JP2003137331A - ボトル・キャップ組立体及びその検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボトルの巻締角度確認マークと、キャップの
巻締角度確認マークとの位置関係を検出することによ
り、ボトルとキャップとの巻締状態を検出するのに用い
るボトル・キャップ組立体において、上方からのカメラ
での撮像により、ボトルの種類によらず、常に一定の条
件で、ボトルのサポートリングに形成されたボトル確認
マークを鮮明に撮像することができ、確実な画像処理に
よってボトルとキャップとの巻締状態を検出することが
可能なボトル・キャップ組立体を提供すること。 【解決手段】 ボトルの巻締角度確認マークが、ボトル
のサポートリング表面に形成された凹部乃至凸部からな
り、該凹部乃至凸部の検出用表面が、この凹部乃至凸部
と同一円周上にあるサポートリング表面の法線よりも外
周側若しくは周方向側に傾いた法線を有することを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボトルとその口部
に螺子装着されるキャップから成るボトル・キャップ組
立体において、その締結状態の検査を確実に行なうこと
が可能なボトル・キャップ組立体及び検査方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ガラス製或いは合成樹脂製のボトル形状
容器と、一旦開封されたものであることを明示するタン
パーエビデント機能を有するキャップから成るボトル・
キャップ組立体においては、内容物充填後に、キャップ
がボトルに完全に密封状態に締結されていることが必須
であり、このような検査は、従来は、製品の中からいく
つかの試料を抜き取り、これを実際に開栓し、開栓トル
ク、巻締角度等を測定することによって行っていた。し
かしながら、このような抜き取り検査は製品の一部につ
いて行うにすぎず、必ずしも確実な検査結果を得ること
は困難であり、また検査の確実性を向上させるために抜
き取り試料を多くすればそれだけ生産コストが増加する
ことになる。また巻締機を最初に設定する際に、基本的
な性能を出すための巻締角度に従ってトルクが決定され
ているため、巻締め角度を容易に測定できることが望ま
れている。

【０００３】このような問題を解決するため、例えば特
開平１２−１１８５１５号公報には、容器本体のキャッ
プ受け口に取り付けられたキャップまたは該キャップに
設けたカバー受け部に取り付けられたキャップカバーの
何れかのキャップ体取付部をカメラで撮影してその映像
情報を記憶し、この映像情報に基づき上記容器本体また
はキャップの基準部と上記キャップ体の測定部との位置
関係に基づき当該キャップ体の取付状態の良否を判定す
るようにしたことを特徴とするキャップ体取付検査方法
が記載されており、カメラでの撮影は、容器の搬送路に
沿って平行に設けられた第一及び第二のカメラで行うこ
とが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来技術によれ
ば、試料の抜き取り及び実際の開栓という検査方法によ
らずに、ボトル・キャップ組立体の締結状態を確認する
ことは可能となる。しかしながら、このような検査方法
では、キャップに設けられた標識は、ボトルとの関係上、
キャップの側面に設けられているため、ボトル及びキャ
ップに設けられた標識が一定の位置関係にあることを確
認するためには、ボトル・キャップ組立体の側面から測
定する必要がある。しかしながら、内容物が充填され、
キャップで密封されたボトル・キャップ組立体は、搬送
コンベア上をまちまちにその向きを変えながら生産ライ
ン中を進んでいくため、ボトル及びキャップに設けられ
た標識が必ずしも検査装置の向きに向いているとは限ら
ず、その場合には、キャップの締結状態に異常があった
場合でも見逃してしまうことになり、検査の信頼性が低
くなる恐れがある。このような締結状態に異常のあるボ
トル・キャップ組立体を見逃さないためには、複数のカ
メラを周方向に設置する必要があり、このため検査装置
が複雑になったり、ボトル・キャップ組立体を連続供給
することが困難になる場合もある。

【０００５】上述した問題を解決するために、本発明者
等は、先に、ボトルの巻締角度確認マークと、キャップ
の巻締角度確認マークとの位置関係を検出することによ
り、ボトルとキャップとの巻締状態を検出する検査装置
において、ボトル・キャップ組立体の上方に配置された
光学系レンズと、前記光学系レンズの上方に配置され、
前記光学系レンズを介して、ボトルの巻締角度確認マー
クとキャップの巻締角度確認マークとを同時に写し取る
単一のカメラと、前記確認マークを照明するための照明
装置と、前記カメラで写し取った画像データに基づく情
報処理により、巻締状態の良否を判定する画像処理装置
とを備えたボトル・キャップ組立体の検査装置を提案し
た（特願２００１−１８７１６８号）。

【０００６】かかる検査装置は、上記従来技術のような
不都合がなく、ボトル・キャップ組立体の締結状態がキ
ャップを開栓することなく、容器の軸方向上方から確実
に確認することが可能であり、また上方から一台のカメ
ラにより容易に検査することが可能となるという顕著な
利点を有している。しかるに、この検査装置においても
未だ改善の余地があることが判った。

【０００７】即ち、上記の検査装置では、上方からのカ
メラにより、ボトル及びキャップのそれぞれに設けられ
ている巻締角度確認マークを同時に撮像し、写し取られ
たボトルの巻締角度確認マーク（ボトル確認マーク）及
びキャップの巻締角度確認マーク（キャップ確認マー
ク）の画像データに基づいて、画像処理を行ない、これ
ら確認マークの相対的位置データから締結状態の確認が
行なわれる。従って、このような情報処理を確実に行な
うためには、ボトル確認マークとキャップ確認マークと
が鮮明に撮像されることが必要であり、このために、ボ
トル及びキャップの確認マークを照明するための照明装
置を設け、ボトル確認マーク及びキャップ確認マークを
照明しながら、これらマークの撮像が行なわれるように
構成されている。

