JP5951867B2 - 吸収性物品の検査方法 - Google Patents
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Description
吸収性物品の製造工程において、外層不織布が何らかの原因で剥がれたり、一部がめくれたりして、バックシートがむき出しになっていると、製品使用時にバックシートが破れ、液漏れの原因となる可能性がある。
吸収性物品の製造工程中、外層不織布のはがれを画像処理によって検査する場合、透過照明を使用して外層不織布を撮像し、その画像を処理することで外装不織布のめくれ状態を検査することは難しい。一般に外層不織布は薄く半透明のため、外層不織布が剥がれた状態の画像と外層不織布が貼られた状態の画像におけるコントラストがとれず、安定した検査ができないことに起因する。
また、反射照明を使用して外層不織布を撮像し、その画像を処理することで外装不織布のめくれ状態を検査することも難しい。一般にバックシートと外層不織布は共に白色の場合が多く、同色のものの有無を、撮像画像を基にした画像処理によって検査することが難しいことに起因する。
本発明は、半透明の不織布の貼り付けの有無の検査を可能にした吸収性物品の検査方法に関する。
上記照明部110は、検査領域を照明する光を発光する発光部111と、発光部111の発光素子を発光させる電源部112とを有する。発光部111は、図示はしなしが、LED発光素子、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子、白色蛍光管、白熱電球等の白色発光素子を用いる。
検査開始信号Sgは図示しない外部の装置あるいは検査員によって入力される。検査開始信号入力の有無」S2が「No」、すなわち、検査開始信号Sgの入力がない場合には、検査開始信号Sgの入力を待機する。
上記判断で「Yes」の場合、すなわち、検査開始信号Sgが入力された場合には、図2を参照して説明した検査領域31に対し、「撮像」S3で、半透明不織布22側から撮像を行う。そして検査領域31を含む撮像画像をRGB画像として取得する。
次に、図1に示した画像処理装置130により、「検査領域の抽出」S4では、撮像画像から検査領域31の画像(図3参照)を抽出する。
次いで、「色抽出処理」S5で検査領域内の撮像画像をRGB表色系からHSV表色系に変換して、検査領域31の色情報を取得する。ここでの変換は、HSL表色系に変換してもよい。そして画素の2値化処理を行う。すなわち、検査領域内かつ良品範囲内にある画素を白(255,255,255)、良品範囲外の画素を黒(0,0,0)に変換した画像を作成する。
次に、「結果判別処理」S6を行う。その詳細は後述する。
そして、「良品判別し、結果出力」S7で検査領域の色が良品か不良品かを判別してその結果を出力する。
「Yes」の場合には、良品判別結果フラグFをONとして「良品の信号出力」S8を行う。一方、「No」の場合には、良品判別結果フラグFをOFFとして「不良品の信号出力」S9を行う。
「色範囲指定」S1は、裏面シート2のデザインで用いる色のすべてについて、半透明不織布の配置が規定の範囲内か否かを判定する際に用いる上記デザインの色の指定である。例えば、図4に示すように、紺色、緑色、オレンジ色、青色、紫色の5色を用いたとする。この場合、例えば、CMYK表色系に基づいて、100%となる基準色を決定する。例えば、上記紺色はC100M90、上記緑色はC80Y100、上記オレンジ色はM75Y100、上記青色はC100M40、上記紫色はC55M100の色を100%基準色として選択する。そして、各100%基準色について、100%から10%まで、10%ずつ透明度を低下させた色を求め、それらを各透明度の基準色とする。上記透明度は印刷濃度とすることができる。それぞれのサンプルは、例えば10mm×10mmとすることができる。このサンプルの大きさは、上記に限定されず、更に大きくてもよく、撮像部110(図1参照)の解像度が充分に高い場合にはさらに小さくてもよい。方形の場合の大きさは、好ましくは20mm四方、より好ましくは10mm四方である。
上記半透明不織布21は、坪量が17g/m2の白色のポリプロピレン繊維からなるスパンボンド不織布を用いる。
撮影条件は、絞りf=1.4、シャッタースピード=1/5000s(電子シャッター)、照明照度8000lxとする。
