(57)【要約】【課題】  １つまたは複数のストランドに、あるパターンで接着剤等の粘性材料を付与させることを監視する装置および方法を提供する【解決手段】  少なくとも１つの移動ストランドまたは他の細い基材上への粘性材料の付与を監視する装置および方法。マシンビジョンシステム、赤外線センサ、紫外線検出器等の検出ユニット、または複数の検出器を有する光カーテンは、粘性材料が１つまたは複数のストランドに付与した後で、かつ、通常、各ストランドが基材と接触する前に、粘性材料から生じる放射を検知する。検出ユニットは、検知した放射からのパターンの特徴を表す検出値を確定し、検出値を特徴についての所望の標準を表す基準値と比較し、比較結果に従って信号を出力する。【選択図】      図１
2004148316.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粘性材料を移動ストランド上に付与させて、該ストランドを基材に固着する装置であって、
前記移動ストランド上に、あるパターンで前記粘性材料を付与させることができるコーティングアプリケータと、
少なくとも前記粘性材料から生じる放射を検知し、前記検知した放射から前記パターンの特徴を表す検出値を確定し、該検出値を前記特徴についての所望の標準を表す基準値と比較し、前記比較結果に従って信号を出力することができる検出ユニットと、
を備える装置。
【請求項２】
前記検出ユニットは、放射を検知して前記ストランドおよび前記粘性材料の画像を取得することができ、前記取得画像を処理して前記特徴についての前記検出値を確定することがさらにできる、マシンビジョンシステムを備える請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記マシンビジョンシステムは、
前記画像を取得することができるカメラと、
前記画像を処理して前記特徴についての前記検出値を確定することができるコントローラであって、前記カメラとインターフェースして、前記取得画像を前記カメラから該コントローラへ転送する、コントローラと、
を備える請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記検出ユニットは、前記粘性材料から生じる熱エネルギーの形で放射を検出することができる赤外線センサを備える請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記検出ユニットは、
第１の波長の放射により前記粘性材料を照射し、前記第１の波長と異なる第２の波長で蛍光の形で放射を生じさせることができるエミッタと、
前記第２の波長の放射を検知することができる検出器と、
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記第１の波長は電磁スペクトルの紫外線領域内にあり、前記第２の波長は電磁スペクトルの可視領域内にある請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記信号を受け取るための、前記検出ユニットと電気的に結合したアラームユニットであって、前記信号を受け取る際に、観察者に可視アラームおよび／または可聴アラームのうちの少なくとも１つを供給することができる、アラームユニットをさらに備える請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記信号を受け取るための、前記検出ユニットと電気的に結合したアラームユニットであって、前記信号を受け取る際に、前記装置と連結する親機に作動停止信号を供給することができる、アラームユニットをさらに備える請求項１記載の装置。
【請求項９】
前記検出ユニットは、前記コーティングアプリケータによって前記移動ストランド上に前記粘性材料の前記パターンが付与した後に、前記移動ストランドの少なくとも一部分を含む空間内の基準エリアを含む視野を有する請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記空間の基準エリアは、前記ストランドが前記基材に付与する前に配置される請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記検出ユニットは、
放射を発することができるエミッタと、
前記ストランドが前記エミッタとレシーバとの間に位置するように該エミッタに対して位置合わせされたレシーバであって、前記エミッタが発する放射を検知することができるレシーバと、
を備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
粘性材料を移動ストランド上に付与させて、該ストランドを基材に固着する装置であって、
前記移動ストランド上に、あるパターンで前記粘性材料を付与することができるコーティングアプリケータと、
前記ストランドおよび前記粘性材料の画像を取得することができるカメラ、および前記画像から前記パターンの特徴を表す検出値を確定し、該検出値を前記特徴についての所望の標準を表す基準値と比較し、前記比較結果に従って信号を出力することができるコントローラを備えるマシンビジョンシステムと、
を備える装置。
【請求項１３】
前記信号を受け取るための、前記検出ユニットと電気的に結合したアラームユニットであって、前記信号を受け取る際に、観察者に可視アラームおよび／または可聴アラームのうちの少なくとも１つを供給することができるアラームユニットをさらに備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記信号を受け取るための、前記検出ユニットと電気的に結合したアラームユニットであって、前記信号を受け取る際に、前記装置に連結する親機に作動停止信号を供給することができるアラームユニットをさらに備える請求項１２に記載の装置。
【請求項１５】
