(57)【要約】【課題】検出感度向上、検出範囲拡大、バラツキ軽減等を図った糊付け検査装置を提供する。【解決手段】非導電性の糊付け対象物に塗布された糊に高周波の電磁波を放射するとともに該糊を経由した電磁波を受信する検出ヘッドを備え、該検出ヘッドで受信された信号を処理することによって糊付けの状態を検査する糊付け検査装置において、前記検出ヘッドはプリント基板により構成され、該プリント基板の片面には、前記電磁波を放射するように配置された２個の放射電極と、該２個の放射電極の中間に配置され前記２個の放射電極から放射された電磁波を受信する１個の受信電極が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電性の糊付け対象物に塗布された糊に高周波の電磁波を放射するとともに該糊を経由した電磁波を受信する検出ヘッドを備え、該検出ヘッドで受信された信号を処理することによって糊付けの状態を検査する糊付け検査装置において、
前記検出ヘッドはプリント基板により構成され、該プリント基板の片面には、前記電磁波を放射するように配置された２個の放射電極と、該２個の放射電極の中間に配置され前記２個の放射電極から放射された電磁波を受信する１個の受信電極が形成されていることを特徴とする糊付け検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の糊付け検査装置において、
前記プリント基板の前記片面と反対側の他面の全面には、シールド電極が形成されていることを特徴とする糊付け検査装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の糊付け検査装置において、
前記プリント基板の前記片面には、前記放射電極及び前記受信電極の周囲に前記放射電極及び前記受信電極と非接触で配置され、且つ前記他面のシールド電極に接続された別のシールド電極が形成されていることを特徴とする糊付け検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、
前記プリント基板の前記片面に、ｎ個（ｎは１以上の正の整数）の前記受信電極とｎ＋１個の前記放射電極が、交互に並び且つ両端が前記放射電極となるように同一間隔で平行に配置されて形成されていることを特徴とする糊付け検査装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、
前記検出ヘッドは、前記片面が下面となる姿勢でシールド筐体の下面に形成された開口内に配置され、該開口は誘電率の低い誘電体の保護カバーにより閉じられていることを特徴とする糊付け検査装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、
前記受信電極で受信された電磁波の信号を処理して前記糊付けの状態を示す信号を生成する検出回路を備え、
該検出回路は、前記糊を検出したときに前記受信電極から出力する電磁波の信号と前記糊を検出しないときに前記受信電極から出力する電磁波の信号とを比較する比較手段を有し、該比較手段によって前記糊の周囲の雰囲気による影響がキャンセルされるようにしたことを特徴とする糊付け検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、糊が塗布された段ボールやカートン等の非導電性の糊付対象物の糊付け状態をその糊付け対象物から離れた位置で検査する糊付け検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
段ボールやカートンを使用して行う製函機や丁合機等では、糊付け工程において糊吐出ノズルや糊車を用いた糊付けが行われ、糊付けの後にその糊付けが正しく行われたか否かの糊付け検査が行われる。
【０００３】
その糊付け検査装置として、本出願人は図５に示すような電磁波を利用した糊付け検査装置８０を提案した（特許文献１）。図５において、８１は糊付けの検出ヘッドであり、放射電極８２Ａと、その放射電極８２Ａの両側に等間隔で配置した基準受信電極８２Ｂ及び測定受信電極８２Ｃと、それら電極８２Ａ〜８２Ｃをそれぞれ囲む絶縁体８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃと、絶縁体８３Ａ〜８３Ｃをその下端が同レベルで一部突出するように一列に配置して固定する金属シールドケース８４とで構成されている。放射電極８２Ａには発振器８５から５００ｋＨｚ程度の高周波の電磁波が印加され、基準受信電極８２Ｂと測定受信電極８２Ｃで受信される電磁波が検出回路８６に取り込まれる。
