(57)【要約】【課題】  不透明な紙製容器の内面の異物及び／又は異常を検査するための検査装置を提供する。【解決手段】  底板部材と胴部材とからなる不透明な紙製容器の底部外表面側から上方に向けて照射光を照射する光源と、前記紙製容器の開口部上部に配置され、該容器の内壁面を撮影して検査画像を生成する撮影装置と、前記検査画像を画像処理して良品／不良品を判定する良品／不良品判定装置とからなることを特徴とする紙製容器の内面検査装置。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
底板部材と胴部材とからなる不透明な紙製容器の底部外表面側から上方に向けて照射光を照射する光源と、前記紙製容器の開口部上部に配置され、該容器の内壁面を撮影して検査画像を生成する撮影装置と、前記検査画像を画像処理して良品／不良品を判定する良品／不良品判定装置とからなることを特徴とする紙製容器内面の検査装置。
【請求項２】
前記照射光源はＬＥＤ光源であり、前記撮影装置はＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１記載の紙製容器内面検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙製容器の内面検査装置に関する。更に詳細には、本発明は有底のカップ状紙製容器の製造工程において良品容器と不良品容器を選別するための紙製容器内面検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
底板部材と胴部材を巻き締めて一体化させたカップ状の有底紙製容器が食品包装分野で広範に使用されている。このような紙製容器は例えば、コーヒーなどの液体類を充填して販売する用途に使用されたり、内部に即席食品を収納し、喫食時にユーザーが熱湯を容器内に充填して即席食品を復元させる用途などに使用されている。特に、容器内に液体を充填するような用途に使用される場合、液体の充填量の目安となるべき「喫水線」又は「湯量線」が容器の胴部内壁面の適当な箇所に配設されることがある。
【０００３】
このような食品用の紙製容器を製造する場合、その製造工程の適当な工程で、前記のような「喫水線」又は「湯量線」が配設されているか又は鮮明であるか否か、あるいは容器内壁面に異物が存在しないか否かについて検査を行わなければならない。「喫水線」又は「湯量線」が配設されているか又は鮮明であるか否かを判定する検査方法として目視検査法があるが、目視検査では見落とす可能性が考えられるばかりか、多大な工数やコストが掛かってしまう。また、「喫水線」又は「湯量線」が鮮明であるか否かを判定する方法が肉眼による視覚的な検査では検査者の個人差が出てしまい、信頼性に欠ける。一般的に、紙製容器は自動化装置により機械的に大量生産されるので目視検査では対応不可能であり、実際的には光学的検査装置で行われる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、凹凸部を有する透明プラスチックボトル底部の画像をカメラに取り込み異物又は異常を検査する方法であって、透明プラスチックボトルを白色の拡散光を有する検査チャンバ内に送り込み、検査チャンバ内で底部の検査画像をカメラに取り込むようにしたことを特徴とするプラスチックボトル底部の検査方法が記載されている。しかし、この検査方法は検査対象が透明体に限られ、不透明な紙製容器の内面検査には使用できない。
【０００５】
また、特許文献２には、透明な材質からなる容器の被検査領域に対し、容器の外表面から被検査領域全体を均一な光量の照明光で照射する照明体と、容器内部に挿入され、被検査領域の透過光を容器の内面から撮影して検査画像を生成する撮影手段とを有し、前記被検査領域を前記撮影手段と照明体との間に配置させ、生成された検査画像を画像処理することにより容器内面を検査することを特徴とする容器の内面検査装置が記載されている。この検査装置も、前記特許文献１に記載された検査方法と同様に、検査対象が透明な材質の容器に限定される。従って、特許文献２に記載された検査装置も不透明な紙製容器の内面検査には使用できない。
【０００６】
紙製容器の場合、容器内壁面に付着混入する可能性が考えられる異物としては、紙片、ポリエチレンなどの樹脂片や溶けカスなどである。これまでの光学的異物検査装置は、容器内壁面（一般的に、白地）にある有色の異物をカメラで撮像して画像処理し、良品（基準を超える大きさの異物が無い）と不良品（基準を超える大きさの異物が有る）を選別している。しかし、容器内壁面の色と同じ白色であったり、淡色或いは透明な異物は検知できなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２１６０２号公報
