JP2003329604A

JP2003329604A - 異物検査装置及びその検査機構

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Publication number: JP2003329604A
Application number: JP2002137288A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Yakida; 清志八木田
Original assignee: SUKIYAN TECHNOL KK
Current assignee: SUKIYAN TECHNOL KK
Priority date: 2002-05-13
Filing date: 2002-05-13
Publication date: 2003-11-19
Anticipated expiration: 2022-05-13
Also published as: US20030210397A1; JP4101555B2; US6914672B2

Abstract

(57)【要約】【課題】被検査体の照明領域と撮像領域の死角を無く
すと共に、被検査体の容器内の浮遊異物の有無を高精度
で且つ生産ラインを止めることなく検査することが可能
な異物検査装置及びその検査機構を提供する。【解決手段】被検査体１の側面部を照明する光源から
の光が少なくとも前記被検査体の側面底部を含む側面領
域に対して垂直方向に入射可能に、前記被検査体を載置
する載置部１０ａが周設された部分とその内側の部分と
で段差が形成されている回動制御可能な検査テーブル１
０を備える。更に、前記被検査体の上方及び側方を含む
各方向からの全域検査が可能なように、前記被検査体の
頭部を透明部材から成る天板により押さえて載置部１０
ａ上に固定するクランプを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液剤や飲料などの
液体製品が封入された壜類やペットボトルなどの透光性
の容器を被検査体として、その容器内の混入異物を光学
的に検査する異物検査装置及びその検査機構に関し、特
に、生産ライン上の搬送速度に同期して高速回転する検
査テーブル上の容器内の混入異物をリアルタイムに検査
する異物検査装置及びその検査機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、衛生管理システム手法として国際
的に高く評価されているＨＡＣＣＰ（Hazard Analysis
Critical Control Point）方式の食品衛生法への適用や
ＰＬ（Product Liability：製造物責任）法の施工に伴
って、食品や薬品などの製品の製造／加工，製品の保存
／流通を経て最終消費者が摂取するまでのあらゆる段階
で発生する恐れのある微生物汚染やその他の異物混入な
どによる危害発生を未然に防止し、製品の一層の安全保
障を図ることが義務づけられつつある。

【０００３】従来より、液状の製品（液剤や飲料など）
を生産する製造／加工工場では、生産ラインにおいて加
熱処理などにより殺菌処理を施すことで微生物汚染を防
止したり、サイクロン分離機などにより異物を除去する
ことで異物混入を防止したりしている。そして、缶や壜
などの容器に充填した後は、光の透過性や反射性を利用
して最終的な検査を実施している。例えば、液剤や飲料
等の液体を封入した透明の容器が被検査体の場合には、
ＣＣＤカメラで被検査体を撮像し、デジタル化した画像
データを画像処理装置によって処理することで、容器内
部の液体に混入した異物の有無、容器のキズ等の有無を
検査し、最終製品の良否を自動的に判定するようにして
いる。

【０００４】例えば、アンプルなど密閉された容器内の
液剤や飲料に混入した異物を検出する方法としては、円
筒形状の容器を直立姿勢で高速回転（例えば６０００ｒ
ｐｍ程度で回転）させて異物を浮き上がらせた後に回転
動作を停止し、異物が落下してくる状態をカメラで撮
り、移動する軌跡から異物を検出する方法が知られてい
る。このように、容器が透光性部材で形成されており且
つ容器内に封入された液体が透明（半透明を含む）の場
合、容器が密閉された後も、ＣＣＤカメラ等で容器を撮
像して画像処理することで容器内部を検査することが可
能である。