【０００８】ところで、ボトルの確認マークは、上部か
らの撮像を確実に行なうために、口部に形成されている
サポートリングに表面に凹部或いは凸部として設けられ
るが、このボトル確認マークを確実に鮮明に撮像するこ
とが困難であるという問題があった。即ち、ボトルの中
には、上記確認マークが形成されているサポートリング
（口部）が結晶化されて白色となっているものや、サポ
ートリングも含めてボトル全体が透明になっているもの
などがあるが、何れのボトルについても、同じ条件でサ
ポートリングに形成されている確認マークを鮮明に撮像
することが極めて困難となっている。例えば、サポート
リングが結晶化されて白色となっているボトルでの組立
体について、ボトル及びキャップの確認マークが鮮明に
撮像されて画像処理が確実に行なわれたとしても、サポ
ートリングが透明なボトルでの組立体については、ボト
ル確認マークが鮮明に撮像されず、確実な画像処理が困
難となる場合があった。この逆に、サポートリングが透
明なボトルでの組立体について、ボトル及びキャップの
確認マークが鮮明に撮像されて画像処理が確実に行なわ
れた時には、サポートリングが結晶化されて白色となっ
ているボトルでの組立体について、ボトル確認マークが
鮮明に撮像されない傾向があった。従って、ボトルの種
類毎に、撮像条件（例えば照明装置の位置等）の設定を
変更しなければならず、検査効率等の点で、改善の余地
があったのである。

【０００９】従って本発明の目的は、ボトルの巻締角度
確認マークと、キャップの巻締角度確認マークとの位置
関係を検出することにより、ボトルとキャップとの巻締
状態を検出するのに用いるボトル・キャップ組立体にお
いて、上方からのカメラでの撮像により、ボトルの種類
によらず、常に一定の条件で、ボトルのサポートリング
に形成されたボトル確認マークを鮮明に撮像することが
でき、確実な画像処理によってボトルとキャップとの巻
締状態を検出することが可能なボトル・キャップ組立体
を提供することにある。本発明の他の目的は、上記ボト
ル・キャップ組立体を用いてのボトルとキャップとの巻
締状態を検出する検査方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、ボトル
の巻締角度確認マークと、キャップの巻締角度確認マー
クとの位置関係を検出することにより、ボトルとキャッ
プとの巻締状態を検出するのに用いるボトル・キャップ
組立体において、ボトルの巻締角度確認マークが、ボト
ルのサポートリング表面に形成された凹部乃至凸部から
なり、該凹部乃至凸部の検出用表面が、この凹部乃至凸
部と同一円周上にあるサポートリング表面の法線よりも
外周側若しくは周方向側に傾いた法線を有することを特
徴とするボトル・キャップ組立体が提供される。本発明
によれば、更に、ボトルの巻締角度確認マークと、キャ
ップの巻締角度確認マークとの位置関係を検出すること
により、ボトルとキャップとの巻締状態を検出する検査
方法であって、前記確認マーク乃至その近傍を照明する
ための照明装置を配置し、ボトル・キャップ組立体の中
心軸上に前記確認マーク撮像のための光学系を配置し
て、ボトルの巻締角度確認マークと、キャップの巻締角
度確認マークとを撮影するボトル・キャップ組立体の検
査方法において、ボトルの巻締角度確認マークとして、
ボトルのサポートリング表面に形成された凹部乃至凸部
からなり、該凹部乃至凸部の検出用表面が、この凹部乃
至凸部と同一円周上にあるサポートリング表面の法線よ
りも外周側若しくは周方向側に傾いた法線を有するもの
を用いることを特徴とする検査方法が提供される。

【００１１】本発明においては、前記凹部乃至凸部の検
出用表面の法線の垂直軸からの傾き角度をαとし、凹部
乃至凸部と同一円周上にあるサポートリング表面の法線
の垂直軸からの傾き角度をβとしたとき、α−βの値が
少なくとも３０°以上であることが好ましい。

【００１２】本発明において、ボトルの巻締角度確認マ
ークは、ボトルのサポートリング表面に形成された凹部
乃至凸部からなるが、この凹部乃至凸部の検出用表面
が、この凹部乃至凸部と同一円周上にあるサポートリン
グ表面に対して傾斜していること、即ち、該検出用表面
の法線は、サポートリング表面の法線に対して、外周側
或いは周方向側に傾いて形成されていることが重要な特
徴である。検出用表面を、このように傾斜せしめること
により、検出用表面と、その周辺部分のサポートリング
表面との間において、光の反射角が明確に異なり、この
結果、上部に配置されたカメラが取り込む映像におい
て、検出用表面とその周辺のサポートリング表面との間
に一定のコントラストが確保でき（サポートリング表面
が明るく、検出用表面は暗くなる）、この結果、常に、
ボトルの巻締角度確認マークを明確に検出することがで
き、ボトルの巻締角度確認マークと、キャップの巻締角
度確認マークとの位置関係を確実に検出することが可能
となるのである。

