JP2003530993A - シガレット包装工程を視覚的に検査するためのシステムおよび方法 - Google Patents

シガレット包装工程を視覚的に検査するためのシステムおよび方法

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Abstract

(57)【要約】 コンベア経路に沿って移動中のシガレットパッケージなどの不適合パッケージを検出するためのシステムおよび方法。フォイル検出器（１２）はパッケージ（２）の不適合表面特徴を検出するために使用されることができる。フォイル検出器およびビジョン検査システムは単一の検査ステーションに配置されることができ、不適合パッケージは排出ステーションで除去されることができる。排出ステーションは不適合フォイル状態を有するパッケージを除去するための空気噴射などの第１排出機構と不適合表面特徴を有するパッケージを除去するために使用されることができる別の空気噴射などの第２排出機構を含むことができる。ビジョン検査システムは複数のビデオカメラ（２２）と拡散光によって検査されるパッケージを照明する反射器を含むことができる。反射器は検査を受けるパッケージを包囲することができ、バフルはカメラによって記録される画像にホットスポットが表れないように反射器筐体内に配置されることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、一般的に包装機に関し、さらに詳しくは、製造工程中にシガレット
の包装を外観検査するためのシステムおよび方法に関する。
【０００２】 シガレット製造では、品質管理がますます注目を集める問題になってきている
。劣った包装（すなわち、予め定められた品質要件に適合しない包装）は、包装
された商品の品質の消費者の認知を損なう。完璧な良品は、それらの包装が劣っ
ていると、返金または処分のために日常的に返品される。製造中のオンライン検
査は包装の不適合を管理する１つの方法である。多くの企業はその生産機械のオ
ンライン品質管理能力を増強するために、カメラを使用して製品工程の検査を可
能にするマシンビジョン技術に目を向けてきた。
【０００３】 クックに発行された米国特許第５，１０１，６０９号は、検査インデキシング
ホイール（ｉｎｄｅｘｉｎｇ ｗｈｅｅｌ）を含めるようにシガレット包装機を
改造したビジョン検査システムを開示している。検査インデキシングホイールは
、製造工程に沿ってシガレットパッケージがすでに完全に組み立てられた組立後
位置に配置される。
【０００４】 セットアップが容易であり、コンベア空間が低減され、シガレットパッケージ
などのパッケージのより信頼できる検査を提供する検査システムに対する要求が
存在する。
【０００５】 発明の概要 第１実施形態では、本発明は、コンベア経路に沿って移動する不適合パッケー
ジを検出して除去するための検査装置であって、複数の同一パッケージをコンベ
ア経路に沿って移送するコンベアと、コンベア経路に沿って検査ステーションで
パッケージの１つを照明する少なくとも１つの光源と、検査ステーションでパッ
ケージの第１不適合状態の存在を表わす第１信号を出力する第１検出装置と、検
査ステーションでパッケージの第２不適合状態の存在を表わす第２信号を出力す
る第２検出装置と、第１不適合状態を有するパッケージを除去するように作動可
能な第１排出機構と、第２不適合状態を有するパッケージを除去するように作動
可能な第２排出機構と、第１および第２信号に応答して生成されるデータを処理
しかつ第１および／または第２不適合状態を有するパッケージを追跡するように
作動可能な制御装置であって、さらに第１および第２排出機構を始動させて不適
合パッケージをコンベア経路から除去するように作動可能である制御装置とを備
えている検査装置を提供する。
【０００６】 第１実施形態では、第１検出装置は、検出ステーションでパッケージのフォイ
ル包装材の存在を表わすフォイル信号を出力するフォイル検出センサを備えるこ
とができ、第２検出装置は、検出ステーションでパッケージの１つまたはそれ以
上の表面の画像を表わすカメラ信号を出力する少なくとも１つのカメラを備える
ことができる。そのような場合、第１排出機構は、不適合フォイル包装材を有す
るパッケージを除去するように作動可能であり、第２排出機構は、不適合画像を
有するパッケージを除去するように作動可能である。
【０００７】 第１実施形態では、本発明は、コンベア経路に沿って移動する不適合パッケー
ジを検出して除去する方法であって、コンベア経路に沿って複数の同一パッケー
ジを移送し、第１検出装置を作動させてコンベア経路に沿って検査ステーション
でパッケージの第１不適合状態を表わす第１信号を出力させ、第２検出装置を作
動させて検査ステーションでパッケージの第２不適合状態を表わす第２信号を出
力させ、制御装置を作動させて第１および第２不適合状態を有するパッケージを
追跡し、不適合パッケージがコンベア経路に沿って排出ステーションに来た時に
制御装置を作動させて第１排出機構を始動させて第１不適合状態を有するパッケ
ージを除去し、不適合パッケージが排出ステーションに来た時に制御装置を作動
させて第２排出機構を始動させて第２不適合状態を有するパッケージを除去する
ことを含む方法を提供する。好適な方法では、第１検出装置は、検査ステーショ
ンでパッケージのフォイル包装材のフォイル状態を表わすフォイル信号を出力す
るフォイル検出センサを備えており、第２検出装置は、検査ステーションでパッ
ケージの少なくとも１つの表面状態を表わすカメラ信号を出力する少なくとも１
つのカメラを備えており、該方法はカメラ信号およびフォイル信号を処理して、
検査ステーションで不適合の表面特徴または不適合のフォイル包装材を含むパッ
