製品紹介

インライン型 PET ボトル異物検査装置
西垣内 章治 *Shoji N is higaichi

１．はじめに

２．装置概要

飲料充填工場では、炭酸飲料、茶系飲料、果実

インライン型 PET ボトル異物検査装置（以下

飲料、コーヒー飲料などさまざまな飲料が生産さ検査装置という）は、飲料充填ラインに設置してれており、飲料用容器も缶、ビン、PET ボトル、全数検査を行い、PET ボトル内の異物を検出する

紙容器などさまざまな種類やデザインの容器が使装置である。検査装置外観を写真１に示す。

用されている。店頭などを見ても最近は缶に代装置は、側面水滴除去部、間隔調整回転機構部、わり、リシール性や携帯性といった利便性がある

側面検査部、排出装置（側面用および底面用）、PET ボトルが主流になっている。充填速度も高速底面検査部で構成している。

化が進み、現在主流の 600bpm（bottle per minute）

検査は、底面から撮像し沈殿異物を検出する底に代わって 800bpm 以上の高速充填システムが採面検査と、側面から撮像し浮遊・液面異物を検出用されてきており、今後は 800bpm 以上が主流にする側面検査で行い、検出可能な最小異物寸法はなると考えられる。

0.3 × 0.3mm（他社従来装置：0.5 × 0.5mm）であまた、消費者の品質に対する要求も高くなってる。異物を検出した場合は、排出装置により生産きており、金属片やパッキンなどの異物の混入の問題が重要視されてきている。飲料製造企業では異物混入品が市場に出まわらないようにするために品質の高い PET ボトル製品を製造する必要があり、従来使用されていた異物検査装置では検出しにくかった飲料中の微小異物を高速で検出できる異物検査装置が求められている。当社（高嶋技研株式会社）ではオフライン型の微小異物検査装置（出荷検査装置）を製品として納入しているが、今回、飲料生産工程中に検査するインライン型 PET ボトル異物検査装置を開発し、1 号機を納入したので紹介する。

＊

高嶋技研株式会社

第一企画室

写真１検査装置外観課長

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IIC REVIEW/2007/4. No.37

ラインから不良ボトルとして排除し下流に流出し安定して検出するため、2L ボトルを 0.1mm ／画ないようにしている。

素で撮像できる 140 万画素の高解像度カメラを使用している。

３．検査原理（2）検査装置の構成（1）撮像方式

検査ステージの概略図を図 1 に示す。

撮像方式は、可視光線、X 線、超音波などを① 側面検査使用して検出する方法が考えられる。当社では検査は第 1 ステージと第 2 ステージで行い、X 線、超音波を使用した検査装置を納入してい第１ステージではボトルの一側面（左側）を、るが、Ｘ線は、不透明な容器や液体に含まれる第２ステージで反対側（右側）を検査する。

異物の検出には有効だが、容器内の液体と比べ各ステージともボトルの上下を分けて撮像透過量の差が小さい微小異物やパッキン片など

す る た め に カ メ ラ を 2 台 ／ ボ ト ル 設 置 し、は検出しにくい傾向にある。

上下流の 2 箇所で撮像するので 4 台／ステー

また、超音波の場合は、不透明な容器や液体ジのカメラを設置している。（2 ステージ合に含まれる異物の検出には有効だが、音波の反計で 8 台設置）

射の少ない微小異物では検出しにくい傾向にあ

照明装置は蛍光灯を１ステージあたり 6 本、る。

2 ステージ合計で 12 本使用している。照明

PET ボトルの異物検査の場合は、容器が透明装置とカメラは、ボトルがこれらの間を流なことおよび X 線、超音波では微小異物の検出がしにくいことから、今回は、可視光線で検査する方式を採用している。

れるように配置している。
②

底面検査
グリップコンベヤによりボトル左右から挟ＰＥＴボトルに充填し、ラベルを貼る工程のみ、ボトルの底を下からの撮像で検査する。

前に検査をするため、ラベルの影響はない。

カメラは側面検査同様の上下流 2 台 1 組で使用したカメラは、0.3mm × 0.3mm の異物を検査するようになっており、2 台のカメラ

側面用照明排出装置排出装置

良品

底面用照明
側面用カメラ×８台

側面不良品

底面不良品

底面用カメラ×２台

図 1 概略図

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で撮像している。照明装置はメタルハライ像を比較して、差画像により移動した異物ドランプ搭載の光源と 4 分岐ライトガイドを検出する。角ボトルの場合は搬送の振動（ファイバー）のセットを 2 台使用し、各などによって自然に発生する液体の移動を撮像位置でボトル下部の側面 4 方向から照利用するが、丸ボトルの場合は検査前にグらしている。