【００１３】

【発明の実施形態】上記のようなボトル・キャップ組立
体を用いてのキャップ巻き締め状態の検査方法では、ボ
トルの巻締角度確認マーク（ボトル確認マーク）と、キ
ャップの巻締角度確認マーク（キャップ確認マーク）と
の位置関係を検出することにより、ボトルとキャップと
の巻締状態の良否が判定されるものであるが、このため
に、ボトル・キャップ組立体の軸上方に光学系レンズと
前記確認マーク撮像のためのカメラとを、前記組立体の
垂直中心軸と光学系の光軸とが一致するように配置する
と共に、前記確認マークを照明するための照明装置が光
学系レンズの位置に配置される。これにより、ボトル確
認マークと、キャップ確認マークとを単一のカメラにし
かも同時に写し取ることが可能となり、更にはキャップ
外周縁よりも径方向で内方に位置するボトル確認マーク
であっても同様に写し取ることが可能となる。

【００１４】キャップの旋回によりボトルへの締結が行
われるボトル・キャップ組立体において、上記カメラに
より、撮像されたキャップ及びボトル確認マークの画像
データに基づくキャップの巻締状態の評価は、この画像
データから、この巻締状態を極座標に読み取り、必要に
より展開して、正確に評価することができる。この評価
の原理を説明するための図１（極座標および極座標展
開）において、ボトル確認マークの二次元極座標上の位
置Ｐは、中心からの半径ｒ_１およびｘ軸からの角度θ_１
により、 Ｐ（ｒ_１、θ_１）、ここでｘ＝ｒ_１ｃｏｓθ_１、ｙ＝ｒ
_１ｓｉｎθ_１ で表される。また、キャップ確認マークの二次元極座標
上の位置Ｑは、同様にして中心からの半径ｒ_２およびｘ
軸からの角度θ_２により、 Ｑ（ｒ_２、θ_２）、ここでｘ＝ｒ_２ｃｏｓθ_２、ｙ＝ｒ
_２ｓｉｎθ_２ で表される。

【００１５】ボトル確認マーク基準のキャップ確認マー
クの巻締角度（θ）は、式（１）： θ＝θ_２−θ_１ ‥（１） で表され、また極座標展開での距離（Ｌ）は、式
（２）： Ｌ＝ｒ_１（θ_２−θ_１） ‥（２） で表すことができる。従って、適切な状態にキャップが
巻き締められているボトル・キャップ組立体の巻締角度
（θ_０、このθ_０もボトルの巻締角度確認マーク基準の
キャップの巻締角度確認マークの角度で定められる）あ
るいは展開距離（Ｌ_０）を一定の許容範囲のものとして
予め設定しておくことにより、上記測定で検出される巻
締角度θと設定巻締角度（θ_０）とを対比し、あるいは
検出された展開距離（Ｌ）と設定展開距離（Ｌ_０）とを
対比することにより、巻締状態の良否を検出することが
できる。なお、図１の座標の説明では、角度の方向は反
時計方向に正としているが、実際のキャップの締結で
は、時計方向に旋回による締結が行われるので、座標を
裏返しにして考慮すればよい。

【００１６】以上の例で説明したとおり、本発明によれ
ば、光学レンズおよびカメラの光軸を、ボトル・キャッ
プ組立体の垂直軸と一致させて、ボトルの巻締角度確認
マーク（ボトル確認マーク）とキャップの巻締角度確認
マーク（キャップ確認マーク）とを単一カメラにより二
次元画像内に同時に取り込むことにより、面倒で複雑な
処理を施すことなしに、しかも簡便な画像処理により、
ボトルの巻締角度確認マークとキャップの巻締角度確認
マークとの相対的位置関係を検出し、ボトルとキャップ
との巻締状態の良否を精度よく検出することができる。

【００１７】本発明において、キャップ確認マークは、
頂板部の周縁部、頂板部とスカート部とのコーナー部、
或いはスカート部の外面に形成されており、一方、ボト
ルの確認マークは、ボトルのサポートリングに形成され
ており、このような位置にそれぞれの確認マークを設け
ることにより、両巻締角度確認マークを確実に撮像し、
両巻締角度確認マークの相対的位置関係を正確に検出す
ることができる。すなわち、本発明において、ボトル・
キャップ組立体の垂直軸上方からの巻締角度確認マーク
の撮影であるため、キャップの頂板部にキャップ確認マ
ークおよびボトルのサポートリングにボトル確認マーク
を設けることにより、マークの撮像が容易に行われるこ
とになる。また、キャップ確認マークとボトル確認マー
クとは、径方向の距離の差が小さい方が角度の検出が正
確に行われるが、本発明ではキャップの確認マークを頂
板部の周縁部、頂板部とスカート部とのコーナー部或い
はスカート部外面に形成し且つボトル確認マークをボト
ルのサポートリングに形成することにより、両マーク間
の径方向の距離差を小さくして、精度の高い角度の検出
が可能となる。

【００１８】尚、前述した光学レンズとしては、キャッ
プの径よりも大きな径を有する平凸レンズ或いはメニス
カス凸レンズを用いることが、キャップ確認マークのみ
ならず、ボトル確認マークをも鮮明に写し取るために好
ましい。ボトル確認マークは、このマークを設けるサポ
ートリングのサイズ（径）により、（ａ）キャップの最
外周部よりも径方向外側に位置する場合、（ｂ）キャッ
プの最外周部に重なっている場合、（ｃ）キャップの最
外周部よりも径方向内側に位置する場合等の様々な場合
があり得る。これらのボトル確認マークの状態の内、上
記（ｂ）および（ｃ）の場合には、幾何学的には軸上方
からはボトル巻締角度確認マークを検出することは不可
能に近い。