ケージを識別することを含む。
【０００８】 第２実施形態では、本発明は、コンベア経路に沿って移動する不適合パッケー
ジを視覚的に検出して除去するための検査装置であって、複数の同一パッケージ
をコンベア経路に沿って移送するコンベアと、コンベア経路に沿って検査ステー
ションでパッケージの１つを照明する光源であって、該光源が光反射器と少なく
とも１つの光ファイバ照明要素とを含む拡散光源を使用して検査ステーションで
パッケージを照明し、パッケージがカメラ検査位置に配置されている間に該少な
くとも１つの光ファイバ照明要素が光のパルスビームを光反射器に送り出し、該
光反射器が光反射器の表面で反射した拡散光でパッケージを照明して成る光源と
、検査ステーションでパッケージの１つまたはそれ以上の表面の画像を表わすカ
メラ信号を出力する少なくとも１つのカメラと、カメラ信号に応答して生成され
るデータを処理して不適合の表面特徴を有するパッケージを識別するように作動
可能な制御装置とを備えた検査装置を提供する。
【０００９】 第２実施形態では、本発明は追加的に、コンベア経路に沿って移動する不適合
パッケージを視覚的に検出して除去する方法であって、コンベア経路に沿って複
数の同一パッケージを移送し、コンベア経路に沿って検査ステーションでパッケ
ージの１つを照明し、検査ステーションでパッケージの１つまたはそれ以上の表
面の画像を表わすカメラ信号を出力し、カメラ信号に応答して生成されるデータ
を処理して、不適合の表面特徴を有するパッケージを識別することを含み、パッ
ケージが検査ステーションで光反射器と少なくとも１つの光ファイバ照明要素と
を含む拡散光源を使用して照明され、パッケージがカメラ検査位置に配置されて
いる間に該少なくとも１つの光ファイバ照明要素が光のパルスビームを光反射器
に送り出し、光反射器が光反射器の表面で反射した拡散光でパッケージを照明す
るように構成された方法を提供する。この方法では、複数の光ファイバ要素を使
用して光のパルスビームを反射器に送り込んでパッケージを照明することができ
、反射器は検査すべきパッケージに面してその表面に平坦な白色被覆を含む。反
射器は、垂直方向を向いたコンベアベルトを取り囲む筐体を含むことができ、該
方法は、真空チャンバを通して移動するコンベアを使用してベルトに真空力を与
え、パッケージが検査ステーション内を移動するときにそこにパッケージを保持
することを含む。 図面の簡単な説明 図１は本発明に係る包装ラインを示す。 図２は本発明の一実施形態に係る検査ステーションの側面図を示す。 図３は本発明の実施形態に係る排出ステーションの上面図を示す。 図４は本発明に係る検査ステーションで使用することのできるフォイル検出器
の斜視図を示す。 図５は図４に示したフォイル検出器の正面図を示す。 図６は本発明の実施形態に係るビジョン検査装置の切取り断面図を示す。
【００１０】 発明の詳細な説明 本発明は、シガレットパックなどの包装された物品を検査するための改善され
た検査システムを提供する。さらに、該検査システムは、パッケージが供給路に
沿って移動する間にパッケージの検出された状態に応じて、不適合パッケージを
１つまたはそれ以上の廃棄場所へ排出することを可能にする。例えば、複数の空
気噴射を使用して、第１品質検査装置が第１不適合状態を検出したときは１つの
空気噴射を始動させて不適合パッケージを第１位置へ偏行させることによって、
不適合パッケージを除去することができ、第２品質検査装置が第２不適合状態を
検出したときには、第２空気噴射を始動させて別の不適合パッケージを第２位置
へ偏行させることができる。したがって、本発明に係る検査システムの利点は、
別個の排出ステーションを使用して不適合パッケージを検査して除去するシステ
ムに比較して、より小型のコンベア構成を使用してパッケージを検査することが
できることである。
【００１１】 本発明の第１実施形態では、検査は２つの検査装置および単一の排出ステーシ
ョンを含み、そこでは２つの空気噴射を使用して不適合パッケージをコンベアに
沿って単一場所で除去する。空気噴射は不適合パッケージをコンベアから逸れさ
せて、第１不適合特徴を有するパッケージが第１廃棄場所へ偏行し、かつ第２不
適合特徴を有するパッケージが第２廃棄場所へ偏行するように方向付けることが
できる。空気噴射はコンベアの両側に配置し、コンベアの走行方向に対して斜め
に方向付けることができる。一例として、空気噴射はパッケージの走行方向に対
して、例えば２０ないし８０°、好ましくは３５ないし７５°などの適切な角度
に方向付けることができる。噴射の角度は、様々なコンベア速度に適合するよう
に、希望通りに調整することができる。動作中、コンベアは毎分２００ないし８
００個、例えば約４００個のパッケージを処理することができる。第１および第
２廃棄場所は、不適合パッケージを蓄積する不合格品ビンを備えることができる
。
【００１２】 本発明の第２実施形態では、検査ステーションは、パッケージがコンベア経路
に沿って移動するときにパッケージの間接照明を提供する拡散照明構成を含むビ
ジョン検査システムである。好適な照明構成は、検査領域内のパッケージを包囲
するドームとバフルの構成である。そのような構成では、光は光ファイバを介し
て光ドームの四隅に導くことができ、バフルは、光ファイバからの光が最初にド
ームから反射することなくパックを照明しないように光を偏向させるために使用
することができる。ドームはその内部表面に「平坦な」粉体塗装を含むことがで
き、それは、パッケージに向けられた光が非常に拡散して、コンベア経路に沿っ
て移動するパッケージを検査するために使用されたときに再現可能な結果をもた