RGBからHSVへの変換は以下のように行う。
RGB色空間のR,G,B∈[0,1]から、最大M=max(R,G,B)と、最小m=min(R,G,B)を求める。すなわち、各色R,G,Bの最大値と最小値を求める。
HSV、HSL色空間の彩度SHSV、彩度SHSLはM、mの二つの値から求まる。
M=m=0の場合、SHSV=0となる。
M=m=0以外の場合、SHSV=(M−m)/Mとなる。
上記式では、M=m、つまりR=G=Bのとき彩度が0、m=0、つまりR,G,Bのいずれかが0のとき彩度が1となることがわかる。
ただし、HSVでは黒の場合、そのままでは彩度が不定となるので、その場合の彩度は0とする。
またHSL色空間の場合もHSV色空間と同様である。
M=m=0の場合、SHSL=0となる。
M=m=0以外の場合、SHSL=(M−m)/(1−|M+m−1|)となる。
この場合も、M=m、つまりR=G=Bのとき彩度が0、m=0、つまりR,G,Bのいずれかが0のとき彩度が1となることがわかる。
ただし、HSLでは白または黒の場合、そのままでは彩度が不定となるので、その場合の彩度は0とする。
まず、上記各基準色の各色について、HSVヒストグラムを得る。例えば、上記紺色の100%基準色についてみると、半透明不織布が1枚被覆された場合には、図6(a)に示すようなヒストグラムが得られる。また半透明不織布が1枚も被覆されていない場合には、図6(b)に示すようなヒストグラムが得られる。このようなヒストグラムを各基準色の濃度100%から0%までについて得る。
図7に示すように、紺色(C100M90)の場合、印刷濃度が60%以上の場合を良品の商品と認識する。なお、白色と印刷領域の階調差は159階調であった。
図8に示すように、緑色(C80Y100)の場合、印刷濃度が80%以上の場合を良品の商品と認識する。なお、白色と印刷領域の階調差は108階調であった。
図9に示すように、オレンジ色(M75Y100)の場合、印刷濃度が70%以上の場合を良品の商品と認識する。なお、白色と印刷領域の階調差は158階調であった。
図10に示すように、青色(C100M40)の場合、印刷濃度が70%以上の場合を良品の商品と認識する。なお、白色と印刷領域の階調差は175階調であった。
図11に示すように、紫色(C55M100)の場合、印刷濃度が70%以上の場合を良品の商品と認識する。なお、白色と印刷領域の階調差は93階調であった。
上記良品の商品と認識するのは、半透明不織布が無い場合の彩度と1枚ある場合の彩度が例えば50階調以上の差が生じた場合を良品と認識する。このように彩度の階調差が50階調以上あれば、半透明不織布の有無を確実に認識できる。
「色抽出処理」S5は、前述の通り「撮像」S3によって得た検査領域31を含む画像から上記「検査領域の抽出」S4で抽出した検査領域31の画像に対して行う。
「色抽出処理」S5は、図12に示すように、「RGBからHSVに変換」S21で検査領域31の画像をRGB表色系(色空間)からHSV表色系(色空間)に変換する。ここでの変換は、HSL表色系に変換してもよい。続いて「画素の2値化処理」S22を行う。すなわち、前述の「色範囲指定」S1で定めた、予め取得しておいた半透明シートの色範囲と取得しておいた色情報とを比較して半透明不織布の存在領域を抽出する。半透明シートの存在領域は、色範囲および色情報の彩度により抽出する。そして検査領域内かつ良品範囲内にある画素を白(255,255,255)、範囲外の画素を黒(0,0,0)に変換した画像を作成する。
そして、「変換画像の格納」S23で、上記HSVに変換した画像を画像処理部130(図1参照)内の記憶部(図示せず)に格納する。この点は、図17を参照して後述する。
「結果判別処理」S6は、図13に示すように、「検査領域内の白色画素数のカウント」S31で、上記「画素の2値化処理」S22によって得た白色画素を計数する。そしてあらかじめ設定した上限画素数THおよび下限画素数TLと白色画素数nを比較する(S32参照。)。その結果、nがTL<n<THの範囲であれば、良品と判別され「判別結果フラグFをON」S33とする。一方、上記範囲外は不良品と判別され「判別結果フラグFをOFF」S34とする。