【０００５】また、容器内の沈殿異物を検査するシステ
ムとしては、例えば、本出願人による特開２００１−２
０１４５７号公報に記載のものがある。図５は、この公
報に記載の異物検査システムの主要部の構成を平面図で
示しており、生産ライン上で清涼飲料水やジュース等の
飲料が封入されたペットボトルは、スクリュー（ウォー
ムギヤ）２１の回転により直線移動する搬送コンベア２
２上を、図５中の矢印Ａ方向から所定間隔で連続的に搬
送されて来る。異物検査用の検査機構部３０には、搬送
コンベア２２に連結された搬入／搬出用のスターホイー
ル盤３２，３３と検査用の大径スターホイール盤から成
る検査テーブル３１とが設けられており、検査機構部３
０に流れて来る各ペットボトルは、これらの搬送手段に
よって図５中のＲ１，Ｒ２，Ｒ３の経路に沿って搬送さ
れる。そして、この検査機構部３０では、Ｒ２の経路を
高速（１２００本／分程度）で搬送中のペットボトル内
の沈殿異物をリアルタイムに検査するようになってい
る。

【０００６】上記の検査システムでは、回転駆動される
検査テーブル３１の円周上には、被検査体を直立姿勢で
順次載置するための載置台（検査台）３１ａが周設され
ており、これらの各載置台３１ａは、樹脂やガラスなど
の透光性を有する部材で形成されたフィルタで形成され
ている。そして、各載置台３１ａには、例えば図６に示
すような把持機構３４などから成る被検査体の拘持手段
が並設されており、載置台３１ａに載置されたペットボ
トル１は、その側面部が把持機構３４により把持されて
固定され、図５中のＲ２の経路に沿って搬送されるよう
になっている。図７は、沈殿異物を検査するための照明
手段と撮像手段の配置構成の一例を示している。本例で
は、発光部がリング状に形成された第１の照明手段３５
をフィルタ３１ａの上方に配置すると共に、フィルタ３
１ａの下方に、第２の照明手段３５の発光部と撮像手段
３６の受光部とを配置した構成としている。そして、把
持機構３４によって側面の両側が把持され、あるいはベ
ルト等により挟持されて図５中の環状の経路Ｒ２を直立
姿勢で連続的に搬送されて来る被検査体１を対象とし
て、複数台の検査カメラ３６からの画像情報を基に容器
内の沈殿異物を連続的に検査するようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、密閉された
容器内の液中異物を検出する方法としては、上述したよ
うに、被検査体を回転させて異物を浮き上がらせた後、
その落下する軌跡から異物を検出する方法が知られてい
るが、回転により浮上しない様な比重の大きな異物や落
下しない浮遊異物については、検出できないという問題
がある。また、撮影した画像データにより落下する軌跡
を見て異物を検出する方法は、検査に時間がかかり、高
速搬送により大量生産するような製品の検査システムに
は適用できない可能性があった。

【０００８】一方、特開２００１−２０１４５７号公報
に記載のものは、高速搬送中の被検査体を連続的に検査
することが可能なため、高速搬送により大量生産するよ
うな製品の検査システムにも適用することができる。し
かしながら、沈殿異物を主として検査するものであり、
沈殿しない浮遊異物などについては他の検査機構で検査
する必要があった。仮に、浮遊異物を検査するための撮
像カメラや照明装置を配置して、同一の検査機構で検査
する形態としても、従来の検査機構では、被検査体の側
面全域を撮像しようとすると、検査用のスターホイール
上に置かれた被検査体を固定するためのホイール自身の
切込みピッチ形状の部分や把持機構の一部が照明光を遮
ったり、撮像カメラの視野に入ったりすると言う問題が
生じてしまう。また、ホイール自身の切込みピッチ形状
の部分や把持機構の部分を避けるように照明手段や撮像
手段を配置したとしても、被検査体への照明光の入射角
度や容器の形状が起因して乱反射が生じ、その影響によ
り異物の検査精度が低下するなど、１つの検査機構で被
検査体の全域を高精度で検査するのは困難であった。さ
らに、検査テーブル上の被検査体の裏側に配置された照
明手段により側面部を照明し、被検査体の表側に配置さ
れた撮像手段により側面領域を撮像して液中異物を検査
する場合、被検査体の側面底部の照明領域（又は撮像領
域）に死角が生じるため、その死角内に存在する異物を
検出することができないと言う問題があった。

