(57)【要約】【課題】樹脂チューブ６内の両側方にＬＥＤ８ｄを配置することにより、シーム６ａの不良を確実に検査することができる樹脂チューブ６のシーム不良検査装置を提供する。【解決手段】帯状の樹脂シート２の両側端同士を突き合わせて溶着することにより筒状とした樹脂チューブ６内に、この溶着部のシーム６ａから樹脂チューブ６の中心軸に向かう間を遮るように配置された黒色無光沢塗装面８ｃと、この黒色無光沢塗装面８ｃの両側方にそれぞれ光軸の中心をシーム６ａ側に向けて傾斜させて配置されたＬＥＤ８ｄとからなる透過照明装置８が配置されると共に、この樹脂チューブ６の中心軸からシーム６ａを介したさらに外側に撮像装置３が配置され、この撮像装置３で撮像された画像信号に基づいてシーム不良を検出する構成とする。【選択図】　　　　図１
2004138400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯状の樹脂シートの両側端同士を突き合わせ又はこの両側端部同士を重ね合わせて溶着することにより筒状とした樹脂チューブ内に、この溶着部のシームから樹脂チューブの中心軸に向かう間を遮るように配置された光吸収面と、この光吸収面の両側方にそれぞれ光軸の中心をシーム側に向けて傾斜させて配置された１個ずつ以上のＬＥＤとからなる透過照明装置が配置されたことを特徴とする樹脂チューブのシーム不良検査装置。
【請求項２】
前記樹脂チューブの中心軸からシームを介したさらに外側に撮像装置が配置され、この撮像装置で撮像されたシーム付近の画像信号に基づいてシーム不良を検出することを特徴とする請求項１に記載の樹脂チューブのシーム不良検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、樹脂シートの両側端を溶着させた樹脂チューブのシーム不良検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂シートの製造過程で発生するシート上の欠陥を検査するシート欠陥検査装置としては、例えば図６（ａ）に示すように、蛍光灯１からの光を樹脂シート２に透過させて撮像装置３で撮像する透過タイプのものと、例えば図６（ｂ）に示すように、蛍光灯１からの光を樹脂シート２の表面で反射させて撮像装置３で撮像する反射タイプのものとがある。反射タイプは、樹脂シート２の表面の傷や皺、凹み等による凹凸部等の表面の欠陥を検査することが中心であるのに対して、透過タイプは、樹脂シート２の内部の欠陥も検査できるという利点がある。
【０００３】
また、上記透過タイプのシート欠陥検査装置には、図７に示すように、蛍光灯１を樹脂シート２の下方における撮像装置３の光軸Ａ上には配置せずに、この樹脂シート２の搬送方向Ｔの前後にずらして配置するものもある（例えば、特許文献１参照。）。このシート欠陥検査装置は、樹脂シート２の下方の光軸Ａ上には蛍光灯１，１のカバー４の底面を配置して、この樹脂シート２の背景が暗くなるようにしている。従って、欠陥のない樹脂シート２が通過した場合には、搬送方向Ｔの前後の蛍光灯１，１からの光がほとんどがそのまま斜めにこの樹脂シート２を透過するので、撮像装置３にはカバー４の暗い背景のみが撮像されることになる。しかし、樹脂シート２に欠陥があった場合には、蛍光灯１，１からの光がこの樹脂シート２の欠陥部分を透過する際に乱反射や屈折を起こすので、これら乱反射や屈折による散乱光の一部が撮像装置３に受光されて欠陥を検出することができるようになる。
【０００４】
ところで、上記のような帯状の樹脂シート２を用いて例えば円筒形の金属缶の周側面を覆うための樹脂チューブを製造する場合には、この樹脂シート２の両側端同士を突き合わせたり、この両側端部同士を重ね合わせて超音波溶接等で溶着させることにより筒状に形成する。また、このような樹脂チューブの製造工程では、樹脂シート２の端や端部を溶着させたシームに見栄え上や強度上の欠陥がないかどうかを検査する必要がある。そして、樹脂チューブのシームは、このような欠陥が内部にあることが多いため、図６（ｂ）に示したような反射タイプの検査よりも、図６（ａ）に示したような透過タイプの検査装置の方が用いられる。