JP2009285109A - 検査機能を有する折畳機 - Google Patents

Abstract

【課題】シート状物品の検査機能を有した折畳機の提供。
【解決手段】シート状物品を搬送する複数のコンベアからなるコンベア機構と、コンベア機構により搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構と、本体と、を備える折畳機であって、撮像部および照明部を有し、シート状物品を裏側から検査する裏側検査機構を、本体から突出した最も長いコンベアの下方に配置したことを特徴とし、好ましくは、シート状物品を表側から検査する表側検査機構をさらに備えることを特徴とする折畳機。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート状物品の連続加工における検査機能を有する折畳機に関し、特に、シート状物品について、汚れ、破れ、形状不良等の両面検査機能を有する折畳機に関する。

従来、布片を水洗、乾燥、アイロン掛けをした後、折り畳むためにベルト上に広げて移動する布片の表面検査をするのに布片面に光を当て、布片面からの反射光をカメラ等で捕らえて、カメラ等が捕えた映像の光の強弱（欠陥部は反射光が弱くなる）を電気信号に変え、該電気信号を処理することによって、布片面の破損や汚れ等の欠陥を自動的に検査する布片面の欠陥検査装置が提言されている（特許文献１）。

また、出願人は、コンベア装置と、布片の搬送速度を検出するワーク検出器と、照明装置と、布片の検査対象部位をライン状に撮像する入力部と、入力部からのライン状撮像データを２次元画像データとして記憶する記憶部と、布片の欠陥情報を記憶する欠陥情報記憶部と、入力された検出設定情報に基づき前記記憶部の記憶する２次元画像データの欠陥を判定し、欠陥を検出した場合には欠陥情報を欠陥情報記憶部に送信する処理部と、コンベア装置に配設された複数の布折り手段および折数に応じて布片を所定の箇所に排出する排出手段を有する折り畳み部と、を備えた布片検査装置であって、前記処理部は、前記折り畳み部に欠陥情報を送信し、前記折り畳み部は、前記処理部からの欠陥情報に応じて異なる折数で布片を排出することを特徴とする布片検査装置を提言している（特許文献２）。

また、出願人は、展張布類を搬送コンベアで搬送中に該展張布類の欠陥部をカメラで検出するようにした欠陥布類検出装置であって、前記搬送コンベアに、表向きに搬送される展張布類を裏向きに反転させて搬送する裏向き搬送部を設けるとともに、該裏向き搬送部を搬送される裏向き展張布類の上面側の欠陥部を検出するカメラを備えた、ことを特徴とする欠陥布類検出装置を提言している（特許文献３）。

シート状物品面の欠陥を検査する検査板としては、白色検査板と黒色検査板からなる検査板が提言されている（特許文献４）。
特許第３６８５５２２号公報 特許第３８１３１２１号公報 特開２００４−１７７１４３号公報 特開２０００−３２９７０１号公報

ところで、シート状物品は搬送時に、ユーザーが使用する側の面（表面）が下面となるように、搬送面に載置されることが多い。これは、例えば、上面に配置された押圧板と、その下方に配置されたアイロン面を有するチェストロール機等においては、アイロン面の側にシート状物品の表面が当接する必要があるからである。この場合、シート状物品の表面のみを検査する検査装置では、実際にユーザーが使用する側の面を検査することができないことになる。作業員による目視検査ができる表面に比べ、裏面検査のニーズは高い。

また、シーツ等のシート状物品においては、汚れが片面にしか現れない（透過しない）ものがあり、例えば、表面のみを検査する検査装置においては、裏面の汚れを検出することができなかった。
他方、図２に記載される特許文献３に係る欠陥布類検出装置は、折畳機とは別途に設置されるため、多大なスペースを必要とした。また、折畳機とは別途に複数のコンベアを設ける必要があるため、コスト性およびメンテナンス性に劣るという課題もある。