【０００９】本発明は上述のような事情から成されたも
のであり、本発明の目的は、被検査体の照明領域と撮像
領域の死角を無くすと共に、被検査体の容器内の浮遊異
物の有無を高精度で且つ生産ラインを止めることなく検
査することが可能な異物検査装置及びその検査機構を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、液体製品が封
入された被検査体に混入した異物を光学的に検査する異
物検査装置及びその検査機構に関するものであり、本発
明の上記目的は、前記被検査体の側面部を照明する光源
からの光が少なくとも前記被検査体の側面底部を含む側
面領域に対して垂直方向に入射可能に、前記被検査体を
載置する載置部が周設された部分とその内側の部分とで
段差が形成されている回動制御可能な検査テーブルを有
することによって達成される。さらに、前記載置部の内
側の部分に設けられ、前記検査テーブルの回動により搬
送されて来る前記被検査体の側面全域を該側面に対して
垂直方向から照明する照明手段と、前記検査テーブルの
回動による遠心力により前記被検査体の側面壁部側に移
動させた浮遊異物を撮像可能に前記載置部の外側に設け
られ、前記搬送されて来る被検査体の側面全域を撮像す
る撮像手段とを有することによって、一層効果的に達成
される。

【００１１】また、前記被検査体の載置部が周設された
回動制御可能な検査テーブルと、前記被検査体の上方及
び側方を含む各方向からの全域検査が可能なように、前
記被検査体の頭部を透明部材から成る天板により押さえ
て前記載置部上に固定するクランプとを有することによ
って達成される。さらに、前記クランプは、前記透明部
材から成る天板と、前記被検査体の各載置部に並設され
前記全域検査の検査視野外から前記天板を上下方向に滑
動可能に支持する支持部材と、前記被検査体の前記載置
部への搬入タイミングに同期して前記天板を上下動させ
る機構とから成ること；によって、それぞれ一層効果的
に達成される。

【００１２】また、異物検査装置に関しては、透明部材
から成る載置部が周設された回動制御可能な検査テーブ
ルと、前記被検査体の頭部を透明部材から成る天板によ
り押さえて前記載置部上に拘持する拘持手段と、前記検
査テーブルの回動により搬送されて来る前記被検査体の
側面全域を照明する照明手段と、前記搬送されて来る被
検査体の側面全域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
からの画像信号に基づいて浮遊異物を検査する検査手段
とを備えることによって達成される。さらに、前記検査
テーブルは、前記照明手段からの光束が少なくとも前記
被検査体の側面底部を含む側面領域に対して垂直方向に
入射可能に、前記載置部が周設された部分とその内側の
部分とで段差が形成されていること；によって、それぞ
れ一層効果的に達成される。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の好
適な実施の形態について詳細に説明する。なお、被検査
体としては、液体製品が封入された円筒形状の容器を例
として説明するが、瓶やペットボトルなどの容器の形状
は円筒形状に限るものではなく、多角形や偏平形状の容
器であっても良い。

【００１４】図１は、本発明に係る異物検査装置の検査
機構部の構成の一例を図５に対応させて平面図で示して
おり、図２は、図１の検査機構部の構成を一部断面側面
図で示している。図１において、検査テーブル１０は、
生産ラインの搬送コンベア上を流れて来る被検査体の速
度に同期して高速回転するスターホイール盤等から構成
され、被検査体１に混入した異物（本例では浮遊異物）
の有無を１つの検査テーブル１０上で、生産ラインを止
めることなく且つリアルタイムに全品検査するようにし
ている。図２に示すように、本発明に係る検査テーブル
１０の内側の部分には照明手段１１ａが設けられ、その
光束が少なくとも被検査体１の側面底部を含む側面領域
に対して垂直方向に入射可能なように、載置部１０ａが
周設された部分とその内側の部分とで段差が形成されて
いる。すなわち、照明手段１１ａの端部の発光面が載置
部１０ａの載置面より低い位置に配置できるように、内
側の部分が載置部１０ａより低く形成された２段構造の
テーブルとなっている。