【特許文献２】特許第３４２３７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って、本発明の目的は、不透明な紙製容器の内面の異物及び／又は異常を検査するための検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題は、底板部材と胴部材とからなる不透明な紙製容器の底部外表面側から上方に向けて照射光を照射する光源と、前記紙製容器の開口部上部に配置され、該容器の内壁面を撮影して検査画像を生成する撮影装置と、前記検査画像を画像処理して良品／不良品を判定する良品／不良品判定装置とからなることを特徴とする紙製容器の内面検査装置により解決される。
【００１０】
前記紙製容器内面検査装置においては、照射光源としてはＬＥＤ光源を使用し、撮影装置としてはＣＣＤカメラを使用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の内面検査装置によれば、紙製容器の底部外表面から上方に向けて照射光を照射するので、容器内壁面上に配設された湯量線及び異物（存在すれば）などが影絵のように内壁面上に明瞭に浮かび上がり、撮影装置で確実に撮影することができる。例えば、“影ができる”場合、「喫水線」又は「湯量線」が存在し、かつ、鮮明に加工されていることを示し、一方、“影ができない”場合、「喫水線」又は「湯量線」が存在しないか、又は、鮮明に加工されていないことを示す。異物の場合も同様に、“影ができる”場合、基準を超える大きさの異物の存在を示し、“影ができない”場合、異物が存在しないか、又は異物が基準未満の大きさであることを示す。その結果、良品と不良品の判別を正確かつ確実に行うことができ、検査ミスの発生を殆どゼロ％にまで低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の紙製容器内面検査装置１の全体概要図である。
【図２】紙製容器に湯量線を配設する方法を示す模式図であり、（Ａ）はカップ成形機内部でトップカール（口縁部）を成型すると同時に配設する方法を示す模式図であり、（Ｂ）は成型されたカップに後の工程で湯量線を配設する方法を示す模式図である。
【図３】本発明の紙製容器内面検査装置１Ａの別の実施態様の概要平面図である。
【図４】図３におけるスターホイール５４のＢ部の概要断面図である。
【図５】本発明の紙製容器内面検査装置１で使用される良品／不良品判定装置３０の一例のブロック図である。
【図６】本発明の紙製容器内面検査装置１Ａで使用される良品／不良品判定装置３０Ａの一例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施態様について詳細に説明する。図１は本発明の紙製容器内面検査装置１の全体概要図である。先ず、被検査対象物である容器本体１０は常用のカップ製造装置により容易に組み立てられる。例えば、先ず、片面にポリエチレンなどの熱可塑性合成樹脂フィルムがラミネートされた原紙を準備する。このラミネート原紙から容器胴部用ブランク及び底板部用ブランクを打ち抜く。これらのブランクを用いて、常用のカップ成形機で、容器胴部用ブランクはフィルムラミネート面が容器内側に向くように、また、底板部はフィルムラミネート面が容器内側に向くようにして、容器に組み立てる。別法として、両面にポリエチレンなどの熱可塑性合成樹脂フィルムがラミネートされた原紙から容器胴部用ブランク及び底板部用ブランクを打ち抜いて紙製容器を製造することもできる。この場合、容器の内壁面側及び外壁面側の両方にフィルムラミネートが施された紙製容器が得られる。
【００１４】
湯量線配設方法は、（１）カップ成形機内部でトップカール（口縁部）を成型すると同時に配設する方法と、（２）成型されたカップに後の工程で湯量線を配設する方法の２種類の方法がある。図２（Ａ）は、（１）の湯量線配設方法を示す部分概要断面図であり、図２（Ｂ）は、（２）の湯量線配設方法を示す部分概要断面図である。図２（Ａ）を参照する。容器を収容するポケット３の内壁面側に凹溝４が刻設されており、その凹溝４の中心に向けて円形ツール５を押し広げ、容器胴部２の内壁面の所定の円周上に凹陥した環状の湯量線を配設する。一方、図２（Ｂ）では、外周壁面上に凹溝４が刻設されたマンドレルコーン６に容器を密着するように被せ、マンドレルコーン６（容器）を回転させながら、外側から円形ツール５’を凹溝４の中心に向けて押し当て、容器胴部２の内壁面の所定の円周上に突出した環状の湯量線を配設する。
