JP7448331B2 - 判定装置、封緘システム、推定モデル、生成装置、判定方法、封緘方法、及び生成方法 - Google Patents

Description

本発明は、封緘の良否を判定する判定装置、判定に用いられる推定モデルと推定モデルの生成装置、及び判定装置を備える封緘システム、並びに各装置等において実施される判定方法、生成方法、及び封緘方法に関する。

従来、包装用のパッケージの形成の際に、熱溶融された接着剤を用いる封緘方法が知られている。このような封緘方法においては、接着剤によって接合（つまり接着接合）されている接着部が、接着剤の溶融に用いられた熱エネルギーを一定時間保持しているため、熱画像によって接着剤の有無及び面積を検出することができる。このようにして、熱画像に基づいて接着剤の有無及び面積を検出することで、接着部における接合状況の良否を判定する装置が知られている（特許文献１）。

特開２００４－０２０２４３号公報

しかしながら、上記の特許文献１において発明された装置では、正確に接合の良否を判定できない場合がある。

そこで、本発明は、より正確に接合の良否を判定できる判定装置等を提供する。

上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る判定装置は、接合による封緘処理を経た対象物を撮像して、前記封緘処理によって形成される封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像部と、第１時点で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第１分布と、前記第１時点よりも後の第２時点で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第２分布とに基づく前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した前記時間変化によって封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定部と、を備える。

また、本発明の一態様に係る判定装置は、接着剤を用いた接着接合による封緘処理を経た対象物を撮像して、前記封緘処理によって形成される封緘箇所における前記接着剤から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像部と、第１時点で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第１分布と、前記第１時点よりも後の第２時点で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第２分布とに基づく前記接着剤から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した前記時間変化によって封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定部と、を備える。

また、本発明の一態様に係る封緘システムは、封緘される前の被封緘材を接合により封緘することで、対象物を形成する封緘装置と、上記に記載の判定装置と、を備える。

また、本発明の一態様に係る推定モデルは、コンピュータによって実行されるプログラムに含まれ、入力された入力データに基づいて推定された出力データを出力する推定モデルであって、接合による封緘処理を経た対象物の封緘箇所から、第１時点と、前記第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づいて算出された、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化が前記入力データとして入力された場合に、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定し、推定結果を前記出力データとして出力する。

また、本発明の一態様に係る生成装置は、接合による封緘処理を経た対象物の封緘箇所から放射されたエネルギーの強度に基づき、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定するための推定モデルを生成する生成装置であって、前記封緘箇所から、第１時点と、前記第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化を取得する第１取得部と、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果を取得する第２取得部と、前記第１取得部が取得した前記時間変化と、前記第２取得部が取得した前記判定結果と、を教師データとして用いて、機械学習により前記推定モデルを生成する生成部と、を備える。

また、本発明の一態様に係る判定方法は、接合による封緘処理を経た対象物を撮像して、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像ステップと、前記撮像ステップにおける第１時点での撮像により取得された前記分布である第１分布と、前記撮像ステップにおける前記第１時点よりも後の第２時点での撮像により取得された前記分布である第２分布とに基づく前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した前記時間変化によって前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定ステップと、を含む。

また、本発明の一態様に係る封緘方法は、封緘される前の被封緘材を接合により封緘することで、対象物を形成する封緘ステップと、上記に記載の判定方法により封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定ステップと、を含む。

また、本発明の一態様に係る生成方法は、接合による封緘処理を経た対象物の封緘箇所から放射されたエネルギーの強度に基づき、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定するための推定モデルの生成方法であって、前記封緘箇所から、第１時点と、前記第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化を取得し、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果を取得し、取得した前記封緘箇所から放射されたエネルギーの強度の時間変化と、取得した前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果と、を教師データとして用いた機械学習により前記推定モデルを生成する。

本発明によれば、より正確に接合の良否を判定できる。

図１は、実施の形態に係る対象物の形成手順を説明する第１図である。 図２は、実施の形態に係る対象物の形成手順を説明する第２図である。 図３は、実施の形態に係る判定装置の機能構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態に係る判定部が有する推定モデルについて説明する図である。 図５は、実施の形態に係る封緘システムの構成について説明する模式図である。 図６は、実施の形態において取得されるエネルギーの強度の分布を例示する図である。 図７は、実施の形態に係る封緘システムの動作を示すフローチャートである。 図８は、実施の形態に係る判定装置の動作を示すフローチャートである。 図９は、実施の形態に係る学習部による推定モデルの生成の動作を示すフローチャートである。 図１０は、実施の形態の変形例に係る封緘システムの構成について説明する模式図である。 図１１は、実施の形態において取得されるエネルギーの強度の時間変化を例示する模式図である。 図１２は、実施の形態において複数組の第１時点及び第２時点の組み合わせを用いる例を説明する図である。 図１３は、実施の形態において複数の時間変化を用いる例を説明する図である。

（本発明を得るに至った知見）
外装箱等のパッケージを形成する際に、熱溶融された接着剤を所定の箇所に塗布し、所定の箇所と、所定の箇所に対応する箇所との２か所（以下、いずれも「接着箇所」ともいう）を接着剤により接着して、当該パッケージを封緘する封緘装置が知られている。このような封緘装置の場合、熱溶融された接着剤が冷却されることによって硬化され、接着箇所の２か所どうしが接着され、封緘される。このとき、接着剤によって接着された接着部（以下では封緘箇所又は封緘部ともいう）では、接着剤の溶融に用いた熱が一定時間保持されるため、接着の直後に熱画像を取得することで容易に接着剤の塗布の有無及び面積を検出し、接着状態（つまり、封緘状態）の良否を判定することが可能となる（特許文献１参照）。

しかしながら、このような判定方法では、封緘状態の判定にミスが生じてしまうといった課題があった。

そこで、本発明では、封緘部において少なくとも２度の撮像による２以上の熱画像を取得し、封緘部における接着剤から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出する。算出されたエネルギーの強度の時間変化に基づいて封緘の良否を判定することで、上記に例示した判定ミスを抑制し、より正確に封緘の良否を判定できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の包括的又は具体的な例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、ステップ及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺などは必ずしも一致していない。各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。

（実施の形態）
［構成］
はじめに、図１を用いて、実施の形態に係る判定装置によって封緘の良否が判定される対象物について説明する。図１は、実施の形態に係る対象物の形成手順を説明する第１図である。

図１では、本実施の形態において封緘の良否が判定される対象物１０及び、対象物１０を形成するための、封緘処理前の対象物１０である被封緘材１０ａが示されており、封緘が実施される封緘箇所を含む一部のみが図示され、その他は省略されている。本実施の形態における被封緘材１０ａは、所定方向に延びる筒状に形成された基材の、当該所定方向における両端部を閉じる処理を行うことで内部に形成された空間内に物体を内包可能な箱型の対象物１０となる。ここで、対象物１０は、被封緘材１０ａが封緘処理を経て形成されており、封緘状態が良なもの及び封緘状態が不良なものを含んで形成される。

以降では、封緘状態が良である対象物１０を形成するための各種処理について説明するが、対象物１０の中には封緘状態が不良なものも含まれており、後述する判定装置１００において、対象物１０の封緘状態の良及び不良の少なくとも一方を判定する。言い換えると、本実施の形態で説明する判定方法では、対象物が良であるか否か、不良であるか否か、又は、良もしくは不良のいずれであるかを判定する。このようにして、本実施の形態で説明する判定方法では、より正確に接合の良否を判定する。

本実施の形態における筒状に形成された基材は、断面が矩形の筒状である。したがって、封緘処理前の対象物である被封緘材１０ａは、両端部を閉じる処理を経て、対象物１０として六面体の箱形状を形成する。なお、封緘処理は、上記の所定方向における両端部の少なくとも一方の閉じる処理に用いられていればよい。他方の閉じる処理においては、いわゆる「ワンタッチ底」又は「地獄底」等のように基材の組み立てによって、内包される物体の質量を利用してロックされる構造が用いられてもよい。