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−３２７５６１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、樹脂チューブのシームは、一旦樹脂が溶融した後に再凝固した部分であるため、他のシート材そのままの部分のように内部の樹脂が均質ではないので、図６（ａ）に示したように、透過タイプの検査装置の蛍光灯１を撮像装置３の直下に配置したのでは、確実な検査を行うことができないという問題があった。即ち、シームの部分の樹脂は不均質であるため、蛍光灯１からの光は常にある程度の乱反射や屈折を起こすので、シーム不良による乱反射や屈折を正確に判別して検出することが困難となる。しかも、たまたまシームの部分の樹脂が均質に溶着されて蛍光灯１からの光がほとんど真っ直ぐに透過した場合と、このシーム部分に溶着不良による隙間が生じて蛍光灯１からの光がこの隙間を通過した場合とを区別して検出することも困難になる。
【０００７】
また、樹脂チューブのシームは、樹脂シート２の端や端部を重ね合わせて溶着したものであり、この接合面が搬送方向Ｔに沿った面となるので、図７に示したように、透過タイプの検査装置の蛍光灯１，１を撮像装置３の光軸Ａよりもこの搬送方向Ｔの前後側にずらして配置したのでは確実な検査を行うことができないという問題もあった。即ち、シームの接合面が搬送方向Ｔに沿うものとなるので、蛍光灯１，１からの光をこの搬送方向Ｔの前後から照射しても、この接合面の不良により光を十分に乱反射させたり屈折させることができないため、シーム不良を効率よく検出することができない。
【０００８】
さらに、従来の検査装置で用いられる蛍光灯１やその他の照明灯は、指向性が悪いために、樹脂チューブのシームの検査のように極めて限定された部分の検査を行う際にも周囲の不要な部分に光を照射することになり、この周辺からの不要な反射光等の影響を受けて確実な検査を行い易くなるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、樹脂チューブ内の両側方にＬＥＤを配置することにより、シームの不良を確実に検査することができる樹脂チューブのシーム不良検査装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１の樹脂チューブのシーム不良検査装置は、帯状の樹脂シートの両側端同士を突き合わせ又はこの両側端部同士を重ね合わせて溶着することにより筒状とした樹脂チューブ内に、この溶着部のシームから樹脂チューブの中心軸に向かう間を遮るように配置された光吸収面と、この光吸収面の両側方にそれぞれ光軸の中心をシーム側に向けて傾斜させて配置された１個ずつ以上のＬＥＤとからなる透過照明装置が配置されたことを特徴とする。
【００１１】
請求項１の発明によれば、樹脂チューブのシームが正常に溶着されて接合面の樹脂が比較的均質になっている場合には、両側方に光軸をずらして配置されたＬＥＤからの光の大半がこのシーム付近をそのまま斜めに透過するので、撮像装置にはほとんど受光されない。しかも、ＬＥＤは指向性が高いためにシーム付近にしか光が照射されないことと、このシームの背景には光吸収面が配置されていることから、この背景側から光が回り込むこともないので、樹脂チューブの外側から中心軸に向かう目線でシームを観察した場合に、このシーム近傍が暗くなる。これに対して、シームの接合面で樹脂が極めて不均質になっている場合には、この接合面に両側方のＬＥＤから光が照射されることにより、この光が接合面で乱反射されたり屈折を起こし散乱するようになる。しかも、ＬＥＤからの光は、接合面の法線方向に近い両側方から照射されるので、この接合面に沿った前後方向から照射する場合に比べ、単位面積当たりの照射量が多くなり、散乱光の光量も大きくなる。また、これはシームが接合面で剥離していたり隙間が生じている場合も同様である。さらに、このシームの接合面で樹脂に異質な界面が生じているような場合にも、この界面に照射された光が屈折することになる。従って、このようにシームの接合面で樹脂が極めて不均質になっていたり剥離や隙間が生じている場合には、ＬＥＤからの光が乱反射や屈折によって散乱するので、樹脂チューブの外側から中心軸に向かう目線でシームを観察した場合に、このシームの部分が特に明るくなるので、これによりシーム不良を確実に検出することができるようになる。
