(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペットボトルの口部に形成されるネックリングの形状を検査するネックリング検査装置であって、
前記ペットボトルの底方向から前記ネックリングへ光を投光する投光手段と、
前記ネックリングを挟んで前記投光手段に対向する位置に配置され、前記投光手段により光が投光されたネックリングを撮影し、映像データを生成する撮影手段と、
前記撮影手段により生成される映像データに基づいて、濃淡に応じた多階調の映像データを生成する多階調映像データ生成手段と、
前記多階調映像データ生成手段により生成された濃淡に応じた多階調の映像データに基づいて、前記ネックリングが予め定められた基準形状を有しているか否かを判定する判定手段とを有することを特徴とするネックリング検査装置。
【請求項２】
前記判定手段により前記ネックリングが予め定められた基準形状を有していないと判定された場合に、前記ペットボトルを不良品として排出する排出手段を有することを特徴とする請求項１記載のネックリング検査装置。
【請求項３】
前記ネックリングを前記投光手段による光の投光領域及び前記撮影手段による撮影領域に搬送する搬送手段を有することを特徴とする請求項１または２に記載のネックリング検査装置。
【請求項４】
前記ネックリングに前記投光手段からの光以外の光が投光されることを防止する遮光手段を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のネックリング検査装置。
【請求項５】
前記投光手段は、白色光を投光することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のネックリング検査装置。
【請求項６】
ペットボトルの口部に形成されるネックリングの形状を検査するネックリング検査方法であって、
投光手段により前記ネックリングへ光を投光する投光ステップと、
前記ネックリングを挟んで前記投光手段に対向する位置に配置された撮影手段により前記投光ステップにより光が投光されたネックリングを撮影し、映像信号を生成する撮影ステップと、
前記撮影ステップにより生成される映像信号に基づいて、濃淡に応じた多階調の映像データを生成する多階調映像データ生成ステップと、
前記多階調映像データ生成ステップにより生成された濃淡に応じた多階調の映像データに基づいて、前記ネックリングが予め定められた基準形状を有しているか否かを判定する判定ステップとを有することを特徴とするネックリング検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペットボトルの口部に形成されるネックリングの形状を検査するネックリング検査装置及びネックリング検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ペットボトル等のブロー成型により製造される容器の口部には、ネックリングが形成される（例えば、特許文献１参照）。このネックリングについては、欠けが生じやすいため、形状の検査が行われる。
【特許文献１】特開平１０−２３０９５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の検査は、一般に作業者が目視により形状に異常（欠け等）があるか否かを判定しているため、製造された容器の中から所定数を選択して検査するサンプル検査にしか適用することができず、全数検査を行うことが困難であった。このため、ネックリングの形状に欠け等の異常が生じた容器を不良品として排除することができない場合がある。
【０００４】
本発明は従来の問題を解決するためになされたもので、簡易且つ精度よく全数検査を行うことが可能なネックリング検査装置及びネックリング検査方法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】
【０００５】
本発明のネックリング検査装置は、ペットボトルの口部に形成されるネックリングの形状を検査するものであって、前記ペットボトルの底方向から前記ネックリングへ光を投光する投光手段と、前記ネックリングを挟んで前記投光手段に対向する位置に配置され、前記投光手段により光が投光されたネックリングを撮影し、映像データを生成する撮影手段と、前記撮影手段により生成される映像データに基づいて、濃淡に応じた多階調の映像データを生成する多階調映像データ生成手段と、前記多階調映像データ生成手段により生成された濃淡に応じた多階調の映像データに基づいて、前記ネックリングが予め定められた基準形状を有しているか否かを判定する判定手段とを有する構成となる。
【０００６】
この構成により、光が投光されたネックリングを撮影して得られる映像データによりネックリングの形状が特定され、その特定された形状が予め定められた基準形状を有しているか否か、換言すれば、ペットボトルが良品であるか否かが自動的に判定される。このため、人手を要することなく、簡易に全数検査を行うことが可能となる。また、撮影手段がネックリングを挟んで投光手段に対向する位置に配置されることにより、映像データにおいてネックリングの部分と他の部分の明度差が大きくなって当該ネックリングの輪郭が明確になり、検査精度を向上させることができる。
【０００９】
そして、ネックリングが予め定められた基準形状を有しているか否かの判定において、多階調の映像データが用いられるため、濃淡の小さな差によって表されるネックリングの小さな欠け等の検出が可能となり、より精緻な検査が可能となる。