らすように、光を拡散させる。平坦な塗装は、ドーム内のバフルの有無にかかわ
らず金属ドームの内面に静電気により引き付けられるか、あるいはドームの内面
に溶着または融着された粉体を含むことができる。平坦な塗装は、検査されるパ
ッケージの外側に使用される様々な種類のグラフィックの拡散照明を提供する適
していることが好ましい。直接正面検査システムに比較して、本発明に係る拡散
照明構成は、検査される様々なパッケージデザインに対するセットアップおよび
保守の容易さ、より再現可能な照明、パッケージのより一貫した正確な検査をも
たらすより優れた画像品質、および／または異なるビジョン検査プログラムの許
容差内でより適応可能な照明の点から、より有利である。
【００１３】 図１は、包装機６から検査ステーション８および次いで排出ステーション１０
までのコンベア経路４に沿ってパッケージ２が１列に移動する包装ラインの略図
である。包装機６は、シガレットがソフトまたはハードパック包装材に包装され
るシガレット包装機を備えることが好ましい。本発明の第１実施形態では、パッ
ケージ２は検査ステーション８内の２つの離散場所で検査され、排出ステーショ
ン１０は不適合パッケージをコンベア経路から除去する。本発明の別の実施形態
では、検査ステーション８は拡散照明を利用するビジョン検査システムを含む。
【００１４】 図２は、本発明の第１実施形態に係る検査ステーション８の側面図である。図
示する通り、検査ステーション８は第１検査装置１２および第２検査装置１４を
含む。パッケージ２は第１コンベア１６に沿って移動し、第１検査装置１２を通
過する前に、第２コンベアベルト１８に移送される。ベルト１８の速度は、パッ
ケージの速度を上げてそれらがベルト１８上で移動するときにそれらの間に所望
の間隔を提供するように、設定することができる。さらに、ガイドレール１７を
使用して、ベルト１８上のパッケージの希望の配置を提供することができる。第
２検査装置１４を通過した後、パッケージ２は第３コンベアベルト２０に移送さ
れる。ステーション８で検査されたパッケージは、検査で不適合の特徴が検出さ
れた後すぐにコンベア経路から除去することができるように、排出ステーション
１０は検査ステーション８に近接して（例えば１メートル以内に）配置すること
が好ましい。
【００１５】 第１検査装置１２は、パッケージ２の四面を検査してフォイル包装材の有無を
決定するフォイル検出装置とすることができる。例えば装置１２は、パッケージ
が検査装置１２内を移動するときにパッケージ２の周囲に配置される１つまたは
それ以上の検出センサを含むことができる。パッケージが光センサセル１３を通
過する時からパッケージが光センサセル１５を通過する時までフォイルを監視す
るために、センサを監視することができる。第２コンベア１８は、ベルトが第１
および第２検査装置１２、１４内を通過するときにパッケージ２をベルトに保持
する真空構成を有する、垂直に方向付けられたエンドレスベルトとすることがで
きる。
【００１６】 第２検査装置１４は、パッケージが第２検査装置１４内を移動するときにパッ
ケージ２の少なくとも１つの表面の画像を記録する少なくとも１つのカメラを含
むビジョン検査システムとすることができる。透明な上包装フィルム無しのハー
ドパックのシガレットパッケージを検査するための好適な構成では、第２検査装
置１４は位置２２、２４および２６に３つのカメラを含む。位置２２のカメラは
パッケージ２の前面を観察するように方向付けられ、位置２４のカメラはパッケ
ージ２の上面および右側面を観察するように方向付けられ、位置２６のカメラは
パッケージ２の底面および左側面を観察するように方向付けられる。光センサ２
８はパッケージ２の到着を検出して制御装置３０に信号を送り、次は制御装置が
、パッケージ２が検査装置１４内の希望の観察位置にあるときにパッケージ２を
閃光により照明する光源（４つの光ファイバ束３２、３４、３６、３８のような
）を起動させる。制御装置３０はまた、カメラによって観察された画像を表わす
信号をもカメラから受け取り、該信号は、プログラマブル論理制御装置（ＰＬＣ
）４２に送られる信号を介して不適合パッケージ２が識別されるように、適切な
ビジョン検査ソフトウェアによって処理される。同様に、第１検出装置１２は、
不適合パッケージ２を識別してそのような不適合パッケージを識別する信号を制
御装置４２に送る適切な回路機構４０に信号を出力する。制御装置４２は不適合
パッケージを追跡し、排出ステーション１０に不適合パッケージをコンベア経路
４から除去するように指示する。
【００１７】 図３は、２つの排出機構を有する排出ステーション１０の実施形態の上面図で
ある。図示する通り、排出ステーション１０は第３コンベア２０を含み、その上
でパッケージ２は間隔配置関係で移動し、第１および第２空気噴射４４、４６は
制御装置４２によって選択的に起動されて、不適合パッケージ２をコンベア２０
から第１および第２容器４８、５０内へ除去する。動作中、制御装置４２は、空
気噴射４４の高速空気弁５２を開いて不適合パッケージ２を容器５０内に排出さ
せる信号を送り、あるいは制御装置４２は、別の高速弁５４を起動させて空気噴
射４６を作動させてパッケージを容器４８内に排出させる。そのような高速空気
弁は市販されており、例えば×××××××という会社から入手できる部品番号
××××××××××××××××××××××がある。希望するならば、そら
せ板５５、５７を配設してパッケージを適切なシュート構成内に偏行させ、偏行
したパッケージを適切な容器内に案内させることができる。さらに、フォトセル
５８、５９のような適切なフォトセルを使用して、パッケージが排出ステーショ
ン１０に到着したことをＰＬＣに合図し、パッケージが排出したことをタイムド