【００１２】
なお、上記樹脂チューブの外側から中心軸に向かう目線でシームを観察するには、肉眼による目視検査の他に、撮像装置等の受光デバイスを用いた検査を行うこともできる。
【００１３】
請求項２の樹脂チューブのシーム不良検査装置は、前記樹脂チューブの中心軸からシームを介したさらに外側に撮像装置が配置され、この撮像装置で撮像されたシーム付近の画像信号に基づいてシーム不良を検出することを特徴とする。
【００１４】
請求項２の発明によれば、撮像装置により、樹脂チューブの外側から中心軸に向かう目線でシームを観察することができるので、この撮像装置で撮像した画像をディスプレイに表示し目視検査を行う場合には、検査者が樹脂チューブの近傍に居る必要がなく、楽な姿勢で検査を行うことができるようになる。しかも、ディスプレイに表示する画像を事前に適宜画像処理しておけば、この目視検査を容易にすることもできるようになる。また、この撮像装置で撮像した画像を適宜画像処理し、これに基づいて自動的にシーム不良を判断することにより無人で検査を行うこともできる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１〜図５は本発明の一実施形態を示すものであって、図１は樹脂チューブの製造装置に用いられるシーム不良検査装置の構成を示す側面図、図２は透過照明装置の構成を示す斜視図、図３は樹脂チューブのシーム不良検査装置の構成を示す正面図、図４は樹脂チューブのシームに不良があった場合にＬＥＤから照射される光が散乱する様子を示す一部省略正面図、図５は樹脂チューブのシームに不良があった場合にＬＥＤから照射される光が屈折する様子を示す部分拡大正面図である。なお、図６〜図７に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００１７】
本実施形態は、図１に示すように、円筒形の金属缶の周側面を覆う樹脂チューブの製造装置に用いるシーム不良検査装置について説明する。帯状の樹脂シート２は、適宜印刷等が施された後に、ステンレス製のスピンドル５の直下を図示左側から右方向に搬送され、この間に筒状の樹脂チューブ６に加工される。スピンドル５は、この樹脂シート２の搬送方向に沿って配置された、金属缶とほぼ同じ径の長い円筒である。そして、樹脂シート２は、スピンドル５の下を搬送される間に、両側端部を持ち上げられてこのスピンドル５の周側面に巻き付けられると共に、上端で両側端同士を突き合わされる。また、この突き合わされた樹脂シート２の両側端は、スピンドル５の上端でシート溶接装置７により超音波振動を加えられ超音波溶接が行われる。従って、この樹脂シート２は、スピンドル５に巻き付いた両側端が超音波溶接により溶着されることによって樹脂チューブ６となり、この樹脂チューブ６の上端の溶着部がシーム６ａとなる。
【００１８】
上記スピンドル５の右側端面のさらに右側には、透過照明装置８が配置されると共に、この透過照明装置８が配置された位置における樹脂チューブ６の上方に撮像装置３が配置されている。透過照明装置８は、図２に示すように、支持板８ａの両側にＬＥＤ基板８ｂを取り付けたものである。支持板８ａは、両側端部がそれぞれ角度θだけ斜め上方に向けて折り曲げられた板材であり、水平な中央部の上面に黒色無光沢塗装面８ｃが形成されている。黒色無光沢塗装面８ｃは、光を反射せずに吸収するために黒く見える塗料を塗布した塗装面である。ＬＥＤ基板８ｂ，８ｂは、それぞれ複数個のＬＥＤ８ｄを２列に配置した基板であり、これらのＬＥＤ８ｄは図示しない電流制限抵抗と共に直列に接続されている。各ＬＥＤ８ｄは、ここでは、後に説明する撮像装置３のＣＣＤラインセンサ３ａの受光感度が最大となる赤色の発光色のものを使用している。ただし、受光素子の受光感度特性が異なる場合には、この受光感度が高い任意の発光色のものを用いることができる。また、樹脂シート２自体の透過光学特性に応じて、白色や青色、緑色等の適宜の発光色のものを用いることもできる。これらのＬＥＤ８ｄを配置したＬＥＤ基板８ｂ，８ｂは、支持板８ａの両側端部の折り曲げられた部分にそれぞれねじで固着されている。