上記課題を解決するために、本発明は、シート状物品の検査機能を有した折畳機を提供することを目的とする。

シート状物品を裏側から検査するためには、コンベアを増やす必要があるが、設置のためのスペースが増え、構造が複雑になるという課題が生じる。特に、シート状物品が大型である場合（例えば、長辺が３ｍの布類の場合）、検査機構に設ける撮像部をシート状物品と距離をおいて配置する必要が生じる。そのため、裏側から検査する検査機構を設けながら、省スペースを実現することは困難であった。
また、この問題は、シート状物品を表側から検査する検査機構（表側検査機構）と、裏側から検査する検査機構（裏側検査機構）を設ける場合に一層顕著となる。
発明者鋭意工夫の上、上述した検査機構を有しながら、省スペースで構造がシンプルな折畳機を創作した。

すなわち、第１の発明は、複数のコンベアにより搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構を備える折畳機であって、前工程からシート状物品を受け取る第１のコンベアと、前記第１のコンベアと協働してシート状物品を下方に移送する第２のコンベアと、前記第２のコンベアと検査板を挟んで連続する第３のコンベアと、撮像部および照明部を有し、前記検査板を通過するシート状物品を裏側から検査する裏側検査機構と、を備え、前記裏側検査機構を、第１のコンベアの下方に配置したことを特徴とする折畳機である。
第２の発明は、第１の発明において、シート状物品を表側から検査する表側検査機構を、第１のコンベアの上方に配置したことを特徴とする。
第３の発明は、シート状物品を搬送する複数のコンベアからなるコンベア機構と、コンベア機構により搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構と、本体と、を備える折畳機であって、撮像部および照明部を有し、シート状物品を裏側から検査する裏側検査機構を、本体から突出した最も長いコンベアの下方に配置したことを特徴とする折畳機である。
第４の発明は、第３の発明において、前記コンベア機構は、検査板を挟んで連続する上方コンベア群と下方コンベア群とを含み、前記裏側検査機構の有する撮像部および照明部は、前記検査板と対向して配置されることを特徴とする。
第５の発明は、第３または４の発明において、シート状物品を表側から検査する表側検査機構をさらに備えることを特徴とする。
第６の発明は、第３ないし５のいずれかの発明において、前記本体から突出した最も長いコンベアは、前工程からシート状物品を受け取るために傾斜して配置されたコンベアであることを特徴とする。
第７の発明は、第１ないし６のいずれかの発明において、前記撮像部は、１台または２台のカメラにより構成されることを特徴とする。
第８の発明は、第１ないし７のいずれかの発明において、前記検査板は、暗色領域と明色領域とを有することを特徴とする。

本発明によれば、シート状物品の検査機能を有する省スペース型折畳機を提供することが可能となる。また、本発明の折畳機は、構造がシンプルなため、コスト性およびメンテナンス性も良好である。

本発明を実施するための最良の形態の折畳機は、シート状物品を搬送する複数のコンベアからなるコンベア機構と、コンベア機構により搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構と、シート状物品の表面を検査するための検査機構（表側検査機構）と、シート状物品の裏面を検査するための検査機構（裏側検査機構）と備える。

《コンベア機構》
上記コンベア機構は、例えば、前工程からシート状物品を受け取る第１のコンベア（２１）と、第１のコンベアと協働して第１のコンベアの終端部から下方にシート状物品を送出する第２のコンベア（２２）と、第２のコンベアと検査板を介して接続される第３のコンベア（２３）と、第３のコンベア（２３）の下方に並設された第４のコンベア（２４）と、次工程へシート状物品を受け渡す第５のコンベア（２５）とから構成される。
第１のコンベアには、シート状物品の長さを測定するためのセンサが設けられている。シート状物品を折り畳むためには、シート状物品の長さを正確に測定する必要があるため、上記コンベア機構の中で最も長いコンベアである第１のコンベアにセンサを設けている。
シート状物品の長さの測定は、可動折爪が作動する前に終了している必要があるため、上記コンベア機構中には少なくとも１つはシート状物品と同等以上のコンベアを設ける必要がある。これは、上記センサを通過してから可動折爪に至るまでの距離が、少なくとも、シート状物品の長さから折りしろを引いた長さである必要があるからである。例えば、シート状物品を４つ折りにする場合、折りしろは全長の１／４となるから、上記の距離は少なくともシート状物品の全長の３／４となる。このように、シート状物品と同等以上の長さのコンベアを設ける必要があることから、シート状物品が長くなるのに伴い折畳機の全長も長くなる。
最良の形態の本発明では、上記第１のコンベアの長さにより生じる空きスペースに上記裏側検査機構を配置することにより、省スペース化を図ることを可能としている。すなわち、本体から突出した長いコンベアの下方に、別の言い方をすれば、最長のコンベアと床面の間に、上記裏側検査機構を配置することを特徴としている。
本発明は、コンベアがシート状物品の長さに応じて長くなるという構造上の問題を有効利用することに特徴を有し、この技術思想を利用する範囲内で適宜変形して実施することが可能である。例えば、検査機構として金属探知機（検針器）を代替的に、或いは付加的に設けることも本発明の範囲に含まれる。
本発明は、長辺が１ｍ以上のシート状物品に好適であり、長辺が２ｍ以上のシート状物品になお好適であり、長辺が３ｍ以上のシート状物品にさらに好適である。

