(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状のパルプ及び該パルプ上に配置された吸水性ポリマー粒子に、特定波長の励起紫外線のみを照射する紫外線照射手段と、該励起紫外線の照射に伴い該パルプ及び該吸水性ポリマー粒子から発せられる蛍光を受光する受光手段と、該受光手段で受光した蛍光から輝度を除いて色差のみを抽出する色差抽出手段と、該色差抽出手段からの色差情報に基づいて上記吸水性ポリマー粒子の配置状態を検出する画像処理手段とを備えていることを特徴とする吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置。
【請求項２】
上記紫外線照射手段から照射される上記励起紫外線が、上記吸水性ポリマー粒子から発せられる蛍光の強度Ｉｐと上記パルプから発せられる蛍光の強度Ｉｓとの比（Ｉｐ／Ｉｓ）が最大となる波長の紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紫外線照射すると励起し基底状態に戻るときに蛍光を発する紫外線励起蛍光発光体を検出する装置に係わり、特に、吸収性物品に使用するシート状のパルプ上に散布された、吸水性のポリマー粒子の散布状態（散布形状及び散布位置）を検出する際に用いて好適な、吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
使い捨ておむつや生理用ナプキンなどの吸収性物品においては、吸水性を発揮する吸水性ポリマー粒子を所定の散布パターンで散布することによって、種々の機能を持たせたものが製造されており、吸水性ポリマー粒子が所定の散布パターン通りに散布されているか否かを的確に把握し、散布パターン通りに散布されていない物は不良品として取り除くことは製品製造上重要である。
【０００３】
一般に、吸収性物品においては、吸水性ポリマー粒子は、吸収性物品に使用するシート状のパルプ上に所定の散布パターンで散布されるが、吸水性ポリマーとパルプが同系色であるため、単に製造ライン上からカメラで撮像し、画像処理を行う従来の検出装置では、高速・高精度の不良品検出が不可能であった。
【０００４】
一方、検出対象物及び非検出対象物に紫外線を照射し、それらの反射光のうち、特定波長（紫外線領域）の反射光の反射強度に着目した検出装置が提案されている（特開平５−１７４５３４号参照）が、斯かる装置にあっても、吸水性のポリマー粒子等の紫外線励起蛍光発光体を高速且つ的確に検出するには適当ではなかった。
【０００５】
従って、本発明の目的は、吸水性のポリマー粒子を高速且つ的確に検出することが可能な、吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、シート状のパルプ及び該パルプ上に配置された吸水性ポリマー粒子に、特定波長の励起紫外線のみを照射する紫外線照射手段と、該励起紫外線の照射に伴い該パルプ及び該吸水性ポリマー粒子から発せられる蛍光を受光する受光手段と、該受光手段で受光した蛍光から輝度を除いて色差のみを抽出する色差抽出手段と、該色差抽出手段からの色差情報に基づいて上記吸水性ポリマー粒子の配置状態を検出する画像処理手段とを備えていることを特徴とする吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００７】
請求項２記載の発明は、上記紫外線照射手段から照射される上記励起紫外線が、上記吸水性ポリマー粒子から発せられる蛍光の強度Ｉｐと上記パルプから発せられる蛍光の強度Ｉｓとの比（Ｉｐ／Ｉｓ）が最大となる波長の紫外線であることを特徴とする請求項１に記載の吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置を提供することにより、上記目的を達成したものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明に係る吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置の一実施形態を示したものである。図１において、符号１は吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置（以下、単に「検出装置」ともいう）を示している。
【００１１】
図１に示したように、上記検出装置１は、シート状のパルプ（以下、非検出対象物ともいう。）Ｓと非検出対象物Ｓ上に配置された吸水性ポリマー粒子（以下、検出対象物ともいう。）Ｐとに、特定波長の励起紫外線を照射する紫外線照射手段２と、該励起紫外線の照射に伴い該非検出対象物Ｓ及び該検出対象物Ｐから発せられる蛍光を受光する受光手段３と、受光手段３で受光した蛍光から色差を抽出する色差抽出手段４と、色差抽出手段４からの色差情報（蛍光）に基づいて、検出対象物Ｐの散布状態を検出する画像処理手段５とを備えている。
【００１２】