【００１９】
上記構成の透過照明装置８は、図１に示したスピンドル５の右側端面からさらに右方向に突設された支持部材９の先端部に取り付けられている。この際、透過照明装置８のＬＥＤ８ｄを直列接続した配線は、スピンドル５の内部を通して樹脂チューブ６の外に引き出され、ＬＥＤ照明用電源１０に接続されている。ＬＥＤ照明用電源１０は、調光器を含むＬＥＤ８ｄの電源装置であり、直流電源としてＬＥＤ８ｄを発光させてもよいし、高周波パルス電源としてＬＥＤ８ｄを発光させることもできる。また、この透過照明装置８は、図３に示すように、筒状に形成された樹脂チューブ６内で、この樹脂チューブ６の上端に位置するシーム６ａの直下に黒色無光沢塗装面８ｃが上向きに配置されると共に、この樹脂チューブ６の中心軸に直交する水平方向の両側方にＬＥＤ８ｄがそれぞれ光軸の中心をシーム６ａ側に向けて傾斜して配置されるようにしている。
【００２０】
撮像装置３は、この図３に示すように、内部にＣＣＤラインセンサ３ａを備えた一次元撮像装置であり、被撮像物である樹脂チューブ６が搬送方向Ｔに順次移動されることにより、この樹脂チューブ６の上面の二次元画像を撮像することができる。この撮像装置３は、樹脂チューブ６のシーム６ａの真上に配置されて、このシーム６ａを中心に両側方のある程度の範囲内を撮像するようになっている。
【００２１】
上記構成のシーム不良検査装置によれば、樹脂チューブ６のシーム６ａが正常に溶着されて接合面の樹脂が比較的均質になっている場合には、図３に示すように、透過照明装置８のＬＥＤ８ｄからの光の大半がこのシーム６ａ付近をそのまま斜めに透過するので、撮像装置３にはほとんど受光されないようになる。しかも、ＬＥＤ８ｄは、指向性が高いためにシーム６ａ付近にしか光が照射されないので、樹脂チューブ６の他の部分に照射された光が回り込んで撮像装置３に受光されるようなことも生じない。また、シーム６ａの真下には、透過照明装置８の黒色無光沢塗装面８ｃが配置されているので、このシーム６ａの背景は光が吸収されて暗くなる。従って、シーム６ａが正常に溶着されている場合には、撮像装置３には、シーム６ａの部分もその周辺も共に暗い画像が撮像されるので、この画像を適宜画像処理することによりシーム６ａが正常であることを検出することができる。
【００２２】
これに対して、樹脂チューブ６のシーム６ａの接合面で樹脂が極めて不均質になっている場合には、図４に示すように、透過照明装置８のＬＥＤ８ｄからの光がこのシーム６ａに照射されることにより、この光が接合面で乱反射されたり屈折を起こし散乱するようになる。また、これはシーム６ａの溶着が不完全で接合面に剥離や隙間が生じている場合も同様である。さらに、図５に示すように、このシーム６ａの接合面で樹脂に異質な界面が生じているような場合にも、この界面に照射された光が屈折することになる。なお、この図５では、シーム６ａの界面が斜めに傾斜している場合を示すが、このような界面は不規則に種々の傾斜角度を持って現れるので、その一部には、図示のようにＬＥＤ８ｄからの斜め上向きの光が真上に向かうように屈折するものが存在することになる。従って、このようにシーム６ａに不良が発生した場合には、ＬＥＤ８ｄからの光が乱反射や屈折により散乱光となるので、この一部が撮像装置３にも受光されるようになり、撮像された画像は、シーム６ａの部分が周辺に比べて特に明るくなるため、これによりシーム不良を検出することができるようになる。
【００２３】