前記コーティングアプリケータによって前記移動ストランド上に前記粘性材料のパターンが付与された後に、前記カメラは、前記移動ストランドの少なくとも一部分を含む空間内の基準エリアを含む視野を有する請求項１２に記載の装置。
【請求項１６】
前記空間の基準エリアは、前記ストランドが前記基材に付与する前に配置される請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
粘性材料を移動ストランド上に付与させ、該ストランドを基材に固着する方法であって、
走行経路において前記ストランドを移動すること、
前記移動ストランド上に、あるパターンで前記粘性材料を付与させること、
少なくとも前記粘性材料から生じる放射を検知すること、
前記検知した放射から前記パターンの特徴を表す検出値を確定すること、
前記検出値を前記特徴についての所望の標準を表す基準値と比較すること、
前記比較結果に従って信号を出力すること
を含む方法。
【請求項１８】
前記信号を受け取った際に観察者にアラームを供給することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記アラームを供給することは、可視表示および可聴表示のうちの少なくとも１つを観察者に供給することを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記アラームを供給することは、親機に作動停止信号を供給して前記走行経路に沿った前記ストランドの移動を止めることを含む請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記放射を検知することは、前記ストランドの画像を取得することをさらに含み、前記検出値を確定することは、前記取得画像を処理することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記取得画像を処理することは、前記粘性材料の量を確定することを含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記放射の検知は、前記粘性材料からの熱放射を検出することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２４】
第１の波長の放射により前記粘性材料を照射することをさらに含み、前記放射を検知することは、前記照射された粘性材料から発した前記第１の波長と異なる第２の波長の蛍光を検出することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２５】
前記放射を検知することは、前記ストランドおよび前記粘性材料が前記基材に付与される前に行われる請求項１７に記載の方法。
【請求項２６】
前記放射を検知することは、
入射する放射により前記ストランドおよび前記粘性材料を照射すること、
前記入射する放射の透過した一部分を検出することであって、それにより前記検知した放射を確定する、検出すること
をさらに含む請求項１７に記載の方法。
【請求項２７】
前記検出値および前記基準値を比較することは、該基準値に対して前記特徴についての前記検出値の変化を検知することをさらに含む請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、包括的に液状材料定量供給装置および方法に関し、より具体的には、移動ストランド上へのパターン化された粘性材料の付与品質を監視する装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なタイプの製造作業において、細い弾性ストランド等の幅の狭い基材を、１つまたは複数のシート材料等の幅の広い基材に接合させる必要がある。おむつ、失禁パッドおよび他の吸水性の下着等の衛生用品の製造中、感温接着剤および／または感圧接着剤を含む繊維化された接着剤（Fiberized adhesives）は、一般的に織物や不織物の平らな基材および引き伸ばした弾性ストランド上に定量供給される。そのような衛生用品を製造するために、弾性ストランドが基材に載せられる前かまたは後に、少量の接着剤を１つまたは複数の個々の弾性ストランド上に同時に定量供給して、各弾性ストランドを基材に接合させることができる。この方法で、同じ材料の重なる部分が、その間に固着される引き伸ばした弾性ストランドによって共に接合されるか、または２つのはっきりと異なる基材が、その間に固着される引き伸ばした弾性ストランドによって積層として共に接合されることができる。これは、おむつおよび成人用失禁製品、ウエストバンド、レッグカフス、立体レッグギャザー（standing leg gathers）等の衛生用品の特定エリアに伸縮性をもたせる、一般的に普及している製造技法である。
【０００３】
１つまたは複数の弾性ストランドを１つまたは複数の平らな基材に接合させるための、広範に用いられているコーティングアプリケータまたは接着剤ディスペンサの１つのタイプは、Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｆｉｂｅｒｉｚａｔｉｏｎ（登録商標）（ＣＦ（登録商標））技術であり、この技術は、例えば、米国特許第４，７８５，９６６号に記載されている。このよく知られている接着剤定量供給技法は、定量供給される接着剤の連続するフィラメントに空気噴射で衝撃を与え、粘着性フィラメントを渦巻き状にし、粘着性フィラメントを受け取るストランドの移動方向を横切るようにする。この方法かまたは同様の方法で、ストランドが移動中であり基材から離れている間に、連続する粘着性フィラメントが任意のパターンで個々の弾性ストランド上に定量供給され得る。粘着性フィラメントは、弾性ストランドが基材と接触する前に各弾性ストランドに巻きつき、それによって弾性ストランドと基材との間の接着性接合が強化される。従来の他の粘着性フィラメント定量供給技法および装置は、接着剤のパターンを弾性ストランド上に生成するために用いられており、接着剤のパターンとしては、例えば、米国特許第６，０７７，３７５号に開示される揺動（vacillating）パターンおよび米国特許第６，４６１，４３０号、第６，２００，６３５号、第６，１９７，４０６号に開示されるオメガ形状のパターン等が挙げられる。
