(57)【要約】【課題】  容器への内容品の充填を行った後に、容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を、満足できる精度および速度にて検査する。【解決手段】  水平方向に設置されたカメラ２１と、斜めの方向から光を照射する照明装置２２とを具備する撮像ユニット２０を製造ラインの２箇所に配置し、充填口３の外周面４の表面色が内容品の色と異なる容器１を用いて内容品の充填を行った後、第１の撮像ユニットのカメラ２１によって充填口３の外周面４の一方の側を撮像して充填口３の外周面４の一方の側への付着物の有無についての第１の判定結果を生成し、第２の撮像ユニットのカメラ２１によって充填口３の外周面４の他方の側を撮像して充填口３の外周面４の他方の側への付着物の有無についての第２の判定結果を生成し、第１の判定結果と第２の判定結果に基づいて充填口３の外周面４の全周への内容品の付着の有無を判定する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を検査する検査方法であって、
検査対象となる容器の充填口の外周面に向かって水平方向に設置されたカメラと、前記容器の充填口の外周面に向かって斜めの方向から光を照射する照明装置とを具備する撮像ユニットを製造ラインの２箇所に配置し、
充填口の外周面の表面色が内容品の色と異なる容器を用いて内容品の充填を行った後、第１の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の外周面の一方の側を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の一方の側への付着物の有無についての第１の判定結果を生成し、第２の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の外周面の他方の側を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の他方の側への付着物の有無についての第２の判定結果を生成し、前記第１の判定結果と第２の判定結果に基づいて充填口の外周面の全周への内容品の付着の有無を判定することを特徴とする容器の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を検査する容器の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
食品や飲料等の内容品を充填口が細い容器（例えばパウチ）に充填するとき、充填中の漏れや充填後の内容品の逆流により、内容品が充填口の外側にはみ出る場合がある。この場合、洗浄が難しく汚染の原因になる上、充填後に充填口をキャップやシール等によって密封するときに密封の確実性が悪くなるおそれがあり、また、不衛生の原因ともなり得ることから、充填口に内容物の付着がある場合には製造ラインから排除するようにしている。内容物の付着の検査は、一般的には充填後に目視観察で行われている。特許文献１にはＰＴＰ包装等の透明なシート包装の検査のため、カメラを用いて異物等の欠陥検出を行う方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−４１９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし前述の特許文献１に記載の方法は、透明なシート包装に即した方法であり、筒状かつ不透明の充填口の外周面を検査する場合には不適である。
製造ライン上でカメラを用いて自動的に検査を行う場合、生産スピードに即して満足できる精度や速度を実現する必要がある。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容器への内容品の充填を行った後に、容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を、満足できる精度および速度にて検査することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するため、本発明は、容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を検査する検査方法であって、検査対象となる容器の充填口の外周面に向かって水平方向に設置されたカメラと、前記容器の充填口の外周面に向かって斜めの方向から光を照射する照明装置とを具備する撮像ユニットを製造ラインの２箇所に配置し、充填口の外周面の表面色が内容品の色と異なる容器を用いて内容品の充填を行った後、第１の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の外周面の一方の側を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の一方の側への付着物の有無についての第１の判定結果を生成し、第２の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の外周面の他方の側を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の他方の側への付着物の有無についての第２の判定結果を生成し、前記第１の判定結果と第２の判定結果に基づいて充填口の外周面の全周への内容品の付着の有無を判定することを特徴とする容器の検査方法を提供する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、検査対象となる容器の充填口の外周面に向かって水平方向に設置されたカメラと、前記容器の充填口の外周面に向かって斜めの方向から光を照射する照明装置とを具備する撮像ユニットを用いることにより、照明装置から照射された光が充填口の外周面で鏡面反射してカメラに入射することを防止できる。