しかも、ＬＥＤ８ｄは、樹脂チューブ６の中心軸に沿って形成されるシーム６ａの接合面に対して、その両側方の斜め下方から光を照射するので、この接合面の法線方向（図４の左右方向）に近い方向から照射されることになり、単位面積当たりの照射量が多くなって散乱光の光量も大きくなるため、シーム不良の検出が確実なものとなる。また、これらのＬＥＤ８ｄは、シーム６ａの斜め下方の両側から光を照射するので、接合面や界面の角度の傾向によって片側からの光だけでは散乱光が十分に撮像装置３の方向に分散しない場合にも、他方側からの光がこれを補うことができるようになる。さらに、ＬＥＤ８ｄは、発光時の発熱が蛍光灯等の他の光源よりも少ないので、熱に弱い樹脂チューブ６に極めて接近した位置に配置することが可能となり、シーム６ａの近傍に的を絞って確実な検出を行うことができるようになる。
【００２４】
なお、上記実施形態では、透過照明装置８の各ＬＥＤ基板８ｂ，８ｂに多数個のＬＥＤ８ｄを２列に配置した場合を示したが、十分な光量が得られるならば、それぞれ１個以上ずつのＬＥＤ８ｄが配置されていれば足りる。
【００２５】
また、上記実施形態では、透過照明装置８の支持板８ａの中央部上面を黒色無光沢塗装面８ｃとする場合を示したが、光を十分に吸収する面であれば、必ずしも黒色である必要はなく、少なくともＬＥＤ８ｄの発光色を吸収するものであれば足りる。
【００２６】
また、上記実施形態では、ＣＣＤラインセンサ３ａを備えた撮像装置３を示したが、ＣＣＤエリアセンサを備えた撮像装置を用いてもよい。しかも、撮像素子は、ＣＣＤ以外のものを用いることもできる。さらに、このような撮像装置を用いいる代わりに、又は、この撮像装置で撮像した画像に基づいて、検査者による目視検査を行うこともできる。また、このような撮像装置以外に、例えば所定範囲の受光強度のみを検出する受光素子等のような他の受光デバイスを用いることもできる。
【００２７】
また、上記実施形態では、樹脂シート２の両側端を突き合わせて溶着させた樹脂チューブ６について説明したが、この樹脂シート２の両側端部を重ね合わせて溶着させた樹脂チューブ６にも同様に実施可能である。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明の樹脂チューブのシーム不良検査装置によれば、樹脂チューブのシームに不良が発生している場合には、ＬＥＤからの光が乱反射や屈折によって散乱し、シームの部分が特に明るくなるので、これによりシーム不良を確実に検出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、樹脂チューブの製造装置に用いられるシーム不良検査装置の構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、透過照明装置の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、樹脂チューブのシーム不良検査装置の構成を示す正面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、樹脂チューブのシームに不良があった場合にＬＥＤから照射される光が散乱する様子を示す一部省略正面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すものであって、樹脂チューブのシームに不良があった場合にＬＥＤから照射される光が屈折する様子を示す部分拡大正面図である。
【図６】従来例を示すものであって、透過タイプと反射タイプのシート欠陥検査装置の構成を示す側面図である。
【図７】従来例を示すものであって、透過タイプの他のシート欠陥検査装置の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
２　　樹脂シート
３　　撮像装置
３ａ　ＣＣＤラインセンサ
６　　樹脂チューブ
６ａ　シーム
７　　シート溶接装置
８　　透過照明装置
８ａ　支持板
８ｂ　ＬＥＤ基板
８ｃ　黒色無光沢塗装面
８ｄ　ＬＥＤ
【図１】
2004138400.tif 000003
【図２】
2004138400.tif 000004
【図３】
2004138400.tif 000005
【図４】
2004138400.tif 000006
【図５】
2004138400.tif 000007
【図６】
2004138400.tif 000008
【図７】
2004138400.tif 000009