(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に肩部を有し、他端が開口される軟性なチューブ容器を横倒し状態で回転可能に保持するローラ対を有する保持部と、
複数の前記保持部が設けられ、直線的な搬送経路を形成する無限軌道を有する搬送機構と、
前記搬送機構内又は前記搬送機構に隣接して、配置されるベルト部材を備え、回転する前記ベルト部材による摺動により前記ローラ対を回転させて、前記保持部に載置される前記チューブ容器を回転させる回転機構と、
撮影レンズの主面を延長した面と撮像素子の撮像面を延長した面が１つの交点で交わるように、前記撮影レンズと前記撮像素子が配置され、前記横倒し状態で回転する前記チューブ容器の前記交点に交わる合焦面上にある前記他端の開口から容器内部を撮影する第１カメラを有する撮像部と、
前記第１カメラで撮影された前記チューブ容器の容器内部の画像に対して、隣接する画素どうしの差が予め定めたしきい値以上となるエッジを検出し、前記エッジを欠陥箇所として抽出する制御部と、
前記第１カメラに撮影された、回転している前記チューブ容器の前記他端の開口の画像に生じる蛇行箇所に対して、該蛇行箇所を直線的に揃える蛇行補正部、及び、前記欠陥箇所を他の画像領域と区別するために着色を含む画像の強調処理を行う欠陥強調処理部を含む画像処理部と、
を備えるチューブ容器検査装置。
【請求項２】
前記回転機構は、複数のプーリに掛け渡された回転ベルトと、前記プーリを回転させるモータとを備え、
前記回転ベルトは、前記搬送機構により移動する前記ローラ対を順次、回転させて、前記第１カメラの撮影位置へ到着前に、前記ローラ対に載置される前記チューブ容器を予め設定された一定回転に到達させる、請求項１に記載のチューブ容器検査装置。
【請求項３】
前記チューブ容器検査装置は、さらに、
前記搬送機構の搬送経路上で前記撮像部の前に配置され、前記チューブ容器に対して、圧縮空気を噴出する異物除去部と、
前記搬送機構の搬送経路上で前撮像部の後に配置され、前記制御部により前記欠陥箇所を有すると判断されたチューブ容器を前記搬送機構から排除する不良品排除部と、
を備える請求項１に記載のチューブ容器検査装置。
【請求項４】
前記撮像部は、さらに、
第２撮影レンズの主面を延長した面と第２撮像素子の撮像面を延長した面が１つの交点で交わるように、前記第２撮影レンズと前記第２撮像素子が配置され、前記横倒し状態で回転する前記チューブ容器の前記交点に交わる合焦面上にある前記肩部を含むチューブ容器の外周面を撮影する第２カメラを有する、請求項１に記載のチューブ容器検査装置。
【請求項５】
前記チューブ容器検査装置は、チューブ容器を製造する既存の製造ライン又は、前記チューブ容器内へ内容物を充填する充填装置の直前に、後付で配置可能なチューブ容器検査装置である、請求項１に記載のチューブ容器検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、チューブ容器に付着する異物、傷及び汚れを検出するチューブ容器検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、歯磨き粉等のペースト状の内容物は、軟性の筒形容器であるチューブ容器に充填されて使用されている。通常、チューブ容器の製造と、チューブ容器への内容物の充填とは、別の場所（工場）で行われている。未充填のチューブ容器の出荷梱包前及び、任意で内容物の充填前に、作業者による目視や、複数のカメラによる複数の方向から撮影した画像の確認により、チューブ容器の内部に入り込んだ異物の有無及び、チューブ容器の外面や内面の傷及び汚れの付着の有無を検査している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０４−１９４７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したチューブ容器への異物等の入り込みは、正常なチューブ容器に製造された後に生じる不良であるため、チューブ容器の全数検査が好ましい。チューブ容器を直視する目視検査に対しては、検査作業員の人数確保に掛かるコストの低減、検査の効率化及び、見落とし等の人的ミスの防止を図ることが望まれている。これらを実現する検査手法として、チューブ容器を撮影した画像を確認することで、チューブ容器の全数検査を行う検査手法がある。
【０００５】
例えば、複数のカメラにより撮影されたチューブ容器の画像を確認することで、製造されたチューブ容器の全数検査を行う検査装置がある。大量生産されるチューブ容器の製造ラインにおいては、製造装置の設置スペースや製造工程の関係により、主搬送ライン上に上述した検査装置を割り込むように配置できない場合がある。このような場合には、例えば、特許文献１に開示されているように、主搬送ラインから分岐して、迂回させるターレット方式の検査用搬送ラインが構築される。この分岐された検査用搬送ラインに沿って複数のカメラ等を配置して、検査により良品判定されたチューブ容器を元の主搬送ラインに戻す構成である。この複数のカメラを用いた検査装置の場合、チューブ容器内面、肩部内面及びノズル先端内部を撮影するカメラと、チューブ容器の胴部内面を撮影するカメラ等、異なる位置に数台のカメラを配置するスペースが必要であり、且つチューブ容器の搬送機構を含むため、検査装置が大型化し複雑な構造となっている。  