上記の長いコンベアの下方に上記裏側検査機構を配置することの別の観点からのメリットは、撮像部とシート状物品の距離を確保できることである。シート状物品を幅方向にライン状に撮像する場合、シート状物品の幅が大きくなると、撮像部とシート状物品の距離を一定以上にする必要がある。この距離は、撮像部を構成するカメラの台数を増やすことにより、ある程度は短くすることができる。しかし、カメラの台数を増やすことは、装置のコストを高めることとなり、調整や制御も複雑となり、メンテナンス性も下がる。この点、本発明は、カメラの台数を３〜４台以上としなくとも、省スペース化を実現することができる構造を提供するものである。

《折畳機構》
折畳機構は、一対のコンベアの間隙にシート状物品を投入し、シート状物品を折り畳むためのソードや回動する板状の折爪などにより構成される。折畳機構は、シート状物品の折り畳み数に応じて最適に構成される。例えば、特許文献２には、布片を３２折りする折畳機構が開示される。

《検査機構》
本発明の表側検査機構と上記裏側検査機構は同様の構成であり、以下の特徴を備えている。
１）カラー映像をライン状に取り込み電気信号に変える撮像部
２）明色領域（例えば、白色領域）と暗色領域（例えば、黒色領域）とから構成される検査板
３）シート状物品およびシート状物品の移動速度を検出するワーク検出器
４）ワーク検出器より信号を受けてカラーカメラへの撮像開始信号を送り、カラーカメラで撮像されたライン状映像の電気信号を受け連続して数値化し、処理部に転送する入力部
５）画像データにマスク処理を施し、欠陥レベルと比較して検出した欠陥位置情報、欠陥種別情報（破れ、黒汚れ、非黒汚れ）を欠陥情報記憶部に転送する処理部
６）処理部より転送されたライン状の画像データから得られた２次元ＲＧＢ画像を記憶する記憶部
７）処理部より受けた欠陥位置情報、欠陥種別情報を記憶する欠陥情報記憶部
８）欠陥情報記憶部の記憶する欠陥位置情報、欠陥種別情報にもとづいて分別信号を出力する出力部
９）ライン状に検査対象領域を照明し光量の増減をする照明コントローラ部
１０）欠陥情報記憶部の記憶する情報および２次元ＲＧＢ画像を表示する表示部
１１）分別信号を受けてシート状物品を分別するリジェクタ