図１に示すように、本実施の形態においては、被封緘材１０ａにおいて、一方の端部に形成された４つのフラップを折りたたみ重畳させる。重畳されたフラップのうちの２つを接着剤２７により接着して封緘することで、所定方向における筒状の少なくとも一方の端部における開口を覆うように蓋面を形成する。

ここで、本実施の形態では、被封緘材１０ａを接合して封緘するために、上記のように接着剤２７を用いて接合する「接着接合」を用いる例を説明する。本発明における被封緘材１０ａの封緘には、熱溶着及び超音波溶着等の被封緘材１０ａそのものを溶融させて接合するその他の接合方法が適用されてもよい。

図１の（ａ）には、全てのフラップが折り曲げられていない状態の被封緘材１０ａが図示されている。また、図１の（ｂ）には、図１の（ａ）に示した矢印に沿ってサイドフラップ２１が折り曲げられた被封緘材１０ａが図示されている。また、図１の（ｃ）には、図１の（ｂ）に示した矢印に沿って内蓋フラップ２３が折り曲げられた被封緘材１０ａが図示されている。また、図１の（ｄ）には、図１の（ｃ）に示した矢印に沿って外蓋フラップ２５が折り曲げられて封緘され形成された対象物１０が図示されている。なお、図１の（ｄ）では、外蓋フラップ２５が重畳される接着剤２７を、透過して破線で図示している。

図１の（ａ）に示すように、はじめに、被封緘材１０ａの４つのフラップのうち、２つのサイドフラップ２１が折り曲げられる。２つのサイドフラップ２１は、ぞれぞれ、図中の矢印に示すように開口した筒状の内部側に向けて折り曲げられる。続いて、図１の（ｂ）に示すように、被封緘材１０ａの内蓋フラップ２３が折り曲げられる。内蓋フラップ２３は、図中の矢印に示すように開口した筒状の内部側に向けて折り曲げられる。内蓋フラップ２３は、すでに折り曲げられたサイドフラップ２１のそれぞれに重畳される。

ここで、接着剤２７が、内蓋フラップ２３上（つまり、サイドフラップ２１と接触しない側の表面）に塗布される。接着剤２７は、内蓋フラップ２３と外蓋フラップ２５とを接着するため、内蓋フラップ２３と外蓋フラップ２５とに可能な限り広範にわたって沿う形状であることが望ましい。つまり、図１に示すように、内蓋フラップ２３と外蓋フラップ２５とが長尺なフラップである場合には、接着剤２７は、長手方向に沿って長尺状に延びて塗布されるとよい。なお、封緘の良否の判定において接着剤２７の塗布形状に特に限定はない。接着剤２７は、複数のドット形状に塗布されてもよく、フラップの短手方向に振幅する波線形状にフラップを広くカバーして塗布されてもよい。接着剤２７は、このように内蓋フラップ２３が折り曲げられた後、かつ、外蓋フラップ２５が折り曲げられる前に塗布される。なお、接着剤２７としては、例えば、エチレン酢酸ビニル、エチレン系コポリマー、ポリオレフィン、ポリアミド等の熱可塑性樹脂を主成分とするホットメルト接着剤を用いる。

続いて、図１の（ｃ）に示すように、外蓋フラップ２５が折り曲げられる。外蓋フラップ２５は、図中の矢印に示すように開口した筒状の内部側に向けて折り曲げられる。外蓋フラップ２５は、すでに折り曲げられた内蓋フラップ２３に重畳され、内蓋フラップ２３に塗布された接着剤２７に接触する。この状態で、接着剤２７がエネルギーとして熱エネルギーを放射することで温度が低下、硬化し、内蓋フラップ２３と外蓋フラップ２５とが接着される。内蓋フラップ２３と外蓋フラップ２５とが接着され封緘されることで、図１の（ｄ）に示す対象物１０が形成される。本実施の形態では、このようにして形成された対象物１０について、蓋面の形成に用いられた接着剤２７による封緘の良否を判定する。

なお、本発明における判定装置１００では、箱型の包装材に限らず、封筒型、大型の段ボール箱等、接着剤を用いて形成される包装材が対象物として想定され得る。また、本発明における判定装置１００は、包装材に限らず、接着箇所が接着剤によって接着されて形成されている物体であれば接着状態を判定可能である。具体的には、接着剤で貼り付けされた自動車の内装、接着剤で固定された回路基板上の電子部品等、あらゆる用途に判定装置１００を応用することができる。

図２は、実施の形態に係る対象物の形成手順を説明する第２図である。図１を用いて上記に説明した対象物１０は、搬送路３００上において搬送されている被封緘材１０ａに、各フラップの折り曲げ及び、塗布された接着剤２７による封緘がなされて形成される。つまり、本実施の形態における封緘システム５００（後述する図５参照）は、搬送路３００を備え、搬送路３００上において、被封緘材１０ａを接着剤２７により封緘して対象物１０を形成し、当該封緘の良否を判定する。

例えば、図２では、紙面右上方向に向かう搬送方向を示す矢印に沿って、搬送路３００により被封緘材１０ａが搬送されている。図２に示すように、搬送方向に沿う方向、及び搬送方向と交差する方向に向けて各フラップに対する折り曲げが行われ、内蓋フラップ２３の外面と外蓋フラップ２５の内面とが接着剤によって封緘されて対象物１０が形成されている。なお、図２では、封緘装置２００及び判定装置１００の図示を省略している。

搬送路３００は、例えば、動力源の回転駆動等によって載置された物体を所定の方向に移動させることで搬送を行うベルトコンベア等の装置である。また、図２に示すように、搬送路３００には、被封緘材１０ａ及び対象物１０を一定の間隔に保持するための保持部３１が設けられる。

本実施の形態において、保持部３１は、搬送路３００から被封緘材１０ａ及び対象物１０が載置される方向に向けて延びる部材であり、被封緘材１０ａ及び対象物１０の搬送方向における大きさと略同等の長さだけ互いに離間して複数配置されている。複数の保持部３１のうち２つの保持部３１の間に被封緘材１０ａ及び対象物１０が配置されることで、被封緘材１０ａ及び対象物１０が挟持され、搬送路３００上を安定して搬送される。また、保持部３１によって被封緘材１０ａが保持されることで、各フラップを折り曲げるために各フラップに与えられる力に対しても、被封緘材１０ａが一定の位置に保たれ、各フラップの折り曲げが円滑に行われる。なお、保持部３１の設置形態はこれに限らず、搬送路３００上において搬送される被封緘材１０ａ及び対象物１０の位置を一定に保つことが可能であればどのような部材で構成されてもよい。また、保持部３１は、被封緘材１０ａを折り起こして筒状を保つための機能を有していてもよい。つまり、２つの保持部３１は、保持部３１間の距離に応じて、折り起こされた被封緘材１０ａの断面の矩形のうち、２つの辺の位置を規定することで、残りの２つの辺の位置も規定し、これにより、矩形の断面を維持して筒状を保つ。

図３は、実施の形態に係る判定装置の機能構成を示すブロック図である。図３に示すように、本実施の形態における判定装置１００は、撮像部４１と、判定部４３と、学習部４７と、を備える。

撮像部４１は、封緘装置２００を用いた、接着剤２７による封緘処理を経た対象物１０を撮像して、接着剤から放射されるエネルギーの強度の分布を取得するカメラである。具体的には、撮像部４１は、被封緘材１０ａに対して加熱により溶融された状態で塗布された接着剤２７が放射する熱エネルギーを強度の分布として取得する。すなわち、撮像部４１は、放射される熱エネルギーに基づく熱画像を取得する。したがって、撮像部４１は、熱画像を取得可能なサーマルカメラによって実現される。熱画像は、接着剤の熱量に対応して放射される熱エネルギーを、二次元状に配列された複数の素子のそれぞれにおいて取得し、素子ごとに取得された熱エネルギーの強度を数値化して生成される。このようにして、撮像部４１において二次元状の熱エネルギーの強度の分布が取得される。