【０００４】
弾性ストランドを基材に固着するための別の接着剤定量供給技法は、ストランドが基材から離れている間に、その移動ストランド上に別個のエリアの接着剤を定量供給することによる。例えば、別個のエリアは、介在する細いフィラメント部分によって相互連結するかまたはしなくてもよい接着剤の中実なドットからなる反復パターンを規定し得る。
【０００５】
一般に、基材上に接着剤を定量供給することは、視覚的に、または様々なタイプの従来の赤外線センサおよび紫外線センサを用いて監視され得る。例えば、赤外線センサは、基材上にある接着剤から発せられる赤外線を監視するために用いられ得る。別の例としては、接着剤が紫外線によって照らされる場合、基材上にある接着剤からの電磁スペクトルの可視領域の蛍光が監視され得る。
【０００６】
弾性ストランド上にパターン化された接着剤を付与させることを特徴付ける根強い問題は、ストランドが基材に付与する前に、パターンが各弾性ストランドに適切に付与されているか否かを判定することができないことである。不適切な付与は、例えば、接着剤ディスペンサが結合した親機の過度な移動または動き、移動弾性ストランドに対する定量供給された接着剤の不整合、あるいは１つまたは複数の個々のディスペンサの接着剤吐出口または空気噴射部の目詰まりから生じる可能性がある。不適切な付与が検出されない場合、欠陥のある衛生用品が生産されて、結果として、使用可能な製品の生産量の損失となる可能性がある。
【０００７】
基材上に接着剤を定量供給することを監視する従来の方法は、弾性ストランドに付与したパターンの有無を検知するのに不適当である。弾性ストランドは通常、約１５ミル〜約２０ミルの範囲の径を有する。ストランドに接着剤を加えることにより、ストランドの有効径が大きくなる。しかしながら、機械操作員は、肉眼で接着剤の有無を検知することができない可能性がある。
【０００８】
従来の監視技法は、基材との接触がなされた後、ストランドおよび接着剤の観察から接着剤の有無を的確に判定するための感度に欠けている。普通なら基材上にある大量の接着剤を観察することができるそのような監視技法は、ストランドに少量のパターンの接着剤を付与させることを監視するのにはあまり適していない。特に、そのような技法は、１２００フィート／分もの高速ラインスピードで移動するストランドに付与する少量のパターンの接着剤を観察するのに効果的ではない。ストランド上にある接着剤は、はるかに大きい基材のほんの一部であり、したがって、基材を形成する材料と区別することが難しい。また、基材および接着剤は通常、同様な材料、通例はポリマー樹脂であり、このことが、接着剤を基材と区別することをより困難にする。従来の監視技法において使用されるセンサは通常、接着剤の絶対値を監視する。一般に、そのようなセンサは、動作中にドリフトを受けて、接着剤の定量供給に関連する問題を誤って指摘する可能性がある。
【０００９】
接着剤のパターンが弾性ストランドに上手く付与したとしても、特定の衛生用品の製造において、付与した量が正しいか否か、または許容範囲内であるか否かを監視することは重要である。弾性ストランドは、基材にしっかりと接合されることに加えて、所望の弾性特性を基材に移さなければならない。ストランド上の接着剤の量が不十分である場合、ストランドは基材と十分に接合しない可能性がある。１つまたは複数のストランド上の接着剤の量が目標の量を超える場合、接着剤付与工程は、対費用効果を失う。これは、十分に接合させるために必要な量よりも多い接着剤が付与するためである。さらに、過度な接着剤の存在によって、製品の柔軟性および引き伸ばしたストランドが緩むときのしわの形成等の、接合した１つまたは複数の弾性ストランドおよび基材の弾性特性が低下する可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらの理由および他の理由から、１つまたは複数のストランドに、あるパターンで接着剤等の粘性材料を付与させることを監視する装置および方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、移動ストランド、または他の比較的幅の狭い基材上に、あるパターンで接着剤を付与させ、その後ストランドを基材に固着するための装置を提供する。本装置は、移動ストランド上に、あるパターンで粘性材料を付与させることができるコーティングアプリケータと、少なくとも粘性材料から生じる放射を検知することができる検出ユニットとを備える。検出ユニットは、検知した放射からパターンの特徴を表す検出値を確定し、その検出値を特徴についての所望の標準を表す基準値と比較し、その比較結果に従って信号を出力することがさらにできる。この特徴を用いて、粘着性フィラメントの有無を判定してもよく、あるいは適切な量の接着剤が付与しているかを判定してもよい。
【００１２】
本発明の装置の特定の一実施形態では、検出ユニットは、カメラおよびコントローラを含むマシンビジョンシステムである。カメラはストランドおよび粘性材料の画像を取得することができる。コントローラは、画像からパターンの特徴を表す検出値を確定し、検出値を特徴についての所望の標準を表す基準値を比較し、その比較結果に従って信号を出力することができる。
【００１３】
