(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒部にねじ部が成形されて容器に取り付けられたキャップに向けて光を照射する光源と、上記光源からキャップに向けて光を照射した際のキャップを撮影するカメラと、上記カメラで撮影した映像をもとに容器に対するキャップの取り付け状態の良否を判定する判定手段とを備えたキャップ検査装置において、
上記判定手段は、カメラで撮影した映像を２値化する２値化回路と、２値化回路で２値化した映像データをもとにヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路と、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムにおけるキャップの上端の箇所から下方側に所定量だけずれた箇所を指定するオフセット回路と、上記ヒストグラムにおける上記オフセット回路が指定した箇所からキャップの下方側の所定範囲を判定対象範囲として設定する範囲設定回路と、上記ヒストグラムにおける判定対象範囲内における最大値と最小値との差をねじ部の深さとして演算し、かつ予め記憶した基準となるキャップのねじ部の深さとを比較して、演算したねじ部の深さが基準となるねじ部の深さよりも浅い場合には、キャップの取り付けが不良であると判定する判定回路とを備え、さらに上記キャップの上端にはトップロケータを当接させてあり、上記オフセット回路は、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムにおけるキャップの直径方向の端点の値よりも大きく、かつ上記トップロケータの直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を基準値として記憶しており、オフセット回路は、ヒストグラムにおけるキャップの直径方向の端点の値が上記基準値に対して大小に変化する箇所を、上記キャップの上端と判定することを特徴とするキャップ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は容器に対するキャップの取り付け状態の良否を検査するキャップ検査装置に関し、より詳しくは、円筒部にねじ部が成形されて容器に取り付けられる様にしたキャップを検査するキャップ検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、円筒部にねじ部が成形されることで容器の上端に取り付けられるキャップは知られており、また、このようなキャップの容器に対する取り付け状態を検査する検査装置も知られている（例えば特開平３−１５８７０７号公報）。
この公報に開示されている検査装置では、先ず、光を照射したキャップをカメラで撮影し、そのキャップの映像を２値化回路で白と黒とに２値化する。次に、このように２値化すると、キャップの側面となるねじ部のねじ山が波形に表示されるので、この２値化した映像をもとにキャップの天面（上端）からねじ部の下端までの寸法を演算するとともに、このねじ部の領域内における最大の山部の頂点から最も低い谷部の底までの寸法差からねじ部の最大深さを演算する。そして、そのようにして演算したキャップのねじ部の軸方向寸法およびねじ部の最大深さを、予め記憶しておいた良品としてのキャップの軸方向寸法およびねじ部の深さと比較することにより、キャップの取り付け状態の良否を検査するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、上記従来の装置では、キャップのねじ部における軸方向長さを演算するに当たって、キャップの天面（上端）の位置を基準として、そこからねじ部の軸方向長さを演算していたものである。
ところで、キャップの天面（上端）における外周部、すなわち天面と円筒部との境界となる箇所は通常では断面円弧状に成形されており、したがって、断面円弧状とした天面（上端）の外周部における内方側の境界部は天面（上端）の軸部側に位置している。そのため、上述した従来の装置では、断面円弧状となった天面（上端）の外周部における内方側の境界部をねじ部における谷部の底と誤認するおそれがあった。そして、そのように誤認してねじ部の深さを演算した場合には、正常な状態でキャップが容器に取り付けられているにも拘らず、キャップの取り付けが不良であると判定されるおそれがあった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
