JP2006226724A - ラベル検査方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 照明手段５は、容器１の胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似するリング状のホルダ１２と、当該ホルダ１２に沿って一列に配置されたＬＥＤ１３とを備え、照明手段５から照射される光は、ラベル２の表面と平行に照射され、この光はラベル２表面に形成された破れやめくれ等の不良箇所７で胴部の外周側に向けて反射する。
撮影手段６がラベル２を撮影した画像は判定手段によって画像処理され、判定手段が上記不良箇所７で反射した光を検出すると、当該容器１に貼付されたラベル２を不良と判断する。
【効果】 容器及び内容物の色や、容器やラベルの反射特性にかかわらず、正確にラベルの良否判定を行うことができる。
【選択図】 図２

Description

本発明はラベル検査方法およびその装置に関し、詳しくは撮影手段が撮影したラベルの画像を基にラベルの良否を判定するラベル検査方法およびその装置に関する。

従来、ペットボトルなどの容器に貼付されたラベルの良否を判定するため、上記ラベルに光を照射する照明手段と、上記ラベルを撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像を基にラベルの良否を判定する判定手段とを備えたラベル検査装置が知られている。
第１のラベル検査装置として、ラベルの貼付された容器の背後から可視光を照射し、ラベルのシルエットを撮影手段によって撮影するものが知られている。（特許文献１「従来の技術」の欄参照）
このラベル検査装置の場合、ラベルの破れている部分から光が洩れることで、ラベルのシルエット内に明るい部分が検出され、判定手段はこのようなラベルを不良と判定する。
また、第２のラベル検査装置として、ラベルの表面側から斜めに光を照射してラベルに光を反射させ、この反射光を撮像手段によって撮影するものも知られている。（特許文献１）
このラベル検査装置の場合、ラベルが破れていると、ラベル表面と容器表面とによる光の反射特性の違いから、撮影された画像には明暗の差が生じ、この明暗の差から判定手段はラベルの良否を判定する。
特開２００４−１１７１０３号公報

しかしながら、上記第１のラベル検査装置の場合、ラベルに透明な部分が存在したり、容器や内容物が不透明である場合には、容器の背面から光を照射してもラベルのシルエットを得ることができず、ラベルの良否判定を行うことができない。
また第２のラベル検査装置の場合、ラベル表面と容器表面の反射特性が近いと、判定手段が明暗の差を検出することができなくなり、正確なラベルの良否判定を行うことができない。
このような問題に鑑み、本発明は検査の対象となる容器とラベルの種類に関係なく、ラベルの良否判定を行うことの可能なラベル検査方法およびその装置を提供するものである。

すなわち、請求項１に記載のラベル検査方法は、容器に貼付されたラベルに光を照射すると共に当該ラベルの撮影を行い、撮影されたラベルの画像からラベルの良否を判定するラベル検査方法において、
光を照射する方向を上記ラベルの表面に平行となるように設定し、ラベルに破れやめくれ等の不良箇所があった際に該光を上記不良箇所で反射させ、撮影された画像からラベルの不良箇所で反射した光を検出することで、ラベルの良否を判定することを特徴としている。

また請求項２に記載のラベル検査装置は、容器を搬送する搬送手段と、容器の口部側若しくは底面側の少なくとも一方より該容器に貼付されたラベルの表面に平行な光を照射する照明手段と、容器の側面側に配置されると共に、上記ラベルを撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像を基にラベルの良否を判定する判定手段とを備え、
上記判定手段は、上記撮影手段が撮影した画像からラベルの破れやめくれ等の不良箇所で反射した光を検出して、ラベルの良否を判定することを特徴としている。

上記請求項１の発明によれば、光を上記ラベルの表面に平行となるように照射することで、ラベルの表面では光がほとんど反射せず、破れやめくれ等の不良箇所で光が強く反射する。
これを撮影すると、不良箇所で反射した光は他の部分で反射した光よりも明るく撮影されるので、この明るく撮影された部分を不良箇所と認識することができる。
すなわち、本発明によれば、容器及び内容物の色や、容器やラベルの反射特性にかかわらず、正確にラベルの良否判定を行うことができる。