上限画素数THおよび下限画素数TLは、白色画素数nの測定結果を基に決定する。すなわち、同一サンプルを複数回撮像してnの振れを測定する、または複数のサンプルを撮像してnの振れを測定する。そしてnの上限値nmaxおよび下限値nminを求める。ここでnの振れに対する余裕代をαとすると、TL=nmin−α、TH=nmax+αとなる。αは振れに対する余裕代として0以上の任意の正の整数で設定する。
図14(a)に示すように、裏面シート2に何がしかが印刷された部分において、半透明不織布が1枚配されている。この場合は、印刷領域の色解析をすると、図14(b)に示すようなヒストグラムが得られる。すなわち、彩度が低い領域に白い文字を示すピークがあり、さらに基準となる印刷領域を示す彩度のピークが現れている。なお、各ヒストグラムは縦軸に画素個数を取り、横軸に彩度を取っている。さらに、色(彩度)抽出処理をすることによって、図14(c)に示すような印刷領域の画像が得られる。さらに収縮、膨張処理を行うことで、図14(d)に示すような印刷領域の画像が得られる。
フィルタ処理における収縮処理では、3×3の中心の画素の輝度を、中心の画素とその周りの画素の合計9個のなかでの最小輝度に置き換える。この処理によって、白いノイズ成分が除去される。
フィルタ処理における膨張処理では、3×3の中心の画素の輝度を、中心の画素とその周りの画素の合計9個のなかでの最大輝度に置き換える。この処理によって、黒いノイズ成分が除去される。
図17(a)、(b)に示すように、裏面シート2(もしくは吸収体(図示せず))上に半透明不織布21が配された場合の検査領域31を設定する。この設定方法は、図2を参照しながら説明した上述の通りである。図17(a)は良品の場合であり、図17(b)は半透明不織布21が一部めくれた不良品の場合である。
その結果を図18から図21に示す。
したがって、印刷領域上の彩度を検出することにより、半透明不織布の有無を判定できることが実証された。
したがって、印刷領域上の彩度を検出することにより、半透明不織布の有無を判定できることが実証された。
したがって、印刷領域上の彩度を検出することにより、半透明不織布の有無を判定できることが実証された。
したがって、印刷領域上の彩度を検出することにより、半透明不織布の有無を判定できることが実証された。
例えば、図22(a)、(b)に示すように、裏面シート2の幅方向の最外部側にサイドシート5の一部が折り込まれ、さらに裏面シート2の長手方向に半透明不織布21が配されている。そして、裏面シート2の検査領域31に印刷領域33(図23参照。)が配されている。このような場合、検査領域31は、裏面シートの幅方向両側がサイドシート5により被覆されているため、その被覆領域は避けて設定される。例えば、裏面シート2の両側からそれぞれ45mmの範囲は避けることが好ましい。
また、半透明不織布21の角折れの検出感度を高めるために、検査領域31は、幅方向に離間して2箇所を、長手方向両端部(長手方向前後端部ともいう。)側に配することが好ましい。すなわち、離間して4か所に配しることが好ましい。
例えば、裏面シート2の幅方向中央より外側に20mmの位置に検査領域31の幅方向の中心が一致するように配することが好ましい。また半透明不織布21の配置振れもしくは裏面シート2の配置振れを考慮すると、半透明不織布21の長手方向前後端部より長手方向内側に15mmの位置に配することが好ましい。
検査領域31は、例えば印刷領域33の中心より長手方向に±20mmとすることが好ましい。また、印刷領域33の検出の安定度、デザインの自由度を持たせるために、検査領域31の幅は20mmとする。すなわち、検査領域31は、長手方向に40mmとし、幅方向に20mmとする。そして、検査領域31の面積における印刷領域33の面積は50%以上とすることが検出感度を維持するうえで好ましい。
また検出領域31内の印刷領域33の着色は、べた塗りとすることが好ましく、その内部にべた塗りの面積に対して50%以上の着色領域である印刷領域33が確保されていることが好ましい。
また、図23(f)、(g)に示すように、検査領域31に対して印刷領域33は、吸収性物品の「前」であることを表示する前マーク34が含まれていてもよい。前マークはべた塗りの矩形内に文字、記号等が記載されたものであることが好ましい。
上記数値は一例であって、吸収性物品のサイズ、検出感度等によって、適宜変更されてもよい。