なお、本発明において、撮像部４１が取得するエネルギーは熱エネルギーに限定されない。撮像部４１は、各種のエネルギーの形態に応じて、当該エネルギーを取得できる構成であれば本発明を実施可能である。

撮像部４１は、いずれも上記に説明したサーマルカメラである第１カメラ４１ａ及び第２カメラ４１ｂを有する。第１カメラ４１ａは、第１時点で対象物１０を撮像した熱画像である第１分布を取得する。第２カメラ４１ｂは、第１時点よりも後の第２時点で対象物１０を撮像した熱画像である第２分布を取得する、第１カメラ４１ａとは異なるカメラである。

第１カメラ４１ａ及び第２カメラ４１ｂは、被封緘材１０ａ及び対象物１０が搬送される搬送路３００に対応した位置に配置される。具体的には、第１カメラ４１ａは、搬送路３００上を搬送される対象物１０を第１時点において撮像可能な第１位置に配置される。また、第２カメラ４１ｂは、搬送路３００上を搬送される対象物１０を第２時点において撮像可能な第２位置に配置される。

第１カメラ４１ａと第２カメラ４１ｂとがこのように異なる位置に配置されることで、より長い時間スケールで対象物１０を撮像することができる。例えば、第１カメラ４１ａにより第１位置から対象物１０を連続撮像し、第２カメラ４１ｂにより第２位置から対象物１０を連続撮像する。こうすることで、第１位置から撮像された複数の熱画像、第１位置及び第２位置のそれぞれから撮像された複数の熱画像、及び第２位置から撮像された複数の熱画像の３つの観点で対象物１０の封緘の良否の判定を行うことができる。

また、搬送路３００の構成によっては、間欠搬送が行われる場合がある。この場合、対象物１０が止まる及び進むことを繰り返しながら搬送されるため、対象物１０が止まる２か所のタイミングに対応して、第１カメラ４１ａと第２カメラ４１ｂとを設置する。これにより、対象物１０が搬送されながらも、略同一視点かつ異なるタイミングにおける撮像を容易に実施することができる。

なお、短い時間スケールの対象物１０の撮像で封緘の良否を判定できる場合には、第１カメラ４１ａのみで本発明を実施可能である。また、撮像部４１は、第１時点及び第２時点の各位置における対象物１０が画角範囲内に対応する広角の光学系を有するカメラであれば、撮像部４１は、１つのカメラで実現されてもよい。

判定部４３は、第１分布と第２分布とに基づく、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した時間変化によって封緘の良否を判定する処理部である。判定部４３である処理部は、プロセッサ及び当該プロセッサに接続されたメモリによって実現される。処理部は、プロセッサ及びメモリによって各種処理のためのプログラムを実行することで、判定部４３における上記の機能を実現する。

図４は、実施の形態に係る判定部が有する推定モデルについて説明する図である。判定部４３は、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化に基づき対象物１０の封緘における良否を推定するための推定モデル４３ａを有し、推定モデル４３ａによって封緘の良否を判定する。すなわち、判定部４３は、あらかじめ機械学習によって学習することにより生成された推定モデル４３ａに対して、第１分布と第２分布とに基づいて算出された、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化を入力する。

推定モデル４３ａは、コンピュータによって実行されるプログラムに含まれ、入力された入力データに基づいて推定された出力データを出力する推定モデルである。図４に示すように、推定モデル４３ａは、入力された入力データに対して、対象物１０の封緘の状態を良、又は不良のいずれであるか推定する（Ｓ２７、後述する図８も参照）。推定モデル４３ａは、推定結果を出力データとして出力する。つまり、推定モデル４３ａは、対象物１０を封緘する接着剤２７から、第１時点と、第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化が入力データとして入力された場合に、対象物１０における封緘の良否を推定し、推定結果を出力データとして出力する。

なお、本実施の形態における推定結果は、つまり、判定部４３による判定結果として出力される。推定モデル４３ａによる推定結果と判定部４３による判定結果との関係については、後述の封緘状態の判定の説明において改めて説明する。

このようにして、判定部４３による判定は、機械学習によって生成された学習済みの推定モデル４３ａを用いて実施される。図３に戻り、上記に説明した推定モデル４３ａを生成するための構成について説明する。学習部４７は、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化と、対象物１０における封緘の良否の判定結果と、を教師データとして用いて推定モデル４３ａに機械学習させる処理部である。学習部４７である処理部も上記の判定部４３と同様に、プロセッサ及び当該プロセッサに接続されたメモリによって実現される。

学習部４７は、判定装置１００の出荷前に機械学習による学習済みモデルとして推定モデル４３ａを生成して、判定部４３のメモリ等に格納する。学習部４７は、第１取得部４７ａと、第２取得部４７ｂと、生成部４７ｃと、を備える生成装置の一例でもある。第１取得部４７ａは、例えば、判定部４３において算出された、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を取得する処理部である。また、第２取得部４７ｂは、例えば、判定装置１００に接続されたユーザインタフェース（不図示）から受け付けられた、形成された対象物１０に対する、ユーザによる良否の判定結果の情報を取得する処理部である。生成部４７ｃは、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化と、判定結果の情報と、を教師データとして用いて、機械学習により推定モデル４３ａを生成、最適化する。

判定装置１００のユーザが、生成済みの推定モデル４３ａのみを使用する場合は、学習部４７は、備えられなくてもよい。ただし、判定装置１００の出荷後に、判定装置１００のユーザが、自身の用途に合わせて推定モデル４３ａの最適化を行うことが想定される場合には、学習部４７を備えた判定装置１００が提供される。これにより、学習部４７は、判定装置１００のユーザの用途に合わせて、さらに、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化と、対象物１０における封緘の良否の判定結果と、を教師データとして用いた機械学習により、推定モデル４３ａを最適化する。

図５は、実施の形態に係る封緘システムの構成について説明する模式図である。図５に示すように、封緘システム５００では、搬送路３００上を搬送方向に沿って並んで搬送される被封緘材１０ａのそれぞれには、内容物５１が入れられる。内容物５１の内容及び個数、形状等に特に限定はなく、封緘システム５００のユーザが任意に決定できる。

内容物５１が入れられたのち、被封緘材１０ａは、封緘装置２００に対応する箇所を通過する。封緘装置２００は、通過する被封緘材１０ａに対して封緘処理を行い、対象物１０を形成する。このとき、封緘装置２００は、ディスペンサ５３から接着箇所の一方に対して溶融された状態の接着剤２７を塗布する。接着剤２７の塗布形状に応じて、ディスペンサ５３は可動式であってもよく、固定されていてもよい。接着剤２７の塗布、及び各フラップの重畳により、封緘処理が完了した対象物１０は、判定装置１００に対応する箇所を通過する。判定装置１００は、通過する対象物１０に対して、封緘の良否の判定を行う。判定装置１００による判定は、上記したように、第１カメラ４１ａ及び第２カメラ４１ｂによって取得された熱画像である第１分布及び第２分布に基づいて、あらかじめ学習部４７において生成された推定モデル４３ａを用いて判定部４３によって行われる。

［封緘状態の判定］
次に、本実施の形態において判定が行われる封緘状態について説明する。図６は、実施の形態において取得されるエネルギーの強度の分布を例示する図である。