また上記請求項２の発明によれば、照明手段が光を上記ラベルの表面に平行となるように照射することで、ラベルの表面では光がほとんど反射せず、破れやめくれ等の不良箇所で光が強く反射する。
これを撮影手段によって撮影すると、不良箇所で反射した光は他の部分で反射した光よりも明るく撮影されるので、判定手段はこの明るく撮影された部分を不良箇所と認識することができる。
すなわち、本発明によれば、容器及び内容物の色や、容器やラベルの反射特性にかかわらず、正確にラベルの良否判定を行うことができる。

以下図示実施例について説明すると、図１は容器１に貼付されたラベル２の検査を行うラベル検査装置３を示し、このラベル検査装置３は上記容器１を搬送する搬送手段としての搬送コンベヤ４、容器１に光を照射する照明手段５、容器１を撮影する撮影手段６を備え、このラベル検査装置３は図示しない制御手段によって制御される。
図２は上記容器１およびラベル２を示し、この容器１は金属製で、断面形状が一定の径で形成された筒状の胴部１ａと、キャップの取付けられた口部１ｂと、胴部１ａ及び口部１ｂを滑らかに接続する肩部１ｃと、胴部１ａの下面に位置する底部１ｄとから構成されている。
また上記ラベル２は従来公知のシュリンクラベルであり、ラベル検査装置３の上流に設けられたラベラによって貼付される。ラベラでは、最初に短冊状のフィルムの両端を接着して筒状とし、この筒状のフィルムを容器１の胴部１ａに被せた後、これを熱収縮させて容器１に密着させるようになっている。
このようなシュリンクラベルの場合、特に上記フィルム両端の接着部分が弱く、熱収縮の際に当該部分が破れてめくりあがり、当該部分が胴部１ａの外周方向に向けて突出した不良箇所７となる場合がある。

上記搬送コンベヤ４は図示しないエンコーダと、搬送コンベヤ４の両側に設けられて搬送される容器１を検出するセンサ１１とを備え、これらエンコーダ及びセンサ１１は上記制御手段に接続されている。
上記センサ１１が搬送コンベヤ４上の容器１を検出すると、上記制御手段は上記エンコーダにより容器１の移動距離を測定し、制御手段は容器１が所定の距離搬送されると、上記照明手段５や撮影手段６を作動させるようになっている。

上記照明手段５は上記搬送コンベヤ４における上記センサ１１の下流側に設けられており、図２に示すように容器１の上方に固定されている。
この照明手段５はリング状のホルダ１２と、当該ホルダ１２に沿ってリング状に配置された複数のＬＥＤ１３（発光ダイオード）とから構成されており、上記ＬＥＤ１３の発光は上記制御手段によって制御される。
上記ホルダ１２の径は、当該ホルダ１２に配置されるＬＥＤ１３の光軸が、上記ラベル２の表面の位置と同じか、若しくはそれよりも若干外側となるように製造され、またＬＥＤ１３による光の照射方向が鉛直下向きとなるように保持している。
このため、この照明手段５より照射される光の断面形状は、上記胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似したリング状となり、ホルダ１２の中心と容器１の中心軸とが一致した状態で光を照射すると、ラベル２の全周に沿って光が照射される。
すると、光の照射される方向に対して平行となっていない部分、例えば上記容器の肩部１ｃや、ラベル２と容器１との段差部で光が反射し、胴部１ａの外周側に向けて反射する。
さらに、ラベル２に容器１の胴部１ａの外周に向けて突出する上記不良箇所７が存在していると、この不良箇所７によっても光が胴部１ａの外周側に向けて反射する。
なお、上記不良箇所７がラベルに形成された単なる孔であって、当該部分が胴部１ａの外周側に突出していなくとも、ラベル２の表面と容器１表面との間にはラベル２の厚み分だけ段差が存在するので、当該段差のうち光の進行方向に相対する部分で光が胴部１ａの外周側に向けて反射する。
一方、不良箇所７の存在しない部分、すなわち光の照射される方向がラベルと平行となっている部分でも、ＬＥＤ１３の光は反射するものの、光の反射角が浅いのでそれほど胴部１ａの外周側に向けて反射するものではない。