そこで本発明は、簡易な搬送機構を備えて、チューブ容器の内側及び外側に対して適正な検査を実施するチューブ容器検査装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、実施形態に係るチューブ容器検査装置は、一端に肩部を有し、他端が開口される軟性なチューブ容器を横倒し状態で回転可能に保持するローラ対を有する保持部と、複数の前記保持部が設けられ、直線的な搬送経路を形成する無限軌道を有する搬送機構と、前記搬送機構内又は前記搬送機構に隣接して、配置されるベルト部材を備え、回転する前記ベルト部材による摺動により前記ローラ対を回転させて、前記保持部に載置される前記チューブ容器を回転させる回転機構と、撮影レンズの主面を延長した面と撮像素子の撮像面を延長した面が１つの交点で交わるように、前記撮影レンズと前記撮像素子が配置され、前記横倒し状態で回転する前記チューブ容器の前記交点に交わる合焦面上にある前記他端の開口から容器内部を撮影する第１カメラを有する撮像部と、前記第１カメラで撮影された前記チューブ容器の容器内部の画像に対して、隣接する画素どうしの差が予め定めたしきい値以上となるエッジを検出し、前記エッジを欠陥箇所として抽出する制御部と、前記第１カメラに撮影された、回転している前記チューブ容器の前記他端の開口の画像に生じる蛇行箇所に対して、該蛇行箇所を直線的に揃える蛇行補正部、及び、前記欠陥箇所を他の画像領域と区別するために着色を含む画像の強調処理を行う欠陥強調処理部を含む画像処理部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、簡易な搬送機構を備えて、チューブ容器の内側及び外側に対して適正な検査を実施するチューブ容器検査装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る搬送ラインを含むチューブ容器検査装置の概念的な全体構成例を示す図である。
【図２】図２は、第１の実施形態のチューブ容器検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】図３は、チューブ容器の回転機構を含むチューブ容器検査装置の搬送機構の構成例を示す図である。
【図４】図４は、チューブ容器の内周面を撮影するためのカメラの配置例を示す図である。
【図５】図５は、第１の実施形態のチューブ容器検査装置により撮影したチューブ容器内部を展開した画像の一例を示す図である。
【図６】図６は、第１の実施形態のチューブ容器検査装置により撮影したチューブ容器内部を展開した画像に蛇行補正を施した画像の一例を示す図である。
【図７】図７は、第２の実施形態に係る搬送ラインを含むチューブ容器検査装置の概念的な全体構成例を示す図である。
【図８】図８は、第２の実施形態のチューブ容器検査装置の構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、チューブ容器の外周面を撮影するためのカメラの配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。  
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る搬送ラインを含むチューブ容器検査装置の概念的な全体構成例を示す図である。図２は、チューブ容器検査装置の構成例を示すブロック図である。図３は、チューブ容器の回転機構を含むチューブ容器検査装置の搬送機構の構成例を示す図である。図４は、チューブ容器の内周面を撮影するためのカメラの配置例を示す図である。図５は、撮影したチューブ容器内部を展開した画像の一例を示す図である。図６は、撮影したチューブ容器内部を展開した画像に蛇行補正を施した画像の一例を示す図である。
【００１０】
第１の実施形態のチューブ容器検査装置１は、出荷梱包の直前や内容物の充填直前の軟性の円筒形容器であるチューブ容器を検査対象とし、撮影部２０により撮影されたチューブ容器２の内部の画像から、チューブ容器２の内部に入り込んだ異物及び、内周面２ｆに生じている傷及び汚れを検出する検査装置である。以下の説明において、異物、傷及び汚れを欠陥と称し、異物、傷及び汚れが存在していることを欠陥があると称している。  
本実施形態に係るチューブ容器検査装置１は、チューブ容器の製造ライン１００の最終端の検査工程に配置され、出荷前のチューブ容器内の欠陥の有無の検品処理を行う。
【００１１】
検査対象となるチューブ容器２は、中空の円筒形状であり、例えば、金属薄板製、樹脂製又は、薄い金属フィルム（積層フィルム）がラミネートされた樹脂製のチューブ容器である。本実施形態は、軟性の樹脂チューブ容器又は、ラミネートチューブ容器等の軟性のチューブ容器の検査に好適する。
【００１２】
図４に示すように、チューブ容器２は、筒形状の胴部２ｇの一端には、絞り込まれた肩部２ｂ及び、肩部２ｂの先端に設けられた注出口部２ｄが形成される。注出口部２ｄは、内容物を絞り出す注出口２ｃの開口を有する凸形状に形成され、別部材のキャップが着脱可能に取り付けられる。
【００１３】
本実施形態における検査時のチューブ容器２は、内容物の充填前で容器内部は空の状態であり、チューブ容器２の胴部２ｇの他端の開口部２ｅは、開口された状態である。チューブ容器２内に内容物が充填された後、開口部２ｅは、押し潰され又は折り畳まれて、熱圧着又は圧着によるシール処理が施される。尚、このチューブ容器２は、横断面形状が円形の形状とするが、後述するラインスキャンカメラ（第１カメラ２２）により、チューブ容器２を回転させた状態で容器内部の全面が撮影することが可能であれば、特に断面形状は限定されない。また、本実施形態の検査対象は、チューブ容器２のみに限定されず、回転が可能でカメラの撮影範囲内に収まるサイズであれば、適用可能であり、例えば、細長いカップ（有底）や箱又は、円筒管等であってもよい。以下に説明する本実施形態において、検査対象となるチューブ容器２は、軟性の樹脂チューブ容器又は、ラミネートチューブ容器を例として説明する。
【００１４】
図１に示すチューブ容器検査装置１は、チューブ容器２の搬送手段となる第１コンベヤ２１を用いた搬送機構３と、第１カメラ２２を含む撮影部２０及び照明部１９を備える検査部４と、検査部４で撮影した画像に後述する画像処理を施す画像処理部５と、撮影時にチューブ容器２を回転させる回転機構６と、搬送機構３及び回転機構６を駆動制御するモータ駆動制御部７と、欠陥が有ると判断されたチューブ容器２を不良品収容箱２９に排除する不良品排除部８と、後述する欠陥判断を含め装置全体を制御する制御部９と、検査を実施するためのプログラムや判断基準等のデータ及び判断結果を記憶する記憶部１０と、入力情報や検査状況及び検査結果を表示する表示部１１と、検査直前にチューブ容器２に圧縮空気を噴出して異物を除去する異物除去部１２と、を備えている。