シーケンスプログラミングオペレーションを通して確認することができる。すな
わち、予め設定された期間内に、第２フォトセル５９はパッケージが空気噴射の
１つによって排出されたことを検出しない。このようにして、異なる不適合の特
徴を有するパッケージを分離して、同一不適合特徴を有する不適合パッケージを
保持するように構成された異なる容器内に蓄積することができる。
【００１８】 図４および５は、本発明の第１実施形態で使用することのできるフォイル検査
装置の詳細を示す。図４はフォイル検査装置６０の頂部の斜視図であり、９つの
近接センサ６２が筐体６４内に装着されていることが図示されている。センサ６
２は、筐体６４の開口６６内を移動するパッケージのフォイル包装材の有無を検
出するのに効果的である。センサ６２の１つまたはそれ以上が開口６６内を移動
するパッケージにフォイルが無いことを検出すると、それぞれの電気リード６８
を介して回路４０へ適切な信号が伝送される。フォイル検出装置６０は、他のセ
ンサと同一面内にあり、筐体６４の上部に示されている単一センサと同様に方向
付けられた１０番目のセンサ（図示せず）を含む。好適な構成では、センサ６２
は、シガレットパッケージの長尺がパッケージの移動方向と平行になるようにそ
の側縁を移動するシガレットパッケージのフォイル包装材を検出するように構成
される。このようにして、１グループ４個のセンサ６２が、ベルト１８に保持さ
れたパッケージの側面におけるフォイルの有無を検出し、別のグループの４個の
センサ６２がシガレットパッケージの反対側の側面のフォイル包装材の有無を検
出し、筐体の頂部および底部の単一センサ６２がシガレットパッケージの側縁に
沿ってフォイル包装材の有無を検出する。センサ６２は市販されており、例えば
ジーメンス社から入手できる部品番号３ＲＧ４６−０ＧＢ０１がある。
【００１９】 図６は好適なビジョン検査装置７０の側面切開図であり、そこでパッケージ２
はコンベアベルト１８を介して反射器筐体７２内を搬送される。コンベアベルト
１８は垂直に方向付けられ、穿孔付き蓋板７６および同じく空気透過性のベルト
１８を通してパッケージ２に真空力を加える真空チャンバ７４内を通過する。パ
ッケージ２は開口７８を通して反射器筐体７２に入る。反射器筐体７２は、適切
な位置に装着された１つまたはそれ以上の光ファイバ束などの光源により照明さ
れる。例えば４つの光ファイバ束を適切な支持体により反射器筐体の隅に装着す
ることができ、そのうちの２つが８０、８２に図示されている。さらに、パッケ
ージが位置２２、２４、２６のカメラによって検査されるときにパッケージにホ
ットスポットが形成されないように、バフル８３を反射器筐体７２内に適切な構
成に配設して、光を光ファイバ束から偏向させることができる。
【００２０】 反射器筐体７２は湾曲部７３を含み、その内面は平坦な白色塗装により被覆さ
れ、それは、カメラによる観察のために光源がパッケージを照明したときにパッ
ケージの拡散均等照明を提供する。平坦な白色塗装は、筐体７２内で光を反射す
る全ての内部表面に施すことが好ましい。反射器筐体７２の内部にアクセスする
ために、筐体の湾曲部は、７５に図示するようにひとつに蝶着される２つの部分
として設けることができる。ヒンジ７５は筐体の上部分７７が反時計回りに回転
し、それによって反射器筐体７２の内部にアクセスすることを可能にする。反射
器筐体７２の背壁は上部矩形トレー８４および下部矩形トレー８６を含み、各ト
レーの直立縁は筐体７２の内部に面する。反射器筐体７２の上部分には、反射器
筐体から筐体の底部の適切な開口（図示せず）を通してダストを除去するために
使用できる空気の供給用の間隙８８を設けることができる。
【００２１】 動作中、パックがフォイル検査ステーション６０を通過するときに、フォイル
検出器を使用してパックの四面をスキャンすることができる。センサ６２は、パ
ッケージがフォトセル１３、１５間を移動する間に、フォイル包装材の破れまた
は紛失などのボイドがフォイル包装材に無いか探す。そのようなボイドが検出さ
れると、信号がＰＬＣに送られ、ＰＬＣは排出機構の弁と協調して、排出ステー
ションでコンベア経路から不適合パッケージを除去する。例えば、パッケージが
筐体６４内を通過するときにセンサ６２は監視され、１つまたはそれ以上のセン
サ６２がフォイル包装材における１つまたはそれ以上の不完全さを検出した場合
、適切な信号をＰＬＣに送ることができる。ＰＬＣは制御装置と連絡し、制御装
置は不適合パッケージを追跡し、排出機構を操作して排出ステーションで不適合
パッケージを除去する。コンベアベルト１６は非金属コンベアであり、コンベア
ベルト１６に隣接する４個のセンサ６２は、コンベアベルト１６に接触している
パッケージの面のフォイル包装材の存在を感知する。
【００２２】 ビジョン検査システムにおいて、光源は、パッケージが希望の位置にあるとき
に閃光を提供するストロボ構成である。ビジョン検査装置は、パッケージが光セ
ンサ２８によって検出された位置から可変距離内で閃光を調時するために適切な
調節を含むことができる。カメラは、位置２２のカメラが、コンベアベルト１８
に押しつけられて保持されているパッケージの反対側の面のパッケージの表面全
体を観察するように配設され、位置２４のカメラはパッケージの頂部側縁および
下流の端縁を観察するように配設され、位置２６のカメラはパッケージが反射器
筐体７２内を通過するときにパッケージの底側縁および上流端縁を観察するよう
に方向付けられる。さらに、反射器筐体７２に提供される光は適切なバフルによ
って散乱され、かつ湾曲表面７３の内部の平坦な白色塗装から反射され、それに
よってパッケージには一貫した均等分布の拡散光が提供される。平坦な白色塗装