さらに、上記表側検査機構および上記裏側検査機構は、以下の機能を有する。
（I）画像データ取込機能
搬送装置により搬送中のシート状物品を２次元ＲＧＢ画像として記憶手段に記憶することができる。画像データは流れている検査対象を２次元として取り込んだ形式となっており、欠陥部だけでなく皺や地合などのノイズも同様に含まれる。画像データをそのまま入力電気信号の代わりに利用して調整を行うことで、シート状物品のサンプルを繰り返して流すことを不要としている。
（II）光量調整機能
イメージセンサーより取り込んだ画像データにもとづき光量を増減させることで行い、入力光量を一定に自動調整する機能である。光量増減により行うため電気信号ノイズを増幅しないので安定した検査を行うことができる。
（III）基本マスク機能
取り込んだ画像データにもとづき欠陥の有無を判定する。検査対象となる領域は、画像データにマスク処理を施すことによって決定される。画像データに対してマスク処理を施すため、検出したシート状物品の縁辺（エッジ）に沿って一定距離に曲線状のマスク処理を施すことも可能であるまた、シート状物品の中央位置から指定した幅のマスクを行うことも可能である。
（IV）カラーマスク機能
シート状物品に付されたロゴや柄等の模様をマスクするカラーマスク機能を有する。ロゴや柄等の模様は、洗濯による脱水により無段階に変色するため、特定の色を予め設定しておくことは難しい。そこで、指定色を所定のアルゴリズムで数値化した値を基準とした色範囲を設け、その色範囲に属するものは模様であると判定し、マスク処理を施すこととした。模様の判定、色抜け時も変化に規則性がある色相を数値化することにより行うが、彩度や明度を組み合わせてもよい。具体的な手順は、次に示すとおりである。
i）シート状物品のＲＧＢ画像を取り込む。
ii）マスクをかける部分を指定し、色を取り込む。
iii）取り込んだ色をＨＳＶ等の色空間に置き換え、色相を数値化する。例えば、ＨＳＶ色空間では色相を度数（例えば、０〜３６０度）に変換するので指定された度数より前後に閾値を持たせ色を指定する（例えば、赤系の場合０度を中心とするなど）。
iv）設定値に基づき算出した色範囲により、カラーマスク処理を行う。
以上の手順によりロゴ・柄等の模様を正確にマスクすることが可能となる。
（V）模様関連情報記憶機能
本発明は、特定のユーザから定期的に使用済みシート状物品が搬送されるモデルの事業に適用される。そのため、過去にマスク処理を施したシート状物品の模様に関する情報を記憶しておくことで、カラーマスク処理における誤判を最小限とすることができる。ここで、予めパターン模様信号を記憶しておく手法が開示されるが、模様の種類が増えると比較対象が増え、またシート状物品が異なる方向に載置された場合に備え方向毎のパターンを準備しておく必要があり、これらのデータとのマッチングを行うことにより処理速度が低下するという問題があるので好ましくない。作業者の便宜を損なわず、一定の処理速度を得るためには、模様と面積の関係を記憶しておくのが効果的である。これにより、特定の色範囲および特定の面積範囲に属する異常値が検出されれば、模様であると判定すればよいこととなる。なお、面積だけでなく、縦横比、形状、位置情報等による絞りをかけてもよい。
（VI）欠陥種別情報強調機能
破れ情報と汚れ情報は、共にワークの画像データ上にノイズとして検出されるが、これらの種別を正確に判定することは難しい。しかし、複数の色領域を有する検査板上をワークを通過させ、光の三原色の特性を利用することで、これらの欠陥種別情報を強調させることができる。すなわち、図４に示すように、ＲＧＢの３つのラインと検査板の色領域を対応させ、撮像されたＲＧＢの各画像データを合成することにより、欠陥種別情報を強調した合成画像データを取得することができる。なお、撮像部がエリア式のカラーカメラの場合においても、所定の位置で抽出する色成分を適切に設定することで同じ効果を奏することができる。
各ライン上を汚れ等の欠陥部分が通過することにより、欠陥部分の色が変化した状態で撮像される。非黒汚れは特定色のラインにおいてより濃く変化し、また、破れは、検査板の暗色領域（例えば、黒色領域）で黒に近い暗色に変化することから、これらを合成することで、欠陥種別情報が強調された画像データを取得することができる。色の変化は、加法混色による。
以上の処理を施すことにより、従来は識別が困難であった黒汚れと破れの判定を容易に行うことが可能となった。なお、ＲＧＢラインと検査板の色の組み合わせが、上記に限定されないことは言うまでもない。
（VII）欠陥種別毎排出機能
欠陥種別情報（破れ、黒汚れ、非黒汚れ）に基づいて、折り数を変えて排出する機能を有する。例えば、破れがある場合には、場所を取らないよう折り数を多くして排出し、非黒汚れについては人による再検査が容易なように、折りを少なくして排出することが開示される。この際、色相の範囲と欠陥種別情報の関連付けをすることにより、異なる折数で排出させるのが好ましい。例えば、破れはシアンに近い色として捉えられるので、シアンに近い色が検出された場合には、破れと判断して所定の折数で排出することとなる。同様に非黒色と黒色（ないしは黒に近い色）で折り数を違えて排出することもできる。