【００１５】
前記のように常法に従って製造された紙製容器１０はストッカー１２に集積され、１個ずつ搬送コンベヤ１４上に載置される。搬送コンベヤ１４は例えば、バキュームコンベヤなどであることができる。被検査対象物である紙製容器１０は搬送コンベヤ１４で所定の方向に搬送されると、その先でチャッキングコンベヤ１６によりチャックされた状態（すなわち、宙づり状態）で照射光源１８の所まで搬送される。照射光源１８は支柱２０から延びる昇降アーム２２により支持されている。昇降アーム２２は支柱２０に沿って上下方向に昇降可能に構成されている。紙製容器１０を間に挟んで撮影装置２４が光源１８と対峙するように配設されている。撮影装置２４も、照射光源１８と同様に、支柱２０から延びる昇降アーム２６により支持されている。照射光源１８及び撮影装置２４をそれぞれ昇降アーム２２及び２６に支持させるのは、被検査対象物の紙製容器１０のサイズが変更された場合に、各サイズの紙製容器１０に対して照射光源１８及び撮影装置２４をそれぞれ最適位置に配置させるためである。チャッキングコンベヤ１６によりチャックされた状態（すなわち、宙づり状態）で紙製容器１０が前進搬送され、照射光源１８の上を通過する際、撮影装置２４により容器内壁面全体が撮影される。紙製容器１０をチャッキングコンベヤ１６で移動しながら撮影することもできるし、あるいは、照射光源１８の位置で一旦停止させてから撮影することもできる。何れの場合も、被検査対象物である紙製容器１０が撮影のための定位置にきたことを適当なセンサ（図示されていない）で検知し、その瞬間に照射光源１８及び撮影装置２４を作動させることができる。こうすると、初めから位置決めされた画像を読み込むことができる。チャッキングコンベヤ１６の終点には搬送コンベヤ１４が配備されており、検査の済んだ紙製容器１０はチャッキングコンベヤ１６から搬送コンベヤ１５に移し替えられる。搬送コンベヤ１５は例えば、バキュームコンベヤなどであることができる。搬送コンベヤ１５の途中には、検査結果に基づき不良品をライン外へ排出するための不良品排出装置２８が配設されている。不良品排出装置２８は例えば、ノズルから高圧空気を吹き出して不良品容器をライン外へ排出するようなエアー選別器であるか又はその他公知慣用の分別手段を使用することができる。不良品排出装置２８より下流側には良品の紙製容器１０だけが搬送コンベヤ１５により後の包装工程などに送られる。
【００１６】
図３は本発明の紙製容器内面検査装置の別の実施態様の概要平面図である。図３に示される紙製容器内面検査装置１Ａは、図１に示された紙製容器内面検査装置１における搬送コンベヤ１４及びチャッキングコンベヤ１６の代わりに、ターレット式の搬送手段５０を使用している。搬送手段５０は基本的に台座５２とスターホイール５４とからなる。スターホイール５４の外周縁には紙製容器１０を収容するための半円形谷部５６が複数個形成されている。台座５２及びスターホイール５４は回転軸５８により一体的に矢線方向に回転される。但し、言うまでもなく、回転方向は図示された方向に限定されない。半円形谷部５６のうちの適当な箇所例えば、図中のＡ部で紙製容器１０を、図１に示されたようなストッカー１２から供給されるか、又は別の適当な手段（例えば、ターレット式リークテスターの出口ターレット部など）から供給される。スターホイール５４の適当な箇所例えば、図中のＢ部には照射光源１８と撮影装置２４が配設されている。また、スターホイール５４の適当な箇所例えば、図中のＣ部には良品排出装置６０が配設され、更に、スターホイール５４の適当な箇所例えば、図中のＤ部には不良品排出装置６２が配設されている。良品排出装置６０及び不良品排出装置６２は例えば、高圧空気吹き出しなど任意の手段を使用することができる。
【００１７】
図４は図３におけるスターホイール５４のＢ部の概要断面図である。照射光源１８は台座５２に支持されている。照射光源１８の同軸上に撮影装置２４が昇降アーム２６により支持されている。スターホイール５４の半円形谷部５６に収容されている紙製容器１０を安定的に保持するため適当なガイド６４を併用することができる。このガイド６４を使用することにより紙製容器１０がしっかりと保持されるので、撮影作業を正確かつ確実に実施することができ、検査に失敗することは無くなる。また、光源１８の上部には透明な光源保護板６６を配設することもできる。
【００１８】