は、オフィス家具に使用されるタイプなど、いずれかの適切な塗装とすることが
でき、好ましくは例えば約２０％の反射率を提供する低グロス塗装である。反射
器の内部表面の平坦な白色塗装とバフルの組合せは、照明構成が１つの機械から
別の機械に使用されるときに特に有用な一貫した照明野を形成するように、光フ
ァイバ束によって提供される光を向け直す。すなわち、本発明に係る拡散照明構
成は、機械から機械へのセットアップを大幅に簡素化し、そのようなセットアッ
プ手順中にデータファイルを再プログラムする必要性を排除する。反射器筐体７
２内のバフルの位置および大きさは、使用するカメラの数およびそのようなカメ
ラの観察角に依存する。
【００２３】 排出ステーションで、不適合パッケージは適切な構成によってコンベアベルト
２０から除去される。好適な構成では、同種の不適合特徴を有する不適合パッケ
ージを蓄積するように構成された容器内に不適合パッケージを叩き入れるために
、空気噴射を使用する。検査ステーション８はフォイル検出装置およびビジョン
検出装置を含むものとして説明したが、他の型の検査装置をその代わりに使用す
ることができる。例えば検出装置は、日付コードまたはパッケージの他の特徴な
ど、その他の特徴をそれらがコンベア経路を移動するときに検出するようにセッ
トアップすることができる。本発明に係る検出ステーションの利点は、排出ステ
ーションで２つ以上の排出機構を組み合わせることによって達成されるコンベア
空間の節約であり、コンベア空間のさらなる節約を達成することが可能である。
【００２４】 本発明に係るビジョン検査システムは、シガレットパッケージ工程に一般的に
関連付けられる包装の不適合を識別するために使用することができる。一般的に
これらの不適合は、包装の破れまたは穴、インクのにじみ、異物の斑点、グラフ
ィックまたはプリントの欠けまたは位置ずれ、裏返しの包装材ブランク、または
その他の視覚的に検出可能な特徴など、シガレットパッケージに現われ、それは
ハードまたはソフトパック両方のシガレットパッケージとすることができる。当
業者は、不適合が包装中に幾つかの場所で発生し得ることを理解されるであろう
。本発明のビジョン検査システムは、ＰＰＴビジョンＤＳＬシリーズカメラなど
のデジタルカメラ、およびフォステックなど様々な供給者から入手可能な光ファ
イバ束を組み込んだ照明装置を利用することができる。カメラおよび照明装置は
、好適な実施形態では包装工程後の外側包装剤の画像を表わす電気信号をカメラ
が形成することが可能となるように配置することができる。本発明の実施形態で
は、カメラはパッケージの１つまたはそれ以上の画像を捕獲し、この画像（すな
わち形成された電気信号）をプロセッサに転送する。代替的にデジタルカメラで
、パッケージの特に関心のあるパッケージの部分の別個の画像を捕捉することが
できることを、当業者は理解されるであろう。
【００２５】 プロセッサがカメラから形成された電気信号を受け取ると、プロセッサは、こ
れらの信号に基づいて、シガレットパッケージの適合性を決定する。好適な実施
形態では、プロセッサはパッケージの画像を受け取り、受信したデジタル画像の
、関心のある対象を表わす部分（例えば包装の不完全さ、インクのにじみ、異物
の斑点、グラフィックまたはプリントの欠けまたは位置ずれ、裏返しの包装材ブ
ランク、またはその他の視覚的に検出可能な特徴）だけを考慮する。例えばプロ
セッサはデジタル画像の一部分の色（すなわち画素値）を予め定められた画素値
と比較することができる。
【００２６】 観察された画像の部分の画素値が予め定められた画素値と等しい場合、パッケ
ージは適合すると登録され、次のパッケージが検査される。観察された画像の部
分の１つまたは両方の画素値が予め定められた画素値と等しくない場合には、こ
れは包装材が適合しないことを示す。包装材が適合しないことが決定されると、
プロセッサはそのシガレットパッケージを不適合と登録する。プロセッサは、例
えば個々のシガレットパッケージに番号を割り当てることを通して、シガレット
パッケージの位置を追跡することによってシガレットパッケージを追跡する。こ
の方法で、プロセッサは、そういうものであることを示す不適合パッケージの割
当番号を持つ１ビットを簡単に格納することができる。代替的に使用できる、不
適合パッケージを登録する方法が他にも多数あることを、当業者は理解されるで
あろう。
【００２７】 シガレットパッケージが不適合として登録されると、プロセッサは信号をＰＬ
Ｃに送り、ＰＬＣは特定のシガレットパッケージが機械から排出されるべきであ
ることを示す排出機構のタイミングを制御する。光ファイバセンサ構成を使用し
て、不適合パッケージが排出ステーションに入ったかどうかを決定することが好
ましい。登録された不適合シガレットパッケージは次いで、検査ステーションの
下流にある排出ステーションで排出される。シガレット組立工程のこの段階にお
けるシガレットパッケージの検出および排出は、フォイル不適合を有するパッケ
ージと包装材不適合を有するパッケージの分離のため、包装の問題が包装ライン
のどこで発生しているかをオペレータがすぐに決定することを可能にする。さら
に、プロセッサの比較から収集される情報は、シガレット包装機の問題の診断に
役立つ。例えば、包装材が裏返しであることが繰返し示されることは、ブランク
群が供給ホッパに正しく挿入されなかったことを示しているかもしれない。その
ような場合、オペレータは包装作業を停止して、誤りを正し、それによって間違
って挿入されたブランクがシガレットの被包装束に引続き使用されることを回避
することができる。同様に、印刷エラー等のような他の不適合を容易に識別し、
適切な是正処置を取ることができる。