【００１０】
また、本発明のネックリング検査装置は、前記判定手段により前記ネックリングが予め定められた基準形状を有していないと判定された場合に、前記ペットボトルを不良品として排出する排出手段を有する構成となる。
【００１１】
この構成により、不良品であるペットボトルの排除を簡易に行うことが可能となる。
また、本発明のネックリング検査装置は、前記ネックリングを前記投光手段による光の投光領域及び前記撮影手段による撮影領域に搬送する搬送手段を有する構成となる。
【００１２】
この構成により、ネックリングが投光手段による光の投光領域及び撮影手段による撮影領域に自動的に配置されるため、更に簡易に全数検査を行うことが可能となる。
【００１３】
また、本発明のネックリング検査装置は、前記ネックリングに前記投光手段からの光以外の光が投光されることを防止する遮光手段を有する構成となる。
【００１４】
この構成により、ネックリングに投光手段からの光以外の光（外光）が投光されることが防止され、より精緻な検査が可能となる。
【００１５】
また、本発明のネックリング検査装置は、前記投光手段が、白色光（例えばＬＥＤの照明光）を投光する構成となる。
【００１６】
この構成により、ネックリングが透明な部材により形成されている場合においても、検査が可能となる。
【００１７】
また、本発明のネックリング検査方法は、ペットボトルの口部に形成されるネックリングの形状を検査するものであって、投光手段により前記ネックリングへ光を投光する投光ステップと、前記ネックリングを挟んで前記投光手段に対向する位置に配置された撮影手段により前記投光ステップにより光が投光されたネックリングを撮影し、映像信号を生成する撮影ステップと、前記撮影ステップにより生成される映像信号に基づいて、濃淡に応じた多階調の映像データを生成する多階調映像データ生成ステップと、前記多階調映像データ生成ステップにより生成された濃淡に応じた多階調の映像データに基づいて、前記ネックリングが予め定められた基準形状を有しているか否かを判定する判定ステップとを有する構成となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、光が投光されたネックリングを当該ネックリングを挟んで対向する位置に配置された撮影手段により撮影して得られる映像データに基づいて、ペットボトルが良品であるか否かが自動的に判定されるため、人手を要することなく、簡易且つ精度よく全数検査を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態のネックリング検査装置について、図面を用いて説明する。本発明の実施の形態におけるネックリング検査装置の上面図を図１に、図１のＡ−Ａ方向側面図を図２に、図１のＢ−Ｂ方向側面図を図３に、それぞれ示す。これら図１乃至図３に示すネックリング検査装置は、ペットボトル６００の口部に形成される結晶化された白色のネックリング６０１の形状を検査するものである。このネックリング検査装置は、投光部１００、カメラ２００、支持部３０１、３０２、３０６、３０７、３０８、デルリン板３１０、筐体３５０、ターレット４０１、４０２、４０３により構成される。
【００２０】
投光部１００は、デルリン板３１０を介して、ネックリング６０１に対してペットボトル６００の底方向から光を投光する。カメラ２００は、ネックリング６０１を挟んで投光部１００に対向する位置に配置され、撮影を行って映像データを生成する。
【００２１】
支持部３０１は、カメラ２００を図１の紙面における左右方向に移動自在に支持する。支持部３０２は、支持部３０１を図１の紙面における表裏方向に移動自在に支持する。支持部３０６は、支持部３０２を図１の紙面における上下方向に移動自在に支持する。支持部３０７及び３０８は、それぞれ支持部３０６の端部を支持する。カメラ２００は、これら支持部３０１、３０２、３０６、３０７及び３０８によって支持されることにより、図１の紙面における左右方向、表裏方向及び上下方向に移動自在となっており、位置が調整される。
【００２２】
筐体３５０は、ネックリング６０１に投光部１００からの光以外の光（外光）が投光されないように、外光を遮光する。なお、ネックリング検査装置が例えば暗室内に配置されてネックリング６０１に外光が投光されない状態である場合には、筐体３５０は外光を遮光する構成でなくてもよい。ターレット４０１、４０２、４０３は、回転しつつ、ペットボトル６００を搬送するものである。搬入されたペットボトル６００は、ターレット４０１によって搬送された後、ターレット４０２の凹部４０４に嵌合して検査位置まで搬送され、更に、ターレット４０３によって搬送され、搬出される。
【００２３】
ネックリング検査装置のブロック図を図４に示す。図４に示すネックリング検査装置は、投光部１００と、カメラ２００と、当該カメラ２００によって生成された映像データに基づいて、ネックリング６０１の形状を検査するコントローラ５００と、不良品であるペットボトル６００を排出する排出部５５０とを有する。
【００２４】
投光部１００は、ネックリング６０１に対して均一に光が投光されるようになっている。また、投光部１００は、白色光（例えばＬＥＤ照明光）を投光することができる。投光部１００が白色光を投光することにより、ネックリング６０１が結晶化されておらず、透明な部材により形成されている場合においても、投光された光がネックリング６０１を通過してカメラ２００に到達することができる。