【００１５】
まず、搬送機構３は、並設された一対の無限軌道となるコンベヤチェーン３３を２つのスプロケット３１，３２に掛け渡した第１コンベヤ２１を搬送手段として用いて、直線的な搬送経路を構築している。  
図１及び図３に示すように、第１コンベヤ２１は、駆動スプロケット３１と、従動スプロケット３２と、２本のコンベヤチェーン３３と、で構成される。第１コンベヤ２１は、コンベヤベース部３０の両端に回転可能に設けられる駆動スプロケット３１と従動スプロケット３２の両側面にコンベヤチェーン３３が掛け渡されている。駆動スプロケット３１には、図示しないギヤ機構を介して第１モータ２３が接続されている。この第１コンベヤ２１は、第１モータ２３により、例えば、時計回りに回転駆動される。勿論、搬送手段は、チェーンコンベヤに限定されるものではない。例えば、後述するチューブ容器保持部１５が複数の平坦な小型矩形プレートにそれぞれ取り付けられ、これらの矩形プレートをヒンジ等を用いて屈曲可能で環状に連結した無限軌道の構造であってもよい。この構成の場合、回転機構６は、小型矩形プレートの脇に配置され、延長されたローラ１５ａの回転軸に接触して、ローラ１５ａを回転させる。また、チェーンに代わって、ワイヤを用いることも可能である。
【００１６】
複数のチューブ容器保持部１５は、搬送方向となる長手方向で、コンベヤチェーン３３上に間隔を空けて取り付けられる。チューブ容器保持部１５は、チューブ容器２を載置して回転させる一対の小型矩形プレートａと、ローラ１５ａの両端を回転可能に支持し、２列のコンベヤチェーン３３に掛け渡すように取り付ける支持部１５ｂとで構成される。支持部１５ｂは、図示しないアタッチメントを用いて、コンベヤチェーン３３上で対向する位置に間隔を空けて取り付けられる。
【００１７】
製造工程前段の製造ライン１００から連続的に供給される検査対象のチューブ容器２は、順次、チューブ容器保持部１５のローラ１５ａ上に横向きに載置される。ローラ１５ａは、チューブ容器２の胴部２ｇの長さ以上のローラ長を有している。少なくともこれらのローラ１５ａは、静電気が帯電し難い、例えば、金属材料等により形成される。チューブ容器保持部１５のローラ１５ａの表面は、チューブ容器２に回転力が効率的に伝わるように、滑り止め加工を施すことが好適する。ローラ１５ａの表面加工の他に、例えば、導電性の樹脂製キャップ及びゴム製キャップを被覆させてもよい。
【００１８】
一対のローラ１５ａの間隔は、載置されたチューブ容器２の胴部２ｇの直径に基づいて設定され、回転されるチューブ容器２がローラ１５ａから外れ出ない間隔であればよい。また、第１コンベヤ２１上におけるチューブ容器保持部１５どうしの間隔は、時間当たりの検査処理数や装置仕様に従った任意の距離でもよい。また、チューブ容器保持部１５は、それぞれのローラ１５ａの回転軸と支持部１５ｂとの間に、ベアリングを嵌め込み、摩擦抵抗を軽減してもよい。
【００１９】
モータ駆動制御部７は、第１モータ２３を駆動して、駆動スプロケット３１を回転させることで掛け渡されたコンベヤチェーン３３が回転される。コンベヤチェーン３３の回転に従って、チューブ容器保持部１５が移動することで、チューブ容器２が搬送される。第１コンベヤ２１は、モータ駆動制御部７に制御される第１モータ２３によって、予め定められたピッチ（チューブ容器保持部１５間の間隔）で断続的に移動する。モータ駆動制御部７は、第１モータ２３を制御して、第１カメラ２２によって規定された撮影位置（即ち、合焦位置）Ｐ１にチューブ容器２を停止させる。例えば、モータ駆動制御部７は、機械式センサ又は光学式センサを用いて、コンベヤチェーン３３上のチューブ容器保持部１５が正確な撮影位置に停止するように、第１モータ２３を制御する。また、第１モータ２３は、ピッチ毎の正確な移動距離が得られる、例えば、ステッピングモータ等を用いてもよい。ステッピングモータを用いれば、パルス信号を用いたオープンループ制御により撮影位置に停止させることも可能である。
【００２０】
検査部４は、図２に示すように、撮影部２０と照明部１９とを備えている。この例では、チューブ容器２の内部のみの撮影であるため、１台のラインスキャンカメラからなる第１カメラ２２により実施可能である。図１、図３及び図４に示すように、第１カメラ２２は、合焦位置が撮影位置Ｐ１となり、且つチューブ容器保持部１５に保持されるチューブ容器２の全内部を撮影する撮影範囲（画角）に合わせた位置に配置される。
【００２１】
図３及び図４に示すように、第１カメラ２２は、チューブ容器２の内周面を合焦位置（撮影位置Ｐ１）とするように、チューブ容器２の開口部２ｅの斜め後方に配置され、チューブ容器２の開口部２ｅから注出口２ｃを画角（内周面撮影範囲）として、チューブ容器２の内周面を撮影する。第１カメラ２２は、例えば、撮像素子を列状に配置したラインスキャンカメラである。このラインスキャンカメラは、撮像素子の列方向の撮影範囲は規定されるが、列方向に交差する方向の撮影範囲が限定されないため、長尺な被写体に対して有用である。即ち、カメラ又は被写体を移動させながら撮影すれば、所望する長さの撮影範囲の画像を取得することができる。
【００２２】
図４に示すように、第１カメラ２２は、撮影レンズ（対物レンズ）２２ａと撮像素子２２ｂの配置にシャインプルーフの原理を利用した深い被写界深度が得られる構成である。即ち、撮影レンズ２２ａの主面を延長した面と、撮像素子２２ｂの撮像面を延長した面と、が１つの交点で交わるように配置する。第１カメラ２２は、この交点Ｇ１と交差する面の全面に対して合焦する。従って、この交点Ｇ１と、撮影対象となるチューブ容器２の内周面２ｆを延長した面を交わるように、第１カメラ２２の撮影位置Ｐ１を設定する。この配置により、図４に示す、チューブ容器２の開口部２ｅから胴部２ｇの内周面２ｆ、注出口部２ｄの内周面に到るまで合焦した画像を得ることができる。本実施形態では、後述する回転機構６により回転するチューブ容器２を撮影する。このため、撮影されたチューブ容器２の画像は、図５に示すように展開された画像となる。