半透明不織布21の坪量は、10g/m2以上50g/m2以下であり、好ましくは15g/m2以上30g/m2以下である。また、半透明不織布21の白色光の透過率は、20%以上であり、好ましくは40%以上であり、さらに好ましくは50%以上である。
図24に示すように、透過率測定装置200は、照明部210から照明光L2を照射し、照明部210から照射された照明光L2により照明された半透明不織布の試験片250の透過光Ltを撮像部220で受光して撮像する。
上記照明部210は、検査領域を照明する光を発光する発光部211の発光素子を発光させる電源部212を有する。発光部211は、図示はしなしが、LED発光素子、有機エレクトロルミネッセンス(有機EL)素子、白色蛍光管、白熱電球等の白色発光素子を用いる。
また、照明むらを抑えるために、画像の中央部に照明が写るようにし、照明の中央部(例えば、50mm×50mm)の範囲を計測領域に設定することが好ましい。
半透明不織布の試験片250の透過率の測定方法は、上記透過率測定装置200を用いる。まず試験片がない状態で撮像し、撮像した画像から、そのときの照明の明るさを計測する。すなわち、計測領域内の平均階調値を算出する。
次に、半透明不織布の試験片250がある状態で撮像し、撮像した画像から、そのときの計測領域内の平均階調値を算出する。各画素の階調値はRGB階調値の平均値とする。
そして、不織布が無い場合にA階調であり、不織布がある場合にB階調であったとすれば、透過率は(B/A)×100(%)で求めることができる。
印刷が施された吸収性物品を構成する構成部品に配された半透明シートの配置状態を検査する吸収性物品の検査方法であって、
前記半透明シートが配された構成部品に照明光を照射して、前記印刷が施された印刷領域上の前記半透明シートを含む検査領域を撮像する工程と、
前記撮像した画像から色情報を取得する工程と、
予め取得しておいた前記半透明シートの色範囲情報と前記取得した色情報とを比較して前記半透明シートの存在領域を抽出する工程と、
前記抽出された前記半透明シートの存在領域を基に前記半透明シートの配置状態の良否を判定する工程と、を有する吸収性物品の検査方法。
<2>
前記半透明シートは不織布からなる<1>に記載の吸収性物品の検査方法。
<3>
前記色範囲と前記色情報は、HSV表色系もしくはHSL表色系を使用する<1>または<2>に記載の吸収性物品の検査方法。
<4>
前記半透明シートの存在領域は、前記色範囲及び前記色情報の彩度により抽出する<3>に記載の吸収性物品の検査方法。
<5>
前記照明光を照射する照明は反射照明を用いる<1>から<4>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<6>
前記反射照明は白色光を使用する<5>に記載の吸収性物品の検査方法。
<7>
前記吸収性物品における吸収体の非肌側に配された裏面シートに前記検査領域を設定する<1>から<6>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<8>
前記検査領域は、前記半透明シートに該検査領域の面積の1/2がかかるように設定される<1>から<7>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<9>
前記吸収性物品の裏面シートの最外部(非肌側)に配される吸収体下不織布には、前記半透明シートである半透明不織布を用い、該半透明不織布の各角部付近に前記検査領域を設定する<1>から<8>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<10>
前記検査領域は、前記裏面シートの非肌当接面側に印刷された、有色の図形、文字、記号のデザインからなる前記印刷領域上で設定される<9>に記載の吸収性物品の検査方法。
<11>
前記検査領域は、前記半透明不織布の長手方向で対向する両辺の幅方向端部の合計4か所に設定される<9>または<10>に記載の吸収性物品の検査方法。
<12>
前記検査領域は、前記半透明不織布にかかり、残りが前記半透明不織布から外れて前記裏面シート上に存する<9>から<11>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<13>
前記半透明不織布側から前記検査領域の撮像を行い、前記検査領域の撮像画像を取得する<9>から<12>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法。
