を０、（128〜255）段
階の点を１とし、この０／１化データを224×40
個の点の集りとしている。

続いて不良熱シール部判定基準について説明す
る。

本実施例において、熱シール部が合格か不合格
かを判定する基準を定めるに当り熱シールが不良
であるとする状態を(イ)熱シール部全体に亘つて熱
シールが不充分な状態、(ロ)局部的の熱シールが不
述分な状態、(ハ)熱イール部の縦方向に亘つて熱シ
ールが不充分な状態の３状態としている。

そして不良熱シール部判定基準は、例示として
以下に定める第一、第二および第三の判定基準が
予め定められている。すなわち、第一の判定基準
は熱シール部全域について熱シール不良点１の数
が所定値以上の場合を不合格とする判定基準であ
り、第二の判定基準は局部的な熱シール不良集中
域の数が所定値以上の場合を不合格とする判定基
準であり、さらに第三の判定基準は包装袋内外を
連通するような縦方向シール不良域が１箇所でも
あればこれを不合格とする判定基準である。

なお、上記の判定基準は代表的な熱シール不良
状態について定めた基準であつて、その他必要に
応じて種々の判定基準を定めることは随意であ
る。

さらに、これら判定基準について詳細に説明す
る。

第一の判定基準 第一の判定基準は、既述したように前記ステツ
プ（P₂）で処理された０／１化データに対し、
その全データ点と１のデータ点とを比較して、１
のデータ点の数が所定値（DLVL）よりも多いか
又は少ないかによつて熱シールの良否を判定する
基準であるから、この所定値（DLVL）は経験上
決められ、具体的にはDLVL＝500とし、224×40
＝8960個のデータ点の中で１のデータ点が500以
上ある場合には熱シール部全体に傷の部分、重な
つた部分が多いと判定する基準で、不合格の場合
には不良（排出）信号を出力する熱シール部全体
の熱シール良否判定ステツプ（P₃）が行なわれ
る。

第二の判定基準 前記ステツプP₂で処理された０／１化データ
は個別の点の集りであるが、各々のデータ点が完
全に独立したものではなく周辺の点と深いかかわ
りを持つていることから、一定のひろがり（ｍ×
ｎ個）を持つたマスクを０／１化データにあて
て、そのひろがりの中でデータの状態を取り上
げ、ｍ×ｎ個のデータ点のうち、１のデータ点が
所定数（AL）以上あればその時にマスクしたデ
ータ領域を新たに１のデータ領域（熱シール不良
集中域）とし、このような熱シール不良集中域が
所定値（ARR）よりも多いと熱シール部に局部
的なシール不良が生じていると判定する基準で、
不合格の場合には不良（排出）信号を出力する局
部的な熱シール良否判定ステツプ（P₄）が行な
われる。具体的にはｍ＝３、ｎ＝３、AL＝６、
ARR＝500とし、９個のマスクの中で１の点が６
個以上ある領域を１の領域とし、この１の領域が
500個以上あると局部的にシール状態が不良と判
定し、これに不合格の場合にも同じく不良信号を
出力する。

第三の判定基準 前記ステツプ（P₂）で処理された０／１化デ
ータに大きさＫ（ヨコ）×ｌ（タテ）個の幅のスリ
ツトをあてて幅方向に沿つてスキヤンを行い、
各々のスリツト領域内で１の点が所定値（VL）
よりも多いとその領域を１とし、この１の領域が
所定値（VLL）よりも多いと熱シール部に包装
袋内外を通過するような縦方向シール不良域が生
じていると判定する基準で、不合格の場合には不
良（排出）信号を出力する縦方向の熱シール良否
判定ステツプ（P₅）が行なわれる。具体的には
Ｋ＝５、ｌ＝40、VL＝60、VLL＝０とし、200
個のスリツトの中で１の点が60個以上ある領域が
１つでもあると、包装袋内外を連通するような縦
方向シール不良域が生じていると判定し、不合格
の場合には同様に不良信号を出力する。

以上に説明した各判定基準における所定値は経
験上得たもので、実際の使用において満足する結
果が得られた。またテレビカメラの絞りは４〜
6.5の間を使用した。

第４図は本実施例による装置の実行順序の一例
を示すフローチヤートである。

まず、検知器でコンベア１上の検出部に包装袋
があるか否かを検知し、あればテレビカメラによ
つて包装袋の熱シール部を撮像し、撮像信号は画
像記憶装置１６へ転送する。撮像信号は画像記憶
装置で多段階の階調（濃淡）にデジタル変換され
た画像データ（第１の画像データ）としてマイク
ロコンピユータ１８に入力される。この第１の画
像信号は（P₁）で熱シール部のみの画像データ
が取り出され、さらに（P₂）で予め設定した闘
値レベルでしきられて該レベルより濃い色のレベ
ルを１、該レベルより濃い色のレベルを０とする
画像データ（第２の画像データ）に変換されてモ
ニタに表示される。