【００２５】
カメラ２００は、ネックリング６０１を挟んで投光部１００に対向する位置から撮影し、映像データを生成する。例えば、カメラ２００は、電荷結合素子であるフォトダイオードを配列した構造を有し、これらフォトダイオードにより投光部１００からの光の光量に応じた電荷を蓄積し、その蓄積量に応じた映像データを生成する。カメラ２００によって生成された映像データは、コントローラ５００へ送られる。
【００２６】
コントローラ５００は、フレームメモリ５０１、モニタ５０２、ＣＰＵ５０３及びメモリ５０４を有する。フレームメモリ５０１は、カメラ２００からの映像データを記憶する。モニタ５０２は、ＣＰＵ５０３の制御によりフレームメモリ５０１から読み出された映像データに基づく映像表示を行う。
【００２７】
ＣＰＵ５０３は、予め良品であるペットボトル６００のネックリング６０１、換言すれば、形状が正常なネックリング６０１の映像データを取得する。例えば、投光部１００が予め良品であると判断されたペットボトル６００のネックリング６０１に光を投光し、ＣＰＵ５０３は、カメラ２００がこの良品であるペットボトル６００のネックリング６０１を撮影して生成した映像データを取得する。更に、ＣＰＵ５０３は、取得した映像データに基づいて、各画素毎に濃淡に応じた多階調（例えば２５６階調）の映像データ（基準映像データ）を生成し、メモリ５０４へ記憶させる。
【００２８】
また、ＣＰＵ５０３は、フレームメモリ５０１に、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の撮影により得られる映像データが記憶されると、この映像データに基づいて、各画素毎に濃淡に応じた多階調（基準映像データと同一の階調数）の映像データ（検査映像データ）を生成する。更に、ＣＰＵ５０３は、検査映像データと基準映像データとを比較して差分を導出し、その差分が所定範囲内でない場合には、ペットボトル６００が不良品である旨の信号（不良品検出信号）を排出部５５０へ出力する。
【００２９】
排出部５５０は、ペットボトル６００の搬送経路におけるターレット４０３よりも下流の位置に設けられ、この不良品検出信号が入力されると、不良品であるペットボトル６００が手前に搬送されてきたタイミングで空気を噴出し、その不良品であるペットボトル６００を排出する動作を行う。なお、ネックリング検査装置には、少なくとも検査位置におけるペットボトル６００への外光を遮断する手段（図示せず）が設けられている。
【００３０】
以上のように構成されたネックリング検査装置について、ペットボトル６００のネックリング６０１の検査時の動作を説明する。ネックリング検査装置のペットボトル６００のネックリング６０１の検査時の動作のフローチャートを図５に示す。
【００３１】
検査対象のペットボトル６００は、ネックリング６０１が投光部１００による光の投光領域及びカメラ２００による撮影領域に配置されるように、所定位置（検査位置）に搬送される（Ｓ１０１）。
【００３２】
投光部１００は、ネックリング６０１へ投光する（Ｓ１０２）。投光部１００により投光され、ネックリング６０１に到達した光は、一部が当該ネックリング６０１に遮られるが、他の光はカメラ２００に到達する。カメラ２００は、光が投光されたネックリング６０１を撮影し、映像データを生成する（Ｓ１０３）。生成された映像データは、コントローラ５００へ送られる。
【００３３】
コントローラ５００は、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の撮影により得られる映像データを取得すると、この映像データに基づいて、各画素毎に濃淡に応じた多階調の検査映像データを生成する（Ｓ１０４）。次に、コントローラ５００は、生成した検査映像データと予め保持する基準映像データとを比較し、これら検査映像データと基準映像データの差分を導出する（Ｓ１０５）。更に、コントローラ５００は、その導出した差分が所定範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１０６）。
【００３４】
基準画像データに応じた画像（基準画像）と検査画像データに応じた画像（検査画像）の一例を図６に示す。例えば、コントローラ５００は、基準映像データに応じた映像（図６（ａ）に示す基準映像）と検査映像データに応じた映像（図６（ｂ）に示す検査画像）の同一位置の画素について、階調度数の差を算出する。更に、コントローラ５００は、階調度数の差が所定値以上となった画素数の計数を行い、その計数の結果が所定数以上である場合には、検査映像データと基準映像データの差分が所定範囲内でないと判定する。
【００３５】
あるいは、別の解析手段としてコントローラ５００は、基準映像データに応じた映像（図５（ａ）に示す基準映像）において隣接する画素との階調度数の差が所定値以上である画素を抽出することにより、基準画像におけるネックリング６０１の輪郭を導出するとともに、検査映像データに応じた映像（図５（ｂ）に示す検査映像）において隣接する画素との階調度数の差が所定値以上である画素を抽出することにより、検査画像におけるネックリング６０１の境界を導出し、検査することも可能である。ここで、基準画像におけるネックリング６０１の境界は、良品であるペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭を表し、検査画像におけるネックリング６０１の境界は、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭を表す。更に、コントローラ５００は、良品であるペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭と検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭の差が所定範囲内でない場合には、検査映像データと基準映像データの差分が所定範囲内でないと判定する。