リップコンベヤ（間隔調整回転機構部）によって強制的にボトルに回転を与えて充填（3）検出方式された液体を移動させることができる。

下記の方式により異物を検出し、検出場所、④ ティーチングによる検出液種等により最適な方式を選択できる。

事前に複数の良品サンプルを読込んで良品① 撮像画像（2 値化）による検出
撮像したボトルの輝度としきい値により検データを作成し、良品には無いデータがあっ出する方法である。

た場合に検出する方法である。

② 微分（HPF：High Pass Filter）による検出

４．装置構成輝度が変化している部分（エッジ）を検出

図２は、実際に生産ラインで稼動している検査する方法であり、輝度が均一な場所に異物装置の構成図である。ボトルの移動順に、側面水があるような場合に有効な方法である。

滴除去部、間隔調整回転機構部、側面検査部、側③ 差画像による検出
移動した異物のみを検出する方法である。

面検査用排出装置、底面検査部、底面検査用排出時間差をつけた 2 台のカメラで撮像した画装置で構成している。

排出装置
側面検査部

（側面用）

排出装置
底面検査部

（底面用）

間隔調整
側面水滴除去部

回転機構部

カメラ
ブロア

ブロア

カメラ

図 2 構成図̶ 51 ̶

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（1）側面水滴除去部 （写真２）を上流側コンベアより早くし、この速度差によ検査に影響のある側面の水滴を除去するためりボトル間の間隔を大きくしている。にエアーナイフシステムを採用した。

また、グリップコンベヤの左右ベルトのス

こ の シ ス テ ム は、 水 滴 除 去 に 必 要 な 流 速

ピード差によりボトルを回転させることにより

3

100m ／秒以上、流量 15.4m ／分を 7.5kW のモー内溶液を回転させ、強制的に異物を移動させる

ターで実現している。消費電力はコンプレッことができる。

サー使用時の約 1/10 である。

構造が簡単なためこの方式を採用している（2）間隔調整回転機構部 （写真３）が、丸ボトルのみが対象で角ボトル・長角ボト

PET ボトル同士の間隔を開け、検査に影響がルには対応していない。
（3）側面検査部

出ないようにしている。
ボトル搬送コンベヤを間隔調整回転機構部の上下 2 段で左右から計 8 台のカメラを使用し、上下流に分けて設置し、下流側コンベヤの速度浮遊・液面異物の検出を行っている。
（4）底面検査部
2 台の底面用カメラにより撮像し、沈殿異物を検出している。
（5）排出装置
検査部で不良を検出した場合、ボトルをライン外に排出するために高速エアーシリンダーを使用しており、800bpm の排出を可能にしている。
５．装置仕様検査部仕様は下記のようになっている。
検査対象： 200 ｍｌ〜 2L

写真 2水滴除去部

PET ボトル

処理能力： max800bpm
コンベヤスピード：
max60m/ 分
検査項目： 底面検査
0.3mm × 0.3mm 以 上 の 黒 色 沈殿異物
側面検査0.4mm × 0.4mm 以 上 の 不 透 明
浮遊異物
3mm × 3mm 以上の液面不透明異物
電源：

写真 3間隔調整回転機構

底面検査 AC200V（3 相）30A
側面検査 AC200V（3 相）20A

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装置寸法：

底面検査 W 2 2 0 0 × D 1 2 5 0 ×

る搬送であり、ロータリー方式を使用した搬送

H2100に比べ、シンプルで安価になっている。
ボトルの型替時に必要なグリップコンベヤの側面検査 W 1 0 5 0 × D 1 2 5 0 ×

幅調整もハンドル操作により簡単に行える。

H2100
各制御ラックW900 × D400 ×（4）精度が高い検出方式複数の検出方式を採用しているため、検出場

H1880
６．特所、液種等の条件に合わせた最適な検出方式が長選択でき精度の高い検査を可能である。

本検査装置の特長を以下に示す。

７．まとめ（1）0.3mm × 0.3mm の微小異物の検出
140 万 画 素（1392 × 1030） の 高 解 像 度 カ メラを使用して１画素 0.1mm の解像度で撮像し、今回開発した検査装置は、すでに山形食品㈱のPET ボトル生産ラインで稼動している。
納入初期にはボトル倒れや詰まり、水滴による0.3mm × 0.3mm の異物を安定して検出可能である。

誤検出などいろいろな問題が発生したが、適切な（2）800bpm の高速ラインに対応対策により順調に稼動しており、製品の品質向上

高速画像処理を行うことにより１秒間に 13.3に貢献している。
今後は、不透明液など対象液種の拡大、検査精本（800bpm）の検査が可能である。
（3）シンプルで安価な搬送方式

度の向上、処理速度の向上等より一層の性能向上

ストレートコンベヤとグリップコンベヤによを実現すべく努力していきたい。

高嶋技研株式会社
第一企画室 課長

西垣内 章治TEL. 0776-74-1111
FAX. 0776-74-1112

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