(57)【要約】 【課題】    搬送ラインから不良容器を高速に安定して排出し製造ラインの高速化を図ることができるようにしたい。【解決手段】    搬送路２Ａ，２Ｂ上を連続して搬送される液体が封入された容器１を撮像手段５Ａ〜５Ｃで撮影し、容器１の画像から該容器の検査を行い、その検査結果に従って不合格の容器を排出する容器検査装置であり、搬送路の上方における搬送路を横断する移動で該搬送路の脇に設けてある排出容器受け７に不合格の容器を排出する容器排出装置１０を設けた。【選択図】  図２
2005257493.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を連続して搬送される液体が封入された容器を撮像手段で撮影し、容器の画像から該容器の検査を行い、その検査結果に従って不合格の容器を排出する容器検査装置において、  
搬送路の上方における搬送路を横断する移動で該搬送路の脇に設けてある排出容器受けに不合格の容器を排出する容器排出装置を設けたことを特徴とする容器検査装置。  
【請求項２】
上記請求項１に記載の容器検査装置において、  
該容器排出装置は搬送路の上方において一方向に回転する容器押し出しアームを有するものであることを特徴とする容器検査装置。  
【請求項３】
上記請求項１に記載の容器検査装置において、  
該容器排出装置は搬送路の上方において往復移動もしくは揺動をすることができる容器押し出しアームを有し、往路と復路の移動では前後した個別の不合格の容器をそれぞれ排出するようになっていることを特徴とする容器検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送路上を連続して搬送される液体が封入された容器を撮像手段で撮影し、容器の画像から該容器の検査を行い、その検査結果に従って不合格の容器を排出する容器検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液体を封入した容器を製造するラインでは、容器に対して液体の封入，蓋による封止，製造番号などの印字，ラベル貼り，といった工程を経て箱詰めされる。
【０００３】
その製造ラインでは、容器損傷，液量増減，異物混入，印字欠け，ラベル不良などについて各種検査が行われ、検査結果に応じて、不合格とされた特定の容器１本のみを物理的に搬送ラインから確実に取り除く容器排出装置も併せて設置している。
【０００４】
取り除くべき容器を誤れば、不良品を市場に送り出すことにつながるので、容器排出には極めて高い信頼性が要求されている。さらに、不合格とされた特定の容器を含めて前後の容器をまとめて排出するのでは、排出動作において良品に対してダメージを与えることがあるだけでなく、製造効率を低下させてしまう。
【０００５】
従来の排出装置として、下記の特許文献で紹介されているように、容器の進行方法に対して側方から、駆動源としてエアまたはモータを使って押し出しレバーを突出させるものがある。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−７２９４１号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年の製造ラインは高速化が図られてきており、１（秒）あたりに１０（個）以上の容器を検査するようになっており、検査自体も高速性を要求されるのと同時に、特定容器の排出動作も高速性を求められている。
【０００８】
上記の従来技術では、押し出しレバーは特定容器を押して排出した後に元の位置に戻っている必要があり、戻る動作が完了する前に後続の容器が押し出しレバーの移動開始位置に到達していてはならず、到達してしまうと容器が押し出しレバーに接触して倒れ、搬送が不可能になるので、搬送の高速化に限界があった。
【０００９】
それゆえ本発明の目的は、搬送ラインから不良容器を高速に安定して排出し製造ラインの高速化を図ることができる容器検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成する本発明装置の特徴とするところは、搬送路上を連続して搬送される液体が封入された容器を撮像手段で撮影し、容器の画像から該容器の検査を行い、その検査結果に従って不合格の容器を排出する容器検査装置において、搬送路の上方における搬送路を横断する移動で該搬送路の脇に設けてある排出容器受けに不合格の容器を排出する容器排出装置を設けたことにある。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、検査結果不良である容器を搬送コンベア上から高速に安定した姿勢で排出できる。さらに、排出にあたり後続容器の搬送を阻害しないので、容器の搬送速度を高くすることできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図に示す実施形態を説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１乃至図３は本発明になる第一の実施形態の容器検査装置を示している。
【００１４】