【０００４】
そして、下面に糊２０が塗布された段ボール３０が図５の紙面に垂直方向に搬送されるとき、その段ボール３０に放射電極８２Ａと測定受信電極８２Ｃの下面に数ｍｍ程度の間隔で近接するように検出ヘッド８１を位置させて、糊２０の状態を検出するものである。
【０００５】
放射電極８２Ａから放射される電磁波は、空間を介して基準受信電極８２Ｂと測定受信電極８２Ｃに入力する。このとき、図５の状態では、放射電極８２Ａから測定受信電極８２Ｃに至る電磁波の経路には糊２０が含まれ、放射電極８２Ａから測定受信電極８２Ｃに至る電磁波の経路には糊２０が含まれない。糊２０には水分が含まれるため、この糊２０が電磁波にさらされるときそこに渦電流が発生して、そこで電力が大きく消費される。このため、測定受信電極８２Ｃに入射する電磁波は基準受信電極８２Ｂに入射する電磁波に比べて、そのエネルギーが小さくなる。また、基準受信電極８２Ｂと測定用受信電極５２Ｃに入射する電磁波は、空間の温度やノイズ等の雰囲気の影響を同程度に受ける。なお、段ボール３０は紙製であるので電磁波はその影響はほとんど受けない。
【０００６】
したがって、測定受信電極８２Ｃで受信された電磁波と基準受信電極８２Ｂで受信された電磁波の信号強度の差分を検出回路８６で検出することによって、空間の雰囲気の影響をキャンセルして糊付けの状態を示す信号を取り出すことができ、糊２０の塗布量、塗布位置、図５に垂直方向の塗布長等を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１２２２８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、図５で説明した糊付け検査装置８０は、放射電極８２Ａから測定受信電極８２Ｃに放射される電磁波のみによって糊２０を検出するものであるため、検出感度に限界があり、段ボール３０の厚みが大きいときに、その段ボール３０の下面の糊２０の状態を正確に検出することができないという問題があった。また、段ボール３０に塗布された糊２０は、放射電極８２Ａと測定受信電極８２Ｃの間から外れているとそれを検出することができず、検出範囲が狭かった。検出範囲を広げるために放射電極８２Ａと測定受信電極８２Ｃの間隔を広くすると検出感度が低下する問題があった。さらに、組立の段階で、放射電極８２Ａに対する基準受信電極８２Ｂ、測定受信電極８２Ｃの取付位置にバラツキが生じやすく、製造バラツキに起因する検出特性バラツキを招く問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、検出感度向上、検出範囲拡大、バラツキ軽減等を図った糊付け検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために請求項１にかかる発明は、非導電性の糊付け対象物に塗布された糊に高周波の電磁波を放射するとともに該糊を経由した電磁波を受信する検出ヘッドを備え、該検出ヘッドで受信された信号を処理することによって糊付けの状態を検査する糊付け検査装置において、前記検出ヘッドはプリント基板により構成され、該プリント基板の片面には、前記電磁波を放射するように配置された２個の放射電極と、該２個の放射電極の中間に配置され前記２個の放射電極から放射された電磁波を受信する１個の受信電極が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の糊付け検査装置において、前記プリント基板の前記片面と反対側の他面の全面には、シールド電極が形成されていることを特徴とする。