次いで、この第２の画像データに対して（P₃）
で１の点と全体の点とを比較し、１の点が設定値
よりも多いとシール不良と判定し排出信号を出力
して排出レバーを作動させる。さらに（P₄）で
第２の画像データに対してｍ×ｎ個の大きさのマ
スクでマスクスキヤンを行い、マスク内の１の点
の数が設定値を越えるデータ領域を１とし、１の
データ領域が設定値よりも多いと熱シール部に局
部的なシール不良が存在すると判定して排出信号
を出力し排出レバーを作動する。最後に（P₅）
で第２の画像データに対して幅（Ｋ×ｌ個）のス
リツトで幅方向にスリツトスキヤンを行い、スリ
ツト領域内の１の点が設定値を越えている場合、
その領域を１とし、１のスリツト領域が設定値よ
りも多いと縦方向にシール不良が存在すると判定
して排出信号を出力し排出レバーを作動させる。
そして、以上の（P₃）、（P₄）、（P₅）の計算結果
をモニタに表示する。

以上述べた如く本実施例によれば、包装機械に
より連続製袋された熱シール包装袋の前熱シール
部および後熱シール部のシール状態を、包装袋を
静止させることなく検査することが可能となり、
しかもコンベアの搬送速度が速い場合であつて
も、包装袋が検査部を通過する際、制動ローラ器
によつて搬送速度を遅くさせているので、非常に
解像度のよい画像が得られる。

なお、本実施例においてコンベアの搬送速度が
遅い場合には制動ローラ器を作動させなくてもよ
い。

また本実施例において、第１の画像データ、第
３の画像データ並びに結算結果をモニタに表示さ
せているが、これらのデータを画面に出力させ
ず、排出レバーのみを作動させるようにしてもよ
い。

以上述べた如く本発明によれば、熱シール包装
袋のシール状態の良否判定並びに選別を機械的に
行うことができるので、包装工程全体の無人化が
可能となる効果を奏し、その利用性は大なるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の機械的操作を行うための
装置概略正面図、第２図は第１図に示した電子シ
ヤツタのシヤツタタイミングを示すタイミングチ
ヤート、第３図は本発明装置の判定装置の一実施
例を示す概略図、第４図は第３図の制御装置の実
行順序を示すフローチヤートである。 １……コンベア、２……包装袋、２ａ……前熱
シール部、２ｂ……後熱シール部、３……テレビ
カメラ、４……光線源、５……すりガラス、６…
…電子シヤツタ、７……第１の制動ローラ器、７
ａ……回動アーム、７ｂ……スポンジローラ、７
ｃ……回動支点、７ｄ……ソレノイドプランジヤ
ー、８……第２の制動ローラ器、９……排出レバ
ー、１０……排出シユート、１１……第１の検知
器、１２……第２の検知器、１３……第３の検知
器、１４……第４の検知器、１５……カメラ制御
装置、１６……画像記憶装置、１７……カラーモ
ニタ、１８……マイクロコンピユータ、１９……
DMAインターフエース、２０……モニタ、２１
……キーボード、２２……電子シヤツタ制御装
置、２３……インターフエース。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) 端部に熱シール部を有する包装製品を連
   続的に搬送するステツプ (b) 搬送中における前記製品の熱シール部が所定
   の位置を通過するとき該熱シール部を透過する
   光線を用いて撮像するステツプ (c) 前記撮像により得た撮像信号をＡ−Ｄ変換
   し、前記熱シール部の全面について透過線量に
   応じた多段階の階調データとして記憶するステ
   ツプ (d) 前記階調データとして記憶された記憶値と別
   途条件に応じて設定された闘値とを比較して、
   記憶値が闘値以下を０とし以上を１とする０／
   １データとして記憶するステツプ (e) 前記熱シール部の全面について０／１データ
   が予め定めた不良熱シール部判定基準に合格し
   ないとき、不良信号を出力するステツプ 以上の(a)ないし(e)ステツプからなることを特徴
   とする不良熱シール部を有する包装製品の選別方
   法。 ２ 端部に熱シール部を有する包装製品を相連続
   して搬送する搬送手段と、該搬送手段の搬送路中
   に配設され搬送中の前記包装製品の熱シール部に
   対して光線を投射するための光線源と、前記搬送
   路を挟んで前記光線源と対向する位置に配設され
   搬送中の包装製品熱シール部が前記光線を横切る
   ときに該熱シール部を透過光線により撮像するた
   めの撮像手段と、該撮像手段により得た画像信号
   を、Ａ−Ｄ変換して前記熱シール部の全面につい
   て透過線量に応じた多段階の階調データとして記
   憶する画像記憶手段と、前記階調データとして記
   憶された記憶値を別途条件に応じて設定された闘
   値と比較して前記記憶値が闘値以下の場合を０と
   し、以上の場合を１として、前記記憶された画像
   を０／１データに変換記憶する画像処理手段と、
   前記熱シール部全面についての前記０／１データ
   が予め定められた不良熱シール部判定基準に合格
   しないとき不良信号を出力するための判定手段と
   を備えたことを特徴とする不良熱シール部を有す
   る包装製品選別装置。