透明なＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製の容器１内の異物を画像処理により光学的に検査し、検査結果に応じて不良品を排出する。
【００１５】
図１において、透明なＰＥＴ製の容器１は、搬入コンベア２Ａ上を図において左側から右方向に順次連続して搬送されて来る。容器１には、飲料，食品，薬品などの液体状の内容物が既に充填されており、容器蓋１ａ（図２参照）で封止されている。
【００１６】
搬入コンベア２Ａ上を搬送されてきた容器１はタイミングスクリュー３で容器１の前後の間隔を一定に揃える。これは、下流での画像処理において前後容器との区別を簡便にし画像処理時間を短縮するためである。画像処理時間に余裕がある場合は、前後容器との区別処理を追加でき、タイミングスクリュー３を無くして連続した状態で容器１を装置内に送り込んでもよい。
【００１７】
なお、容器１の表面には光学的障害となる印刷物（ラベル）などは存在せず、透明な容器と透明な内容物であれば外部から内部を観察でき、このことを応用して画像処理にて自動的に検査を実施する。透明とは、無色透明に限らず有色透明でもよい。また一般の環境光と人による目視の組み合わせでは不透明とされる場合であっても、用いる光波長に応じて光透過の度合いを向上させて検査対象とすることもできる。
【００１８】
容器間隔を一定にした後は、先ず、容器１の内容物中に浮遊する異物を側方から検査する。即ち、搬入コンベア２Ａの脇に設置した照明４Ａからの透過光を、容器１を挟んで搬入コンベア２Ａの反対側に設置したカメラ５Ａで撮像し、異物をシルエットとして捉える。また、液体状の内容物が懸濁状の場合など、撮像時の奥行き方向全体を捉えることができない場合もあるため、カメラ５Ａ側に照明４Ｂを設置し、照明４Ａ側に設置したカメラ５Ｂで反対方向からの撮像も行なう。
【００１９】
次に、側方からでは検出しにくい容器底部に沈殿した異物を検査する。そのため、搬入コンベア２Ａの下流側折り返し部と搬出コンベア２Ｂの上流側折り返し部を少し離して、両コンベア２Ａ，２Ｂ間にかけて容器１の側部を挟み込んで保持し搬送する１対のグリップコンベア６を設け、１対のグリップコンベア６の上方に容器１を上側から照らす照明（図示しない）を設け、その透過光を、容器１の下側に設置したカメラ５Ｃで撮像し、異物をシルエットとして捉える。以上の３段階の撮像で容器１本に対する一連の検査を停止することなく連続搬送の状態で実施していく。
【００２０】
その速度は１（分）間あたり容器３００〜９００（本）と高速であり、充填、封止、搬送、異物検査、ラベル付けを含め不良容器排出の各工程すべてで、この速度に対応させる必要がある。
【００２１】
３段階の画像処理結果は、図３に示す画像処理制御部３０内のカメラインターフェース３２を介して画像情報記憶部３４を使い、画像演算器３３で異物画像の抽出処理を行なって内部の  異物有無を判定する。なお、３１は容器１の搬送に合わせた各カメラ５Ａ〜５Ｃの撮像タイミングを管理したり各カメラ５Ａ〜５Ｃの撮像素子から画像データを取り込んだりするカメラコントローラである。
【００２２】
判定結果は通信制御部３５から上位側の検査装置制御部４０内のＩ／Ｏインターフェース４１を介して主演算器４２で把握し主記憶部４３で複数の容器について集中管理しておく。
【００２３】
検査時の画像データや判定結果は状況に応じて画像処理制御部３０の画像処理モニタ３６および検査装置制御部４０のモニタ４４に表示する。なお、主演算器４２は両コンベア２Ａ，２Ｂのモータドライバ２１，２２や１対のグリップコンベア６のモータドライバ２３に制御指令を出すこと、各種操作スイッチ類４７に開閉信号を出すこと、そして表示ランプ４８に点滅信号を出すことなどの処理も行なう。
【００２４】
搬出コンベア２Ｂの脇に容器排出装置１０を備えている。容器排出装置１０は図１のＩ−Ｉ切断線に沿った概略横断面を示した図２のように、２本の容器押し出しアーム１１Ａ，１１Ｂを１８０度の角度で軸１２に固定してあり、その軸１２は１８０度ずつモータ１３により常に同一方向に回転するようになっている。
【００２５】
図3の画像処理制御部３０で容器１に異物を検出すると、検査装置制御部４０の主演算器４２はその判定結果を受けて不良容器の搬送をする図1には図示していない容器検知センサ４５の検知信号を元にモータドライバ４６にモータ１３の作動指令を出し、モータ１３は２本の容器押し出しアーム１１Ａ，１１Ｂを半回転させる。
【００２６】
図2においては、下側の容器押し出しアーム１１Ａが回転で容器１の側部を押し、反対側に設けてある排出容器受け７に不良容器を排出する。下側の容器押し出しアーム１１Ａが回転で容器１の側部を押し出して上方の容器押し出しアーム１１Ｂの位置に移動する間に、上方の容器押し出しアーム１１Ｂは下側の容器押し出しアーム１１Ａの位置に移り、次の排出指令に備えている。
【００２７】
このように、次に排出指定に備えるために戻りの動作を必要とせず。搬送路を一方向に回転し横断する移動だけであるので、搬送速度を高くしても後続容器の搬送の邪魔にならない。単純計算で、戻り動作で排出を行なう従来技術に比較して本装置では容器搬送速度を２倍とすることができる。
【００２８】