本発明の原理によれば、粘性材料を移動ストランド上に付与させ、ストランドを基材に固着する方法が提供される。本方法は、走行経路においてストランドを移動させること、移動ストランド上に、あるパターンで粘性材料を付与させること、少なくとも粘性材料から生じる放射を検知すること、検知した放射からパターンの特徴を表す検出値を確定することとを含む。本方法は、検出値を特徴についての所望の標準を表す基準値と比較すること、および比較結果に従って信号を出力することをさらに含む。
【００１４】
本発明の方法の特定の一実施形態では、放射を検知することは、ストランドの画像を取得することをさらに含み、検出値を確定することは、取得画像を処理することをさらに含む。画像を処理することは、そのパターンで接着剤の量を確定することをさらに含み、これにより適切な量の接着剤がストランドに付与している粘着性フィラメントに含まれているか否かを判定することができる。
【００１５】
本発明の原理によれば、ストランドが基材に付与する前に、接着剤のパターンの特徴を検出することにより、接着剤を監視する感度および信頼性が高まる。特に、粘着性フィラメントは、ストランドがもっと大きい基材に付与する前に認識するのが簡単である。したがって、接着剤のパターンは、密度が改善されて移動ストランドに付与され得る。特に、高速で移動しているストランドに対し、監視する感度および信頼性が著しく改善される。さらに、接着剤のパターンの付与を監視することができることにより、不適切な付与から生じる無駄な接着剤を減少させ、使用可能な製品の生産量が失われる可能性を減少させる。また、本発明の原理は、予測的保守整備の可能性を提供する。
【００１６】
本発明のこれらのおよび他の特徴、目的および利点は、添付図面とともに、以下の詳細な説明を検討する際に、当業者にはさらに容易に明らかとなるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明をある特定の実施形態とともに以下に記載するが、本発明は、細長い部材あるいは光ファイバなどのストランドあるいは他の幅の狭い基材上に、あるパターンで粘性材料の定量供給を行ういずれの１つの特定のタイプのシステムでの実施にも限定されない。本発明を、限定はしないが、衛生用品の製造中に、引き伸ばした弾性ストランドに接着剤のパターンを付与させるように構成された接着剤定量供給システムなどを含むが、これらに限定されない種々のかかる定量供給システムと共に使用することができると考えられる。本発明の原理を使用することができる例示的な定量供給システムは、たとえば、Nordson社（Westlake, OH）から市販されており、かかる市販されている定量供給システムは、本発明の原理に従って付与工程を監視するようにすることができる。本発明の説明は、添付の特許請求の範囲に規定されるように、本発明の精神及び範囲内に含まれ得るものとして、全ての代替、変更、および等価な構成を網羅するように意図されている。特に、当業者には、本明細書に記載されている本発明の構成要素を多くの異なる方法で構成することができることが認められよう。
【００１８】
図１を参照すると、全体的に参照番号１０によって示す例示的なコーティング付与システムが提供される。このコーティング付与システムは、親機２０によって、走行経路に沿って移動される１つあるいは複数の移動する細長い部材すなわち移動ストランド上に、あるパターンで接着剤あるいは加熱された接着剤等の粘性材料を付与させることができる。コーティング付与システム１０は通常、１つあるいは複数のコーティングアプリケータすなわち定量供給モジュールを含み、この実施形態においては、フィラメント１２ａ、１２ｂおよび１２ｃとしてそれぞれ示すがこれらに限定されない粘性材料を３つのストランド１４ａ、１４ｂおよび１４ｃのうちの対応する１つの上にそれぞれ定量供給することができる３つの定量供給モジュール１６ａ、１６ｂおよび１６ｃを含む。マニホルド１７は、加熱することができる粘性材料を、定量供給モジュール１６ａ〜ｃのそれぞれに供給し、同様に加熱することができる処理空気を供給することができる。たとえば、この親機２０は、バルクリールまたはスプール（図示せず）からストランド１４ａ〜ｃを解き、その後、ストランド１４ａ〜ｃをマシン方向またはフィラメント走行方向２１に移動させて織ウェブあるいは不繊ウェブなどの基材２６と最終的に接触するようにする。
【００１９】
ストランド１４ａ〜ｃは定量供給モジュール１６ａ〜ｃを通過して移送され、ストランド１４ａ〜ｃがそれぞれ、定量供給モジュール１６ａ〜ｃのうちの対応する１つの吐出口２４に近接して設置される。吐出口２４は、以下でより詳細に論ずるように、円形、細長、スロット形状、あるいは所望の幅の定量供給フィラメント１２ａ〜ｃを、あるパターンで定量供給するのに適した幾何学的形状であってよい。定量供給モジュール１６ａ〜ｃのそれぞれの吐出口２４は、それぞれのストランド１４ａ〜ｃから短い距離だけ離間している。
【００２０】
定量供給モジュール１６ａ〜ｃは、移動ストランド上に、規則的あるいは不規則的な性質のパターンで粘性材料を付与させることができる任意の定量供給モジュールを備える。定量供給モジュールには、加圧した処理空気によるもの、または放出後に連続するフィラメントをずらす他の方法、および断続的なパターンを生成するように粘性材料の流れを周期的に遮るものを含む。定量供給モジュール１６ａ〜ｃのそれぞれは、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つの上に、あるパターンでフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つを付与させる。
【００２１】