【００１５】上記の照明手段（以下、第１の照明手段と
言う）１１ａは、検査テーブル１０の回動により搬送さ
れて来る被検査体１の側面全域を、該側面に対して垂直
方向から略均一な面状の光を発して照明する照明手段で
あり、１つ又は複数のフラットライト等から構成され
る。また、検査テーブル１０の外側の部分には、被検査
体１の表側から側面全域に面状の光を発して照明する第
２の照明手段１１ｂが設けられており、これらの透過光
用の第１の照明手段１１ａと、補助的な照明手段である
反射光用の第２の照明手段１１ｂによって、被検査体１
の側面全域を照明するようになっている。

【００１６】そして、検査テーブルの載置部１０ａの外
側には、搬送されて来る被検査体１の側面部全域を撮像
して液中異物（主に浮遊異物）を検査するための撮像手
段１２が設けられている。撮像手段１２は、１つ又は複
数のＣＣＤセンサ等から構成され、垂直方向に昇降自在
且つ水平方向に回動自在に軸支されると共に、平方向の
角度が調整可能に軸支されている。本例では、上下４段
に配置されると共に、図１に示すように水平方向に配置
され、８台の撮像カメラ１２によって被検査体１の全域
を側方から撮像する構成としている。これらの撮像カメ
ラ１２は、例えば手動操作若しくは外部装置からの制御
によって、被検査体の高さや形状に応じてカメラの位置
と向きが調整されると共に、使用するカメラ（例えば各
列の２段目，４段目のカメラ）が選択されるようになっ
ている。そして、検査テーブル１０の回動による遠心力
により被検査体１の側面壁部側に移動させた浮遊異物を
撮像手段１２によって撮像することで、被検査体１の液
体内に混入した浮遊異物や容器内壁面に密着している異
物を高精度で検査できるようにしている。

【００１７】また、検査テーブルに周設された載置部１
０ａの上方には、検査機構部２に搬入されて検査テーブ
ルの載置部１０ａに載置されたタイミングで、図３
（Ａ）に示すように、被検査体１の頭部を天板１５ａに
より押させて載置部１０ａ上に拘持する拘持手段１５が
配設されている。この拘持手段１５の構成要素である天
板１５ａは、アクリル等の透明な部材で形成されてお
り、被検査体１の上方，側方，下方などの任意の場所に
発光部と受光部を配置して各方向からの光学的な全域検
査が可能なように、天板１５ａの端部が検査視野外から
支持部材１５ｂによって支持されている。そして、透明
な天板１５ａと硬質ガラス等の透明部材で形成されてい
る載置部１０ａとで被検査体１を挟持し、検査テーブル
上に固定するようにしている。なお、上記の天板１５ａ
と載置部１０ａは、角度を成して入射される光を吸収す
る乱反射防止用の光学フィルタを兼ねた透光性の部材で
形成されている。

【００１８】図３（Ｂ）及び（Ｃ）は、拘持手段として
使用されるクランプの機構の一例を模式的に示してい
る。拘持手段の一例であるクランプ１５は、透明部材か
ら成る天板１５ａと、検査視野外から天板１５ａを上下
方向に滑動させて昇降自在に支持する支持部材１５ｂ
と、被検査体１の載置部１０ａへの載置タイミングに同
期して天板１５ａを上下動させる機構１５ｃとを備え、
透明な天板１５ａと透明な載置部１０ａとで被検査体１
を拘持して載置部１０ａ上に固定するようにしている。
本例では、天板１５ａ及び支持部材１５ｂは、各載置部
１０ａに並設される。天板を上下動させる機構１５ｃ
は、例えば図３（Ｃ）に示すような偏心カム１５１等で
構成され、各支持部材１５に並設される。そして、検査
テーブル１０の回動により搬送される被検査体１の速度
に同期した偏心カム１５１の回転動作により、載置部１
０ａへの搬入タイミングで天板１５ａを自重で落下（若
しくはバネ等により下方に移動）させることで、検査機
構の上流の搬送路から連続的に検査テーブル１０上に搬
入されて来る各被検査体１を各々の天板１５ａでそれぞ
れ固定し、検査テーブル１０の環状の経路に沿って搬送
する。そして、載置部１０ａから搬出用のスターホイー
ル盤により搬出する手前で天板１５ａを上方に移動させ
るようにしている。なお、天板を上下動させる機構１５
ｃは、被検査体の大きさ（高さ）に応じて高さの調整が
可能なアーチ状のガイド板で構成するなど、他の機構を
用いても良い。例えば、検査テーブル１０の所定の位置
にアーチ状のガイド部材（例えば図１中の環状の経路Ｒ
２の搬出部から搬入部まで環状経路に沿って水平方向に
弧を成すと共に、垂直方向に弧を成す“アーチ状のガイ
ド部材”）を設け、天板１５ａの支持部材の一部をこの
ガイド部材の垂直方向の曲面に沿って滑動させるなどに
より、上記の天板１５ａを上下動させる構成としても良
い。