【００１９】しかるに、キャップの径よりも大きな径を
有する平凸レンズ或いはメニスカス凸レンズを用いるこ
とにより、上記（ｂ）および（ｃ）の場合であっても、
ボトル確認マーク及びその近傍部分からでる光をレンズ
内に取り込み、屈折させることにより、明確なボトル確
認マークの像を形成させることが可能となる。

【００２０】また、ボトルの巻締角度確認マークとキャ
ップの巻締角度確認マークとの間には、キャップハイト
に相当する高さの違いがあるが、上方に配置されたカメ
ラによる撮像を利用することにより、ボトル確認マーク
も、キャップ確認マークも、共に二次元の画像内に写し
取ることができるので、両者の位置関係の検出が正確に
しかも容易に行われる。

【００２１】更に、キャップ確認マークとボトル確認マ
ークとを、これらが共にレンズの被写界深度（焦点深度
とも呼ぶ）内にある条件で撮像することが好ましい。レ
ンズには、焦点を合わせる距離を次第に遠方にしていく
と、ある距離になると無限遠まで焦点が合うようにな
り、この距離を過焦点距離と呼び、過焦点距離（ｆ_ｈ）
は、レンズの焦点距離をｆ、レンズのＦナンバー（絞
り）をＦ、許容ぼけをＡとして表して、下記式（３）： で表される。許容ぼけ（Ａ）としては一般に０．０３３
の値が採用されている。一方、被写界深度とはある距離
に焦点を合わせたときその距離にある被写体が鮮明に写
るだけではなく、被写体の前後もある範囲は鮮明に写る
範囲をいい、被写界深度の近い限界（近点、ｄ_１）およ
び被写界深度の遠い限界（遠点、ｄ_２）は、焦点を合わ
せた距離（ｄ_０）および過焦点距離（ｆ_ｈ）に関して、
下記式（４）および（５）で与えられる。 かくして、レンズの焦点距離ｆ、レンズのＦナンバー
（絞り）Ｆを選択し、且つ焦点を合わせる距離ｄ_０ を
選ぶことにより、キャップ確認マークとボトル確認マー
クとをレンズの被写界深度内に入るようにすることがで
きる。

【００２２】また、本発明のボトル・キャップ組立体を
用いての検査では、写し取った画像データから、ボトル
確認マーク及びキャップ確認マークをキャップの垂直中
心軸を中心とした極座標に展開してそれらの位置を検出
し、ボトル確認マークとキャップ確認マークとの角度乃
至距離を算出し、この角度乃至距離により巻締状態の良
否を判定することが好ましい。この検出手段を用いるこ
とにより、図１に説明した原理により巻締状態の検出が
精度よくしかも容易に行われることになる。

【００２３】ところで、上記のような検査を確実に行な
うためには、キャップ確認マークとボトル確認マークと
を、それぞれ、鮮明な映像として取り込むことが必要で
ある。通常、キャップの確認マークは、鮮明な映像とし
て取り込むことは容易であるが、ボトル確認マークの場
合には、このマークが形成されるボトル口部の部分（通
常、サポートリング）が透明であったり、或いは結晶化
により白色となっていたりするため、ボトルの種類毎に
カメラによる撮像条件等を変えなければならないという
煩わしさがあった。しかるに、本発明では、サポートリ
ングに設けられた凹部乃至凸部からなるボトル確認マー
クにおいて、その検出用表面をサポートリング表面に対
して傾斜させることにより、常に一定の条件で、ボトル
確認マークを鮮明な映像として取り込むことができるの
である。

【００２４】

【実施例】本発明を添付図面に示す次の例により説明す
る。図２は、その右半分（ａ）において、本発明のボト
ル・キャップ組立体におけるボトルの口部の一例を側面
図で示し、その左半分（ｂ）において、該ボトルの口部
に形成されたボトル確認マークをサポートリングと共に
示す側断面図であり、図３は、本発明におけるボトルの
サポートリングに形成されるボトル確認マークの他の例
を示す側断面図であり、図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明
におけるボトルのサポートリングに形成されるボトル確
認マークの更に他の例を示す正面断面図であり、図５
は、本発明のボトル・キャップ組立体におけるキャップ
の一例を側面図で示し、図６は、図５のキャップの上面
図であり、図７は、ボトル・キャップ組立体の一例の配
置を上方から見た部分拡大図であり、図８は、ボトル・
キャップ組立体の他の一例の配置を上方から見た部分拡
大図であり、図９は、本発明のボトル・キャップ組立体
を用いての検査方法を実施するための装置の配置図であ
り、図１０は、本発明の検査方法のフローチャートであ
る。

【００２５】本発明のボトル・キャップ組立体における
ボトル口部を示す図２（ａ）において、このボトル口部
には、その外面に、キャップと螺合してボトルを密封す
るためのネジ部２１が形成されており、ネジ部２１の下
方には、後述するキャップのＴＥバンドのフラップ片と
係合する段差部２２が形成されている。また段差部２２
の下側には充填や密封の際に、ボトルを保持するための
サポートリング２３が形成されている。このサポートリ
ング２３は、キャップ或いはＴＥバンドの下端の最も大
きい外径部分にほぼ匹敵するか或いはそれよりも大きい
外径を有している。尚、図２には示されていないが、こ
のボトルの口部は、通常のボトルと同様に、肩部、胴
部、および底部に一体に接続されている。