このような事情に鑑み、本発明は、円筒部にねじ部が成形されて容器に取り付けられたキャップに向けて光を照射する光源と、上記光源からキャップに向けて光を照射した際のキャップを撮影するカメラと、上記カメラで撮影した映像をもとに容器に対するキャップの取り付け状態の良否を判定する判定手段とを備えたキャップ検査装置において、
上記判定手段は、カメラで撮影した映像を２値化する２値化回路と、２値化回路で２値化した映像データをもとにヒストグラムを作成するヒストグラム作成回路と、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムにおけるキャップの上端の箇所から下方側に所定量だけずれた箇所を指定するオフセット回路と、上記ヒストグラムにおける上記オフセット回路が指定した箇所からキャップの下方側の所定範囲を判定対象範囲として設定する範囲設定回路と、上記ヒストグラムにおける判定対象範囲内における最大値と最小値との差をねじ部の深さとして演算し、かつ予め記憶した基準となるキャップのねじ部の深さとを比較して、演算したねじ部の深さが基準となるねじ部の深さよりも浅い場合には、キャップの取り付けが不良であると判定する判定回路とを備え、さらに上記キャップの上端にはトップロケータを当接させてあり、上記オフセット回路は、ヒストグラム作成回路で作成したヒストグラムにおけるキャップの直径方向の端点の値よりも大きく、かつ上記トップロケータの直径方向の端点の値よりも小さな中間の値を基準値として記憶しており、オフセット回路は、ヒストグラムにおけるキャップの直径方向の端点の値が上記基準値に対して大小に変化する箇所を、上記キャップの上端と判定するようにしたキャップ検査装置を提供するものである。
【０００５】
【作用】
このような構成によれば、オフセット回路がヒストグラムにおけるキャップの上端の箇所から下方側に所定量だけずれた箇所を指定し、それをもとに範囲設定回路が判定対象範囲として設定する。換言すると、キャップの上端は判定対象範囲から除外されることになる。そのため、判定回路は、キャップの上端における断面円弧状となった外周部の内方側の境界部をねじ部における谷部の底と誤認してねじ部の深さを演算することはない。したがって、従来に比較して、容器に対するキャップの取り付け状態の良否を高精度に判定することができる。
【０００６】
【実施例】
以下図示実施例について本発明を説明すると、図１において、１はキャップ検査装置であり、容器２に取り付けたキャップ３（図４）が正常に取り付けられているか否かを検査する機能を備えている。
容器２は、図示しない右方側の充填装置によってその内部に充填液が充填されるとともに、その上端口部２ａおよびそこから連続する外周部に設けたねじ部２ｂにキャップ３が取付けられるようになっている（図４）。そして、その状態において、供給コンベヤ４によって回転体５の位置まで搬送されて来ると、供給スターホイール６を介して上記回転体５に設けた各載置台７上に順次搬入されるようになっている。
本実施例のキャップ３はアルミニウム製であり、図４に示すように、上端３ａとなる天面と、そこから連続して軸方向に伸びる円筒部３ｂを備えている。そして、容器２の上端口部２ａに被せられた状態のキャップ３が、上記供給コンベヤ４の上流側に設けた図示しないキャッパによって、容器２のねじ部２ｂの形状に倣って上記円筒部３ｂにねじ部３ｃが成形されるようになっている。それによって、キャップ３が容器２の上端口部２ａおよびねじ部２ｂに取り付けられるようになっている。
次に、上記各載置台７は回転体５の円周方向等間隔位置に回転自在に配設されており、かつ、図示しない回転機構によって一方向に回転される様になっている。また、図３に示すように、各載置台７の上方位置には、従来公知のトップロケータ８を設けてあり、各載置台７上の容器２に取り付けたキャップ３の上端３ａをトップロケータ８によって押さえるようになっている。これによって、回転体５および回転機構によって移送されつつ回転される容器２が各載置台７上から落下するのを防止している。なお、各載置台７の構成および、各載置台７を回転させる回転機構の構成は、例えば特開平３−９６８４１号公報等で公知なので詳細な説明は省略する。