撮像ユニットを製造ラインの２箇所に配置し、第１の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の外周面の一方の側を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の一方の側への付着物の有無についての第１の判定結果を生成し、第２の撮像ユニットのカメラによって容器の充填口の他方の側の外周面を撮像して充填口の外周面の表面色と内容品の色との識別により充填口の外周面の他方の側への付着物の有無についての第２の判定結果を生成し、前記第１の判定結果と第２の判定結果に基づいて充填口の外周面の全周への内容品の付着の有無を判定することにより、筒状の充填口の外周面の全周を隈なく検査することが可能になる。さらに、充填口の外周面の表面色が内容品の色と異なる容器を用いて内容品の充填を行うことにより、画像による内容品の識別が容易になり、迅速かつ確実な検査が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
本形態例では、図１に示すように、検査対象はパウチ２の上部に充填口３が設けられた容器１としている。この容器１の充填口３の外周面４における付着物の有無を検査するため、容器１の充填口３の外周面４に向かって水平方向に設置されたカメラ２１と、容器１の充填口３の外周面４に向かって斜めの方向から光を照射する照明装置２２とを具備する撮像ユニット２０を用いて充填口３の外周面４の撮像を行う。また、図２に示すように、上述の撮像ユニット２０、２０を製造ライン１０の２箇所に配置する。各撮像ユニット２０には、カメラ２１のシャッターを作動させるトリガ信号を得るためのトリガセンサ２３が設置されている。また、各カメラ２１は、カメラケーブル２５を介して検査機２４に接続されている。検査機２４には、ＣＣＤカメラ２１によって撮像された画像の信号がカメラケーブル２５を介して送信されるようになっており、この画像に基づいて付着物の有無を判定する制御部として機能する。
【０００８】
なお、図２中、二箇所の撮像ユニット２０、２０を区別するため、第１のロータリーポジショナー１１に付設された撮像ユニット２０を第１の撮像ユニット２０Ａといい、第２のロータリーポジショナー１２に付設された撮像ユニット２０を第２の撮像ユニット２０Ｂという場合がある。各ロータリーポジショナー１１、１２は、容器支持手段１３により支持された容器１を所定の回転方向（図２中、周に沿う矢印により表示する）に搬送するようになっており、トリガセンサ２３は、各撮像ユニット２０の前でロータリーポジショナー１１、１２に搬送される容器１を検知したとき、トリガ信号を生成してカメラ２１のシャッターを作動させる。なお、図２中、容器１および容器支持手段１３は、本発明上の要部である第１の撮像ユニット２０Ａから第２の撮像ユニット２０Ｂまでの間のみ図示しており、他の位置では図示を省略している。
【０００９】
充填後は、図３（ａ）に示すように、内容品が漏れることがなく、充填口３の外周面４に付着物のない状態が正常であるが、充填中の漏れや充填後の内容品の逆流により、図３（ｂ）に示すように内容品が充填口３の外側にはみ出て付着物５となる場合がある。このため、図１、図２に示す装置によって充填口３の外周面４を撮像し、得られた画像情報を処理することにより、付着物５の有無を検査する。このため本発明では、図３に示すように、充填口３の外周面４の表面色が内容品の色と異なる容器を用いて内容品の充填を行う。例えば内容品がヨーグルトのように白色の物品である場合、充填口３の外周面４の表面色としては例えば緑色に着色された色（図面中、着色された状態を表すため、充填口３の外周面４には平行斜線によるハッチングを付している。）とすることができる。図５に示すように、充填口３０の外周面４０の表面色が内容品の色と同じ容器を用いた場合には、内容品の付着物５０の識別が難しい。これに対して本発明では、充填口３の外周面４の表面色を内容品の色と違わせることにより、充填口３の外周面４の表面色と内容品の色とが識別可能になる。カメラ２１としてカラーカメラを用いた場合は色抽出により、また、モノクロカメラを用いた場合は濃淡差検出により、内容品の付着を容易かつ確実に検出することができる。
【００１０】
カメラ２１によって撮像された画像情報は、検査機２４に送信される。この画像情報は、図４（ｂ）に示すように多数の画素Ｐと、画素Ｐごとの色または濃度の情報により構成されている。ここで、内容品の色を検査機２４に記憶させておき、内容品の色と同じ色が画面中に存在した場合にその色を示す部分を付着物５と認識し、画像中、付着物５の占める面積を画素Ｐの数により計測する。そして、付着物５の占める面積が所定の閾値以上である場合には、撮像の範囲内に付着物５が存在し、付着物５の占める面積が所定の閾値未満である場合には、撮像の範囲内に付着物５が存在しないものと判定する。
【００１１】
上述の付着物５の有無を判定するための閾値は、画像の上半分と下半分とで違わせることができる。すなわち、図４（ａ）に示すように、充填口３の外周面４のうち先端部４ａを囲む上半分の領域６では１００画素を閾値として０．５１ｍｍ２以上の面積の付着を検出可能にし、充填口３の外周面４のうちねじ部４ｂを囲む下半分の領域７では２００画素を閾値として１．００ｍｍ２以上の面積の付着を検出可能にすることができる。
撮像の際、図１（ａ）に示すように、カメラ２１が充填口３の外周面４を水平方向に撮像し、照明装置２２が充填口３の外周面４を斜めの方向から照らすことにより、照明装置２２の照明光が充填口３の外周面４上の鏡面反射によってカメラ２１に入射することを避けることができる。
【００１２】