本発明の内面検査装置１及び１Ａで使用される照射光源１８は例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）光源、白熱電球、蛍光灯、ハロゲン光源、フラッシュ光源などである。照射光源１８は検査に必要十分な照度を有するものであれば全て使用できる。ＬＥＤ（発光ダイオード）光源が好ましい。光源１８は容器底板部材の形状と同様な円形形状であることもできるし、あるいはその他の任意の形状であることもできる。光源１８からの周囲への散乱光の発生を避けるために、光源１８は容器底板部材の外表面付近の位置に配置されることが好ましい。
【００１９】
本発明の内面検査装置１及び１Ａで使用される撮影装置２４は例えば、ＣＣＤカメラなどである。撮影装置２４は検査に必要十分な解像度を有するものであれば全て使用できる。ＣＣＤカメラが好ましい。
【００２０】
次に、撮影装置２４により撮像されたデータを処理して良品／不良品を判定する具体的態様について説明する。図５は本発明の紙製容器内面検査装置１で使用する良品／不良品判定装置３０の一例のブロック図である。撮影装置２４により得られた検査撮像データ（すなわち、ビデオ信号）はライン３２を介して良品／不良品判定装置３０に送信される。良品／不良品判定装置３０では、正常品の画像データを画像メモリ３４に予め格納しておく。画像メモリ３２に格納される画像データとしては例えば、画面全体の２値化画像データ、フーリエ変換像などである。これは例えば、予め正常品を撮影装置２４で撮影し、リレー３６を学習側に切り換えることにより実行できる。次に、実際の検査処理では被検査対象物の紙製容器について撮影装置２４で撮像して検査データをビデオ信号として画像比較回路３８に送信する。これは例えば、リレー３６を検査側に切り換えることにより実行できる。画像比較回路３８には画像メモリ３４から正常品の画像データも送信されてくるので、検査データをこの正常品の画像データと比較演算して良品又は不良品を判定する。画像比較回路３８において、検査データと画像メモリの基準データとの比較演算の結果、不良品と判定されると、画像比較回路３８は不良品排出装置駆動装置４２に駆動信号を送信し、不良品をライン外へ排出する。撮影装置２４からは撮像検査データのビデオ信号の他に、タイミング信号もライン４０を介して画像メモリ３４に送信されている。従って、このタイミング信号と検査データのビデオ信号を同期させることによりライン上の各紙製容器を明確に識別することができるので、誤ることなく不良品だけが選択的に排除される。
【００２１】
図６は本発明の紙製容器内面検査装置１Ａで使用する良品／不良品判定装置３０Ａの一例のブロック図である。良品／不良品判定装置３０Ａは図５に示された良品／不良品判定装置３０と概ね同じ構成であるが、画像比較回路３８からの処理信号は、その結果に応じて良品排出装置駆動回路４４又は不良品排出装置駆動回路４２に送信される。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
以上、本発明を紙製容器の内面検査装置として具体的に説明してきたが、本発明は紙製容器に限らず、不透明であるが幾らかは光線を通すその他の物体や容器の内面検査にも使用できる。例えば、不透明な素材からなるプラスチック容器などの内面検査にも使用できる。
【符号の説明】
【００２３】
１，１Ａ  本発明の紙製容器の内面検査装置
２  容器胴部
３  ポケット
４  凹溝
５，５’  円形ツール
６  マンドレルコーン
１０  紙製容器
１２  ストッカー
１４  搬送コンベヤ
１５  搬送コンベヤ
１６  チャッキングコンベヤ
１８  光源
２０  支柱
２２  昇降アーム
２４  撮影装置
２６  昇降アーム
２８  不良品排出装置
３０  良品／不良品判定装置
３２  ビデオ信号ライン
３４  画像メモリ
３６  切り換えリレー
３８  画像比較回路
４０  タイミング信号ライン
４２  不良品排出装置駆動回路
４４  良品排出装置駆動回路
５０  ターレット式搬送手段
５２  台座
５４  スターホイール
５６  半円形谷部
５８  回転軸
６０  良品排出装置
６２  不良品排出装置
６４  ガイド
６６  光源保護板
【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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【図６】
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