上記紫外線照射手段２は、紫外線を発する光源２０と、光源２０から発せられた紫外線から特定波長の励起紫外線のみを透過させる光学フィルター２１とで構成される。光源２０は、紫外線を発するものであれば特に制限されないが、３００〜４００ｎｍ程度の波長の紫外線を連続的に発生できる紫外線ランプを備えた紫外線照射装置を使用することが好ましい。
【００１３】
上記光学フィルター２１は、図２に示すように、予め、波長が２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの励起紫外線を検出対象物Ｐ及び非検出対象物Ｓに照射し、これらのそれぞれから発せられる蛍光のうちの特定波長領域（Ｙ１〜Ｙ２）の蛍光の強度を測定し、該検出対象物Ｐから発せられる蛍光の強度Ｉｐと非検出対象物Ｓから発せられる蛍光の強度Ｉｓとの比（Ｉｐ／Ｉｓ）が最大となる蛍光波長（Ｙ）に対応する、波長（Ｘ）及びその近傍（Ｘ１〜Ｘ２）の励起紫外線のみ透過できるものを使用する。
【００１４】
なお、光学フィルター２１の透過波長を設定するに当たっては、便宜上、波長が２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの励起紫外線を検出対象物Ｐに照射し、当該検出対象物Ｐから発せられる蛍光強度ＩＰのみを測定し、その最大強度Ｉｐ（Ｘ，Ｙ）における蛍光波長（Ｙ）に対応する、波長（Ｘ）及びその近傍（Ｘ１〜Ｘ２）を透過波長として設定することもできる。
【００１５】
図１に示すように、上記受光手段３は、ＣＣＤカメラ３０で構成される。ＣＣＤカメラ３０の画素数は、上記非検出対象物Ｓ上に散布された上記検出対象物Ｐの全体像を充分に撮像できるものであれば、特に制限されないが、７６０×５００画素程度を備えたものが好ましい。また、ＣＣＤカメラ３０は、カラーＣＣＤカメラが好ましい。なお、上記非検出対象物Ｓ及び検出対象物Ｐが高速で搬送される場合には、高速のシャッター機能を備えており、また、外部からの同期信号によりシャッターが動作する機能を有したＣＣＤカメラが望ましい。
【００１６】
上記色差抽出手段４は、上記ＣＣＤカメラ３０を通して入力された蛍光から輝度を除いて色差のみを抽出する汎用の色差抽出装置４０で構成される。
【００１７】
上記画像処理手段５は、上記色差抽出装置４０からの色差情報を２値化又は多値化する汎用の画像処理装置５０と、色差抽出装置４０からの色差情報を映像として画面に表示するモニター５１とから構成される。なお、モニター５１は画像処理装置５０に接続してもよい。このモニター５１は、操業者が、検出対象物Ｐの量の極端な過不足をそれに起因する蛍光強度の変化として視認することによって当該検出対象物Ｐが不良品であると判定することができる点で、画像処理手段５に取り入れることが好ましいが、必ずしも必須のものではない。
【００１８】
上記画像処理手段５による検出対象物の散布状態の検出手順について、図３及び図４を参照しながら説明する。なお、検出項目は、非検出対象物上における検出対象物の散布形状及び散布位置である。
【００１９】
図３に示すように、ステップ１（図３において、Ｓ１、以下同じ）は、吸水性ポリマーが散布された状態のシート状のパルプが搬送装置によって所定位置を通過したときに発せられるトリガー信号待ちの状態であり、トリガー信号が発せられた時点で上記ＣＣＤカメラ３０によって撮像された画像が上記色差抽出装置４０に入力され、ステップ２に進む。
【００２０】
ステップ２では、ＣＣＤカメラ３０を通して撮影された蛍光画像から色差のみを抽出した色差情報が当該画像装置５０に入力される。
【００２１】
ステップ３では、上記色差情報を２値化処理するためのスライスレベル（２値化レベル）が抽出される。これは、判別及び最小二乗基準に基づく自動しきい値選定法（電子通信学会論文誌  ’８０／４  Ｖｏｌ．Ｊ６３−Ｄ  Ｎｏ．４参照）により行われ、比較的黒い部分と白い部分との略中間濃度にスライスレベルが自動設定される。
【００２２】
ステップ４では、上記スライスレベルにより色差情報が２値化され、白黒の２値化処理画像（黒＝０、白＝１）が作成される。これにより、パルプの部分が黒（０）、吸水性ポリマーの部分が白（１）の白黒画像が得られる。具体的には、例えば、図４（ａ）に示すように散布位置が正しい場合には、図４（ｂ）のような画像が得られ、図４（ａ’）に示すように散布位置がずれている場合には、図４（ｂ’）のような画像が得られる（なお、図４では、黒い部分を斜線で示している）。
【００２３】
ステップ５では、散布面積の判定のため、２値化処理画像の全面積（画素データーが１である白い部分の面積で、画素データーが１である総画素数）が算出される。そして、この面積（画素数）が基準値と比較され、その差が許容範囲内（ＯＫ）であればステップ６に進んでＮＧ２フラグがＯＦＦにされ、許容範囲外（ＮＧ）であればステップ７に進んでＮＧ２フラグがＯＮされる。
【００２４】
ステップ８では、散布位置ずれの判定のため、散布された吸水性ポリマーの２値画像と、予めメモリーに記憶されている２値（白黒）のマスク画像との論理積（ＡＮＤ）が算出され、ずれ抽出画像（ＡＮＤ画像）が作成される。