【００２３】
チューブ容器２は、前述したように軟性の樹脂チューブ容器又は、ラミネートチューブ容器であるため、重力や後述するチューブ容器保持部１５の横向きの支持の影響により、胴部２ｇの端部となる開口部２ｅが僅かながらも変形して真円にはならない場合がある。このようにチューブ容器２が変形された状態で回転されて撮影された場合、チューブ容器２の展開された画像は、図５に示すように、胴部２ｇの開口部２ｅ側が波打つ形状の画像となる。チューブ容器２は、回転（自転）が速いほど、開口部２ｅの波打つ形状の変形量が大きくなる傾向があり、回転速度を制御することで変形量が少なくなるように調整することが好ましい。
【００２４】
照明部１９は、ハロゲンランプ又は高輝度ＬＥＤランプを光源として用いて、チューブ容器２内をスポット的に照明する。また、照明部１９は、第１カメラ２２の側方のスペースが狭く、光源を配置するスペースが確保できない場合には、光源をチューブ容器検査装置１内の空いたスペースに収容し、グラスファイバ等の導光部材で引き回して、第１カメラ２２の側方に照明光の照射口を配置することで、チューブ容器２内を照明することも可能である。
【００２５】
図１及び図３に示すように、回転機構６は、容器回転部３４と、第２モータ２４とで構成される。  
容器回転部３４は、駆動プーリ３５と従動プーリ３６が所定間隔を開けて配置され、両方のプーリ３５，３６にリング状のベルト部材である回転ベルト３７が掛け渡されて無限軌道を構成する。駆動プーリ３５は、モータ駆動制御部７に制御される第２モータ２４の駆動により反時計回りに回転され、回転ベルト３７を一定速度で回転移動させる。例えば、第２モータ２４は、モータ駆動制御部７のフィードバック制御により予め設定された一定速度の回転及び、後述する蛇行補正情報に基づき回転速度が制御される。
【００２６】
回転ベルト３７は、動摩擦力が高く滑り難い材料、例えば、天然ゴムやポリウレタン等の樹脂材料により形成された環状で断面が円形のベルト部材である。回転ベルト３７は、チューブ容器保持部１５のローラ１５ａに押圧するように接触しており、時計回りに回る回転ベルト３７がローラ１５ａを摺動して回転させる。勿論、ベルトの断面形状は、円形に限定されるものではなく、矩形や台形であってもよい。また、ベルト表面に突起や凹みを設けて、チューブ容器２が滑り難い滑り止め加工を行ってもよい。
【００２７】
回転ベルト３７は、同時に少なくとも２対のローラ１５ａに接する、即ち、２つのチューブ容器２を同時に回転させる長さを有している。さらに、チューブ容器２が撮影位置Ｐ１に到達した際には、撮影が実施可能な定回転状態となるように、撮影位置Ｐ１よりも上流側に回転開始位置（回転ベルト３７がローラ１５ａに接する位置）を設定する。  
この例では、容器回転部３４は、搬送機構３内の２本のコンベヤチェーン３３の間に配置され、ローラ１５ａの下方から回転ベルト３７が接触する例を示している。この他の配置例としては、搬送機構３の外側に隣接させて容器回転部３４を配置し、ローラ１５ａの軸を側方に延長し、回転ベルト３７が延長する回転軸に接触して、２対のローラ１５ａを回転させてもよい。
【００２８】
この回転機構６を備える搬送機構３は、コンベヤチェーン３３の断続的な回転によりチューブ容器保持部１５上に横向きに載置されるチューブ容器２を移動−停止を繰り返す断続移動で搬送する。この時、回転ベルト３７は一定回転している。
チューブ容器保持部１５のローラ１５ａは、回転開始位置で回転ベルト３７に接した際に、回転を開始する。モータ駆動制御部７は、第１モータ２３を駆動させて、チューブ容器２を第１カメラ２２によって規定された撮影位置Ｐ１まで搬送して停止する。チューブ容器２は、撮影位置Ｐ１で停止した後、回転が継続した状態で、１周以上の規定された距離（角度）に渡り、第１カメラ２２によってチューブ容器２の内面が撮影される。
【００２９】
画像処理部５は、蛇行補正部２７と欠陥強調処理部２８を備えている。画像処理部５は、第１カメラ２２により撮影されたチューブ容器２の画像に対して、明度調整処理と共に、蛇行補正部２７による蛇行補正処理と、欠陥強調処理部２８による欠陥強調処理を行う。
【００３０】
ここで、蛇行補正部２７による蛇行補正処理について説明する。  
ラインスキャンカメラの第１カメラ２２は、撮影したチューブ容器２の少なくとも１周に渡る内周面の画像が両側に重なり部分を有するように、チューブ容器２の一周半程度の回転を撮影する。回転するチューブ容器２は、軟性材料により形成されているため、重力や回転の遠心力により、チューブ容器２の開口部２ｅが変形して上下左右のばたつきが発生する場合がある。
【００３１】
従って、図４に示すように、チューブ容器２の開口部２ｅは、第１カメラ２２の撮影光学系に近いため、注出口部２ｄよりもばたつきが影響して、画像の歪みが発生しやすい。この歪みの発生により、図５に示すように、撮影されたチューブ容器２の画像は、開口部２ｅの端部が不規則に蛇行する画像となる。
【００３２】
蛇行補正部２７は、図５に示すチューブ容器２の画像において、チューブ容器２の胴部２ｇにおける破線Ａ１で示す位置から開口部２ｅの蛇行箇所までの画像に対して、端部の任意の画素を基準画素として基準位置を設定し、その基準位置に並ぶようにスキャン方向の画素列を調整して、蛇行する開口部２ｅの端部の画像を直線的に揃えることができる。スキャン方向の画素列のサイズ調整は、例えば、開口部２ｅの端部画像における最も長い行の端部を基準位置として、その行の画素数に合わせて、短い行の画素数の画素を補うように補正する。画素を補う方法としては、例えば、隣接する画素の間に、両側の何れかの画素をコピーして、同じ輝度の画素を間に入れ込む画素補間処理でもよい。
【００３３】