図６の（ａ）には、経過時間の各時点において、撮像部４１が取得した熱画像が４つ例示されている。図６の（ａ）に示すように、取得された熱画像では、高温箇所（各熱画像中央のグレー箇所）から低温箇所（各熱画像中央周辺のホワイト箇所）まで、段階的な温度の分布が示されている。ホワイト箇所からグレー箇所までの温度を示す箇所は、接着剤２７に対応する箇所であり、溶融のための加熱時の熱が接着剤の外部に放射されていく様子を示している。図中では、経過時間に沿って、次第にグレー箇所の面積が小さくなり、さらに、ホワイト箇所の面積が小さくなっている。つまり、熱エネルギーの放射により、接着剤２７に保持された熱が冷却され、徐々に放射されるエネルギーが小さくなっていることを示している。なお、各熱画像外周のブラック箇所は、接着剤よりも外側であり、ホワイト箇所よりも低温の（ほぼ周囲の環境温度とみなせる）箇所を示している。

ここで、判定部４３は、取得された熱画像のうち、少なくとも取得された４つの熱画像のうちの１つである第１分布の熱画像と、第1分布よりも後に取得された第２分布の熱画像とを用いて、図６の（ｂ）に示すようなエネルギーの強度の時間変化を算出する。例えば、判定部４３は、熱画像のうち、はじめに取得された熱画像から、最も高温を示す代表点のピクセルを決定し、各熱画像において、代表点のピクセルに対応するピクセルを特定する。このようにして、判定部４３は、決定された代表点のピクセルのエネルギー強度と、特定された代表点のピクセルに対応するピクセルのエネルギー強度とを滑らかに繋ぐカーブとして上記のエネルギーの強度の時間変化を算出する。

対象物１０における封緘において、接着箇所の２か所どうしが正常に接着されている場合に比べ、接着箇所の２か所どうしが離れており異常が生じている場合には、上記のエネルギーの強度の時間変化は、カーブが緩やかになる傾向がある。これは、接着箇所の２か所どうしが離れているほど、これらの間に空気による断熱層が形成されてしまうためである。接着箇所の２か所どうしが正常に接着されている場合、接着剤２７が保持している熱は、大きい熱容量をもつ接着箇所へと流出するが、接着箇所の２か所どうしが離れている場合は、空気の断熱層によって保温効果が増大し、より長時間にわたって熱を保持してしまう。したがって、上記のようにエネルギーの強度の時間変化に基づいて、対象物１０における封緘の良否を判定することによって、接着箇所の２か所どうしが正常に接着されているか、接着箇所の２か所どうしが離れており異常が生じているかを判定できる。よって、より正確に封緘における接着の良否を判定できる。つまり、より正確に封緘の良否を判定できる。

なお、判定部４３によるエネルギーの強度の時間変化の算出方法は、上記に限らない。例えば、各熱画像に対して、閾値を用いた二値化を行い、当該閾値よりも大きい値を示すピクセルの面積を用いて上記のエネルギーの強度の時間変化を算出してもよい。

また、代表値のピクセル及び代表値のピクセルに対応するピクセルを決定せずに、ピクセルごとに個別に上記のエネルギーの強度の時間変化を算出してもよい。このような時間変化の算出は、判定部４３を実行するプロセッサの処理性能を要求するものの、より多くの情報を得ることができる。このようにすることで、例えば、接着剤２７のうち、正常に接着されている箇所と異常が生じている箇所とを区別することができる。例えば、ディスペンサ５３の制御に基づく接着剤２７の塗布箇所のうち、９０％以上の箇所が正常に接着されている場合、当該封緘を良と判定してもよい。つまり、１０％の不良を許容するといった良否判定も可能である。

また、エネルギーの強度の時間変化の算出に加え、取得された熱画像に基づいて、接着剤２７の塗布の有無、及び面積による接着剤２７の破断、欠損、不足、過多、位置等の要素を加味して最終的な判定結果としてもよい。この場合、各要素のそれぞれについて、推定モデル４３ａによる推定に組み込んでもよい。つまり、各要素について封緘の良否に対する許容範囲を機械学習によって学習させた推定モデル４３ａを生成し、生成された推定モデル４３ａを用いた総合的な推定結果を、判定部４３による判定結果として出力してもよい。

また、一部の要素のみを推定モデル４３ａによる封緘の良否の推定結果として出力し、その他の要素についての判定部４３による閾値を用いた判定を加味して、総合的な判定結果として出力してもよい。例えば、判定部４３は、エネルギー強度の時間変化の算出による、接着の正常又は異常の推定のみを推定モデル４３ａを用いて推定し、その他を閾値によって判定し、双方に基づいた総合的な判定結果を出力してもよい。

また、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化の速度が、閾値として定められた所定の速度よりも遅いか否かによって、エネルギー強度の時間変化による、接着の正常又は異常の判定を含め、すべての要素を、推定モデル４３ａを用いることなく、閾値を用いた判定を行い、これらを加味した総合的な判定結果を出力してもよい。

［動作］
次に、図７～図９を用いて、本実施の形態における封緘状態の良否の判定のための各装置の動作について説明する。図７は、実施の形態に係る封緘システムの動作を示すフローチャートである。

図７に示すように、本実施の形態において、封緘システム５００は、封緘装置２００により、搬送路３００上を搬送される被封緘材１０ａの接着箇所の一方（例えば、図１の内蓋フラップ２３の表面）に接着剤２７を塗布する。接着剤２７の塗布は、封緘装置２００のディスペンサ５３によって行われる。接着箇所の一方に塗布された接着剤２７は、加熱によって溶融されており、熱エネルギーを周囲に放射しながら硬化する。封緘装置２００は、接着剤２７の硬化前に、外蓋フラップ２５を折り曲げ、接着剤２７を介して接触した状態で接着剤２７が硬化することで、接着箇所が接着される。このようにして、被封緘材１０ａが接着剤２７によって封緘され、対象物１０が形成される（封緘ステップＳ１１）。

続いて、封緘システム５００は、判定装置１００により、対象物１０の封緘状態の良否を判定する（判定ステップＳ１３）。判定ステップＳ１３の詳細について、図８を参照して説明する。図８は、実施の形態に係る判定装置の動作を示すフローチャートである。

図８に示すように、判定ステップＳ１３は、さらに４つのステップＳ２１～Ｓ２７に細分される。具体的には、判定装置１００は、はじめに、第１時点で対象物１０を撮像して、溶融時の熱を保持している接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の、第１分布を取得する（ステップＳ２１）。第１分布の取得は、撮像部４１の第１カメラ４１ａによって行われる。第１カメラ４１ａは、第１分布として、第１カメラ４１ａの撮像素子の二次元面に対応する二次元状の熱エネルギーの強度の分布を取得する。

続いて、第１時点よりも後の第２時点で対象物１０を撮像して、溶融時の熱を保持している接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の、第２分布を取得する（ステップＳ２３）。第２分布の取得は、撮像部４１の第２カメラ４１ｂによって行われる。第２カメラ４１ｂは、第２分布として、第２カメラ４１ｂの撮像素子の二次元面に対応する二次元状の熱エネルギーの強度の分布を取得する。ステップＳ２１及びステップＳ２３を併せて、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像ステップとみなしてもよい。

取得された第１分布及び第２分布は、判定部４３へと出力される。判定部４３は、撮像部４１において取得された第１分布及び第２分布に基づき、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化を算出する（ステップＳ２５）。具体的には、判定部４３は、第１分布の熱画像において、代表値のピクセルを決定する。また、判定部４３は、第２分布の熱画像において、代表値のピクセルに対応するピクセルを特定する。判定部４３は、これらの代表値のピクセル及び対応するピクセルにおける２つの値の熱エネルギーの強度と、第１時点及び第２時点の時間間隔とを用いて、熱エネルギーの強度の時間変化として単位時間あたりの熱エネルギーの強度の変化値を算出する。熱エネルギーの強度の時間変化の算出は、上記の封緘状態の判定において説明したように、その他の方式であってもよい。