<14>
前記検査領域内の撮像画像をRGBからHSV表色系に変換し、そして画素の2値化処理を行う<13>に記載の吸収性物品の検査方法。
<15>
前記検査領域内かつ良品範囲内にある画素を白(255,255,255)、良品範囲外の画素を黒(0,0,0)に変換した画像を作成する<14>に記載の吸収性物品の検査方法。
<16>
前記画素の2値化処理によって得た前記検査領域内の白色画素を計数し、あらかじめ設定した上限画素数THおよび下限画素数TLと白色画素数nを比較し、nがTL<n<THの範囲であれば良品、それ以外を不良品として判別する<14>または<15>に記載の吸収性物品の検査方法。
<17>
<1>から<16>のいずれか1に記載の吸収性物品の検査方法が実施される吸収性物品の検査装置であって、
前記検査領域を照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記検査領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記検査領域の画像から色情報を取得し、予め取得しておいた前記半透明シートの色範囲と前記取得した色情報とを比較して前記半透明シートの存在領域を抽出し、前記抽出された前記半透明シートの存在領域を基に前記半透明シートの配置状態の良否を判定する処理部とを有する吸収性物品の検査装置。
<18>
前記撮像部は固体撮像素子と撮像レンズを有する撮像装置を用いる<17>に記載の吸収性物品の検査装置。
<19>
前記固体撮像素子はカラー撮像素子を用いる<18>に記載の吸収性物品の検査装置。
<20>
前記固体撮像素子は128階調以上の階調表現ができる撮像素子である<18>または<19>に記載の吸収性物品の検査装置。
<21>
前記撮像レンズは長焦点レンズである<18>から<20>いずれか1に記載の吸収性物品の検査装置。
5 サイドシート
21 半透明不織布
31 検査領域
33 印刷領域
100 検査装置
110 照明部
111 発光部
112 電源部
120 撮像部
121 カメラ本体部
122 撮像レンズ部
130 画像処理部
200 透過率測定装置
210 照明部
211 発光部
212 電源部
220 撮像部
221 カメラ本体部
222 撮像レンズ部
230 画像処理部
240 把持部
L,L2 照明光
Lr 反射光
Lt 透過照明光
Claims (7)
- 印刷が施された吸収性物品を構成する構成部品に配された半透明シートの配置状態を検査する吸収性物品の検査方法であって、
前記半透明シートが配された構成部品に照明光を照射して、前記印刷が施された印刷領域上の前記半透明シートを含む検査領域を撮像する工程と、
前記撮像した画像から色情報を取得する工程と、
予め取得しておいた前記半透明シートの色範囲と前記取得した色情報とを比較して前記半透明シートの存在領域を抽出する工程と、
前記抽出された前記半透明シートの存在領域を基に前記半透明シートの配置状態の良否を判定する工程と、を有する吸収性物品の検査方法。 - 前記半透明シートは不織布からなる請求項1に記載の吸収性物品の検査方法
- 前記色範囲と前記色情報は、HSV表色系もしくはHSL表色系を使用する請求項1または2に記載の吸収性物品の検査方法。
- 前記半透明シートの存在領域は、前記色範囲及び前記色情報の彩度により抽出する請求項3に記載の吸収性物品の検査方法。
- 前記照明光を照射する照明は反射照明を用いる請求項1から4のいずれか1項に記載の吸収性物品の検査方法。
- 前記反射照明は白色光を使用する請求項5に記載の吸収性物品の検査方法。
- 請求項1から6のいずれか1項に記載の吸収性物品の検査方法が実施される吸収性物品の検査装置であって、
前記検査領域を照明する照明部と、
前記照明部により照明された前記検査領域を撮像する撮像部と、
前記撮像部で撮像した前記検査領域の画像から色情報を取得し、予め取得しておいた前記半透明シートの色範囲と前記取得した色情報とを比較して前記半透明シートの存在領域を抽出し、前記抽出された前記半透明シートの存在領域を基に前記半透明シートの配置状態の良否を判定する処理部とを有する吸収性物品の検査装置。
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