【００２８】 以上で、本発明の原理、好適な実施形態、および動作モードを説明した。しか
し、本発明は、上述した特定の実施形態に限定されると解釈すべきではない。例
えば、本発明の検査および排出ステーションの実現は単なる模範例であって、本
発明は他の型の包装機にも同等に適用可能であることを、当業者は理解されるで
あろう。例えば、本発明はシガレット包装システムに適用できるだけでなく、包
装組立工程で品質が望まれる他の型のシステムにも同等に適用することができる
ことを、当業者は理解されるであろう。したがって、上述の実施形態は限定では
なく、むしろ例証とみなすべきであって、請求の範囲に記載する本発明の範囲か
ら逸脱することなく、当業者はこれらの実施形態に変形を施すことができること
を理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る包装ラインを示す。
【図２】 本発明の一実施形態に係る検査ステーションの側面図を示す。
【図３】 本発明の実施形態に係る排出ステーションの上面図を示す。
【図４】 本発明に係る検査ステーションで使用することのできるフォイル検出器の斜視
図を示す。
【図５】 図４に示したフォイル検出器の正面図を示す。
【図６】 本発明の実施形態に係るビジョン検査装置の切取り断面図を示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年５月８日（２００２．５．８）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ， ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ， ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ 特許法第184条の９第２項第５号の規定により×印の部 分は不掲載とする。 (72)発明者 カデュックス， エドモンド， ジェ イ．， ジュニア アメリカ合衆国， ヴァージニア 23116， メカニクスヴィル， インディアンフィ ールド ドライヴ 9473 (72)発明者 セシル， マイケル， シー． アメリカ合衆国， ヴァージニア 23111， メカニクスヴィル， ガーデンブルック ウエイ 6784 (72)発明者 グッドマン， エイチ．， コールマン， ジュニア アメリカ合衆国， ヴァージニア 23113， ミドロシアン， レディー アシュリー ロード 13504 (72)発明者 カーニール， リンウッド， エイチ． アメリカ合衆国， ヴァージニア 23235， リッチモンド， エルム ロード 8716 (72)発明者 コッケン， ゲイリー アメリカ合衆国， ウィスコンシン 54180， ライツタウン， プレイリー ウエイ 447 (72)発明者 ルス， グレゴリー アメリカ合衆国， ノース カロライナ 27603， ラレイフ， アパラチアン ド ライヴ 2437 Ｆターム(参考） 3F079 AC09 CA31 CB24 CC03 DA12 EA09 EA14

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 コンベア経路に沿って移動する不適合パッケージを検出して
    除去するための検査装置であって、 コンベア経路に沿って複数の同一パッケージを移送するコンベアと、 前記コンベア経路に沿って検査ステーションで前記パッケージの１つを照明す
    る少なくとも１つの光源と、 前記検査ステーションでパッケージの第１不適合状態の存在を表わす第１信号
    を出力する第１検出装置と、 前記検査ステーションでパッケージの第２不適合状態の存在を表わす第２信号
    を出力する第２検出装置と、 第１不適合状態を有するパッケージを除去するように作動可能な第１排出機構
    と、 第２不適合状態を有するパッケージを除去するように作動可能な第２排出機構
    と、 前記第１および第２信号に応答して生成されるデータを処理しかつ前記第１お
    よび／または第２不適合状態を有するパッケージを追跡するように作動可能な制
    御装置であって、さらに第１および第２排出機構を始動させて不適合パッケージ
    を前記コンベア経路から除去するように作動可能である制御装置と を備えている検査装置。
  2. 【請求項２】 前記第１検出装置は前記検査ステーションでパッケージのフ
    ォイル包装材の存在を表わすフォイル信号を出力するフォイル検出センサを備え
    、前記第２検出装置は前記検査ステーションでパッケージの１つまたはそれ以上
    の表面の画像を表わすカメラ信号を出力する少なくとも１つのカメラを備え、前
    記第１排出機構は不適合フォイル包装材を有するパッケージを除去するように作
    動可能であり、前記第２排出機構は不適合画像を有するパッケージを除去するよ
    うに作動可能である、請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記第１排出機構は第１空気噴射および第１不合格品ビンを
    備えており、前記第１空気噴射は、パッケージを前記第１不合格品ビン内に落下
    させるのに充分な力で空気流をパッケージに向かわせる、請求項１に記載の装置
    。
  4. 【請求項４】 前記第２排出機構は第２空気噴射および第２不合格品ビンを
    備えており、前記第２空気噴射は、パッケージを前記第２不合格品ビン内に落下
    させるのに充分な力で空気流をパッケージに向かわせる、請求項３に記載の装置
    。
  5. 【請求項５】 前記制御装置がビジョン検査プログラムを実行するコンピュ