判定部４３は、さらに、算出した熱エネルギーの強度の時間変化をもとに、封緘の良否を判定する（ステップＳ２７）。判定部４３による封緘の良否の判定には、上記したように機械学習に基づく推定モデル４３ａが用いられる。判定部４３は、推定モデル４３ａによって出力された推定結果をもとに封緘の良否の判定結果を出力する。なお、ステップＳ２１及びステップＳ２３を併せて、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像ステップとみなす場合、これに対して、ステップＳ２５及びステップＳ２７を併せて、判定ステップとみなしてもよい。つまり、撮影ステップを含めて判定装置１００の動作を判定ステップとしてもよく、より細分化された判定部４３による処理のみを判定ステップとしてもよい。

判定部４３によって判定された封緘状態の良否の判定結果は、判定装置１００のユーザ等に通知される。つまり、判定結果を含む情報が、ユーザによって視認可能なように提示される。このような提示は、封緘システム５００に備えられたディスプレイ等の表示装置によって実現されてもよく、ユーザが所有するスマートホン等の携帯端末によって実現されてもよい。また、ユーザへの判定結果の通知を行うことなく、サーバ装置が備えるデータベース等に判定結果を蓄積する構成であってもよい。

以下、さらに、上記の推定モデル４３ａを生成するための動作について図９を用いて説明する。図９は、実施の形態に係る学習部による推定モデルの生成の動作を示すフローチャートである。

推定モデル４３ａの生成は、学習部４７（つまり生成装置）によって行われる。推定モデル４３ａの生成においては、はじめに、接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の時間変化を取得する（ステップＳ３１）。熱エネルギーの強度の時間変化の取得は、第１取得部４７ａによって行われる。続いて、対象物１０における封緘の良否の判定結果が取得される（ステップＳ３３）。この判定結果は、判定装置１００による判定結果とは異なり、実際の対象物１０の封緘状態に対して、ユーザ等の管理者による良否判定の結果である。判定結果の取得は、第２取得部４７ｂによって行われる。なお、あらかじめ生成された、熱エネルギーの強度の時間変化及び判定結果のセットを複数セット含むデータセットにより、熱エネルギーの強度の時間変化及び判定結果が取得されてもよい。

学習部４７における生成部４７ｃは、取得された熱エネルギーの強度の時間変化及び判定結果を教師データとして用いた機械学習により、推定モデル４３ａの生成を行う。具体的には、生成部４７ｃは、例えば、ディープラーニングにより、複数層を形成したニューラルネットワークを上記の教師データにより最適化する（重みづけの更新を行う）ことで推定モデル４３ａの生成を行う。上記の判定ステップにおいては、このようにして生成された推定モデル４３ａを用いた推定に基づき、判定結果が出力される。

［効果等］
以上、説明したように、本実施の形態における判定装置１００は、接着剤２７による封緘処理を経た対象物１０を撮像して、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像部４１と、第１時点で撮像部４１が撮像することで取得した分布である第１分布と、第１時点よりも後の第２時点で撮像部４１が撮像することで取得した分布である第２分布とに基づく接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した時間変化によって封緘の良否を判定する判定部４３と、を備える。

これによれば、撮像部４１によって、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布である第１分布及び第２分布の少なくとも２つの分布を取得できる。第１時点から第２時点までの経過時間に対する、取得された第１分布及び第２分布の差分である接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の変化量により、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化が算出できる。算出された時間変化が、封緘状態が良である場合の時間変化と、封緘状態が不良である場合の時間変化とのどちらに対応するかによって、対象物１０の封緘の良否を判定することができる。すなわち、封緘状態が良である場合の空気との接触面積に基づくエネルギーの強度の時間変化と封緘状態が不良である場合の空気との接触面積に基づくエネルギーの強度の時間変化との差異に基づく判定を行うことができる。したがって、接着剤２７の塗布の有無及び接着剤２７の塗布された面積のみならず、接着剤２７が空気と接触している面積の差異を判定に用いることができる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、例えば、撮像部４１は、第１分布を取得する第１カメラ４１ａと、第２分布を取得する第２カメラ４１ｂであって、第１カメラ４１ａとは異なる第２カメラ４１ｂと、を有してもよい。

これによれば、第１カメラ４１ａと第２カメラ４１ｂとを用いて、第１分布及び第２分布を取得できる。第１分布が取得される第１位置と第２分布が取得される第２位置とを離間して判定装置１００を設計することができる。第１時点と第２時点との間を自由に設計できるため、放射されるエネルギーの時間変化が比較的長い時間スケールにわたる場合であっても、時間変化を十分に算出可能な第１分布及び第２分布を取得することができる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、例えば、接着剤２７は、加熱により溶融された状態で、封緘処理前の対象物１０である被封緘材１０ａの所定の箇所（接着箇所の一方）に塗布され、放射されるエネルギーとして、熱エネルギーを放射することで硬化し、撮像部４１は、所定の箇所に塗布された接着剤２７から放射される熱エネルギーの強度の分布を取得してもよい。

これによれば、接着剤２７の溶融に用いた熱量を、良否判定における接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化の算出に流用することができる。良否判定のために、追加される構成要素を少なくすることができる。よって、簡易に封緘の良否を判定することができる。

また、例えば、判定部４３は、第１分布と第２分布とに基づく時間変化の速度が、所定の速度よりも遅い場合に対象物１０の封緘を不良と判定してもよい。

これによれば、閾値を用いた判定に基づいて、接着の良否を判定することができる。単純な数値の比較を行うのみで接着の良否を判定できるため、良否判定のために要求される処理能力が低く抑えられる。よって、簡易に封緘の良否を判定することができる。

また、例えば、判定部４３は、時間変化に基づき対象物１０の封緘における良否を推定するための推定モデル４３ａを有し、推定モデル４３ａによって封緘の良否を判定してもよい。

これによれば、判定部４３が有する推定モデル４３ａを用いて封緘の良否判定を行うことができる。機械学習により、放射されるエネルギーの時間変化に現れる封緘状態の良及び不良の間での特徴量を学習させた推定モデル４３ａに基づき、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、例えば、さらに、時間変化と、対象物１０における封緘の良否の判定結果と、を教師データとして用いて推定モデル４３ａを機械学習させる学習部４７を備えてもよい。

これによれば、判定装置１００のユーザが利用する状況に合わせて、推定モデル４３ａを最適化して封緘状態の良否判定を行うことができる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、本実施の形態における封緘システム５００は、封緘処理前の対象物１０である被封緘材１０ａを接着剤２７により封緘することで、対象物１０を形成する封緘装置２００と、上記のいずれかに記載の判定装置１００と、を備える。

これによれば、封緘装置２００によって被封緘材１０ａの封緘を行い、さらに、判定装置１００によって封緘された対象物１０の封緘状態を判定することができる。また、封緘装置２００による封緘の条件等を直接的に取得でき、封緘の条件等と実際に封緘された対象物１０との間で生じている差異に基づく封緘の良否判定を実施することもできる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、例えば、封緘システム５００は、さらに、被封緘材１０ａが搬送される搬送路３００を備え、封緘装置２００は、搬送路３００上において被封緘材１０ａを封緘して対象物１０を形成し、判定装置１００は、搬送路３００上を搬送される対象物１０を第１時点において撮像可能な位置に配置された第１カメラ４１ａと、搬送路３００上を搬送される対象物１０を第２時点において撮像可能な位置に配置された第２カメラ４１ｂと、を有し、第１分布及び第２分布を取得する撮像部４１を有してもよい。

これによれば、搬送路３００上において搬送しながら、封緘装置２００によって被封緘材１０ａの封緘を行える。さらに、搬送されている対象物１０の位置に対応して第１カメラ４１ａ及び第２カメラ４１ｂが設置されているため、搬送路３００上において搬送しながら、判定装置１００によって封緘された対象物１０の封緘状態を判定することができる。このようにして、封緘システム５００を生産ライン等に組み込むことができる。