図２を参照すると、フィラメント１２ａ〜ｃのそれぞれ、たとえばフィラメント１２ｃは、フィラメント走行方向２１に対して、統計的に平均化された頻度あるいは周期を有するあるパターンで付与するが、本発明は、そのようには限定されない。パターンは、渦巻きパターン、変動（vacillating）パターン、曲線セグメントを有する略正弦波パターン、非正弦波曲線パターン、のこぎり形あるいはジグザグ形パターン、およびその他の往復(back-and-forth)パターンを含むが、これらに限定はされない規則的あるいは不規則的な性質のものである任意のパターンであってよい。パターンは、周期性は必要ではないので、規則的なあるいは不規則的な周期を有することができる。定量供給モジュール１６ａ〜ｃが、別個のエリアが複数の中実なドットパターン（より薄い介在するフィラメントセクションにより相互接続されるかまたは相互接続されず、かつ規則的あるいは不規則的な性質のいずれかであってよい）を規定するようなパターンで粘性材料を定量供給することができることが認められよう。一様なドットパターンは、周期性は必要とされないため、規則的あるいは不規則的な周期を有することができる。
【００２２】
再び図１を参照すると、フィラメント１２ａ〜ｃが、ストランド１４ａ〜ｃが基材２６に出会うポイントから上流のストランド１４ａ〜ｃのうちの１つの上に、定量供給モジュール１６ａ〜ｃのうちの対応する１つからあるパターンで吐出されている。ストランド１４ａ〜ｃは、定量供給モジュール１６ａ〜ｃの下流のニップローラステーション２８で基材２６に付与され、それぞれのフィラメント１２ａ〜ｃによって基材２６に固着させることができる。この結果、ストランド１４ａ〜ｃを基材２６に固着させるために、ストランド１４ａ〜ｃおよび基材２６は、ストランド１４ａ〜ｃが基材２６から離間されている第１の位置から、ストランド１４ａ〜ｃが基材２６の１つの表面に接触する第２の位置へと収束するように移動する。
【００２３】
アラームユニット１８は、ライン２５によって検出ユニット２２とインタフェースしている。アラームユニット１８は、ストランド１４ａ〜ｃのうちの１つあるいは複数の上への、粘性材料の付与が不適切であるかまたは失敗した場合、可視インジケータまたは可聴インジケータを含むことができるかつ／またはケーブル２７によって親機２０とインタフェースして生産ラインを停止させる作動停止信号を供給することができる。検出ユニット２２は、本明細書に記載するように、アラームユニット１８の動作をトリガする。
【００２４】
検出ユニット２２は、定量供給モジュール１６ａ〜ｃと、ストランド１４ａ〜ｃを基材２６に貼り付けるニップローラ２８との間の位置にある。検出ユニット２２は、ＣＣＤカメラ等のカメラ３０、およびカメラ３０と電気的につながるように連結されたコントローラ３２を組み込むマシンビジョンシステムである。カメラ３０は、定量供給モジュール１６ａ〜ｃの下流のストランド１４ａ〜ｃの少なくとも一部分を包含し、ストランド１４ａ〜ｃがニップローラ２８によって基材２６と接触する前の空間において、基準エリアの静的すなわち固定視野を持った状態で搭載される。カメラ３０は、基準エリア内の被写体の一連の画像３１（図２Ａ）を取得するように構成されている。画像３１は、それぞれがグレイスケールの輝度値を表すピクセルの、通常は長方形マトリックスのアレイである。本発明における検出ユニット２２としての使用に適しているマシンビジョンシステムには、ＤＶＴ社（Norcross, GA）から市販されているシリーズ５００およびシリーズ６００イメージングセンサがある。
【００２５】
図２Ａを参照すると、コントローラ３２は、カメラ３０から受け取った取得画像３１の画像処理を行うソフトウェアを実装する。具体的には、コントローラ３２は、取得画像３１を処理して、フィラメント１２ａ〜ｃによって作成されるパターンの検出された特徴値を確定する。特徴は、あるパターンに関連したあらゆる適当な特性であってよく、ある特定の実施形態では、パターン内に存在する反復する特徴に関連づけることができる。たとえば、コントローラ３２は、取得画像３１あるいは取得画像３１の一部の平均輝度レベルを、パターンの特徴として計算することができる。別の例として、コントローラ３２は、取得画像３１内で見られるフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数の被写体／形状ベースの解析を行って、対応するパターン内の反復形状の、平均周期等の特徴を確定することができる。
【００２６】
一般的に、対応するストランド１４ａ〜ｃ上にフィラメント１２ａ〜ｃが存在することによって、取得画像３１の平均輝度レベルが増加する。なぜなら、画像３１内のピクセルの割合が高くなるほどグレイスケールの輝度値も高くなるからである。さらに、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つに付与したフィラメント１２ａ〜ｃのそれぞれのパターンは、取得画像３１から識別、認識されるか、またはそうでなければ取得画像３１内で見られる１つあるいは複数の反復のすなわち識別可能な形状を規定することができる。特に、フィラメント１２ａは、ストランド１４ａ上に複数、たとえば４つの反復形状４０ａ〜ｄを規定し、フィラメント１２ｂは、ストランド１４ｂ上の複数、たとえば４つの反復形状４０ｅ〜ｈを規定し、フィラメント１２ｃは、ストランド１４ｃの上に複数、たとえば４つの反復形状４０ｉ〜ｌを規定する。たとえば、フィラメント１２ａに関連する周期あるいは頻度は、統計解析により、ストランド１４ａのユニット長さ当たりの検出された反復形状４０ａ〜ｄの数を計数し計算することによって確定される。図示されるストランド１４ａ〜ｃ上のパターンは限定的なものではなく、フィラメント１２ａ〜ｃのパターンは、本明細書に記載するような周期あるいは頻度を有する識別可能あるいは認識可能な反復形状を有する、規則的あるいは不規則的な性質の任意のパターンであり得ることが認められる。たとえば、中実なドットを有するパターンの解析により、たとえば、グレイスケールの輝度値すなわち明度が増加した識別可能な形状が提供され、その形状は、反復性であることができるかまたはユニット長当たりの検出ドット数によって規定される周期を有する。
【００２７】