請求項３にかかる発明は、請求項１又は２に記載の糊付け検査装置において、前記プリント基板の前記片面には、前記放射電極及び前記受信電極の周囲に前記放射電極及び前記受信電極と非接触で配置され、且つ前記他面のシールド電極に接続された別のシールド電極が形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項４にかかる発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、前記プリント基板の前記片面に、ｎ個（ｎは１以上の正の整数）の前記受信電極とｎ＋１個の前記放射電極が、交互に並び且つ両端が前記放射電極となるように同一間隔で平行に配置されて形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項５にかかる発明は、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、前記検出ヘッドは、前記片面が下面となる姿勢でシールド筐体の下面に形成された開口内に配置され、該開口は誘電率の低い誘電体の保護カバーにより閉じられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項６にかかる発明は、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の糊付け検査装置において、前記受信電極で受信された電磁波の信号を処理して前記糊付けの状態を示す信号を生成する検出回路を備え、該検出回路は、前記糊を検出したときに前記受信電極から出力する電磁波の信号と前記糊を検出しないときに前記受信電極から出力する電磁波の信号とを比較する比較手段を有し、該比較手段によって前記糊の周囲の雰囲気による影響がキャンセルされるようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、検出ヘッドをプリント基板により構成しているため製造バラツキをほぼゼロにすることができ、信頼性を高めることができる。また、両側の放射電極の間が検出範囲となるので、検出範囲を拡大することができる。また、放射電極によって受信電極が挟まれるようにそれら電極を配置しているので、受信電極に到来する電磁波強度が高くなり、検出感度を大きくすることができる。放射電極や受信電極は銅箔プリントにより形成できるのでその面積を大きくすることが容易であり、この面でも検出感度を大きくすることができる。また、プリント基板の片面や他面にシールド電極を配置することで、その検出感度をより大きくすることができる。このように検出感度を高くすることができる結果、検出ヘッドを糊付け対象物から多少離して設置しても必要なレベルの検出信号を得ることができ、下面に糊を塗布した糊付け対象物の当該糊を検査する際にその糊付け対象物の厚みが多少大きくても正常に糊付け検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の糊付け検査装置と糊付け装置の設置構成図である。
【図２】本発明の第１実施例の糊付け検査装置を示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ-ｂ線断面図である。
【図３】同実施例の糊付け検査装置の検出回路のブロック図である。
【図４】本発明の第２実施例の糊付け検査装置の検出ヘッドを示す図で、（ａ）は断面図、（ｂ）は下面図である。
【図５】従来の糊付け検査装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
＜第１実施例＞
図１にガイドプレート４０に沿って糊付け装置５０と本発明の糊付け検査装置１０を設置した構成を示す。ガイドプレート４０は、そのガイドプレート４０の内側に設置された図示しない搬送ベルトによって矢印Ａ方向に搬送される糊付け対象物としての段ボール３０をガイドするものであり、糊付け装置５０が配置された部分に、糊付け開口４１が形成されている。
【００１８】
この糊付け装置５０は、糊２０が充填された糊つぼ５１と、下面が糊つぼ５１内の糊２０に浸り、上面がガイドプレート４０の糊付け開口４１に露出し、回転により段ボール３０の下面に糊２０を塗布する糊車５２と、糊車５２に載っている段ボール３０を糊車５２に対して押し付ける押し車５３を備えている。
【００１９】
糊付け検査装置１０は、糊付け装置５０の下流に配置され、その糊付け装置１０の直前には段ボール３０を検出する光電センサ６０が配置されている。この光電センサ６０の下面には、段ボール３０の先端を糊付け検査装置１０の下面に滑らかに流入させるよう斜めにカットしたガイド６１形成されている。７０はエンコーダであり、ガイドプレート４０内の搬送ベルトによる段ボール３０の搬送量を検出する。
【００２０】