このような画素補間処理により、図６に示すように、胴部２ｇにおける二重線Ａ２から開口部２ｅの端部が同じ画素数になるように補正されて、開口部２ｅの端部が蛇行から直線になるように補正される。尚、隣接する画素間の輝度の平均値（中間の輝度値）を取った新たな画素を生成して画素間に埋め込むと、見た目がスムーズな繋がりを持つ画像となるが、隣接する画素が欠陥箇所に掛かっていた場合には、良否判断がし難くなるため、平均値の画像を組み入れる蛇行補正処理は好適しない。  
また、蛇行補正部２７は、チューブ容器２の蛇行補正処理を行った際に、蛇行画像をどの程度、補正したかを示す補正値を含む蛇行補正情報を制御部９及びモータ駆動制御部７に出力する。
【００３４】
欠陥強調処理部２８は、後述する判断部２６によって、欠陥箇所として判断された画像領域に対して、他の画像領域と区別ができるように、着色する等の強調処理を施して、表示される欠陥箇所の画像領域が目立つように強調する。また、画像の強調処理は、他の手法として、欠陥箇所の画像領域のエッジ部分（枠線）を点滅させてもよい。
【００３５】
制御部９は、検査部４、モータ駆動制御部７、搬送機構３、回転機構６、画像処理部５、不良品排除部８、記憶部１０及び、表示部１１を制御する。  
制御部９は、演算処理部２５及び判断部２６を備える。演算処理部２５及び判断部２６は、例えば、ＣＰＵまたはＡＳＣＩ等の電子回路、またはハードウエアを含むプロセッサが用いられている。演算処理部２５及び判断部２６における各々の処理は、記憶部１０に記憶されたプログラムに従って実行される。また、画像処理部５、モータ駆動制御部７、制御部９及び記憶部１０は、パーソナルコンピュータにより代用することも可能である。
【００３６】
演算処理部２５は、ＣＰＵまたはＡＳＣＩ等の電子回路、またはハードウエアを含むプロセッサで構成され、予め設定されたプログラムに従い、装置の各構成部位に対して、チューブ容器２の検査を実行するための制御を行う。  
演算処理部２５は、処理の１つとして、判断基準となるしきい値を設定する。このしきい値は、基準値を中心として、任意の範囲の上下限をしきい値として設定し、これらのしきい値を良否の判断基準とする。ここでは、画素値を輝度値とする。
【００３７】
まず、予め欠陥のない正常なチューブ容器２の内部を撮影して、撮像素子の各画素から出力される輝度値又は所定領域の画素群の平均輝度値を基準値とする。  
次に、同様なチューブ容器２内に、欠陥原因となる、金属片を含む物品の破片、毛髪及び体毛等の異物を混入させた第１サンプル、同様に欠陥原因となる、汚れ、削れ傷や切り傷等の損傷を与えた第２サンプルを用意する。これらの第１，２サンプルを第１カメラ２２で撮影し、撮像素子の各画素の輝度値を算出する。
【００３８】
通常、異物が存在した場合には、照明光の影や反射光等が生じるため、基準値の輝度値よりも高低差を有する輝度値を出力する画素が生じる。このため、チューブ容器２内の正常な面の画像の画素と、異物の画像の画素との間には、輝度差が生じ、画像上（表示画面上）にエッジが生じる。例えば、チューブ容器２内面に比べて、髪の毛のように反射率が低い、又は照明の影が生じた場合には、基準値の輝度値よりも低い輝度値となる。反対に、金属片等では、反射率が高いため、基準値の輝度値よりも高い輝度値となる。従って、基準値に対して、絶対値のしきい値を設定するか、基準値に対して正負の両方にしきい値を設定する必要がある。
【００３９】
前述した基準値と、第１，２サンプルの画像のそれぞれの輝度値との差分を取り、これらの差分に基づき、判断基準となるしきい値を設定する。また、しきい値を超える画像領域を欠陥箇所とし、その欠陥原因を特定するために、予め異物形状（例えば、毛髪であれば、線形状となる）の欠陥情報からなる欠陥情報ファイルを作成し、後述する記憶部１０に記憶する。これらの基準値及びしきい値は、チューブ容器の種別又は材料等により異なる場合があるため、検査開始前に検査対象のチューブ容器を測定して設定する。さらに、予め複数種のチューブ容器を測定して、それぞれに基準値を求めて検査条件ファイルを作成し、これを記憶部１０に記憶しておいてもよい。
【００４０】
判断部２６は、記憶部１０から読み出されたしきい値及び欠陥情報を判断基準として設定する。判断部２６は、画像処理部５から出力されたチューブ容器２の画像から検出された画素値としきい値とを比較して、しきい値以上の画素に対しては、エッジが生じているものとして、欠陥として抽出する。さらに、全画像に対して、同様に、しきい値と画素値の比較による欠陥の検出を行う。
【００４１】
また、制御部９は、蛇行補正部２７から取得したチューブ容器２の蛇行画像を補正する補正値を含む蛇行補正情報を用いて、撮影された回転するチューブ容器２の変形が少なくなるように、モータ駆動制御部５１による容器回転部３４の回転速度を調整するフィードバック制御を行うこともできる。例えば、蛇行補正情報において、予め設定した基準よりも修正率が高い、つまり、チューブ容器２の開口部２ｅの蛇行の振幅が大きい場合には、制御部９が蛇行の振幅が小さくなるように、モータ駆動制御部５１による容器回転部３４の回転速度を調整する。
【００４２】
記憶部１０は、制御部９が装置各部を駆動制御するためのプログラムや情報を記憶している。記憶部１０は、十分な記憶容量を確保するために、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等により構成される。また、記憶部１０は、検査条件ファイルとして判断部２６が良否判断を行うための前述したしきい値等の判断基準のデータ及び判断結果を記憶する。さらに、欠陥原因となる異物形状（例えば、毛髪であれば、線形状となる）を欠陥情報として記憶する。
【００４３】