コントローラ３２は、検出された特徴値と、その特徴についての所望の標準を表す記憶された基準値とを比較する。たとえば、基準値は、基準値を求めるための一組の取得画像３１を解析することによって決めることができるか、または観察により経験的に確定することができる。比較により、たとえば、欠けているフィラメント（複数可）とその対応するストランド（複数可）との間のミスアライメントにより１つまたは複数のフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数が存在しないことを判定することができるか、または別法として、１つあるいは複数のフィラメント１２ａ〜ｃの定量供給されたパターン内の粘性材料の量を確定することができる。比較が、たとえば、反復形状の平均輝度レベルまたは周期を表す検出値が閾値を下回っている、限界値を超えている、または、値の範囲外にあることを示す場合、検出ユニット２２のコントローラ３２は、ライン２５を介してアラームユニット１８にアラーム信号を送信する。本発明では、検出ユニット２２からの情報を、定量供給モジュール１６ａ〜ｃの動作パラメータを制御するのに使用することができることが考えられる。
【００２８】
記憶された特徴の基準値と検出された特徴値との比較により、動的信号上の変化が監視される。したがって、たとえば、信号レベルの変化を動的に検知するように反復形状４０ａ〜ｌを監視することは、絶対信号レベルを検知しかつドリフトにより影響を受ける従来の技法よりもより高い信頼性があり、より大きな感度を与える。特に、特徴値の変化を検知することは、検出ユニットに対して高速で移動ストランドに対して、あるパターンで付与した粘性材料を検出するためには、より信頼性および感度が高い。
【００２９】
それぞれのストランド１４ａ〜ｃをコーティングするフィラメント１２ａ〜ｃのパターンは、ストランド径の増加、不規則性、または変動によって明らかになった特徴を提供する。したがって、検出ユニット２２のコントローラ３２は、取得画像３１を処理して、フィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つの有効平均ストランド径を確定することができる。１つあるいは複数の限界値すなわち閾値外のストランド径の偏差、または１つあるいは複数の基準直径値に対する偏差は、平均径が小さすぎる場合は、対応するフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つが存在しないか、平均径が大きすぎる場合には、ストランド１４ａ〜ｃのうちの１つに過剰量の粘性材料が付与していることを示している可能性がある。
【００３０】
使用時、図１および図２Ａを参照すると、ストランド１４ａ〜ｃは、それぞれが対応するフィラメント１２ａ〜ｃを吐出する定量供給モジュール１６ａ〜ｃを通過するフィラメント走行方向２１に移動する。フィラメント１２ａ〜ｃは、通常定量供給モジュール１６ａ〜ｃによって与えられるパターンで、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つと接触する。ストランド１４ａ〜ｃは、カメラ３０の視野を通過して移動し、カメラ３０はカメラのフレームレートで連続してかまたは固定時間間隔のいずれかでフィラメント１２ａ〜ｃおよびストランド１４ａ〜ｃの画像を順次取得する。たとえば、カメラ３０は、反復形状４０ａ〜ｌの被写体／形状ベースの解析を行って、フィラメント１２ａ〜ｃのそれぞれがストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つの上に存在しているか否かを判定する。別法として、および別の例として、検出ユニット２２のコントローラ３２は、ストランド径の輝度レベルをストランド径の基準輝度レベルと比較して、フィラメント１２ａ〜ｃのストランド１４ａ〜ｃへの付与を監視するようにする。
【００３１】
フィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数が対応するストランド１４ａ〜ｃのうちの１つから欠失しているか、またはフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数の粘性材料の量が許容限界値外である場合、コントローラ３２は、障害状態を示す障害信号をライン２５を介してアラームユニット１８に供給する。別法として、コントローラ３２は、ライン２５を介して中断しなければ、付与が適当であることを指示する電気信号のアラームユニット１８への供給を止める。アラームユニット１８は、観察者に可聴あるいは可視の警報を供給することができる、かつ／または生産ラインを止めるために、ライン２７を介して親機２０に作動停止信号を発することができる。本発明により、コントローラ３２により発せられる障害信号は、ライン２９を介して直接、作動停止信号として親機２０に送ることができると考えられる。
【００３２】
図３を参照し本発明の原理によれば、コーティング付与システム５０は、全体的に参照番号５２で示される検出ユニットを組み込み、この検出ユニットは、電磁放射源すなわち電磁放射エミッタ５４および電磁放射を検知することができる検出器５６とを含む。エミッタ５４により発せられる放射と、電磁スペクトル内の検出器５６によって検知される放射は、少なくとも紫外線、可視、または赤外線の１つにある。
【００３３】
エミッタ５４は、それぞれがフィラメント１２ａ〜ｃのうちの対応する１つでコーティングされている移動ストランドに向けて放射を投影する。フィラメント１２ａ〜ｃのそれぞれを形成する材料は、染料またはインクなどの１つまたは複数の蛍光剤あるいは蛍光物質を含む。この蛍光剤または蛍光物質は、紫外線領域などの電磁スペクトルの別のスペクトル領域の電磁領域においてエミッタ５４から放射が照射されると、可視領域などの電磁スペクトルのスペクトル領域において放射あるいは蛍光を発する。検出器５６は、ストランド１４ａ〜ｃがニップローラ２８において基材２６と接触する前にストランド１４ａ〜ｃの少なくとも一部を観察するのに適した空間内における基準エリアの視野を有する位置へと導かれるかまたは向けられる。検出器５６によって蛍光輝度が検出されることは、フィラメント１２ａ〜ｃの対応するパターンによって提供されるストランド１４ａ〜ｃのそれぞれの上の被覆を表す。