また、例えば、封緘システム５００は、封緘処理前の対象物１０である被封緘材１０ａを接着剤２７により封緘することで、対象物１０を形成する封緘装置２００と、対象物１０を撮像して、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像部４１と、第１時点で撮像部４１が撮像することで取得した分布である第１分布、及び、第１時点よりも後の第２時点で撮像部４１が撮像することで取得した分布である第２分布に基づく接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した時間変化によって封緘の良否を判定する判定部４３と、有する判定装置１００と、を備え、判定部４３は、時間変化に基づき対象物１０の封緘における良否を推定するための推定モデル４３ａを有し、推定モデル４３ａによって封緘の良否を判定してもよい。

これによれば、封緘装置２００によって被封緘材１０ａの封緘を行い、さらに、判定装置１００によって封緘された対象物１０の封緘状態を判定することができる。また、封緘装置２００による封緘の条件等を直接的に取得でき、封緘の条件等と実際に封緘された対象物１０との間で生じている差異に基づく封緘の良否判定を実施することもできる。判定は、推定モデル４３ａを用いて行うことができる。機械学習により、放射されるエネルギーの時間変化に現れる封緘状態の良及び不良のそれぞれにおける特徴量を学習させた推定モデル４３ａに基づき、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、本実施の形態における推定モデル４３ａは、コンピュータによって実行されるプログラムに含まれ、入力された入力データに基づいて推定された出力データを出力する推定モデル４３ａであって、対象物１０を封緘する接着剤２７から、第１時点と、第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化が入力データとして入力された場合に、対象物１０における封緘の良否を推定し、推定結果を出力データとして出力する。

これによれば、推定モデル４３ａにより、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化の入力に対して、推定された封緘の良否の推定結果を出力できる。

また、本実施の形態における生成装置（学習部４７）は、接着剤２７により封緘された対象物１０における接着剤２７から放射されたエネルギーの強度に基づき、対象物１０における封緘の良否を推定するための推定モデル４３ａを生成する学習部４７であって、対象物１０を封緘する接着剤２７から、第１時点と、第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を取得する第１取得部４７ａと、対象物１０における封緘の良否の判定結果を取得する第２取得部４７ｂと、前記第１取得部が取得した時間変化と、前記第２取得部が取得した判定結果と、を教師データとして用いて、機械学習により推定モデル４３ａを生成する生成部４７ｃと、を備える。

これによれば、推定モデル４３ａを生成し、生成した推定モデル４３ａに基づき、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、本実施の形態における判定方法は、接着剤２７により封緘された対象物１０を撮像して、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像ステップと、撮像ステップにおける第１時点での撮像により取得された分布である第１分布と、撮像ステップにおける第１時点よりも後の第２時点での撮像により取得された分布である第２分布とに基づく接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した時間変化によって封緘の良否を判定する判定ステップと、を含む。

これによれば、撮像ステップによって第１分布及び第２分布の少なくとも２つの、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の分布を取得できる。第１時点から第２時点までの経過時間に対する、取得された第１分布及び第２分布の差分である接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の変化量により、接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化が算出できる。算出された時間変化が、封緘状態が良である場合の時間変化と、封緘状態が不良である場合の時間変化とのどちらに対応するかによって、対象物１０の封緘の良否を判定することができる。すなわち、封緘状態が良である場合の空気との接触面積に基づくエネルギーの強度の時間変化と封緘状態が不良である場合の空気との接触面積に基づくエネルギーの強度の時間変化との差異に基づく判定を行うことができる。したがって、接着剤２７の塗布の有無及び接着剤２７の塗布された面積のみならず、接着剤２７が空気と接触している面積の差異を判定に用いることができる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、本実施の形態における封緘方法は、封緘処理前の被封緘材１０ａを接着剤２７により封緘することで、対象物１０を形成する封緘ステップと、第１時点で対象物１０を撮像して接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の第１分布を取得し、第１時点よりも後の第２時点で対象物１０を撮像して接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の第２分布を取得し、取得した第１分布及び第２分布に基づく接着剤２７から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、算出した時間変化によって封緘の良否を判定する判定ステップと、を含む。

これによれば、封緘ステップによって被封緘材１０ａの封緘を行い、さらに、判定ステップによって封緘された対象物１０の封緘状態を判定することができる。また、封緘ステップによる封緘の条件等を直接的に取得でき、封緘の条件等と実際に封緘された対象物１０との間で生じている差異に基づく封緘の良否判定を実施することもできる。よって、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

また、本実施の形態における生成方法は、接着剤２７により封緘された対象物１０における接着剤２７から放射されたエネルギーの強度に基づき、対象物１０における封緘の良否を推定するための推定モデル４３ａの生成方法であって、第１時点と、第１時点よりも後の第２時点とのそれぞれにおいて、対象物１０を封緘する接着剤２７から放射されたエネルギーの強度に基づく、接着剤２７から放射されたエネルギーの強度の時間変化を取得し、対象物１０における封緘の良否の判定結果を取得し、取得した接着剤２７から放射されたエネルギーの強度の時間変化と、取得した対象物１０における封緘の良否の判定結果と、を教師データとして用いた機械学習により推定モデル４３ａを生成する。

これによれば、推定モデル４３ａを生成し、生成した推定モデル４３ａに基づき、より正確に封緘の良否を判定することができる。ひいては、より正確に接着の良否を判定することができる。

［変形例］
以下、図１０を用いて、本実施の形態における変形例について説明する。図１０は、実施の形態の変形例に係る封緘システムの構成について説明する模式図である。図１０では、図５と、同様の図を示し、共通する箇所には同一の符合を付している。以下では、実施の形態と異なる箇所について説明し、その他の箇所については、説明を省略又は簡略化する。

図１０に示すように、本変形例における判定装置１００ａでは、加速部４５を備える点で上記実施の形態における判定装置１００と異なっている。加速部４５は、対象物１０の封緘に用いられた接着剤２７からエネルギーが放射される速度を加速するための、エネルギーの強度の勾配を形成する装置である。加速部４５は、例えば、図中に示すように搬送路３００に沿って並んで配置された複数のファンである。接着剤２７からの熱エネルギーの放射は、周囲の温度が低いほど迅速に行われる。これは、接着剤２７と、周囲との温度差（つまり、エネルギー強度勾配）によって熱的に不安定な状態が形成されるためである。このような不安定状態においては、安定状態に近づくための熱流が生じやすく、熱的平衡に達する方向に熱エネルギーの放射が行われる。

また、熱エネルギーの放射に伴って、接着剤２７の周囲の温度が上昇し、両者間の温度差が徐々に縮小される。このような場合に、熱エネルギーが放射される速度が減速される。加速部４５の複数のファンは、接着剤２７から放射された熱エネルギーによって温度が上昇した状態の周囲の空気を、より低い温度の空気と交換することで再度温度差を形成する。このようにして加速部４５は、熱エネルギーが放射される速度を加速する。

なお、加速部４５としては、上記の複数のファンの他、ペルチェ冷却装置、循環式水冷装置、及び空調設備等、冷却が可能な装置等であればどのようなもので実現してもよい。また、本変形例における判定装置１００ａを備える封緘システム５００ａとして、本発明を実現してもよい。

以上、説明したように、本変形例における判定装置１００ａは、さらに、接着剤２７からのエネルギーの放射速度を加速するエネルギー強度勾配を形成する加速部４５を備える。

これによれば、接着剤２７からのエネルギーの強度の時間変化が、比較的長い時間スケールにわたる場合に、当該時間スケールを短縮することができる。封緘状態の良否の判定を、短時間で行うことができるようになるため、上記のような比較的長い時間スケールにわたる時間変化を示すような接着剤２７であっても本発明を適用することができる。よって、判定装置１００ａの適用範囲（適用事例）を拡大することができる。

（その他の実施の形態）
以上、本発明に係る判定装置等について、上記実施の形態等に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、各実施の形態等に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素および機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。