表示部１１は、例えば、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示装置を用いている。また、表示画面上に入力部となるタッチパッドを設けたタッチパネルを使用してもよい。表示部１１は、制御部９から送信された装置内各部の駆動状況、検査条件、入力情報、撮影されたチューブ容器２の画像及び、欠陥箇所が強調されたチューブ容器２の画像等を選択的に表示する。また、表示部１１は、制御部９の制御により、表示されるチューブ容器２の画像の欠陥箇所を拡大して表示することも可能である。表示部１１は、１台に制限されるものではなく、検査装置に搭載されたもの以外に、別の場所に設けられたモニタ室等に、別途、配置することも可能である。
【００４４】
異物除去部１２は、搬送機構３の搬送経路上で撮影部２０よりも前（上流）に配置される。異物除去部１２は、圧縮空気を噴出するノズルを備え、さらに、異物除去部１２は、チューブ容器２を挟んで対向する位置に、ストッパ１３を配置している。ストッパ１３は、チューブ容器２の内部及び外部に圧縮空気を噴出した際に、チューブ容器保持部１５上のチューブ容器２が移動しないように、チューブ容器２の肩部２ｂ又は注出口部２ｄを係止する。ストッパ１３は、チューブ容器２の移動を防止する機能だけではなく、チューブ容器２の載置位置の基準を取る機能を持たせてもよい。この場合、ローラ１５ａ保持部１５の各ローラ１５ａに予め取り付け、ストッパ間に注出口部２ｄが入り込み、チューブ容器２の肩部２ｂが掛かるようにする。
【００４５】
異物除去部１２は、検査直前のチューブ容器２の内部及び外部にノズルから圧縮空気を噴出し、チューブ容器２の内部に入り込んでいる異物を吹き飛ばして除去する。例えば、髪の毛がチューブ容器２の内部に付着していた場合には、検査前に除去することができるため、不良判断されるチューブ容器２の数を低減する。
【００４６】
不良品排除部８は、搬送機構３の搬送経路上で撮影部２０よりも後（下流）に配置される。不良品排除部８は、制御部９の判断部２６により欠陥箇所が有ると判断されたチューブ容器２に対して、例えば、斜め下方から圧縮空気を吹き付け、チューブ容器保持部１５上から押し出して、不良品収容箱２９に収容させる。排除機構としては、圧縮空気の他に、アームやレバー等の機械的部位を用いて、チューブ容器保持部１５上のチューブ容器２を不良品収容箱２９に移動、又は、そのチューブ容器２を下方から弾き出して不良品収容箱２９に移動させてもよい。
【００４７】
以上のように構成された第１の実施形態のチューブ容器検査装置によるチューブ容器の検査について説明する。  
まず、チューブ容器検査装置１を起動し、表示部１１に表示画面に表示されるメニュー画面において、設定画面を選択し、検査条件等を設定する。この時、記憶部１０から判断部２６に良否判断に必要なしきい値等の検査に必要な情報を入力する。ここでは、前述した自動制御モードを選択し、モータ駆動制御部７をフィードバック制御して、回転機構６を常時、調整する。
【００４８】
次に、製造ライン１００における図示しない容器製造装置により製造された軟性のチューブ容器２を第１コンベヤ２１上のチューブ容器保持部１５のローラ１５ａ間に受け渡すように載置する。第１コンベヤ２１は、チューブ容器２を回転機構６及び検査部４へ搬送するようにステップ移動させる。
【００４９】
第１コンベヤ２１上のチューブ容器２は、まず、異物除去部１２の圧縮空気を噴出する図示しないノズルの噴出位置に停止する。この時、ストッパ１３がチューブ容器２の注出口部２ｄに宛がわれて、チューブ容器２がチューブ容器保持部１５上から位置ずれを起こさないように係止された状態で、チューブ容器２内部にノズルから圧縮空気が噴出される。チューブ容器２の内部又は外部に付着する異物が吹き飛ばされてチューブ容器２から排除される。
【００５０】
次に、チューブ容器２は、第１コンベヤ２１によって異物除去部１２の前０方から移動されて容器回転部３４に到達する。チューブ容器保持部１５のローラ１５ａは、容器回転部３４の回転ベルト３７に接して擦りつけられて、回転ベルト３７の摺動に従って回転する。この例では、回転ベルト３７の回転方向は、第１コンベヤ２１の回転方向と反対方向に回転しているが、回転ベルト３７の回転方向は、特に限定されるものではない。
【００５１】
チューブ容器２は、回転した状態のまま、第１コンベヤ２１によって搬送され、撮影部２０の第１カメラ２２の予め設定された撮影位置Ｐ１に停止する。停止した後も、チューブ容器２は、定速回転の状態を維持する。本実施形態では、第１カメラ２２の撮影位置Ｐ１に到達する前にチューブ容器２を先に回転させておくことで、撮影位置に達した時点で安定した定速回転に到っているため、直ちに撮影を開始させることができる。
【００５２】
第１カメラ２２の撮影位置Ｐ１において、チューブ容器２が少なくとも１回転以上のチューブ容器２の内部が撮影される。第１カメラ２２による撮影時間は、チューブ容器２の回転速度により設定される。このため、チューブ容器２の回転速度が速いほど、撮影時間が短くなるが、回転速度が速いほど、チューブ容器２の揺れや振動などの悪い挙動が生じ易いため、揺れや振動が発生しない限界までの回転速度が好ましい。
【００５３】
第１カメラ２２により撮影されたチューブ容器２の画像は、画像処理部５に送信される。画像処理部５は、蛇行補正部２７により、図５及び図６で説明したようにチューブ容器２の胴部２ｇから開口部２ｅの端部までの画像に対して画素補間処理により画像サイズの調整を行い、開口端が直線となる画像に補正する。補正された画像は、制御部９の判断部２６に送信される。
【００５４】
次に、制御部９は、記憶部１０から読み出されたしきい値及び欠陥情報を判断基準として判断部２６に設定する。判断部２６は、画像処理部５から出力されたチューブ容器２の画像から検出された画素値（輝度値）と基準値（正常な輝度値）とを比較して、判断基準となるしきい値以上の差分がある画素については、エッジが生じているものとして、欠陥として抽出する。さらに、全画像に対して、同様に、しきい値と検出した画素値の比較による欠陥の検出を行う。
【００５５】
判断部２６は、欠陥箇所が抽出されたチューブ容器２の画像を欠陥強調処理部２８に送信する。欠陥強調処理部２８は、チューブ容器２の画像に対して、画像に含まれる欠陥箇所を強調するように、エッジ箇所の着色処理等を行った後、表示部１１に送信する。  