【００３４】
検出ユニット５２は、検出された蛍光の輝度に関する１つまたは複数の輝度限界値あるいは閾値を規定するための適当な回路を有し、蛍光輝度が任意の閾値外にある場合には出力障害信号をトリガするコントローラ５８をさらに含む。たとえば、輝度閾値は、閾値を超えない場合にはフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数における粘性材料の付与量が不足しているかまたは付与がされていないことを示す下限の輝度レベルであってもよい。代替的に、輝度閾値は、閾値を超えた場合にはストランド１４ａ〜ｃのうちの１つまたは複数に対してフィラメント１２ａ〜ｃの粘性材料の付与量が過多であることを示す上限の輝度レベルであってよい。輝度閾値は、検出された蛍光の輝度の所望の標準の基準値を表す。コントローラ５８は、本明細書に検出ユニット２２に関して記載したように、応答性動作のための障害信号をアラームユニット１８に供給することができる、かつ／または同様に本明細書で検出ユニットに関して記載したように、ライン２９を介して親機２０に直接、作動停止信号を送ることができる。
【００３５】
図４を参照して、かつ本発明の原理によれば、コーティング付与システム７０は、アラームユニット１８と、あるいは代替として親機２０とインタフェースする検出ユニット７２を含むことができる。コーティング付与システム７０は、定量供給モジュール１６ａ〜ｃが、加熱された粘性材料を定量供給するように構成される。赤外線検出ユニット７２は、赤外線センサ７４およびこの赤外線センサ７４に電気的につながっているコントローラ７６を含む。赤外線センサ７４は、ストランド１４ａ〜ｃが基材２６と接触する前にストランド１４ａ〜ｃの少なくとも一部分を見るのに適した空間における基準エリアを包含する視野を有するように導かれているまたは向けられている。赤外線センサ７４は、フィラメント１２ａ〜ｃを形成する加熱された粘性材料から生じる熱放射すなわち熱エネルギーを検出することができ、通常は電磁スペクトルの赤外線領域内にある、検出熱エネルギーの輝度すなわち量に比例した出力信号を供給することができる。熱放出は、赤外線センサ７４に対して見えるフィラメント１２ａ〜ｃの表面エリアと、フィラメント１２ａ〜ｃの温度とに比例しており、したがって、パターンに関係している。そのため、赤外線センサ７４の視野は、定量供給モジュール１６ａ〜ｃに近接した空間における基準エリアの大きさであり、フィラメント１２ａ〜ｃの冷却によって、放射熱エネルギーをセンサ７４の検出閾値以下に減少させないようになっているべきである。通常、赤外線センサ７４によって見られる空間の基準エリアは定量供給モジュール１６ａ〜ｃの約２メートル以内にあるべきであるが、本発明はそのようには限定されない。
【００３６】
コントローラ７６は、赤外線センサ７４から電気信号を受け取り、これらの信号を処理して、放射熱エネルギー量の変化を検出するのに適した回路を組み込んでいる。熱エネルギー量の変化は、フィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つまたは複数が正しく付与されていないかまたは付与がない場合に起こり得る。したがって、コントローラ７６の回路は、検出された放射熱エネルギー量と、特徴的な熱放出についての所望の標準である基準値を表す１つまたは複数の強度の限界値すなわち閾値と比較する。コントローラ７６は、熱放出の強度が任意の閾値の外にある場合に出力障害信号をトリガする。コントローラ７６は、本明細書で検出ユニット２２に関して記載したように、ライン２５を介してアラームユニット１８に障害信号を供給するかあるいはライン２９を介して直接、作動停止信号を親機２０に供給することにより、検出熱エネルギー量における有意の変化に反応する。アラームユニット１８は、可聴または可視警告信号などである警告信号を生成することができ、障害信号を受け取ると、これもまた本明細書で検出ユニット２２に関して記載したように、生産ラインを止めるための作動停止信号をライン２７を介して送ることができる。本発明における使用に適した検出ユニットには、キーエンス（Keyence）社（大阪、日本）から市販されているＰＺ−Ｖ／Ｍラインの赤外線センサが含まれる。
【００３７】
図５を参照し本発明の原理によれば、コーティング付与システム８０は、１つまたは複数の検出器を含む検出ユニットすなわち光カーテン８２（この実施形態では３つの検出器８４ａ〜ｃ）、および検出器８４ａ〜ｃに電気的に結合されているコントローラ８６を含む。光カーテン８２は、検出器８４ａ〜ｃのそれぞれの視野が、それぞれのフィラメント１２ａ〜ｃが付与した後で、かつ、ストランド１４ａ〜ｃがニップローラ２８において基材２６に接触する前において、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つの少なくとも一部分を包含する空間の基準エリアの大きさであるように搭載される。
【００３８】