本発明の詳細を実施例で説明する。が、本発明は実施例によって何ら限定されるものではない。

実施例１は、シーツやベッドカバー等の比較的大面積の布類の汚れ、破れ、形状不良等の欠陥検査をすることができる、折畳機に関する。
図１は、前工程のアイロン機２および本実施例の検査機構を有する折畳機３の構成図である。
アイロン機２は、展張された布類Ｓを自動アイロンがけする機械である。アイロン機２によりアイロンがけされた布類Ｓは、展張された状態で折畳機３のベルトコンベア２１上に移送される（図５(a)参照）。ベルトコンベア２１上を搬送される布類Ｓは、表面撮像部４により表面検査がされる。本実施例の表面撮像部４１は、図３に示すように、同一ライン上に配置された２台のライン式カラーカメラを備え、搬送方向と直交する方向に布類Ｓの検査対象領域をライン状に撮像する。布類Ｓの検査対象領域は、光源４２により照らされており、検査対象領域の下方には検査板４３が配置される。布類Ｓは検査板４３の上を通過する。表面撮像部４１は、布類Ｓが広幅（例えば３ｍ程度）であるため、布類Ｓの幅の１／２をそれぞれのカメラにより撮像している。なお、表面撮像部４を１台のカラーカメラにより構成してもよく、またエリア式のカメラにより構成してもよい。

検査板４３は、白色領域４３１と、黒色領域４３２とから構成される。検査板４３を明色領域と暗色領域とから構成するのは、欠陥を識別しやすくするためである。布類に破れがある場合、破れは白色領域４３１では明るく写り、黒色領域４３２では暗く写る。
また、図４に示すように、ＲＧＢの３つのラインと検査板の色領域を対応させ、撮像されたＲＧＢの各画像データを合成することにより、欠陥種別情報を強調することができる。この場合、非黒汚れと黒汚れでは、白色領域４３１と黒色領域４３２における写りが異なる態様で変化する。例えば、黄色系の非黒汚れは、青ライン画像データでは黄色系の非黒汚れはより濃く変化し、これと緑ライン画像データおよび赤ライン画像データを合成すると、より濃い黄色系の汚れとして捉えることができる。また、破れは、黒領域４３２上（赤ライン）でのみ暗く捉えられることから、合成画像データでは、シアンに近い色として捉えられることとなる。黒汚れは、合成してもそのままである。この場合、シアンに近い色から一定の範囲にある色相の模様は、破れである蓋然性が高いと言える。

ワーク検知センサ４５および図示しないコンベア速度検出器により布類Ｓの長さと移動速度が計測される。布類Ｓの先端がワーク検知センサ４５を通過後、計算された時間の後に撮像部４１，５１により布類Ｓの撮像が行われる（図５(b)参照）。撮像部４１，５１からの画像データに各種マスク処理を施し、欠陥判定作業が行われる。欠陥判定作業により、欠陥ありとされた場合には欠陥フラグが記録される。欠陥ありと判定された布類Ｓは分別され、例えば、折り数を変えて異なるスタッカに排出される。

ベルトコンベア２１の後端部には、ベルトコンベア２２が配置されている。ベルトコンベア２１とベルトコンベア２２に挟まれた布類Ｓは、ベルトコンベア２３の方向へ搬送される。ベルトコンベア２２とベルトコンベア２３との間に、検査板４３と同一構成の検査板５３が配置されている。検査板５３の位置が検査対象領域であり、検査対象領域は検査板５３と対向して設けられた光源５２により照らされている。そして、上下に間隙を設けて配置された光源５１の間隙から、裏面撮像部５１により布類Ｓの検査対象部位がライン状に撮像される。裏面撮像部５１は表面撮像部４１と同一構成であり、光源５２は光源４２と同一構成である。
裏面撮像部５１により撮像された画像データに基づき、表面検査と同様の手順により、裏面検査が行われる。