    ータを含む、請求項２に記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記パッケージはシガレットパッケージであり、前記第１お
    よび第２検出装置は不適合の包装の特徴が無いかシガレットパッケージを検査す
    る、請求項１に記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記少なくとも１つのカメラが少なくとも１つのビデオカメ
    ラを備えている、請求項２に記載の装置。
  8. 【請求項８】 前記少なくとも１つのカメラがパッケージの異なる表面を検
    査するように向き付けられた３つのビデオカメラを備えている、請求項２に記載
    の装置。
  9. 【請求項９】 前記第１及び第２排出機構が前記検査ステーションの下流の
    排出ステーションに配置される、請求項１に記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記フォイル検出センサが前記少なくとも１つのカメラか
    ら上流に配置される、請求項２に記載の装置。
  11. 【請求項１１】 コンベア経路に沿って移動する不適合パッケージを検出し
    て除去する方法であって、 前記コンベア経路に沿って複数の同一パッケージを移送するステップと、 前記コンベア経路に沿って検査ステーションでパッケージの第１不適合状態を
    示す第１信号を生成するステップと、 前記検査ステーションでパッケージの第２不適合状態を示す第２信号を発生す
    るステップと、 前記第１および第２不適合状態を有するパッケージを追跡するステップと、 第１排出機構を起動して、前記コンベア経路に沿って排出ステーションで前記
    第１不適合状態を有するパッケージを除去するステップと、 第２排出機構を起動して、前記排出ステーションで前記第２不適合状態を有す
    るパッケージを除去するステップと を含む方法。
  12. 【請求項１２】 前記第１信号が検査ステーションにおけるパッケージのフ
    ォイル包装材のフォイル状態を示し、前記第２信号が検査ステーションにおける
    パッケージの少なくとも１つの表面状態を示す、請求項１１に記載の方法。
  13. 【請求項１３】 光反射器および少なくとも１つの光ファイバ照明要素を含
    む拡散光源を使用して前記検査ステーションでパッケージを照明することをさら
    に含み、パッケージがカメラ検査位置にあるときに前記少なくとも１つの光フィ
    バ照明要素が前記光反射器に光のパルスビームを送り出し、前記光反射器が光反
    射器の表面から反射した拡散光でパッケージを照明する、請求項１２に記載の方
    法。
  14. 【請求項１４】 前記第１排出機構が不適合パッケージを第１容器内に排出
    する、請求項１１に記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記第２排出機構が不適合パッケージを第２容器内に排出
    する、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記第１および第２排出機構が第１および第２空気噴射を
    備え、前記第１空気噴射が前記第１不適合状態を有するパッケージを前記第１容
    器内に送り込むだけの充分な力の空気のブラストを排出し、前記第２空気噴射が
    前記第２不適合状態を有するパッケージを前記第２容器内に送り込むだけの充分
    な力の空気のブラストを排出する、請求項１４に記載の方法。
  17. 【請求項１７】 少なくとも１つのカメラによるパッケージの表面状態の検
    出前に、検出センサがパッケージのフォイル状態を検出する、請求項１２に記載
    の方法。
  18. 【請求項１８】 前記少なくとも１つのカメラが、パッケージの異なる表面
    を観察するために作動する３つのカメラを備えている、請求項１７に記載の方法
    。
  19. 【請求項１９】 前記少なくとも１つのカメラが少なくとも１つのビデオカ
    メラを備えており、ビジョン検査データプログラムが前記少なくとも１つのビデ
    オカメラからの信号を分析して、パッケージが不適合表面状態を有するかどうか
    を決定する、請求項１７に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記パッケージがその１つまたはそれ以上の表面にグラフ
    ィックを有するシガレットパッケージを備えている、請求項１１に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 コンベア経路に沿って移動する不適合パッケージを視覚的
    に検出して除去するための検査装置であって、 複数の同一パッケージをコンベア経路に沿って移送するコンベアと、 前記コンベア経路に沿って検査ステーションでパッケージの１つを照明する光
    源であって、該光源が光反射器と少なくとも１つの光ファイバ照明要素とを含む
    拡散光源を使用して検査ステーションでパッケージを照明し、パッケージがカメ
    ラ検査位置に配置されている間に前記少なくとも１つの光ファイバ照明要素が光
    のパルスビームを光反射器に送り出し、前記光反射器が前記光反射器の表面から
    反射した拡散光でパッケージを照明して成る光源と、 前記検査ステーションでパッケージの１つまたはそれ以上の表面の画像を表わ
    すカメラ信号を出力する少なくとも１つのカメラと、 前記カメラ信号に応答して生成されるデータを処理して不適合の表面特徴を有
    するパッケージを識別するように作動可能な制御装置と を備えた検査装置。