上記実施の形態等において、接着剤は、加熱により溶融された状態で被封緘材の接着箇所の一方に塗布されるとして説明したが、接着剤は超音波によって溶融された状態で塗布されてもよい。超音波による分子摩擦により発生した熱は、加熱溶融の接着剤の場合と同様に、徐々に放射されて冷却される。このような冷却パターンにおいても同様の傾向がみられるため、同様の構成の判定装置等を適用することができる。

さらに、本発明は、「接着接合」の他の接合方法で形成された対象物に対して適用されてもよい。例えば、被封緘材１０ａが熱可塑性樹脂等の直接的な接合が可能な材料の場合、被封緘材１０ａを封緘する手段として、上記実施の形態において説明したような接着剤による「接着接合」を用いずに、いわゆる「超音波溶着」として知られる、超音波による「超音波接合」を用いることも可能であり、そのような場合であっても、本発明によってより正確に接着の良否を判定することができる。

すなわち、超音波接合によって形成された対象物であれば、被封緘材１０ａを封緘する箇所において、被封緘材１０ａの所定の箇所、及び当該所定の箇所に対応する箇所を接触させた上で超音波振動と圧力とを与えることで発熱させ、その熱エネルギーで被封緘材１０ａそのものを溶融させ、その後、自然冷却などにより、熱エネルギーを放射して硬化させることで封緘箇所を有する対象物を形成できる。したがって、上記した実施の形態において、接着剤を溶融させるための加熱による熱エネルギーを、超音波接合の際の発熱による熱エネルギーに置き換えても同様の傾向がみられる。なお、すでに、同様の構成の判定装置等を用いて良否判定を行うことで、超音波接合により接合された対象物においても同様の効果を得ることができることを確認している。よって、同様の構成の判定装置等を用いて、超音波接合により接合された対象物の当該接合の良否を判定してもよい。

また、説明したように、本発明における封緘の「良否」の判定とは、「良品」（つまり良と判定される対象物）と「不良品」（つまり不良と判定される対象物）との双方の判定を直接的に行って選別することのみを意図するものではない。例えば、推定モデルを生成するにあたり、教師データとしては、「良品」と判定される場合のエネルギーの時間変化データのみを使用することで、結果として生成される推定モデルでは、「良品」と判定する動作は直接的に行うが、「不良品」との判定は直接的には行わずに、良否判定とすること、及び、その逆の、「不良品」と判定される場合のエネルギーの時間変化データのみを教師データとして使用することで、結果として生成される推定モデルでは、「不良品」と判定する動作は直接的に行うが、「良品」との判定は直接的には行わずに、良否判定とすることを含んでもよい。これらは、良否判定に要求される、正確さや、歩留まり、コストなどの条件により、適宜、選択され使い分けられれば良い。

また、上記の実施の形態においては、接合により封緘された封緘箇所を有する対象物に対して、第１時点で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第１分布と、第１時点よりも後の第２時点で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第２分布と、に基づいて封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化を算出し、この算出した時間変化によって封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する構成について説明した。

例えば、この第１時点及び第２時点は、互いに異なる複数の組み合わせであってもよい。具体的には、第１組の第１時点及び第２時点と、第２組の第１時点及び第２時点の４つの時点の各々について取得された４つの分布が用いられてもよい。これはつまり、上記の実施の形態において図６を用いて説明したような４つの熱画像を取得して、エネルギーの強度のカーブを描くことに対応している。

以下、図１１～図１３を用いて説明する。図１１は、実施の形態において取得されるエネルギーの強度の時間変化を例示する模式図である。図１２は、実施の形態において複数組の第１時点及び第２時点の組み合わせを用いる例を説明する図である。図１３は、実施の形態において複数の時間変化を用いる例を説明する図である。

図１１に示すように、第１時点（図中のｔ１）及び第２時点（図中のｔ２）の２点のみでエネルギー強度の時間変化を算出した場合、算出されるエネルギー強度はＭ１－Ｍ２で表現されるエネルギーの変化量として算出される。したがって、２つの時点においてエネルギー強度の時間変化を算出した場合には、図中の直線Ａ、曲線Ｂ、及び曲線Ｃを区別することはできない。そこで、４つの時点においてエネルギー強度の時間変化を算出した場合、４つのうち両端の時点におけるエネルギー強度の時間変化は、直線Ａと同様の直線を示し、これに対して、４つのうち中央の時点におけるエネルギー強度が当該直線よりも高いエネルギーであるか、低いエネルギーであるかによって、エネルギー強度の時間変化が直線Ａ、曲線Ｂ、及び曲線Ｃのいずれに該当するか特定することができる。このようにして、互いに異なる複数の組み合わせの第１時点及び第２時点においてエネルギー強度を算出することで、封緘の状態の判定の精度を、より高めることができる。

なお、このことは３つの時点を用いてエネルギー強度の時間変化を算出しても有効である。つまり、第１組の第２時点と、第２組の第１時点とが同一時点であり、当該時点と、第１組の第１時点と、第２組の第２時点との３つの時点に基づいて、エネルギー強度の時間変化が算出されてもよい。なお、第１時点と第２時点との組み合わせは、上記の２組に限らず、３組以上であってもよい。

また、例えば、上記のように、第１時点及び第２時点の互いに異なる複数の組み合わせを用いて、接合により封緘された封緘箇所を有する対象物に対して、第１組の第１時点で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第１分布と、第１時点よりも後の第１組の第２時点で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第２分布と、に基づいて封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の第１時間変化を算出し、同様に、第２組の第１時点（以下第３時点ともいう）で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第３分布と、第２組の第２時点(以下第４時点ともいう）で撮像部が撮像することで取得した、放射されるエネルギーの強度の分布である第４分布と、に基づいて封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の第２時間変化を算出し第１時間変化と第２時間変化とによって封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定してもよい。

例えば、図１２に示すように、第１時点（図中のｔ１）と第２時点（図中のｔ２）とにおけるエネルギー強度の変化は、直線Ａの場合、Ｍ１－Ｍ２Ａで表現され、曲線Ｂの場合、Ｍ１－Ｍ２Ｂで表現される。Ｍ１－Ｍ２Ｂの変化量は、Ｍ１－Ｍ２Ａよりも大きい値となる。また、第３時点（図中のｔ３）と第４時点（図中のｔ４）とにおけるエネルギー強度の変化は、直線Ａの場合、Ｍ３Ａ－Ｍ４で表現され、曲線Ｂの場合、Ｍ３Ｂ－Ｍ４で表現される。Ｍ３Ｂ－Ｍ４の変化量は、Ｍ３Ａ－Ｍ４よりも小さい値となる。このことから、曲線Ｂが、変化量が一定でない曲線であり、かつ、前半に大きく変化した後、後半に変化が小さくなる下向きの凸形状の曲線であるといった推測を行うことができる。つまり、エネルギーの強度の時間変化を、より詳細に算出することができるようになり、封緘状態の判定精度を、より高めることが可能になる。

さらに、図１２において説明したように、エネルギー強度の第１時間変化と第２時間変化とを用いることで、エネルギーの放射のフェーズを詳細に知ることができる。例えば、図１３に示すように、直線Ａでは、一定のフェーズによってエネルギーの放射が行われているため、どの２つの時点で区切った期間においても放熱と保熱の関係性が一定であることがわかる。一方で、曲線Ｂにおいては、前半に放熱が支配的な縦軸方向の変化を示し、後半は保熱が支配的な横軸方向の変化に移行する。同様に、曲線Ｃにおいては、前半に保熱が支配的な横軸方向の変化を示し、後半に放熱が支配的な縦軸方向の変化に移行する。

例えば、曲線Ｃのように、保熱のフェーズから放熱のフェーズに移行するには、時間経過の途中で封緘箇所が熱容量の大きな何らかの物体に接触した等の可能性が考えられる。このように、第１時間変化と第２時間変化とを用いてより詳細な封緘状態の判定を行ってもよい。なお、以上から明らかなように、エネルギーの強度の分布を撮像するための第１時点と第２時点との組み合わせは、より多くすることで、判定の精度を高めることができ、トレードオフの関係で、要求される処理性能が高まる。したがって、どの程度の組み合わせの数を用いるかは、要求される正確さ、処理速度との関係などに基づき、適宜、決定されればよい。