図２に糊付け検査装置１０を示す。１１Ａはプリント基板で構成された検出ヘッドであり、絶縁基板１２の下面には、図２（ｂ）に示すように、短冊形状の放射電極１３Ａ１、１３Ａ２が段ボール３０の搬送方向Ａに直交する方向に並ぶように平行に形成され、それら放射電極１３Ａ１、１３Ａ２の中央に同じ大きさの短冊形状の受信電極１３Ｂが平行に形成されている。そして、それら電極１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ｂの周囲の全面には、それら電極１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ｂに接触しないようにシールド電極１３Ｃが形成されている。電極１３Ａ１と１３Ｂ、電極１３Ａ２と１３Ｂは、それぞれ同じ距離Ｌ１だけ離れている。１４は絶縁基板１２の上面の全面に形成されたシールド電極であり、下面のシールド電極１３Ｃと接続されている。これら電極１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ｂ，１３Ｃ，１４は銅箔プリントで形成されている。
【００２１】
１５は検出ヘッド１１Ａの下面の電極１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ｂ，１３Ｃを保護するためのテフロン（登録商標）等の誘電率の低い誘電体で形成された保護カバーである。１６は糊付け検査装置１０の筐体の少なくとも一部を構成する接地されたシールド筐体であり、下面に形成された開口１６１の内部に検出ヘッド１１Ａが配置され、その開口１６１は下面が保護カバー１５で閉じられている。このシールド筐体１６は検出ヘッド１１Ａのシールド電極１３Ｃ，１４に接続されている。そして、放射電極１３Ａ１，１３Ａ２は５００ｋＨｚ程度の高周波信号を出力する発振器１７に接続され、受信電極１３Ｂは検出回路１８に接続されている。
【００２２】
さて、放射電極１３Ａ１，１３Ａ２に発振器１７から５００ｋＨｚ程度の高周波信号を印加すると、放射電極１３Ａ１，１３Ａ２から電磁波が放射され、その一部は上面のシールド電極１４で反射されたり周囲のシールド筐体１６の開口１６１の内壁で反射されて下方に放射されてから受信電極１３Ｂで受信される。
【００２３】
そのとき、放射電極１３Ａ１と受信電極１３Ｂの間ではその中間が最大感度となるような検出感度特性が得られ、放射電極１３Ａ２と受信電極１３Ｂとの間でもその中間が最大感度となるような検出感度特性が得られる。したがって、発振器１７の出力電力と各電極１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ｂの相互間隔Ｌ１を適宜設定することによって、検出ヘッド１１Ａの下方に、放射電極１３Ａ１から放射電極１３Ａ２に亘って、ほぼフラットな感度特性を得ることができる。
【００２４】
このように、検出感度が放射電極１３Ａ１から放射電極１３Ａ２に亘ってほぼフラットになるので、下面に糊２０が塗布された段ボール３０が、検出ヘッド１１Ａの下方において図２（ａ）の紙面に垂直な方向に搬送されてくるとき、糊２０が両側の放射電極１３Ａ１、１３Ａ２の間に入れば、これを検出することができる。
【００２５】
つまり、放射電極と受信電極をそれぞれ１個で構成した場合と比較して、段ボール３０の搬送方向Ａに直交する方向Ｂの検出範囲を２倍に拡大することができる。このため、段ボール３０に対する糊２０の塗布位置が搬送方向に直交する方向Ｂに多少ずれていても、正常に糊付けの状態を検出することができる。
【００２６】
また、受信電極１３Ｂの両側に放射電極１３Ａ１，１３Ａ２が配置されているので、受信電極１３Ｂで受信される電磁波の電力が１個の放射電極から受信される構成に比べて２倍になり、検出感度が２倍になる。
【００２７】
また、受信電極１３Ｂが放射電極１３Ａ１，１３Ａ２に囲まれていることと、シールド電極１３Ｃやシールド電極１４が形成されていることと、検出ヘッド１１Ａの周囲がシールド筐体１６の開口１６１の内壁によって囲まれていることによって、受信電極１３Ｂで受信される電磁波が外来ノイズの影響を受けにくくなる。
【００２８】
このため、検出のためのＳ／Ｎ比が向上するので、検出ヘッド１１Ａの下面と糊２０との間の距離を拡大することができ、厚みの大きな段ボール３０の下面に糊２０を塗布した場合であっても、その糊２０の塗布量、塗布位置、塗布長等を正確に検出することができる。
【００２９】