照明装置２２としては図１（ｂ）に示すように検査対象の容器１の三方からＬＥＤ照明を当てることにより、隈なくかつ陰ができないように充填口３の外周面４の片側全面を照らすことができる。また、充填口３の外周面４を明るく照らすことにより、充填口３の外周面４とその周囲の背景部分とでは明るさの差を大きくしたので、それに合わせてカメラ２１の絞りを厳しくすることにより、背景部分が真っ暗となる画像が得られる。この結果、背景の色が検査に悪影響を与えることがない。
【００１３】
さらに本形態例においては、図２に示すように、第１の撮像ユニット２０Ａのカメラ２１によって容器１の充填口３の外周面４の一方の側を撮像したのち、容器１を第１のロータリーポジショナー１１から第２のロータリーポジショナー１２へと受け渡し、第２の撮像ユニット２０Ｂのカメラ２１によって容器１の充填口３の外周面４の他方の側の外周面を撮像する。このように円筒状の充填口３を１８０°ずつ２回撮像することにより、充填口３の外周面４の全周を隈なく検査することができる。さらに、図１（ｂ）に示すように、各撮像ユニット２０に９０°違う角度から２機のＣＣＤカメラ２１で撮像することにより、検査の死角が生じないようにすることができる。
【００１４】
検査機２４は、第１の撮像ユニット２０Ａのカメラ２１によって充填口３の外周面４の一方の側を撮像することにより得られた画像情報を認識し、充填口３の外周面４の表面色と内容品の色との識別により、充填口３の外周面４の一方の側への付着物５の有無についての第１の判定結果を生成する。また、同一の容器について、第２の撮像ユニット２０Ｂのカメラ２１によって充填口３の外周面４の他方の側を撮像することにより得られた画像情報を認識し、充填口３の外周面４の表面色と内容品の色との識別により充填口３の外周面４の他方の側への付着物５の有無についての第２の判定結果を生成する。そして、第１の判定結果と第２の判定結果とがともに「付着物なし」という判定結果であれば、当該容器１は充填口３の外周面４の全周にわたって内容品の付着がない正常品である、と判定する。また、第１の判定結果と第２の判定結果のうちいずれかが「付着物あり」という判定結果であれば、当該容器１は内容品の付着がある異常品である、と判定する。
以上の検査方法により、容器１の充填口３の外周面４における内容品の付着の有無を、満足できる精度および速度にて検査することができる。
【実施例】
【００１５】
本実施例では、検査対象の容器１として、パウチ２が銀色のアルミラミネートの袋であり、充填口３が薄緑色のスパウト（飲み口）であるパウチ容器を用いた。内容品としては、白色のヨーグルトを用いた。カメラ２１としてはＣＣＤカメラ（ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＣＶ−７５０、レンズ径１６ｍｍ、接写リング径１．５ｍｍ）を、照明装置２２としては白色ＬＥＤ照明（ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＣＶ−Ｌ１６）を、トリガセンサ２３としては光電管（ＫＥＹＥＮＣＥ社製Ｅ３Ｚ）を、検査機２４としてはカラー検査機（ＫＥＹＥＮＣＥ社製ＣＶ−７５０）を用いた。
【００１６】
図１に示すように、検査対象となる容器１の充填口３の外周面４に対して水平にカメラ２１を配置するとともに、カメラ２１の下方に照明装置２２を配置して容器１の充填口３の外周面４を斜め方向から明るく照らした。カメラ２１はレンズが充填口３の外周面４から１５０ｍｍの距離に位置するように設置し、照明装置２２は、照射方向と水平方向がなす角θが４５〜６０°の範囲内となるように斜めに設置した。トリガセンサ２３によってカメラ２１のオンオフを操作し、カメラ２１によって容器１の充填口３の外周面４を撮像し、カメラ２１に接続された検査機２４により、充填口３の外周面４への内容品の付着の有無を検査した。一個の容器１について、図２に示すように、二箇所で撮像を行った。
【００１７】
充填中の漏れや充填後の内容品の逆流による内容品の付着は、充填口３の外周面４の表面色と内容品の色との差によって識別し、内容品の色と一致する画素の数を計測して、その数が所定の閾値以上であれば内容品の付着があるものとして検査機２４からＮＧ信号を出力し、異常品として製造ラインから排出するようにした。本実施例によれば、正常品と異常品を正確に判定することが可能であり、しかも、充填機の能力は、９０００個／ｈ（１個当たり４００ｍｓ）であるのに対して、測定にかかる時間は１個当たり６０ｍｓであり、速度的に十分対応という結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、食品や飲料等の内容品を容器に充填した後、容器の充填口の外周面における内容品の付着の有無を検査する容器の検査方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による撮像ユニットを用いた撮像方法の一例を説明する図面であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明による撮像ユニットの配置の一例を説明する平面図である。
【図３】（ａ）は内容品の付着がない充填口を示す概略図、（ｂ）は内容品の付着がある充填口を示す概略図である。
【図４】本発明による画像検査の方法を説明する図面であり、（ａ）は検査領域の設定例を示す模式図、（ｂ）は画素による付着物の判定方法を説明する模式図である。
【図５】充填口の外周面の色と内容品の色が同じ場合の付着状態を説明する充填口の外周面の概略図である。
【符号の説明】
【００２０】
１…容器、３…充填口、４…外周面、５…付着物、１０…製造ライン、２０、２０Ａ、２０Ｂ…撮像ユニット、２１…カメラ、２２…照明装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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