【００２６】本発明において、サポートリング２３の表
面には、ボトル確認マークとなる凸部２４が形成されて
いる。即ち、この凸部（ボトル確認マーク）２４の位置
を、上方に配置されたカメラで撮像し、取り込んだ映像
から、後述するキャップ確認マークとの相対的位置関係
からキャップの巻き締め状態が検出される。図２（ｂ）
に示されている通り、この凸部２４は、検出用表面２４
ａを有しており、この検出用表面２４ａの法線はＸで表
される。一方、この検出用表面２４ａと同一円周上にあ
るサポートリング２３の表面の法線は、Ｙで表される。

【００２７】本発明によれば、図２（ｂ）から明らかな
通り、ボトル確認マークとなる凸部２４の検出用表面２
４ａは、その法線Ｘが、検出用表面２４ａと同一円周上
にあるサポートリング２３の表面の法線Ｙに対して、外
周側に傾斜しているように形成される。即ち、この検出
用表面２４ａに入射した光の反射光が上方のカメラに取
り込まれ、この結果、凸部（ボトル確認マーク）２４の
映像が取り込まれる。また、これと同時に、サポートリ
ング２３の表面からの反射光も同時に上方のカメラに取
り込まれる。従って、例えば、サポートリング２３が結
晶化により白色となっている場合には、検出用表面２４
ａ及びサポートリング２３表面からの反射光が、多量に
上方のカメラに取り込まれ、この結果として、サポート
リング２３が透明な場合には凸部（ボトル確認マーク）
２４の映像が鮮明に形成されたとしても、サポートリン
グ２３が結晶化により白色となっている場合には、この
凸部２４が不鮮明となり、その周囲のサポートリング２
３表面との識別が困難となってしまうわけである。しか
るに本発明によれば、上記のように、検出用表面２４ａ
の法線Ｘを、サポートリング２３の表面の法線Ｙに対し
て、外周側に傾斜させることにより、検出用表面２４ａ
での反射光（図２（ｂ）でＬ_１で示す）とサポートリン
グ２３表面での反射光（図２（ｂ）でＬ_２で示す）と
は、その反射角が大きく異なるようになる。従って、サ
ポートリング２３が透明であるか或いは結晶化により白
色となっているかにかかわらず、検出用表面２４ａの映
像を鮮明に取り込むことができ、その周辺部分のサポー
トリング２３表面と識別し、検出用表面２４ａの位置を
正確に把握することが可能となる。

【００２８】かかる本発明においては、前記凸部（ボト
ル確認マーク）２４における検出用表面２４ａの法線Ｘ
の垂直軸（図２（ｂ）でＺで示す）からの傾き角度をα
とし、この検出用表面２４ａと同一円周上にあるサポー
トリング２３表面の法線Ｙの垂直軸Ｚからの傾き角度を
βとしたとき、α−βの値が少なくとも３０°以上、特
に４５°以上であることが好ましい。即ち、このα−β
の値が大きいほど、検出用表面２４ａでの反射光Ｌ_１と
サポートリング２３表面での反射光Ｌ_２とは、その反射
角が大きく異なるようになり、上方のカメラで取り込ま
れた映像において、検出用表面２４ａをその周辺部分の
サポートリング２３表面と一層明確に識別することが可
能となる。例えば、α−βの値があまり小さいと、この
識別が困難となるおそれがある。

【００２９】また、図２（ｂ）の例では、ボトル確認マ
ークは凸部２４となっているが、この凸部２４の代わり
に凹部とすることもできる。この例を図３に示した。図
３において、ボトル確認マークは、サポートリング２３
の表面に形成された凹部２４から形成されており、この
場合においても、その検出用表面２４ａは、その法線Ｘ
が、検出用表面２４ａと同一円周上にあるサポートリン
グ２３の表面の法線Ｙに対して、外周側に傾斜している
ように形成される。即ち、ボトル確認マークをこのよう
に傾斜した検出用表面２４ａを有する凹部２４とした場
合にも、図２（ｂ）の場合と全く同様に、検出用表面２
４ａでの反射光（図３において省略）とサポートリング
２３表面での反射光（図３において省略）とは、その反
射角が大きく異なり、サポートリング２３が透明である
か或いは結晶化により白色となっているかにかかわら
ず、検出用表面２４ａの映像を鮮明に取り込むことがで
き、その周辺部分のサポートリング２３表面と識別し、
検出用表面２４ａの位置を正確に把握することができ
る。更に、この例においても、図２（ｂ）の場合と同
様、検出用表面２４ａの法線Ｘの垂直軸Ｚからの傾き角
度αと、この検出用表面２４ａと同一円周上にあるサポ
ートリング２３表面の法線Ｙの垂直軸Ｚからの傾き角度
βとの差、α−βの値が前述した範囲にあることが好適
である。

【００３０】また、図２（ｂ）及び図３の例では、凸部
若しくは凹部２４の検出用表面２４ａにおいて、その法
線Ｘは、サポートリング２３の表面の法線Ｙに対して、
外周側に傾斜しているように形成されているが、これを
サポートリング２３の周方向に傾斜させることもでき
る。このような例を図４（ａ）〜（ｃ）のサポートリン
グ２３の要部正面図に示した。