各載置台７上の容器２と、それに取り付けたキャップ３およびトップロケータ８は、上記回転機構によって各載置台７と共に回転されつつ回転体５の回転に伴って検査領域Ａを通過する間に、撮影手段１１によって全周を撮影されるようになっている。この撮影手段１１が撮影したキャップ３等の映像は、判定手段１２に入力されるようになっており、後に詳述するが、判定手段１２は撮影手段１１から入力されるキャップ３等の映像を基にして、キャップ３が容器２に対して正常に取り付けられているか否かを判定するようになっている。
上記検査領域Ａを通過した各容器２は、排出スターホイール１３を介して載置台７上から排出されるようになっており、判定手段１２によってキャップ３の取り付けが不良であると判定された容器２’は、リジェクトホイール１４によって第１排出コンベヤ１５上に排出される。これに対して、判定手段１２によってキャップ３が良好に取り付けられていると判定された容器２は、リジェクトホイール１４および受渡ホイール１６を介して第２排出コンベヤ１７上に排出されるようになっている。
図２に示すように、検査領域Ａに面した回転体５の上方側となる所定位置には、検査領域Ａを通過するキャップ３および容器２にむけて連続的に光（透過照明）を照射する光源２１を配設している。そして、この光源２１から光を照射されたキャップ３および容器２の映像を、撮影手段１１が備えるＣＣＤカメラ２２によって撮影するようにしている。本実施例では、検査領域Ａの容器３を挟んで図面上の右方側に光源２１を配置し、左方側にＣＣＤカメラ２２を配置しているので、光源２１から光を照射された容器２およびキャップ３の影がＣＣＤカメラ２２によって撮影されるようになっている。
また、載置台７上の容器２は回転体５の回転に伴って検査領域Ａを連続的に移動するので、本実施例ではＣＣＤカメラ２２の隣接位置に容器２の移動に追従して回転する従来公知のガルバノミラー２３を設けている。これによって検査領域Ａを移動する容器２およびそれに取り付けたキャップ３の全周をＣＣＤカメラ２２によって連続的に撮影することができる。
そして、このＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３の映像は、判定手段１２に入力されるようになっており、判定手段はＣＣＤカメラ２２から入力された映像をもとにして、容器２の上端にキャップ３が良好に取り付けられているか否かを判定するようになっている。
すなわち、図５に示すように、本実施例の判定手段１２は、Ａ／Ｄ変換器１２Ａおよび２値化回路１２Ｂを備えるとともに、ヒストグラム作成回路１２Ｃ、オフセット回路１２Ｄ、範囲設定回路１２Ｅおよび判定回路１２Ｆとを備えている。
Ａ／Ｄ変換器１２ＡはＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３等の映像をデジタル信号に変換するものであり、２値化回路１２ＢはＡ／Ｄ変換器１２Ａで変換したデジタル信号を白と黒とに２値化するようになっている。
ヒストグラム作成回路１２Ｃは、２値化回路１２Ｂが２値化した映像データを元に、該映像データを黒の画素数の多少で表現したヒストグラムを作成するようになっている。なお、本実施例では、図６に想像線の枠で示したように、ＣＣＤカメラ２２が撮影した映像のうち、トップロケータ８、キャップ３および容器２における左方側の所定範囲を第１検査対象範囲Ｘと設定するとともに、中心線Ｃを挟んで第１検査対象範囲Ｘと対称位置となるキャップ３等の右方側の所定範囲を第２検査対象範囲Ｙと設定している。そして、ヒストグラム作成回路１２Ｃは、これら両検査対象範囲Ｘ，Ｙの映像データについて、図７に示したようなヒストグラムを作成するようになっている。
次に、図７に示したように、オフセット回路１２Ｄは、ヒストグラム作成回路１２Ｃで作成したヒストグラムにおけるキャップ３の上端３ａの箇所Ｙ１から下端側に所定量だけずれた箇所Ｙ２を指定する様になっている。
なお、上述したように、本実施例では、キャップ３の上端部３ａにトップロケータ８を当接させているので、オフセット回路１２Ｄは、次のようにして、ヒストグラムにおけるキャップ３の上端３ａの位置を判定するようにしている。すなわち、オフセット回路１２Ｄは、ヒストグラムにおけるキャップ３の筒状部３ｂの直径方向の端点の値よりも大きく、かつトップロケータ８の直径方向の端点の値よりも小さな中間の値となるキャップ３の直径方向における基準値Ｚを備えており、この基準値Ｚを挟んでヒストグラムにおけるキャップ３の直径方向の端点の値が大小に変化する箇所Ｙ１をキャップ３の上端３ａであると判定するようにしている。そして、オフセット回路１２Ｄは、このようにヒストグラムにおけるキャップ３の上端３ａの箇所Ｙ１を判定したら、上述したように，キャップ３の上端３ａの箇所から下端側に所定量だけずれた箇所Ｙ２を指定するようにしている。本実施例では、オフセット回路１２Ｄによるオフセット量は、ヒストグラム上の縦方向の１単位分としている。