【００１９】上述のような構成において、本発明に係る
異物検査装置の動作例を図４のフローチャートに沿って
説明する。

【００２０】生産ライン上で液体製品が封入されて搬送
コンベア上を流れて来た各被検査体は、搬入用スターホ
イール盤等から成る搬送機構により検査機構部２に搬入
され（ステップＳ１）、検査機構２の構成要素である検
査テーブル１０の各載置部１０ａに順次載置される。そ
の際、異物検査装置では、被検査体が載置部１０ａへ載
置されるタイミングでクランプ機構により天板１５ａを
被検査体１の頭部に落下させ、天板１５ａの押圧により
被検査体１を載置部１０ａに固定して環状の経路に沿っ
て搬送する（ステップＳ２）。続いて、異物検査装置の
制御部では、２段構造の検査テーブルの低い段側に配置
された透過光用の照明手段１１ａにより、被検査体１の
側面部に対して垂直方向の光を側面全域に照射すると共
に、被検査体１の表側（撮像カメラ側）に配置された反
射光用の照明手段１１ｂによって被検査体１の側面全域
に光を照射して、被検査体１の全域を照明する（ステッ
プＳ３）。そして、被検査体１の全域を側面側から撮像
手段１２（本例では各方向から側面部全域を複数の撮像
カメラ）によって撮像し（ステップＳ４）、撮像手段１
２からの画像信号に基づいて浮遊異物等を検査する。

【００２１】これらの検査処理は、外部の制御装置若し
くは検査装置に内蔵される制御部により、例えば被検査
体１の特異な形状が成すエッジ部（画像に模様として現
われる部分）を除外したエリアを対象として、輝度の変
化等を捉えることにより行われる（ステップＳ５）。そ
して、ステップＳ６において、検査によって混入異物が
無く良品と判定した被検査体１については、天板１５ａ
を上方に移動させて被検査体１の固定状態を解除すると
共に、搬出用スターホイール盤等から成る搬出機構によ
って搬送コンベア上へと搬出し、次の工程へと進行させ
る（ステップＳ７）。一方、異物が検出された場合は、
搬送コンベア上に搬出した後、ブラシで叩き出す排除機
構、若しくはピストンの端部に弾力性を有する部材を設
けたシリンダを用いて弾き飛ばす排除機構により、当該
被検査体の側面部を瞬間的に突いて排除コンベア上へ出
すことで、不良品として排除する（ステップＳ８）。

【００２２】上記の検査結果（良品／不良の情報，不良
品データ等）は、例えば図示されないＦＡ（ファクトリ
ー・オートメーション）サーバーシステムに送信され
て、製造情報と関連付けてデータベース化してリアルタ
イムに記録される。そして、ＬＡＮやインターネット等
のネットワークを介して接続される集中監視／管理用コ
ンピュータや端末機側において、各種検査状況の分析や
異物混入の原因解明等を即時実行できるようにしてい
る。