【００３１】例えば、図４（ａ）では、サポートリング
２３に、ボトル確認マークとして凹部２４が形成されて
おり、その検出用表面２４ａの法線Ｘは、サポートリン
グ２３の表面の法線Ｙに対して、周方向に傾斜してい
る。図４（ｂ）では、サポートリング２３に、ボトル確
認マークとして三角形状の凸部２４が形成されており、
その検出用表面２４ａの法線Ｘは、サポートリング２３
の表面の法線Ｙに対して、周方向に傾斜している。ま
た、図４（ｃ）では、図４（ｂ）と同様、サポートリン
グ２３に、ボトル確認マークとして三角形状の凸部２４
が形成されているが、この凸部２４は、２個の検出用表
面２４ａを有しており、何れの検出用表面２４ａの法線
Ｘも、サポートリング２３の表面の法線Ｙに対して、周
方向に傾斜している。このような図４（ａ）〜（ｃ）の
場合においても、検出用表面２４ａでの反射光とサポー
トリング２３表面での反射光とは、その反射角が大きく
異なり、常に検出用表面２４ａの映像を鮮明に取り込む
ことができ、その周辺部分のサポートリング２３表面と
明確に識別し、検出用表面２４ａの位置を正確に把握す
ることができる。更に、これらの例でも、検出用表面２
４ａの法線Ｘの垂直軸Ｚからの傾き角度αと、この検出
用表面２４ａと同一円周上にあるサポートリング２３表
面の法線Ｙの垂直軸Ｚからの傾き角度βとの差、α−β
は、前述した範囲にあることが好適である。

【００３２】上述した凸部或いは凹部から形成されたボ
トル確認マーク２４を備えたボトルに適用されるキャッ
プの一例を示す図５及び図６において、全体を１で表す
キャップは、頂板部２及び頂板部２の周縁に位置するコ
ーナー部３を介して垂下するスカート部４から成ってお
り、スカート部４の下端には、タンパーエビデント（Ｔ
Ｅ）バンド５が弱化部６を介して設けられている。キャ
ップ頂板部２の内面には、ライナー材７が形成され、ラ
イナー材の外周凸部がボトル口部外面と接触し、容器の
密封性を高めるように設けられている。また、スカート
部４の外面には把持しやすいようにローレット溝８が設
けられ、内面にはボトル口部に設けられたネジ部２１
（図２参照）と螺合するネジ部９が形成されている。更
に、ＴＥバンド５の内面には、ボトルの段差部２２（図
２参照）と係合してＴＥバンド５を固定するためのフラ
ップ片１０が設けられている。

【００３３】図６に示すように、キャップの頂板部２の
周縁部に巻締角度確認マーク（キャップ確認マーク）１
１が設けられている。即ち、上方に配置されたカメラで
の撮像により、このキャップ確認マーク１１と、前述し
たボトルのサポートリング２３に形成されている凸部或
いは凹部からなるボトル確認マーク２４とを映像として
取り込み、両者の相対的位置関係から、キャップの巻き
締め角度を検出する。

【００３４】これらの確認マーク１１、２４は、巻締角
度の検出が容易になるように、種々の位置に配置するこ
とができる。例えば、図２（ａ）に示されているよう
に、ボトル確認マーク２４は、ボトル口部に設けられた
ネジ部２１の始端位置、すなわちキャップとの螺合開始
位置２５に対応する、サポートリング２３の外周部に設
けることができる。また、図６に示されたキャップ確認
マーク１１は、スカート部４内面に設けられたネジ部の
始端位置、すなわちボトルとの螺合開始位置１２に対応
する、キャップ頂板部周縁部に設けることができる。更
に、後述する上方に配置されているカメラによって、こ
れら確認マーク１１、２４の撮像が行なわれることか
ら、キャップ確認マーク１１は、頂板部２の周縁部とス
カート部４とのコーナー部３に設けることもできるし、
更にスカート部４の外面において、その下方部分でロー
レット８を切り欠いて凹部を形成することにより、キャ
ップ確認マーク１１とすることもできる。

【００３５】更に図７及び８は、本発明のボトル・キャ
ップ組立体の一例において、キャップ及びボトルが組み
合わされた状態を上方から見た部分拡大平面図であり、
図７では、キャップ１は、図の矢印Ｘの方向に回転する
ことにより巻き締められ、図８では、図の矢印Ｙ方向に
キャップ１を回転することにより巻き締めが行なわれる
ようになっている。図７及び８に示されているように、
確認マーク１１及び２４によって形成される巻締角度を
容易に測定するために、キャップ頂板部２中心に（図７
参照）或いは、キャップ確認マーク１１のキャップ中心
に対する対称位置に（図８参照）、補助マーク１３を設
けることもできる。これにより、ボトル・キャップ組立
体の巻締角度は、キャップ確認マーク１１，補助マーク
１３，ボトル確認マーク２４によって容易に測定するこ
とができる。

【００３６】また、図７の例において、ボトルのサポー
トリング２３に設けられたボトル確認マーク２４は、キ
ャップの確実な巻締めを保証し得る最低限の位置であ
り、キャップの頂板部２の周縁部に設けられたキャップ
確認マーク１１がこの巻締角度確認マーク２４を超えて
所定の範囲内に巻締められていれば、ボトル・キャップ
組立体の締結状態は何ら問題がないことを示している。
即ち、この態様においては、既に指摘したとおり、キャ
ップ頂板部中央に補助マーク１３が設けられており、ボ
トル確認マーク２４，補助マーク１３，キャップ確認マ
ーク１１で形成される角度αによって巻締状態の確認が
できる。