次に、範囲設定回路１２Ｅは、ヒストグラムにおける上記オフセット回路１２Ｄが指定した箇所Ｙ２から下方側にむけてカウントして１０番目の箇所Ｙ３までの範囲を判定対象範囲Ｙ’として設定するようにしている。また、範囲設定回路１２Ｅは、他方の第１検査対象領域Ｘに関してヒストグラム作成回路１２Ｃで作成したヒストグラムについても、同様にして判定対象範囲Ｘ’（図示せず）を設定する。そして、ヒストグラム作成回路１２Ｃで作成したヒストグラムのうち、範囲設定回路１２Ｅが設定した判定対象範囲Ｘ’、Ｙ’のヒストグラムが判定回路１２Ｆに伝達されるようになっている。上述したことから理解できるように、本実施例では、キャップ３の上端３ａは判定対象範囲Ｘ’、Ｙ’から除外される様になっている。
次に、判定回路１２Ｆは、ヒストグラム上における範囲設定回路１２Ｅが設定した判定対象範囲Ｘ’、Ｙ’について、キャップ３のねじ部３ｃの深さを演算し、かつ予め記憶した基準となるねじ部の深さとを比較して、キャップ３の取り付け状態の良否を判定するようになっている。
すなわち、図７に示した第２検査対象範囲Ｙにおける判定対象範囲Ｙ’についてみると、この判定対象範囲Ｙ’内はキャップ３におけるねじ部３ｃの領域となる。そこで、判定回路１２Ｆは、Ｙ４の箇所がキャップ３の直径方向における値が最小の位置（最も低い位置）を認識し、そこがねじ部３ｃにおける各谷部の中で最も低くなる底であると判定する。また、判定回路１２Ｆは、Ｙ５の箇所がキャップ３の直径方向における値が最小の位置（最も高い位置）であることを認識し、そこがねじ部３ｃにおける各山部の中で最も高くなる頂点であると判定する。そして、判定回路１２Ｆは、Ｙ５の箇所のＹ４の箇所とのキャップ３の直径方向におけるずれ量からキャップ３におけるねじ部３ｃの最大の深さＤを演算する。
次に、判定回路１２Ｆは、演算したキャップ３におけるねじ部の深さＤと、予め記憶しておいた正常な取り付け時におけるキャップ３のねじ部３ｃの深さＤ１とを比較して、演算したねじ部の深さＤが、予め記憶したねじ部３ｃの深さＤ１よりも深い場合には、判定回路１２Ｆは、容器２に対するキャップ３の取り付け状態が良好であると判定する。これに対して、演算したねじ部の深さＤが、予め記憶したねじ部３ｃの深さＤ１よりも浅い場合には、判定回路１２Ｆは、容器２に対するキャップ３の取り付け状態が不良であると判定する。なお、第１検査対象範囲Ｘにおける判定対象範囲Ｘ’（図示せず）についても、判定回路１２Ｆは、上述した第２検査対象範囲Ｙの判定対象範囲Ｙ’と同様の処理を行うようになっている。
（作動説明）
以上の構成において、判定手段１２は、次のようにして容器２に対するキャップ３の取り付け状態が良好であるか否かを判定する。
すなわち、図６に示すように、ＣＣＤカメラ２２によって撮影したキャップ３、トップロケータ８および容器２の映像が判定手段１２に入力されると、その映像は、先ずＡ／Ｄ変換器１２Ａによってデジタル信号に変換される。
次に、このデジタル信号は２値化回路１２Ｂによって白と黒とに２値化される。
次に、このように白と黒とに２値化されたＣＣＤカメラ２２による映像データをもとに、ヒストグラム作成回路１２Ｃはヒストグラムを作成する。ここで、図６に示した第２検査対象範囲Ｙについて作成したヒストグラムが図７のようになったものとする。
すると、オフセット設定回路１２Ｄは、ヒストグラムにおけるキャップ３の上端３ａの箇所Ｙ１から下端側に所定量だけずれた箇所Ｙ２を指定する様になっている。なお、その際、上述した様に、オフセット設定回路１２Ｄは、基準値Ｚを基にキャップ３の上端３ａを判定する。
次に、範囲設定回路１２Ｅは、ヒストグラムにおけるオフセット回路１２Ｄが指定した箇所Ｙ２からキャップ３の下方側の所定範囲を判定対象範囲Ｙ’として設定し、そのことを判定回路１２Ｆに伝達する。