容器押し出しアーム１１Ａ，１１Ｂと容器１との接触位置は、容器１の重心付近であれば安定した姿勢で排出でき、容器１の重心から離れるに従い傾きながらの排出姿勢へと変わってくる。
【００２９】
次に、容器押し出しアームの回転量を小さくすることで、さらに排出時間を小さくし容器搬送速度を高くすることができる実施形態を図４で説明する。
【００３０】
図４において、１２ａは搬出コンベア２Ｂの搬送方向に軸方向を揃えて軸支した回転軸で、図４（ａ）におけるII−II切断線に沿った概略縦断を示した図４（ｂ）に示すように、６枚の押し出し羽根１１ａ〜１１ｆを等角度間隔で固定してある。容器１は搬出コンベア２Ｂの搬送路中心位置に揃えて搬送されるのが通例であることから、回転軸１２の軸支位置は搬出コンベア２Ｂの搬送路中心位置に揃えている。
【００３１】
搬出コンベア２Ｂの上方における回転軸１２の軸支位置は、回転軸１２の回転時には各押し出し羽根１１ａ〜１１ｆの先端部が容器１の蓋１ａに当たり、容器１を押して排出容器受け７に不良容器を排出することができるが、停止中には隣接する各押し出し羽根１１ａ〜１１ｆ間のほぼ真中辺りを通過するに十分で搬送を妨げることがないような各押し出し羽根１１ａ〜１１ｆの長さである位置に設定している。
【００３２】
モータ１３の駆動力は、回転軸１２との間に巻き掛けたベルト１４などで伝達する。
【００３３】
上記のように良品容器が搬送されている間は、モータ１３は停止しており、各容器１は隣接する各押し出し羽根１１ａ〜１１ｆ間のほぼ真中辺りを通過する。
【００３４】
排出すべき不良容器が検出されると不良容器１が各押し出し羽根１１ａ〜１１ｆの位置に来ると回転軸１２ａは６０度回転し、容器蓋１ａを搬送方向とは直角に押し排出する。
【００３５】
図１，図２の実施形態における１８０度の回転量に比較して、この実施形態の装置では１／３の回転量ですみ、羽根の数に応じて排出所要時間はさらに小さくでき、容器搬送速度の高速化を図ることができる。
【００３６】
更に、図５により、戻り動作が従来技術における単なる戻り動作ではなく、不良容器にとっては搬送コンベアを横断する移動で排出容器受けに排出されることになる容器排出装置を備えた第三の実施形態について説明する。
【００３７】
図５において、搬出コンベア２Ｂの両脇に排出容器受け７Ａ，７Ｂを設けてある。１５はピストン軸１５ａが搬出コンベア２Ｂを横切るように装置フレームに固定されたエアシリンダである。そして、装置フレームにはエアシリンダ１５と並行し搬出コンベア２Ｂを横切るように伸びたリニアガイド１６を固定してある。
【００３８】
エアシリンダ１５におけるピストン軸１５ａの下側に押し出しアーム保持板１７を固定してある。押し出しアーム保持板１７はリニアガイド１６で案内されて、ピストン軸１５ａの伸縮に合わせて図５において左右に移動する。
【００３９】
図５（ａ）におけるIII−III切断線に沿った概略縦断を示した図５（ｂ）に示すように、押し出しアーム保持板１７には搬出コンベア２Ｂを横切る方向に並べて３枚の押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃを垂下するように固定してある。各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃの間隔は、隣接する各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃの間を容器１が楽に通過できる間隔としているが、容器排出の無駄時間を低減するために、必要以上の余裕は持たせていない。
【００４０】
従って搬出コンベア２Ｂ上において容器排出装置には２箇所の容器通過部があり、各容器１は押し出しアーム保持板１７により上方から、そして隣接する各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃにより側方から囲まれた状態で通過していく。
【００４１】
図３ではモータドライバ４６を電磁弁とし、モータ１３をエアシリンダ１５とすれば、ほぼそのまま図３の装置構成で容器の異物検出と不良容器の排出を遂行することができる。
【００４２】
即ち、エアシリンダ１５で押し出しアーム保持板１７を介して各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃが搬走路上を横方向にスライドし、排出すべき不良容器１の通過に合わせて他端側へスライドし、これに合わせて容器１もスライドし、例えば、段差を付けた排出容器受け７Ｂに落とし込む。
【００４３】
各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃの片道動作で１つの不良容器１の排出を終え、その状態で待機している。次の排出すべき不良容器１が通過すると、前回とは逆方向にスライドし、反対側の排出容器受け７Ａに落とし込む。このように排出すべき不良容器１が通過するたびに、各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃは片道動作の方向を交互に変えて動く。
【００４４】
各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃは、容器１の重心付近の高さをやや越えた辺りまで上方から垂下していることで、容器１がスライドしている最中も直立の姿勢を維持し易くなる。