【００３７】一方、図８の例においては、ボトル確認マ
ーク２４がネジ部の螺合開始位置（図２に示す２５の部
位）に対応した位置に設けられ、キャップ確認マーク１
１もネジ部の始端位置（図５に示す１２の部位）に対応
する位置に設けられる。また、キャップの中心に対し
て、キャップ確認マーク１１と反対側の対称位置に補助
マーク１３が設けられている。即ち、このボトル確認マ
ーク２４を基準に、キャップ確認マーク１１と補助マー
ク１３とを結ぶ直線の位置によって、キャップがどれだ
け巻締められたか一目でわかるようにしたものである。
即ち、図８では、矢印Ｙ−Ｙの範囲における角βが巻締
角度であり、巻締め状態において、この角度βが何度の
範囲であれば巻締角度が適正であるかを予め定めておく
ことにより、ボトル・キャップ組立体の締結状態がわか
る。勿論、図７及び図８に示した以外にも、ボトル・キ
ャップ組立体が巻締められた状態で、キャップとボトル
の巻締角度確認マークがほぼ同じ位置にくるように設定
することもできる。

【００３８】本発明は、前述した一定の検出用表面２４
ａを有する凸部或いは凹部からなるボトル確認マークを
サポートリングに備えたボトルを用いるものであるが、
このようなボトル・キャップ組立体は、上述した特徴を
有する限り、種々のボトル及びキャップに用いることが
できる。ボトルとしては、ポリエチレンテレフタレート
等の合成樹脂から成る延伸ブローボトルや、射出成形等
によるボトル等に好適に用いることができるが、勿論、
ガラス製ボトルにも適用することができる。またキャッ
プとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン系樹脂や、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を圧縮成
形、射出成形等して得られるキャップの他、アルミニウ
ム等の金属製のキャップでもよい。更に、キャップ下端
には、ＴＥバンドが弱化部を介して一体に設けられてい
るキャップであることが好ましいが、巻締め後シュリン
クフィルムで覆うような場合には、ＴＥバンドのないキ
ャップにも適用することが可能である。

【００３９】上述したボトル・キャップ組立体を用いて
の検査方法を実施するための検査装置の配置を示す図９
において、ボトル・キャップ組立体３０の垂直軸上方
に、光学系レンズ４０と、前記確認マーク１１、２４を
撮像するためのＣＣＤ撮像素子を備えたカメラ５０と
が、前記組立体３０の垂直軸と光学系の光軸とが一致す
るように配置されている。また、カメラ５０は、下端部
が開口している筒状のフード５１内に収納されており、
このフード５１の開口部中心には、上記のレンズ４０及
び確認マーク１１、２４を照明するための照明装置６０
が配置されており、レンズ４０とカメラ５０との間の光
路は、筒状フード５１によって覆われている。

【００４０】更に、カメラ５０からケーブル５２を介し
て送られる画像データを処理するための画像処理装置
（画像処理コンピュータ）７０および画像データおよび
検査結果を表示するためのモニター７５が配置されてい
る。

【００４１】図に示した具体例において、レンズ４０は
キャップの径よりも大きい径を有する平凸レンズであ
り、キャップの径の約３倍程度の径を有しており、平凸
レンズの平らな面がボトル・キャップ組立体の側に面し
ている。平凸レンズの径はキャップの径の約２乃至４倍
の径を有しているのが適当である。平凸レンズの代わり
にメニスカス凸レンズを用いて、ボトル確認マーク２４
からの集光力をより高めることもできる。

【００４２】上述しキャップ確認マーク１１およびボト
ル確認マーク２４は、レンズ４０により、カメラ５０の
ＣＣＤ素子上に結像する。すなわち、既に指摘したとお
り、ボトル・キャップ組立体３０、レンズ４０およびカ
メラ５０は、相対的に上方に位置するキャップ確認マー
ク１１も相対的に下方に位置するボトル確認マーク２４
も共に、被写界深度内にあるため、カメラ５０のＣＣＤ
素子上には、ボトル確認マーク２４の像と、キャップ確
認マーク１１の像とが同時に形成されることになる。特
に本発明では、ボトル確認マーク２４が特定の検出用表
面を備えた凸部或いは凹部を有しているため、ボトルの
口部（特にサポートリング２３）が透明であっても或い
は結晶化により白色となっていても、常にボトル確認マ
ーク２４の像が、キャップ確認マーク１１の像と共に鮮
明に形成され、これらマーク１１，２４の位置を明確に
把握することができる。

【００４３】上記のようにして映像として取り込まれた
確認マーク１１，２４の像に基づくボトル・キャップ組
立体の巻締角度の検査は、画像処理装置（画像処理コン
ピュータ）７０とカメラ５０との間で、図１０に示すフ
ローチャートに基づいて行われる。まず、検査装置の運
転信号を検出し、この運転信号を検出した後、カメラ５
０からのボトル・キャップ組立体の検出信号を待つ。こ
の検出信号があり次第、カメラ５０による画像データが
画像処理装置（画像処理コンピュータ）７０に取り入れ
られる。この画像データに基づいて、ボトル・キャップ
組立体の中心が検出される。この中心の検出は、キャッ
プ頂板部２中心に設けられた補助マーク１３（図７）に
よって行ってもよいし、また補助マークがない場合には
キャップ頂板部２の円周から芯出しを行ってもよい。中
心の検出が行われた後、二次元座標上の画像データを図
１に関して説明したような極座標に展開し、キャップ巻
締角度確認マークとボトル巻締角度確認マークとを検出
する。極座標上で検出されたキャップ巻締角度確認マー
ク位置とボトル巻締角度確認マーク位置とから、直ちに
両者の角度（θ）あるいは距離（Ｌ）が算出され、測定
で検出される巻締角度θと設定巻締角度（θ_０）とを対
比し、あるいは検出された距離（Ｌ）と設定距離
（Ｌ_０）とを対比することにより、巻締状態の良否を検
出する。すなわち、角度あるいは距離が範囲外であれ
ば、不良を表示し、範囲内であれば、次の測定に戻る。