ベルトコンベア２３の終端部を通過した布類Ｓは、下方に垂れ下がった状態とされる。この際、可動折爪６１はコンベア２４にほぼ当接する位置にある。そして、布類Ｓの１／４が垂れ下がり、４つ折りに適した状態になると、可動折爪６１が当接部材６２側へ移動し、可動折爪６１と当接部材６２が布類Ｓを挟んだ状態となる（図６(c)参照）。これにより、ベルトコンベア２３の回転により、ベルトコンベア２４と可動折爪６１の間に布類Ｓが垂れ下がるようになる。可動折爪６１とベルトコンベア２４との間に、布類Ｓの１／４が垂れ下がり、４つ折りに適した状態になると、可動折爪６１がベルトコンベア２４に当接する位置に移動し、ベルトコンベア２３とベルトコンベア２４との間隙に布類Ｓが投入される（図６(d)参照）。４つ折りされた布類Ｓは、ベルトコンベア２５により次工程へ搬送される（図７参照）。

なお、本実施例の折畳機に設ける検査機構は、上記の組み合わせに限定されず、例えば、表側検査機構の代わりに金属探知機（検針器）を設けてもよいし、搬送コンベア２５に金属探知機（検針器）を付加的に設けてもよい。

以上の構成を有する本実施例の折畳機によれば、ランドリー等の工場における機械の設置スペースを削減することができる。また、両面検査機能を設けるために必要なベルトコンベアおよびその軸数の増加を最小限にできるため、コスト性およびメンテナンス性にも優れる。

実施例１に係るアイロン機および折畳機の構成図である。 特許文献２に記載される欠陥布類検出装置の構成図である。 実施例１に係る表面撮像部の要部の平面図である。 実施例１に係る表面撮像部の要部の側面図である。 実施例１に係るアイロン機の作動を説明するための側面断面図(a)、(b)である。 実施例１に係るアイロン機の作動を説明するための側面断面図(c)、(d)である。 実施例１に係るアイロン機の作動を説明するための側面断面図(e)である。

符号の説明

２ アイロン機
３ 折畳機
２１〜２５ 搬送コンベア
３２ 本体（筐体）
４１ 表面撮像部
４２ 光源（表面検査用）
４３ 検査板
４４ 支持柱
４５ ワーク検知センサ
５１ 裏面撮像部
５２ 光源（裏面検査用）
５３ 検査板
６１ 可動折爪
６２ 当接部材
４３１ 白色領域
４３２ 黒色領域
４１１ 青ライン画像データ
４１２ 緑ライン画像データ
４１３ 赤ライン画像データ

Claims (8)

1. 複数のコンベアにより搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構を備える折畳機であって、
   前工程からシート状物品を受け取る第１のコンベアと、
   前記第１のコンベアと協働してシート状物品を下方に移送する第２のコンベアと、
   前記第２のコンベアと検査板を挟んで連続する第３のコンベアと、
   撮像部および照明部を有し、前記検査板を通過するシート状物品を裏側から検査する裏側検査機構と、を備え、
   前記裏側検査機構を、第１のコンベアの下方に配置したことを特徴とする折畳機。
2. シート状物品を表側から検査する表側検査機構を、第１のコンベアの上方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の折畳機。
3. シート状物品を搬送する複数のコンベアからなるコンベア機構と、コンベア機構により搬送されるシート状物品を折り畳む折畳機構と、本体と、を備える折畳機であって、
   撮像部および照明部を有し、シート状物品を裏側から検査する裏側検査機構を、本体から突出した最も長いコンベアの下方に配置したことを特徴とする折畳機。
4. 前記コンベア機構は、検査板を挟んで連続する上方コンベア群と下方コンベア群とを含み、
   前記裏側検査機構の有する撮像部および照明部は、前記検査板と対向して配置されることを特徴とする請求項３に記載の折畳機。
5. シート状物品を表側から検査する表側検査機構をさらに備えることを特徴とする請求項３また４に記載の折畳機。
6. 前記本体から突出した最も長いコンベアは、前工程からシート状物品を受け取るために傾斜して配置されたコンベアであることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか一項に記載の折畳機。
7. 前記撮像部は、１台または２台のカメラにより構成されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の折畳機。
8. 前記検査板は、暗色領域と明色領域とを有することを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の折畳機。