検出器８４ａは、エミッタ８８ａおよび、ストランド１４ａのエミッタ８８ａとは反対側に位置するレシーバ９０ａを含む。エミッタ８８ａは、電磁スペクトルの赤外線波長および／または可視波長を有する放射を発することのできる１つまたは複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）などの任意のデバイスであり、レシーバ９０ａは、エミッタ８８ａが発した放出に対応する波長の放射を検知することのできる、フォトトランジスタまたはフォトダイオード等の任意のデバイスである。エミッタ８８ａは、エミッタ８８ａからレシーバ９０ａにほぼ向けられた放射ビームを確立するように軸方向にレシーバ９０ａと位置合わせされている。エミッタ８８ａから発せられた放射のほとんどの部分はレシーバ９０ａにより受け取られ、エミッタ８８ａおよびレシーバ９０ａは、フィラメント１２ａおよびストランド１４ａが放射ビームの一部を遮るように位置する。結果として、エミッタ８８ａが発する放射の一部は、フィラメント１２ａおよびストランド１４ａが存在することにより、レシーバ９０ａによっては受け取られない。
【００３９】
検出された伝達強度の有意の変化は、フィラメント１２ａのストランド１４ａへの不適切な付与を示す。特に、検出強度の有意な変化は、フィラメント１２ａがストランド１４ａに存在しないことを示す。別法として、検出された伝達強度は、時間とともに、フィラメント１２ａを特徴付けるパターンの任意の周期的な形状と相関して変化する。同様に、検出器８４ｂは、エミッタ８８ｂおよび、フィラメント１２ｂおよびストランド１４ｂを監視するレシーバ９０ｂを含み、検出器８４ｃは、エミッタ８８ｃおよび、フィラメント１２ｃおよびストランド１４ｃを監視するレシーバ９０ｃを含み、これらのそれぞれの組はエミッタ８８ａと検出器８４ａのレシーバ９０ａと同様に配置され、それぞれの放射ビームの検出された検出強度の変化を検知する同様な方法で動作する。ストランド１４ａ〜ｃのそれぞれに関連する伝達された放射の強度は、レシーバ９０ａ〜ｃのうちの対応する１つにより、伝達された強度に比例する大きさを有する電気信号に変換される。
【００４０】
コントローラ８６は、少なくともレシーバ９０ａ〜ｃに、およびおそらくエミッタ８８ａ〜ｃにも電気的に結合される。コントローラ８６は、エミッタ８８ａ〜ｃからの電気信号を受け取りこれらの電気信号を処理して、検出された伝達強度の変化を検出するのに適した回路を組み込む。フィラメント１２ａ〜ｃのうちの対応する１つがストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つに適切に付与している場合には検出強度は変化する。たとえば、伝達された強度は、フィラメント走行経路２１を横切る各ストランド１４ａ〜ｃおよびフィラメント１２ａ〜ｃの有効幅すなわちストランド径に比例するため、フィラメント１２ａ〜ｃの内の対応する１つが存在しないことにより、それぞれの放射ビームがそれほど遮られないため、レシーバ９０ａ〜ｃのうちの対応する１つにより検出される伝達強度が増加する。別の例として、図２Ａにおける反復形状９０ａ〜ｌ等の反復形状は、フィラメント１２ａ〜ｃを特徴付けるパターンで、有効ストランド径を変調させ、結果として、伝達された強度を変えるすなわち変調するように動作する。レシーバ９０ａ〜ｃのうちの１つによって検出された伝達強度の周期的な変動がないことは、フィラメント１２ａ〜ｃのうちの対応する１つが存在しないかまたは正しく付与されていないことを示し得る。光カーテン８２によって可能になった監視の感度および信頼性は、絶対信号レベルを検知するよりも、反復形状による伝達強度の変化を検知することにより向上することが明らかである。
【００４１】
フィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つが不適切に付与している場合、コントローラ８６は障害信号を生成してアラームユニット１８に送信する。次に、アラームユニット１８は可聴または可視警報を供給することができる、かつ／または本明細書で検出ユニット２２に関して記載したように、ライン２７を介して親機に作動停止信号を行することができる。コントローラ８６は、本明細書で検出ユニット２２に関して記載したように、ライン２９を介して親機２０に直接、作動停止信号を送ることができると考えられる。
【００４２】
代替の実施形態において、エミッタ８８ａ〜ｃおよびレシーバ９０ａ〜ｃは、ストランド１４ａ〜ｃの一方の側で隣接した関係で位置していてもよい。かかる逆反射検知モードにおいて、レシーバ９０ａ〜ｃのそれぞれは、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つから反射された放射を検知する。たとえば、反射された強度の減少は、ストランド１４ａ〜ｃのうちの対応する１つにフィラメント１２ａ〜ｃのうちの１つが存在しないことを示す可能性がある。
【００４３】
本発明を種々の好ましい実施形態の説明により示され、これらの実施形態はある程度詳細に述べられたが、本出願人は添付の特許請求項の範囲をかかる詳細に制限するかまたはいかなるようにも限定する意図はない。当該技術分野の技術者には、さらなる利点および変更が容易に思いつくであろう。本発明の種々の特徴は、ユーザの必要および好みに応じて単独であるいは多数の組合せで使用することができる。本明細書は、現在知られているように本発明を実施する好ましい方法に沿って、本発明を説明してきたものである。しかし、本発明自体は、添付の特許請求の範囲によってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の原理によるコーティング付与システムの概略図である。
【図２】ストランドに付与した後のフィラメントを示す、図１の一部を拡大した概略図である。
【図２Ａ】ストランドに付与したフィラメントの画像の概略図である。
【図３】本発明の原理によるコーティング付与システムの概略図である。
【図４】本発明の原理によるコーティング付与システムの概略図である。
【図５】本発明の原理によるコーティング付与システムの概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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