【００２５】
このマスク画像は、図４（ｃ）及び（ｃ’）に示すように、吸水性ポリマーの正規の散布位置を黒（０）、その他の部分を白（１）とした２値画像である。これにより、吸水性ポリマーの散布位置が正しい場合には、図４（ｄ）に示すような全て黒（０）のＡＮＤ画像が得られ、また、散布位置がずれている場合には、図４（ｄ’）に示すような正規の散布位置からずれた部分が白（１）、その他が黒（０）のＡＮＤ画像が得られる。
【００２６】
ステップ９では、ＡＮＤ画像の全面積（画素データーが１である総画素数）が算出される。そして、この面積が基準値と比較され、その差が許容範囲内（ＯＫ）であればステップ１０に進んでＮＧ１フラグがＯＦＦにされ、許容範囲外（ＮＧ）であればステップ１１に進んでＮＧ２フラグがＯＮにされる。
【００２７】
Ｎ１又はＮ２フラグがＯＮとなった場合には、その後の工程において、不良品として処理される。
【００２８】
本実施形態の検出装置１は、上記紫外線照射手段２、上記受光手段３、非検出対象物Ｓ及び上記検出対象物Ｐを覆う遮蔽材６が配設されており、この遮蔽材６で外乱光をカットすることによって、高精度の検出を行えるようになっている。遮蔽材６は、可視光領域の光を遮蔽できるものであれば特に制限されないが、例えば、暗幕、遮蔽箱等が好ましい。
【００３０】
本発明の吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置は、検出対象物の移動速度が２００ｍ／ｍｉｎといった高速の場合でも、高精度の検出が可能である。
【００３１】
【実施例】
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明する。なお、本発明は、本実施例に何ら限定されるものではない。
【００３２】
吸収性物品に使用するシート状のパルプ（日本紙パルプ商事社製、商品名ＫＩＮＬＥＡＴＨ  坪量１５０ｇ）上に、〔表１〕に示した種々の吸水性ポリマー粒子を散布し、下記構成からなる検出装置により、下記検出条件において、その散布状態を検出した。
【００３３】
なお、光源は、予め、２５０ｎｍ〜３８０ｎｍの波長の励起紫外線を吸水性ポリマー粒子に照射し、吸水性ポリマー粒子から発せられる蛍光を波長を４２０ｎｍ〜４５０ｎｍの範囲で測定し、吸水性ポリマー粒子からの蛍光強度比が最大となる蛍光波長（Ｙ）に対応する、励起紫外線波長（Ｘ）及びその近傍の波長の紫外線を透過可能なフィルターガラスを使用したガラス管内壁に、近紫外線放射蛍光体を塗布した蛍光ランプを用いた。
【００３４】
【表１】
0003761252.tif 000002
【００３５】
〔装置構成〕
光源；電通産業社製  １３４−Ｂ−ＢＬＢ
（透過紫外線波長  ３００〜  ４００ｎｍ  ピーク波長  ３６８ｎｍ）
カラーＣＣＤカメラ；  ＳＯＮＹ社製  ＸＣ＝００３
色抽出装置；ＫＵＲＡＢＯ製  ＫＡ−２００Ａ
画像処理装置；  ＯＭＲＯＮ社製  Ｆ＝３００
モニター；  ＯＭＲＯＮ社製  Ｆ＝３００＝Ｍ０９
遮蔽材；暗幕
【００３６】
〔検出条件〕
設定ポリマー粒子散布面積；    ７５０平方センチ
許容散布面積；                ７００平方センチ
ＡＮＤ画像許容面積；          ７５０平方センチ
【００３７】
〔表１〕に示したように、全ての吸水性ポリマー粒子について、設定不良品に対する検出不良品の個数（検出率）が１００％となり、パルプ上に散布された吸水性ポリマー粒子の散布状態を高速且つ的確に検出可能であることが確認された。
【００３８】
【発明の効果】
本発明に係る吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置によれば、シート状のパルプ上に配された吸水性のポリマー粒子を高速且つ的確に検出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置の一実施形態を示す概略図である  。
【図２】  光学フィルターの設定の際の、励起紫外線波長、蛍光波長、及び蛍光強度の関係を示す概略図である。
【図３】  画像処理手段による処理手順を示すフローチャートである。
【図４】  シート状のパルプ上に散布されたポリマー粒子を画像処理手段で処理する際の様子を示す図であり、（ａ）及び（ａ’）はＣＣＤカメラで撮像される実際の散布状態を示す概略図、（ｂ）及び（ｂ’）は２値化画像を示す図、（ｃ）及び（ｃ’）はマスク画像を示す図、（ｄ）及び（ｄ’）はＡＮＤ画像を示す図である。
【符号の説明】
１  吸水性ポリマー粒子の散布状態検出装置
２  紫外線照射手段
３  受光手段
５  画像処理手段
Ｓ  シート状のパルプ
Ｐ  吸水性ポリマー粒子
【図１】
0003761252.tif 000003
【図２】
0003761252.tif 000004
【図３】
0003761252.tif 000005
【図４】
0003761252.tif 000006