表示部１１は、画像処理部５の欠陥強調処理部２８から入力したチューブ容器２の画像と、欠陥原因等を含む検査情報と共に表示する。検査情報は、例えば、欠陥箇所の原因（異物名）、撮影条件及び、撮影時間、製品番号（検査番号、ロット番号）を含む。
【００５６】
チューブ容器２は、撮影終了後に第１コンベヤ２１に搬送されて、回転ベルト３７から外れ出て移動し、不良品排除部８の前方に停止する。この停止後に、制御部９は、不良品排除部８に対して、判断部２６から欠陥箇所を有すると判断されたチューブ容器２を排除するように指示する。不良品排除部８は、制御部９からの指示に従い、欠陥箇所を有すると判断されたチューブ容器２に圧縮空気を吹き付け、または、アームやレバー等の機械的部位を用いて、チューブ容器保持部１５上のチューブ容器２を不良品収容箱２９に移動させて収容する。
【００５７】
不良品収容箱２９に収容されたチューブ容器２は、検査者の目視による確認を行う。発生した欠陥が髪の毛等の異物混入など、容易にクリーニング可能なチューブ容器２は、クリーニング処理後に、良品判定されたチューブ容器２の製造ラインに戻し、傷や十分に洗浄しなければ除去できない汚れが生じているチューブ容器２は、廃棄される。  
また、チューブ容器検査装置１により、欠陥がなく良品判定されたチューブ容器２は、直後に、梱包されて出荷される又は、チューブ容器２内に内容物が充填された後、開口部２ｅがシール処理される。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態のチューブ容器検査装置によれば、省スペースで簡易な直線の搬送経路を有する搬送機構と検査部で構成されているため、既存の製造ラインの末尾又は、内容物の充填装置の直前に、後付けで配置することができ、出荷梱包の直前又は内容物の充填の直前に、異物混入、傷及び汚れを検出することができる。
【００５９】
本実施形態のチューブ容器検査装置は、製造されるチューブ容器の全数に対して検査を実施することができる。搬送機構上で検査部の直前に異物除去部を配置することで、チューブ容器に混入した異物を除去するため、欠陥箇所を有する不良品の判定されるチューブ容器の発生数を低減することができる。また、搬送機構上で検査部の後に不良品排除部を配置することで、出荷梱包前又は内容物充填前に、欠陥箇所を有すると判断されたチューブ容器２を選択的に排除することができる。
【００６０】
さらに、本実施形態のチューブ容器検査装置は、チューブ容器を横方向に倒して搬送しつつ検査を行うため、上方にチューブ容器の開口が向く搬送機構よりも開口から異物が入り難い。  
チューブ容器検査装置は、シャインプルーフの原理を利用した被写界深度が深いラインスキャンカメラを用いているため、１台のカメラでチューブ容器の全内部を合焦した画像で撮影することができる。
【００６１】
［第２実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態とは、検査部４の構成が異なっている。前述した第１の実施形態では、１台のラインスキャンカメラを用いて、チューブ容器の内周面を撮影して検査した構成であったが、第２の実施形態では、少なくとも２台のラインスキャンカメラを用いて、チューブ容器の内周面と外周面をそれぞれ撮影して、検査する構成である。本実施形態の構成において、前述した第１の実施形態と同等の構成部位については、同じ参照符号を付して、その説明は省略する。
【００６２】
図７は、本実施形態に係る搬送ラインを含むチューブ容器検査装置の概念的な全体構成例を示す図である。図８は、本実施形態に係るチューブ容器検査装置の構成例を示すブロック図、図９は、チューブ容器の外周面を撮影するためのカメラの配置例を示す図である。
【００６３】
検査部４は、撮影部２０と照明部１９とを備えている。撮影部２０は、チューブ容器２の内部を撮影する第１カメラ２２と、チューブ容器２の外周面を撮影する第２カメラ４１とを備えている。本実施形態では、２台のカメラを用いた構成例であるが、これに限定されるものではなく、最小限２台で実施可能であるが、必要に応じてカメラ台数を増加することも可能である。
【００６４】
図７に示すように、第１カメラ２２と第２カメラ４１は、第１コンベヤ２１を間に挟み、チューブ容器２の内周面及び外周面を撮影する撮影範囲（画角）に合わせた撮影位置Ｐ１，Ｐ２に配置される。具体的には、図９に示すように、連続的に搬送されるチューブ容器保持部１５に載置されたチューブ容器２に対して、第１カメラ２２によるチューブ容器２の内部の撮影と、第２カメラ４１によるチューブ容器の外面側の撮影を同時又は連続して行うことができる。特に、搬送機構３の第１コンベヤ２１上方は、構成部位が配置されていないため、有効利用可能な空間が存在している。この空間を利用して、第２カメラ４１を配置することも可能である。
【００６５】
本実施形態の第２カメラ４１は、図９に示すように、前述した撮影レンズ（対物レンズ）４１ａと撮像素子４１ｂの配置にシャインプルーフの原理を利用した深い被写界深度が得られる構成である。第２カメラ４１は、この交点Ｇ２と交差する面の全面に対して合焦（合焦位置Ｐ２）する。従って、この交点Ｇ２と、撮影対象となるチューブ容器２の外周面２ａを延長した面を交わるように、第２カメラ４１を配置する。この配置により、図９に示す、チューブ容器２の注出口２ｃの注出口部２ｄから肩部２ｂ及び、胴部２ｇの外周面２ａ内に到るまで合焦した画像を得ることができる。
【００６６】
第２カメラ４１により撮影されたチューブ容器２の外周面の画像は、前述した図５に示す展開画像と同様に、チューブ容器２が変形された状態で回転されて撮影される場合もある。この場合、胴部２ｇの開口部２ｅ側が波打つ形状の画像となる。第２カメラ４１により撮影されたチューブ容器２の画像においても画像処理部５により、蛇行補正部２７による蛇行補正処理と、欠陥強調処理部２８による欠陥箇所の画像領域の強調処理が行われる。
【００６７】