【００２３】なお、上述した実施の形態においては、浮
遊異物を検査する場合を例としたが、沈殿異物検査用の
照明手段と撮像手段（例えば図７の照明手段３５と撮像
手段３６）を図１中の環状の搬送経路の下流側に配置
し、同一の検査機構部２で沈殿異物も検査する形態とし
ても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、被検査体
の照明領域と撮像領域の死角を無くすことができ、被検
査体に混入した異物を高精度で検出することが可能とな
る。また、検査テーブルを２段構造として被検査体の底
部を含む側面領域に対して垂直方向に照明できるように
しているので、被検査体の底面部のミクロな領域を含め
て高精度で検査することができる。さらに、高速搬送中
の被検査体の全品を対象として、生産ラインを止めるこ
となく、１つの検査テーブル上で容器内の浮遊異物を検
査すると共に沈殿異物を検査することが可能となるの
で、検査機構の低コスト化を図ることができると共に、
設置スペースの減少化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る異物検査装置の検査機構部の構成
の一例を示す一部断面側面図である。

【図２】図１の検査機構部の構成を示す一部断面側面図
である。

【図３】本発明に係るクランプ機構の一例を模式的に示
す側面図である。

【図４】本発明に係る異物検査装置の動作例を説明する
ためのフローチャートである。

【図５】従来の異物検査システムの主要部の構成例を示
す平面図である。

【図６】従来の異物検査システムにおける拘持手段の構
成例を示す平面図である。

【図７】従来の異物検査システムにおける沈殿異物検査
用の照明手段と撮像手段の配置構成の一例を示す一部断
面側面図である。

【符号の説明】

１被検査体２検査機構部１０検査テーブル１０ａ載置部１１照明手段１２撮像手段１５拘持手段（クランプ）１５ａ天板１５ｂ支持部材１５ｃ天板作動機構

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液体製品が封入された被検査体に混入し
た異物を光学的に検査する検査機構であって、前記被検
査体の側面部を照明する光源からの光が少なくとも前記
被検査体の側面底部を含む側面領域に対して垂直方向に
入射可能に、前記被検査体を載置する載置部が周設され
た部分とその内側の部分とで段差が形成されている回動
制御可能な検査テーブルを有することを特徴とする異物
検査機構。
【請求項２】前記載置部の内側の部分に設けられ、前
記検査テーブルの回動により搬送されて来る前記被検査
体の側面全域を該側面に対して垂直方向から照明する照
明手段と、前記検査テーブルの回動による遠心力により
前記被検査体の側面壁部側に移動させた浮遊異物を撮像
可能に前記載置部の外側に設けられ、前記搬送されて来
る被検査体の側面全域を撮像する撮像手段とを有する請
求項１に記載の異物検査機構。
【請求項３】液体製品が封入された被検査体に混入し
た異物を光学的に検査する検査機構であって、前記被検
査体の載置部が周設された回動制御可能な検査テーブル
と、前記被検査体の上方及び側方を含む各方向からの全
域検査が可能なように、前記被検査体の頭部を透明部材
から成る天板により押さえて前記載置部上に固定するク
ランプとを有することを特徴とする異物検査機構。
【請求項４】前記クランプは、前記透明部材から成る
天板と、前記被検査体の各載置部に並設され前記全域検
査の検査視野外から前記天板を上下方向に滑動可能に支
持する支持部材と、前記被検査体の前記載置部への搬入
タイミングに同期して前記天板を上下動させる機構とか
ら成る請求項３に記載の異物検査機構。
【請求項５】液体製品が封入された被検査体に混入し
た異物を光学的に検査する検査装置であって、透明部材
から成る載置部が周設された回動制御可能な検査テーブ
ルと、前記被検査体の頭部を透明部材から成る天板によ
り押さえて前記載置部上に拘持する拘持手段と、前記検
査テーブルの回動により搬送されて来る前記被検査体の
側面全域を照明する照明手段と、前記搬送されて来る被
検査体の側面全域を撮像する撮像手段と、前記撮像手段
からの画像信号に基づいて浮遊異物を検査する検査手段
とを備えたことを特徴とする異物検査装置。
【請求項６】前記検査テーブルは、前記照明手段から
の光束が少なくとも前記被検査体の側面底部を含む側面
領域に対して垂直方向に入射可能に、前記載置部が周設
された部分とその内側の部分とで段差が形成されている
請求項５に記載の異物検査装置。