すると、判定回路１２Ｆは、判定対象範囲Ｙ’においてキャップ３の直径方向における値が最大となる箇所Ｙ５と最小となる箇所Ｙ４とを認識して、それらがねじ部３ｃの最大の山部の頂点であること、およびねじ部３ｃの最小の谷部の底であることを判定する。次に、判定回路１２Ｆは、上記値が最大となる箇所Ｙ５と最小となる箇所Ｙ４とのずれ量からねじ部３ｃの最大の深さＤを演算する。そして、判定回路１２Ｆは、演算したねじ部３ｃの最大の深さＤと、予め記憶しておいた正常な取り付け時におけるねじ部３ｃの深さＤ１とを比較し、演算したねじ部の深さＤが、あらかじめ記憶したねじ部３ｃの深さＤ１よりも深い場合には、キャップ３の取り付け状態が良好であると判定する。これに対して、演算したねじ部の深さＤが、あらかじめ記憶したねじ部３ｃの深さＤ１よりも浅い場合には、キャップ３の取り付け状態が不良であると判定する。
上述した本実施例によれば、キャップ３における断面円弧状となった上端３ａの外周部は、判定対象範囲Ｘ’，Ｙ’からはずれているので、断面円弧状となった上端３ａの外周部の内方側の境界をねじ部３ｃの谷部であると判定回路１２Ｆが誤認することはない。したがって、判定回路１２Ｆは、従来に比較して、キャップ３の取り付け状態をより高精度に判定することができる。
なお、上述した実施例では、判定回路１２Ｆは、演算したねじ部の深さＤとあらかじめ記憶したねじ部３ｃの深さＤ１とを比較して、演算したねじ部の深さＤが記憶したねじ部３ｃの深さＤ１よりも深い場合には良好と判定していたが、次のように判定しても良い。つまり、上記深さＤ１よりも所定量だけ大きな第２の基準値となる深さＤ２を判定回路１２Ｆに記憶させておき、演算したねじ部の深さＤを第１の基準値となる深さＤ１と比較する前後に、若しくは同時に第２の基準値となる深さＤ２とも比較して、深さＤ１よりも演算したねじ部の深さＤが深い場合であっても、さらに深さＤ２よりも深い場合は、キャップ３の取り付けが不良であると判定するようにしても良い。
また、上記実施例では、トップロケータ８でキャップ３および容器２を押さえた場合についての説明したが、トップロケータ８の代わりに従来公知のボトムロケータによって載置台７上の容器２を固定しても良い。この場合には、ＣＣＤカメラ２２による映像およびそれをもとにしたヒストグラム上では、キャップ３と容器２だけが表示されることになる。そして、この場合におけるキャップの上端（天面）を検出する技術は、特開平３−１５８７０７号公報に開示されている。また、上述した実施例では、容器２およびキャップ３に光源から透過照明である光を照射して、ＣＣＤカメラでキャップ３等の影を撮影するようにしているが、キャップ３等から反射した反射光をＣＣＤカメラで撮影しても良い。
さらに上述した実施例では、図６に示したように、両検査対象範囲Ｘ，Ｙは、中心線Ｃを挟んで左右対称の位置に設定しているが、それらは必ずしも左右対称の位置に設定しなくても良い。
【０００７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、従来に比較して容器に対するキャップの取り付け状態の良否を高精度に判定することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す概略の平面図。
【図２】図１の要部の拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う要部の断面図。
【図４】図３の要部の拡大図。
【図５】判定手段の構成を示す図。
【図６】撮影手段１１で撮影したキャップ３等の映像を示す図。
【図７】図５のヒストグラム作成回路１２Ｃで作成したヒストグラムを示す図。
【符号の説明】
１…キャップ検査装置                  ２…容器
３…キャップ                          ８…トップロケータ
１２…判定手段                        １２Ｂ…２値化回路
１２Ｃ…ヒストグラム作成回路          １２Ｄ…オフセット回路
１２Ｅ…範囲設定回路                  １２Ｆ…判定回路
２１…光源                            ２２…ＣＣＤカメラ
【図１】
0003700242.tif 000002
【図２】
0003700242.tif 000003
【図３】
0003700242.tif 000004
【図４】
0003700242.tif 000005
【図５】
0003700242.tif 000006
【図６】
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【図７】
0003700242.tif 000008