図１に示すように、上記撮影手段６は４台のカメラ１４と４枚のミラー１５とを備え、各カメラ１４およびミラー１５は、それぞれ上記照明手段５を挟んで直交する対角線上に設けられている。
図３に示すように、上記カメラ１４はその撮影方向を下方に向けて設置されており、上記ミラー１５はカメラ１４の下方に設けられて、カメラ１４にラベル２の側面の像を映すようになっている。
制御手段は、容器１が照明手段５の真下に到達すると、上記４台のカメラ１４を同時に制御して上記ラベル２の画像を撮影させ、このとき各カメラ１４は少なくとも容器の外周の４分の１ずつを撮影するようになっている。
そして上記制御手段は、カメラ１４が撮影した画像を上記制御手段に設けられた図示しない判定手段に送信し、当該判定手段では以下の画像処理を行って、ラベル２における不良箇所７の存在の有無を判定する。

上記制御手段の判定手段は、上記カメラ１４が撮影した画像を所定の閾値によって二値化処理し、光の強い部分を白く表示し、それ以外の部分を黒く表示する。
図４は上記図２に示す容器１を、図示右方側から撮影してこれを二値化処理した画像を示し、黒く表示されている部分をハッチングで示している。
判定手段は、この二値化処理された画像に対して、所定の判定領域Ｆを設定するようになっており、この判定領域Ｆの幅は、上記４台のカメラ１４によって容器１の全周を検査できるように設定され、またその高さはラベル２の上端部および容器の肩部１ｃで反射する光が含まれないように設定されている。
そして判定手段は、この判定領域Ｆ内に白い部分を検出すると、当該白い部分を破れやめくれなどの不良箇所７であると判断し、この不良箇所７の判定領域Ｆ内における座標値を測定する。
このようにして不良箇所７が検出されると、制御手段は不良箇所７の存在する容器１を検査した日時や、検出した不良箇所７の座標値を記憶する。

以下、上記構成を有するラベル検査装置３の動作について説明すると、図示しないラベラによってラベル２の貼付された容器１が搬送コンベヤ４によって搬送され、容器１が搬送コンベヤ４の両側に設けられたセンサ１１を通過すると、センサ１１から制御手段に信号が送信される。
その後制御手段はエンコーダによって容器１の位置を認識し、照明手段５のホルダ１２の中心に容器１の中心軸が到達すると、上記照明手段５及び撮影手段６を作動させる。
照明手段５は下方の容器１に向けて光を照射し、同時に撮影手段６は４台のカメラ１４によって容器１の全周を同時に撮影すると共に、撮影された画像を上記制御手段の判定手段へと送信する。

判定手段では、図３に示すようにカメラ１４が撮影した画像ごとに二値化処理を行い、さらに２値化処理を行った画像にラベル２の一部となる所定の判定領域Ｆを設定する。
ラベル２に不良箇所７が存在しない部分では、照明手段５からの光はそれほど胴部１の外周側にむけて反射しないので、この反射光が撮影手段６によって撮影されても、判定手段による二値化処理によって当該部分は黒く変換される。
一方、ラベル２に不良箇所７が存在する場合、照明手段５からの光が不良箇所７によって胴部１の外周側にむけて反射するので、この反射光が撮影手段６によって撮影されると、判定手段による二値化処理によって当該部分は白く変換される。
そして、判定手段は判定領域Ｆ内に白く表示された部分が検出されると、当該白く表示された部分の面積や座標値を測定すると共に、このラベルに不良箇所７があると判断し、その旨を制御手段へと送信する。
制御手段は、この不良箇所７の検出された容器１が検出されると、当該容器１をラベル検査装置３の下流に設けられた図示しないリジェクト装置によってリジェクトする。

このように、本実施例のラベル検査装置３では、照明手段５が容器１に貼付されたラベル２の表面に平行な光を照射するので、容器１や内容物の色にかかわらず、ラベル２の検査を行うことができる。
また、照射した光を不良箇所７で胴部１ａの外周側に反射させて不良箇所７の検出を行っているので、ラベル２の色にかかわらず不良箇所７を認識することができ、また容器表面とラベルの反射特性が近くても、不良箇所７を認識することができる。