  22. 【請求項２２】 前記少なくとも１つの光ファイバ要素が光のパルスビーム
    を前記反射器内に送り込む複数の光ファイバ要素を備え、前記反射器が検査され
    るパッケージに対面するその表面に平坦な白色塗装を含む、請求項２１に記載の
    装置。
  23. 【請求項２３】 前記反射器が垂直に方向付けられたコンベアベルトを包囲
    する筐体を含み、パッケージが前記検査ステーション内を移動するときにパッケ
    ージを前記ベルト上に保持するために前記ベルトに真空力を与える真空チャンバ
    上を前記コンベアベルトが移動する、請求項２１に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記少なくとも１つのカメラが、前記コンベアベルトと反
    対方向を向いたパッケージの表面を観察するように方向付けられたビデオカメラ
    を含む、請求項２３に記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記制御装置がビジョン検査プログラムを実行するコンピ
    ュータを備えている、請求項２１に記載の装置。
  26. 【請求項２６】 前記パッケージがシガレットパッケージであり、前記少な
    くとも１つのカメラが前記シガレットパッケージのグラフィックおよび／または
    包装を検査する、請求項２１に記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記検査ステーションにパッケージが到着したことを検出
    する光センサをさらに備えている、請求項２１に記載の装置。
  28. 【請求項２８】 前記少なくとも１つのカメラがパッケージの５つの異なる
    表面を検査するように方向付けられた第１、第２および第３ビデオカメラを備え
    ている、請求項２１に記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記第１カメラがパッケージの前面を観察し、前記第２カ
    メラがパッケージの頂面および一方の側面を観察し、前記第３カメラがパッケー
    ジの底面および他方の側面を観察する、請求項２８に記載の装置。
  30. 【請求項３０】 コンベア経路に沿って移動する不適合パッケージを視覚的
    に検出する方法であって、 コンベア経路に沿って複数の同一パッケージを移送するステップと、 前記コンベア経路に沿って検査ステーションでパッケージの１つを照明するス
    テップにおいて、パッケージが検査ステーションで光反射器と少なくとも１つの
    光ファイバ照明要素とを含む拡散光源を使用して照明され、パッケージがカメラ
    検査位置に配置されている間に前記少なくとも１つの光ファイバ照明要素が光の
    パルスビームを前記光反射器に送り出し、前記光反射器が前記光反射器の表面か
    ら反射した拡散光でパッケージを照明するようにしたステップと、 前記検査ステーションでパッケージの１つまたはそれ以上の表面の画像を表わ
    すカメラ信号を出力するステップと、 前記カメラ信号に応答して生成されるデータを処理して、不適合の表面特徴を
    有するパッケージを識別するステップと を含む方法。
  31. 【請求項３１】 パッケージが前記反射器に光のパルスビームを送り出す複
    数の光ファイバを使用して照明され、前記反射器が検査されるパッケージに面す
    るその表面に平坦な白色塗装を含む、請求項３０に記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記反射器が垂直に方向付けられたコンベアベルトを包囲
    する筐体を含み、前記方法が、パッケージが検査ステーション内を移動するとき
    にベルトに真空力を加えてパッケージをベルトに保持するために真空チャンバを
    通してコンベアベルトを移動させるステップを含む、請求項３０に記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記カメラ信号が、前記コンベアベルトから反対方向を向
    いたパッケージの表面を観察するために方向付けられたビデオカメラによって生
    成される、請求項３２に記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記カメラ信号がビジョン検査プログラムを実行するコン
    ピュータによって処理される、請求項３０に記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記パッケージがシガレットパッケージであり、ビデオカ
    メラを使用してシガレットパッケージのグラフィックおよび／または包装を検査
    する、請求項３０に記載の方法。
  36. 【請求項３６】 光センサを使用して、前記検査ステーションにおけるパッ
    ケージの到着を検出するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
  37. 【請求項３７】 第１、第２および第３ビデオカメラを使用してパッケージ
    の５つの異なる表面を検査する、請求項３０に記載の方法。
  38. 【請求項３８】 前記第１カメラを使用してパッケージの前面を観察し、前
    記第２カメラを使用してパッケージの頂面および一方の側面を観察し、前記第３
    カメラを使用してパッケージの底面および他方の側面を観察する、請求項３７に
    記載の方法。
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