【００４４】尚、本発明において、ボトルおよびキャッ
プに設ける確認マークは、カメラによる撮像および画像
処理により明確で鮮明な像となるようにサイズを定め
る。例えば、キャップ確認マーク１１は、一般に径が
０．５乃至１．５ｍｍ程度の円形の凹部として設けるの
がマークの認識の点で好ましい。また、ボトル確認マー
ク２４は、前述した特定の検出用表面を有している限
り、その形状等は特に制限されないが、通常、これを形
成する凸部或いは凹部の幅が１．０乃至４．５ｍｍ程度
とするのがよく、また、そのマーク形状は平行な幅の凹
部、三角形の凹部乃至凸部、或いは台形の凹部などの形
状とすることができる。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、ボトルの巻締角度確認
マーク（ボトル確認マーク）と、キャップの巻締角度確
認マーク（キャップ確認マーク）との位置関係を検出す
ることにより、ボトルとキャップとの巻締状態を検出す
るのに用いるボトル・キャップ組立体において、サポー
トリング表面に形成されたボトル確認マークに、これと
同一円周上にあるサポートリング表面の法線よりも外周
側若しくは周方向側に傾いた法線を有する検出用表面を
形成させたことにより、上方からのカメラでの撮像によ
り、ボトルの種類によらず、常に一定の条件で、ボトル
のサポートリングに形成されたボトル確認マークを鮮明
に撮像することができ、確実な画像処理によってボトル
とキャップとの巻締状態を検出することが可能となっ
た。

【図面の簡単な説明】

【図１】巻締角度の検出の原理を説明するための説明図
である。

【図２】その右半分（ａ）において、本発明のボトル・
キャップ組立体におけるボトルの口部の一例を側面図で
示し、その左半分（ｂ）において、該ボトルの口部に形
成されたボトル確認マークをサポートリングと共に示す
側断面図。

【図３】本発明におけるボトルのサポートリングに形成
されるボトル確認マークの他の例を示す側断面図。

【図４】図４中、（ａ）〜（ｃ）は、本発明におけるボ
トルのサポートリングに形成されるボトル確認マークの
更に他の例を示す正面断面図。

【図５】本発明のボトル・キャップ組立体におけるキャ
ップの一例を示す側面図。

【図６】図５のキャップの上面図であり、

【図７】ボトル・キャップ組立体の一例の配置を上方か
ら見た部分拡大図。

【図８】ボトル・キャップ組立体の他の一例の配置を上
方から見た部分拡大図。

【図９】本発明のボトル・キャップ組立体を用いての検
査方法を実施するための装置の配置図。

【図１０】本発明の検査方法のフローチャート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA03 AA39 BB05 BB27 CC00 FF04 JJ03 JJ09 JJ26 LL04 QQ00 QQ31 SS04 3E067 AA03 AB26 BA03A BC07A EA17 EB27 EE41 GD10 3E080 AA07 EE01 3E084 AA04 AA24 AB01 BA01 CA01 CB10 CC03 DA01 DB12 DC03 FA09 FB01 GA04 GB04 HD01 JA20 KA11 LB02 LB07 LD01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ボトルの巻締角度確認マークと、キャッ
   プの巻締角度確認マークとの位置関係を検出することに
   より、ボトルとキャップとの巻締状態を検出するのに用
   いるボトル・キャップ組立体において、 ボトルの巻締角度確認マークが、ボトルのサポートリン
   グ表面に形成された凹部乃至凸部からなり、該凹部乃至
   凸部の検出用表面が、この凹部乃至凸部と同一円周上に
   あるサポートリング表面の法線よりも外周側若しくは周
   方向側に傾いた法線を有することを特徴とするボトル・
   キャップ組立体。
2. 【請求項２】 凹部乃至凸部の検出用表面の法線の垂直
   軸からの傾き角度をαとし、凹部乃至凸部と同一円周上
   にあるサポートリング表面の法線の垂直軸からの傾き角
   度をβとしたとき、α−βの値が少なくとも３０°以上
   である請求項１に記載のボトル・キャップ組立体。
3. 【請求項３】 ボトルの巻締角度確認マークと、キャッ
   プの巻締角度確認マークとの位置関係を検出することに
   より、ボトルとキャップとの巻締状態を検出する検査方
   法であって、前記確認マーク乃至その近傍を照明するた
   めの照明装置を配置し、ボトル・キャップ組立体の中心
   軸上に前記確認マーク撮像のための光学系を配置して、
   ボトルの巻締角度確認マークと、キャップの巻締角度確
   認マークとを撮影するボトル・キャップ組立体の検査方
   法において、 ボトルの巻締角度確認マークとして、ボトルのサポート
   リング表面に形成された凹部乃至凸部からなり、該凹部
   乃至凸部の検出用表面が、この凹部乃至凸部と同一円周
   上にあるサポートリング表面の法線よりも外周側若しく
   は周方向側に傾いた法線を有するものを用いることを特
   徴とする検査方法。