【００３６】
または、コントローラ５００は、基準映像データに応じた映像（図５（ａ）に示す基準映像）の各画素を階調度数に応じて濃領域と淡領域とに分類するとともに、検査映像データに応じた映像（図５（ｂ）に示す検査画像）の各画素を階調度数に応じて濃領域と淡領域とに分類する。ここで、基準画像における濃領域と淡領域の境界は、良品であるペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭を表し、検査画像における濃領域と淡領域の境界は、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭を表す。更に、コントローラ５００は、良品であるペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭と検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の輪郭の差が所定範囲内でない場合には、検査映像データと基準映像データの差分が所定範囲内でないと判定する。
【００３７】
Ｓ１０６において差分が所定範囲内であると判定された場合、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１の形状は、良品であるペットボトル６００のネックリングの形状と一致あるいはほぼ一致し、良品として扱うことが可能な形状（基準形状）を有する。この場合には、次のペットボトル６００についての検査を行うべく、ペットボトル６００の搬送（Ｓ１０１）以降の動作が繰り返される。
【００３８】
一方、Ｓ１０６において差分が所定範囲内でないと判定された場合、検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１には、欠け等の何らかの異常が生じており、基準形状を有していない。この場合、コントローラ５００は、ペットボトル６００が不良品である旨の不良品検出信号を排出部５５０へ出力する（Ｓ１０７）。排出部５５０は、この不良品検出信号が入力されると、不良品であるペットボトル６００が手前に搬送されてきたタイミングで空気を噴出し、その不良品であるペットボトル６００を排出する動作を行う。
【００３９】
このように、本実施形態のネックリング検査装置では、投光部１００が検査対象のペットボトル６００のネックリング６０１に光を投光するとともに、カメラ２００がネックリング６０１を挟んで投光部１００に対向する位置から当該ネックリング６０１を撮影する。そして、コントローラ５００が、この撮影により得られる映像データと予め保持する良品であるペットボトル６００に対応する基準映像データとを比較し、差分が所定範囲内でない場合には、排出部５５０がそのネックリング６０１を有するペットボトル６００を不良品として排出する。このため、人手を要することなく、簡易に全数検査を行うことが可能となる。また、カメラ２００がネックリング６０１を挟んで投光部１００に対向する位置に配置されることにより、映像データにおいてネックリング６０１の部分と他の部分の明度差が大きくなってネックリング６０１の輪郭が明確になり、検査精度を向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上のように、本発明にかかるネックリング検査装置及びネックリング検査方法は簡易且つ精度よく全数検査を行うことが可能であるという効果を有し、ネックリング検査装置及びネックリング検査方法として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ネックリング検査装置の上面図である。
【図２】ネックリング検査装置の第１の側面図である。
【図３】ネックリング検査装置の第２の側面図である。
【図４】ネックリング検査装置のブロック図である。
【図５】ネックリング検査装置のネックリング検査時の動作のフローチャートである。
【図６】基準映像と検査映像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１００  投光部
２００  カメラ
３０１、３０２、３０６、３０７、３０８  支持部
３１０  デルリン板
４０１、４０２、４０３  ターレット
４０４  凹部
５００  コントローラ
５０１  フレームメモリ
５０２  モニタ
５０３  メモリ
５０４  ＣＰＵ
５５０  排出部
６００  ペットボトル
６０１  ネックリング
【図１】
0004753019.tif 000002
【図２】
0004753019.tif 000003
【図３】
0004753019.tif 000004
【図４】
0004753019.tif 000005
【図５】
0004753019.tif 000006
【図６】
0004753019.tif 000007