図３に検出回路１８の詳細を示す。１８１は前処理部であり、検出ヘッド１１Ａの受信電極１３Ｂで受信された電磁波の信号をプリアンプで高Ｓ／Ｎ比で所定レベルまで増幅した信号ａを出力する。このプリアンプは検出ヘッド１１Ａの近傍に設置することが望ましい。
【００３０】
１８２はタイミング処理部であり、光電センサ６０で得られる段ボール３０の検出信号と図示しない搬送ベルトによる搬送時に発生するエンコーダ７０からのパルス列をタイミング処理部１８２に取り込んで、段ボール３０が糊付け検査装置１０の下方を搬送されているときは段ボール有のタイミング信号ｂ１を有効にし、段ボール３０が糊付け検査装置１０の下方を搬送されていないときは段ボール無のタイミング信号ｂ２を有効にする。
【００３１】
１８３は第１サンプリング処理部であり、タイミング処理部１８２から出力する段ボール有のタイミング信号ｂ１が有効なときに、前処理部１８１で得られた信号ａを所定クロックでサンプリングした信号ｃ１を出力する。この信号ｃ１には糊２０の検出を示す要素が含まれることがある。
【００３２】
１８４は第２サンプリング処理部であり、タイミング処理部１８２から出力する段ボール無のタイミング信号ｂ２が有効なときに、前処理部１８１で得られた信号ａを前記クロックでサンプリングした信号ｃ２を出力する。この信号ｃ２には糊２０の検出を示す要素が含まれることはない。
【００３３】
１８５は演算処理部であり、第１サンプリング処理部１８３から出力する信号ｃ１と第２サンプリング処理部１８４から出力する信号ｃ２を取り込み、信号ｃ２を保持しておいて信号ｃ１とを比較処理することで、糊付けの状態を示す信号ｄを生成する。
【００３４】
この検出回路１８では、前処理部１８１から出力する信号ａは段ボール３０の有無の影響をほとんど受けないが温度変動の影響を受けるので、信号ｃ１、ｃ２も同様に温度変動の影響を受けた信号となる。
【００３５】
したがって、第２サンプリング処理部１８４から出力する信号ｃ２を保持しておき、この信号ｃ２と第１サンプリング処理部１８３から出力する信号ｃ１とを演算処理部１８５で比較処理することによって、温度の変動に伴う糊付けの状態の変動をキャンセルした信号ｄを得ることができる。外来ノイズの影響も同様にキャンセルできる。
【００３６】
このように、本実施例の検出回路１８では、図５で説明したような特別な基準受信電極８２Ｂを備えなくても、温度変動や外来ノイズが糊付け状態の検出結果に与える影響を、キャンセルすることができる。
【００３７】
＜第２実施例＞
図４に別の実施例の糊付け検査装置の検出ヘッド１１Ｂの部分を示す。本実施例の検出ヘッド１１Ｂでは、下面の段ボール３０の進行方向Ａに直交するＢ方向の両側に放射電極１３Ａ１，１３Ａ２を配置するとともに、中央にも放射電極１３Ａ３を配置し、さらに、放射電極１３Ａ１，１３Ａ３の間に受信電極１３Ｂ１を配置し、放射電極１３Ａ２，１３Ａ３の間にも受信電極１３Ｂ２を配置している。その他は図２で説明した内容と同じである。
【００３８】
本実施例の検出ヘッド１１Ｂは、３個の放射電極１３Ａ１〜１３Ａ３を用いるので、内側の放射電極１３Ａ３から放射される電磁波のロスが両外側の放射電極１３Ａ１，１３Ａ２から放射される電磁波のロスに比べて小さくなり、感度がより高くなる。また、放射電極１３Ａ１と放射電極１３Ａ２の間の領域をほぼ均一な検出感度に設定することが可能となり、検出範囲を放射電極と受信電極がそれぞれ１個の場合に対して４倍に拡大することができる。
【００３９】
この第２実施例の検出ヘッド１１Ｂを進展させて、受信電極の数をｎ個（ｎは１以上の正の整数）にすれば放射電極の数はｎ＋１となるので、検出範囲は２ｎ倍になる。
【符号の説明】
【００４０】
１０：糊付け検査装置、１１Ａ，１１Ｂ：検出ヘッド、１２：絶縁基板、１３Ａ１，１３Ａ２，１３Ａ３：放射電極、１３Ｂ，１３Ｂ１，１３Ｂ２：受信電極、１３Ｃ：シールド電極、１４：シールド電極、１５：保護カバー、１６：シールド筐体
２０：糊
３０：段ボール
４０：ガイドプレート
５０：糊付け装置、５１：糊つぼ、５２：糊車、５３：押え車
６０：光電センサ、６１：ガイド
７０：エンコーダ
８０：糊付け装置、８１：検出ヘッド、８２Ａ：放射電極、８２Ｂ：基準受信電極、８２Ｃ：測定受信電極、８３Ａ〜８３Ｃ：絶縁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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