【００４５】
次に、図６により、図４と図５の両実施形態を合わせた第四の実施形態について説明する。
【００４６】
この実施形態では、図６（ａ）におけるIV−IV切断線に沿った概略縦断を示した図６（ｂ）に示すように、３枚の各押し出し羽根１１ａ〜１１ｃを回転軸１２ｂに６０度の角度を持たせて固定してある。回転軸１２ｂは、モータ１３により、６０度ずつ不良容器が搬送されてくる度に可逆的に回転、即ち、揺動し、図４の実施形態のように容器蓋１ａを押して搬出コンベア２Ｂの両脇に設けてある排出容器受け７Ａ，７Ｂの何れかに排出する。
【００４７】
３枚の各押し出し羽根１１ａ〜１１ｃや回転軸１２ｂの構成については図４の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４８】
この実施形態の特徴的なところは、図５の実施形態における各押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃのごとき片道動作（スライド）を図４の回転を可逆的に行なうことで、３枚の各押し出し羽根１１ａ〜１１ｃが揺動による片道動作を行なうことにある。１回の往きの片道動作（揺れ）で１個の不良容器を排出し、戻りの片道動作（揺れ）で次の１個の不良容器を排出する。
【００４９】
図４の実施形態に比較して、装置の高さ方向の寸法を押し出し羽根が上方を回転しない分、低くできる。
【００５０】
さて、高さ，太さが異なった各種の容器１が搬入コンベア２Ａ，搬出コンベア２ｂ上を搬送されるので、容器排出装置としても、容器の大きさの合わせて確実に容器を押して排出容器受け７に排出する必要がある。
【００５１】
搬出コンベア２ｂ上での不良容器の排出位置を変えないとすれば、図１，図２の実施形態のものでは、容器押し出しアーム１１Ａ，１１Ｂの長さが異なるもの複数対を軸１２に位置をずらして併設し、容器の大きさに合わせてモータ１３の位置をスライドさせ、容器の大きさに見合う長さの容器押し出しアーム１１Ａ，１１Ｂで排出を行なうようにすればよい。
【００５２】
図４の実施形態では、長さが異なり枚数に応じて角度を異ならせた押し出し羽根１１ａ〜１１ｎの複数セットを回転軸１２ａに位置をずらして併設する。異なる角度としては、４枚であれば９０度ずつ、５枚であれば７２度ずつということになる。容器蓋１ａの径に応じて押し出し羽根１１ａ〜１１ｎの枚数が異なるものを用い（大径であれば、隣接する押し出し羽根１１ａ〜１１ｎ間に容器蓋１ａが余裕をもって通過できるように枚数の少ないセットを用いる）、容器１の高さに応じて、軸１２ａの上下方向の位置を調整できるようにしておく。
【００５３】
図５の実施形態では、押し出しアーム保持板１７に固定する３枚の押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃのうち、両側の２枚の押し出しアーム１８Ｂ，１８Ｃの固定位置を容器１の太さに合わせて、搬出コンベア２Ｂの幅方向に調整できるようにしておく。押し出しアーム１８Ａ〜１８Ｃの長さは押し出しアーム保持板１７の位置は最も長い容器１の高さに合うようにし、下端が最も小さい容器１の高さに合うようにしておけば、排出容器は排出容器受け７Ａ，７Ｂに落下するだけであるので、エアシリンダ１５やリニアガイド１６の位置を移動させなくても、支障はない。
【００５４】
図６の実施形態では、長さが異なり、角度を変えた３枚の羽根を図４の実施形態と同様にずらして固定しておき、揺動（スイング）する軸の位置を変えられるようにしてあればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の一実施形態である容器検査装置を示す概略平面図である。
【図２】図１の容器検査装置おける容器排出装置を示す概略図である。
【図３】図１の容器検査装置における検出装置制御部と画像処理制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の第二の実施形態である容器排出装置を示す概略図である。
【図５】本発明の第三の実施形態である容器排出装置を示す概略図である。
【図６】本発明の第四の実施形態である容器排出装置を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…容器  
１ａ…容器蓋  
２Ａ，２Ｂ…コンベア  
３…タイミングスクリュー  
４Ａ，４Ｂ…照明  
５ａ〜５Ｃ…カメラ  
６…グリップコンベア  
７…排出容器受け  
１０…容器排出装置  
１１Ａ，１１Ｂ…容器押し出しアーム  
１３…モータ  
３０…画像処理制御部  
３３…画像演算器  
４０…検査装置制御部  
４２…主演算器  
４６…モータドライバ
【図１】
2005257493.tif 000003
【図２】
2005257493.tif 000004
【図３】
2005257493.tif 000005
【図４】
2005257493.tif 000006
【図５】
2005257493.tif 000007
【図６】
2005257493.tif 000008