なお、以上の実施の形態等の説明においては、一例として、対象物における封緘箇所（例えば接着剤等）からの熱エネルギー放射による、エネルギーの強度が低下していく際のエネルギーの強度の時間変化に基づいて、封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する例を説明した。本発明におけるエネルギーの強度の時間変化としては、このようなエネルギーの強度の低下のみに限らず、エネルギーの強度が上昇していく際のエネルギーの強度の時間変化に基づいて、封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する場合も含まれることは言うまでもない。

例えば、溶融した状態で接着箇所に塗布された接着剤が硬化して接着箇所を接合する接着接合の場合、対象物から放射されるエネルギーの強度は、一過性の上昇傾向を示す。これは、溶融された接着剤が有する熱エネルギーと、硬化反応において副次的に発生する熱エネルギーとが放射されるために生じる。放射されるエネルギーは、溶融された接着剤が有する熱エネルギーの減少と、硬化反応において発生する熱エネルギーの増大とが見かけ上の平衡に達する時点を境に、溶融された接着剤が有する熱エネルギーの減少が支配的となる。したがって、このような対象物から放射されるエネルギーの強度は、一過性の上昇を示した後、対象物における接着箇所等の熱容量等によって放射されるエネルギーの減少が増進することで、放射されるエネルギーの強度の低下に転ずる。

このような、放射されるエネルギーの強度の一過性の上昇の期間において放射されるエネルギーの強度の時間変化は、エネルギーの強度が低下していく際のエネルギーの強度の時間変化に比べて急峻である。すなわち、放射されるエネルギーの強度の一過性の上昇の期間におけるエネルギーの強度の時間変化を用いることで、より短時間に、かつ、精度良く、封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定できることを、本発明者は見出している。

また、例えば、本発明は、判定装置等のハードウェアとして実現できるだけでなく、判定装置等の各構成要素が行う処理をステップとして含むプログラム、および、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として実現することもできる。プログラムは、記録媒体に予め記録されていてもよく、あるいは、インターネットなどを含む広域通信網を介して記録媒体に供給されてもよい。

つまり、上述した包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本発明の判定装置等は、接合において、より正確に良否を判定する目的等に利用される。

１０ 対象物
１０ａ 被封緘材
２１ サイドフラップ
２３ 内蓋フラップ
２５ 外蓋フラップ
２７ 接着剤
３１ 保持部
４１ 撮像部
４１ａ 第１カメラ
４１ｂ 第２カメラ
４３ 判定部
４３ａ 推定モデル
４５ 加速部
４７ 学習部
４７ａ 第１取得部
４７ｂ 第２取得部
４７ｃ 生成部
５１ 内容物
５３ ディスペンサ
１００、１００ａ 判定装置
２００ 封緘装置
３００ 搬送路
５００、５００ａ 封緘システム

Claims (10)

1. 接合による封緘処理を経て、搬送される対象物を撮像して、前記封緘処理によって形成される封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像部と、
   第１時点において搬送される前記対象物の位置で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第１分布と、前記第１時点よりも後の第２時点において搬送される前記対象物の位置で前記撮像部が撮像することで取得した前記分布である第２分布とに基づく前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化であって、時間の経過に伴う前記封緘箇所のエネルギーの強度の低下を示す時間変化を算出し、算出した前記時間変化によって封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定部と、を備え、
   前記撮像部は、
   前記第１分布を取得する第１カメラと、
   前記第２分布を取得する、第１カメラとは異なる第２カメラと、を有する、
   判定装置。
2. 前記接合は、
   超音波により溶融された前記封緘箇所が硬化して接合される超音波接合であり、
   前記撮像部は、前記封緘箇所が硬化する際に放射するエネルギーの強度の分布を取得する、
   請求項１に記載の判定装置。
3. 前記接合は、
   溶融した状態で接着箇所に塗布された接着剤が硬化して前記接着箇所を接合する接着接合であり、
   前記撮像部は、塗布された前記接着剤が硬化する際に放射するエネルギーの強度の分布を取得する、
   請求項１に記載の判定装置。
4. 前記封緘箇所における前記接着接合は、
   加熱により溶融された状態で封緘される前の前記対象物である被封緘材の接着箇所に塗布され、前記放射されるエネルギーとして、熱エネルギーを放射することで硬化し、前記被封緘材の前記接着箇所を接着する接着剤によって行われ、
   前記撮像部は、
   前記封緘箇所における前記接着接合に用いられた前記接着剤から放射される前記熱エネルギーの強度の分布を取得する、
   請求項３に記載の判定装置。
5. 封緘される前の被封緘材を接合により封緘することで、対象物を形成する封緘装置と、
   請求項１～４のいずれか一項に記載の判定装置と、を備える、
   封緘システム。
6. コンピュータによって実行されるプログラムに含まれ、入力された入力データに基づいて推定された出力データを出力する推定モデルであって、
   接合による封緘処理を経て、搬送される対象物の封緘箇所から、第１時点において搬送される位置の前記対象物と、前記第１時点よりも後の第２時点において搬送される位置の前記対象物とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づいて算出された、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化であって、時間の経過に伴う前記封緘箇所のエネルギーの強度の低下を示す時間変化が前記入力データとして入力された場合に、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定し、推定結果を前記出力データとして出力する、
   推定モデル。
7. 接合による封緘処理を経て、搬送される対象物の封緘箇所から放射されたエネルギーの強度に基づき、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定するための推定モデルを生成する生成装置であって、
   前記封緘箇所から、第１時点において搬送される位置の前記対象物と、前記第１時点よりも後の第２時点において搬送される位置の前記対象物とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化であって、時間の経過に伴う前記封緘箇所のエネルギーの強度の低下を示す時間変化を取得する第１取得部と、
   前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果を取得する第２取得部と、
   前記第１取得部が取得した前記時間変化と、前記第２取得部が取得した前記判定結果と、を教師データとして用いて、機械学習により前記推定モデルを生成する生成部と、を備える、
   生成装置。
8. 接合による封緘処理を経て、搬送される対象物を撮像して、封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の分布を取得する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにおける第１時点で搬送される位置での前記対象物の撮像により取得された前記分布である第１分布と、前記撮像ステップにおける前記第１時点よりも後の第２時点で搬送される位置での前記対象物の撮像により取得された前記分布である第２分布とに基づく前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化であって、時間の経過に伴う前記封緘箇所のエネルギーの強度の低下を示す時間変化を算出し、算出した前記時間変化によって前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定ステップと、を含み、
   前記撮像ステップは、
   前記第１分布を取得するステップと、
   前記第２分布を取得するステップとを含む、
   判定方法。
9. 封緘される前の被封緘材を接合により封緘することで、対象物を形成する封緘ステップと、
   請求項８に記載の判定方法により封緘の良及び不良の少なくとも一方を判定する判定ステップと、を含む、
   封緘方法。
10. 接合による封緘処理を経て、搬送される対象物の封緘箇所から放射されたエネルギーの強度に基づき、前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方を推定するための推定モデルの生成方法であって、
    前記封緘箇所から、第１時点において搬送される前記対象物の位置と、前記第１時点よりも後の第２時点において搬送される前記対象物の位置とのそれぞれにおいて放射されたエネルギーの強度に基づく、前記封緘箇所から放射されるエネルギーの強度の時間変化であって、時間の経過に伴う前記封緘箇所のエネルギーの強度の低下を示す時間変化を取得し、
    前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果を取得し、
    取得した前記封緘箇所から放射されたエネルギーの強度の時間変化と、取得した前記対象物における封緘の良及び不良の少なくとも一方の判定結果と、を教師データとして用いた機械学習により前記推定モデルを生成する、
    生成方法。

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