以上のように構成された第２の実施形態のチューブ容器検査装置によるチューブ容器の検査について説明する。尚、本実施形態の検査手順において、前述した第１の実施形態と同等の検査手順においては、簡略化して説明する。  
まず、チューブ容器検査装置１を起動し、しきい値や検査条件等を設定する。  
次に、容器製造装置により製造された軟性なチューブ容器２を第１コンベヤ２１のチューブ容器保持部１５に載置し、ステップ移動により搬送して、異物除去部１２の前方に停止させる。チューブ容器２に向かって圧縮空気を噴出する。この時、チューブ容器２の内部及び外部に圧縮空気が当たるように、２つのノズルを設けてもよい。チューブ容器２の内部に異物が入り込んでいた場合には、異物除去部１２が噴出する圧縮空気により、その異物は吹き飛ばされてチューブ容器２外に排除される。その後、チューブ容器２は、容器回転部３４に到達して、容器回転部３４の回転に従って回転される。
【００６８】
チューブ容器２は、回転した状態のまま、撮影部２０の第１カメラ２２及び、第２カメラ４１の共通の撮影位置まで搬送されて停止する。この共通の撮影位置においては、第１カメラ２２の撮影位置Ｐ１には、チューブ容器２の内部を撮影するチューブ容器２が停止し、第２カメラ４１の撮影位置Ｐ２には、チューブ容器２の内部の撮影が終了したチューブ容器２が停止する。また、停止した後も、それぞれのチューブ容器２は、回転した状態を維持している。  
次に、第１カメラ２２により回転しているチューブ容器２が少なくとも１回転分のチューブ容器２の内部が撮影され、引き続き、第２カメラ４１により回転しているチューブ容器２が少なくとも１回転分のチューブ容器２の外周面を撮影する。尚、第１カメラ２２及び第２カメラ４１による同時の撮影も可能であるが、２つの照明部１９が対向して配置されているため、相手側の照明光が撮影光学系に入り込み、フレアを発生させる虞がある場合は、時間差を設定して、連続して撮影を行う。
【００６９】
第１カメラ２２及び第２カメラ４１より撮影されたチューブ容器２の内部画像及び外周面画像は、画像処理部５に送信される。画像処理部５において、内部画像及び外周面画像は、蛇行補正部２７によりそれぞれの画像処理が施されて、画像の端部が直線に補正する。補正された画像は、制御部９に送信される。
【００７０】
次に、制御部９の判断部２６において、チューブ容器２の内部画像及び外周面画像に対して、予め設定されたしきい値を用いて、エッジ検出を行い、欠陥箇所の輪郭（エッジ）による形状を抽出する。判断部２６は、欠陥箇所が抽出されたチューブ容器２の画像を欠陥強調処理部２８に送信する。欠陥強調処理部２８は、チューブ容器２の内部画像及び外周面画像に対して、それぞれの画像に含まれる欠陥箇所を強調するように、着色処理等を行った後、表示部１１に送信する。表示部１１は、強調処理されたチューブ容器２の画像と、欠陥原因等を含む検査情報と共に表示する。このような判断後、不良品排除部８により、欠陥箇所を有するチューブ容器２を排除し、不良品収容箱２９に移動させて収容する。
【００７１】
以上説明したように、本実施形態のチューブ容器検査装置によれば、前述した第１の実施形態と同等の作用効果を奏することができる。さらに、搬送を行う第１コンベヤの両側にカメラを配置する構成であるため、搬送ラインを長くすることなく、チューブ容器２の内部画像及び外周面画像を取得し、欠陥箇所の有無を検査することができる。  
尚、チューブ容器保持部１５のローラ１５ａの表面は、チューブ容器２に回転力が効率的に伝わるように、滑り止め加工を施すことが好適する。ローラ１５ａの表面加工の他に、例えば、導電性の樹脂製キャップ及びゴム製キャップを被覆させてもよい。  
また、第２の実施形態では、カメラとしては、ラインスキャンカメラを用いているが、チューブ容器の外周面の撮影においては、エリアセンサを撮像素子として搭載するエリアカメラを併用してもよい。
【００７２】
以上説明した本発明の実施形態は、限定されるものではない。実施段階では、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上述した実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出される。また、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出される。
【符号の説明】
【００７３】
１…チューブ容器検査装置、２…チューブ容器、３…搬送機構、４…検査部、５…画像処理部、６…回転機構、７…モータ駆動制御部、８…不良品排除部、９…制御部、１０…記憶部、１１…表示部、１２…異物除去部、１３…ストッパ、１５…チューブ容器保持部、１９…照明部、２０…撮影部、２１…第１コンベヤ、２２…第１カメラ、２３…第１モータ、２４…第２モータ、２５…演算処理部、２６…判断部、２７…蛇行補正部、２８…欠陥強調処理部、２９…不良品収容箱、３４…容器回転部、４１…第２カメラ、１００…製造ライン。
【要約】
【課題】簡易な搬送機構を備えて、チューブ容器の内側及び外側に対して適正な検査を実施するチューブ容器検査装置を提供する。
【解決手段】チューブ容器検査装置は、搬送機構が軟性なチューブ容器を横倒し状態で保持し、回転機構により回転させて、被写界深度が深い撮像系を有する第１カメラで撮影したチューブ容器の内部画像に対して、蛇行補正を施す。チューブ容器検査装置の制御部は、蛇行補正された容器内部の画像に対して、隣接する画素どうしの差が予め定めたしきい値以上となるエッジを検出し、エッジで囲まれた輪郭による形状を特定し、欠陥箇所として抽出する。欠陥強調処理部により欠陥箇所を強調した容器内部の画像が表示され、不良品排除部により欠陥箇所を有するチューブ容器は、搬送機構から排除される。
【選択図】図１【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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