図５は本発明の第２の実施例を示したものであり、この実施例では、上記照明手段５にＬＥＤ１３ではなく、発光素子としてのハロゲンランプ２１を使用している。
これらハロゲンランプ２１が照射する光は指向性が低く、直接容器１に向けて照射するには適さないが、ハロゲンランプ２１と容器１との間に複数の光ファイバ２２を設けることで、指向性の高い光を容器１に照射することができる。
具体的に説明すると、光ファイバ２２の一端を上記胴部１ａの軸方向に向けて配置し、なおかつ胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似する形状に整列させ、他端部を上記ハロゲンランプ２１に向けるようにしている。
このようにすることで、ハロゲンランプ２１より照射された光は光ファイバ２２を介して容器１に照射され、この光ファイバ２２から照射される光の断面形状は胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似するリング状となり、また強い指向性を有している。
したがって、第１の実施例と同様、照射された光はラベル２の不良箇所７で胴部１ａの外周側に向けて反射するので、判定手段により不良箇所７を検出することができる。
なお、本実施例においてその他の搬送コンベヤ４、撮影手段６、制御手段、判定手段はそれぞれ第１の実施例と同様の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。

さらに図６は本発明の第３の実施例を示したものであり、この実施例においても、上記照明手段５はＬＥＤ１３ではなく、発光素子としてのハロゲンランプ２１を備えている。
そして本実施例では、ハロゲンランプ２１と容器１との間に拡散する光を指向性の強い光に変換する透明で円筒状の光ガイド２３を設けており、この光ガイド２３は容器１の胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似するリング状の断面形状を有している。
このようにすることで、ハロゲンランプ２１より照射された光は光ガイド２３を介して容器１に照射され、この光ガイド２３から照射される光の断面形状は胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似するリング状となり、また強い指向性を有している。
したがって、第１の実施例と同様、照射された光はラベル２の不良箇所７で胴部１ａの外周側に向けて反射するので、判定手段により不良箇所７を検出することができる。
なお、本実施例においてその他の搬送コンベヤ４、撮影手段６、制御手段、判定手段はそれぞれ第１の実施例と同様の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。

なお、上記実施例では胴部１ａの断面形状が円形で、しかもその径が一定となっているが、容器１の形状はこれに限られるものではない。
まず、胴部１ａの断面形状が円形ではなく４角等の多角形の断面形状を有していても良い。この場合、上記照明手段５におけるホルダ１２の形状を胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似する形状とすれば良く、第２、第３の実施例においても、上記光ファイバ２２の配列や光ガイド２３の断面形状を、それぞれ胴部１ａに貼付されたラベル２の断面形状に相似する形状とすれば良い。
また、照明手段５が照射する光の断面形状を、ラベル２の断面形状に相似させなくとも、ラベル２の検査を行うことができる。例えば、断面リング状のラベル２を検査する際に、ＬＥＤをリング状に配置せず、容器１全体を照射するように円形のホルダ内に縦横にＬＥＤを整列させても良いし、容器１の胴部１ａよりも広い面積を有する四角形のホルダを作成し、このホルダ内にＬＥＤを縦横に整列させてもよい。
この場合も照明手段６から照射される光はラベルの表面に平行に照射されるので、上記実施例と同様、不良箇所７で光が胴部１ａの外周側に向けて反射し、不良箇所７の判定を行うことができる。

さらに、図７に示すように、容器１の一部に凹部１ｅがあっても、当該凹部１ｅ以外の部分についてラベル２の検査を行うことができる。
つまり、このような容器１に照明手段５からの光を照射すると、上記凹部１ｅとラベル２表面との境界部分であって、照明手段５とは逆側に位置する部分（図中Ａ）で光が強く反射してしまう。
このため、上記判定手段が撮影された画像を二値化処理すると、当該部分が白く表示されることとなるが、判定手段に予め当該部分を除外して判定領域Ｆを設定すれば、ラベル２表面についての不良箇所７の有無の検査を行うことができる。

また、上記実施例では４台のカメラ１４で同時に容器１の撮影を行っているが、１台のカメラ１４でラベル２の良否判定を行うことも可能である。
例えば、容器１の搬送手段に回転機構つきのターンテーブルを設け、当該ターンテーブル上に容器１を載置して搬送すると共に、カメラ１４を１台だけ配置する構成が考えられる。
そして、容器１がカメラ１４の前に到達した時点で搬送手段を停止させ、その状態でターンテーブルを回転させれば、カメラ１４は容器１の全周を撮影することができ、判定手段によるラベル２の良否判定を行うことができる。

ラベル検査装置の構成を説明する平面図。 容器及び照明手段を説明する側面図。 撮影手段を説明する側面図。 判定手段による二値化処理の結果を示す図。 第２の実施例を示す側面図。 第３の実施例を示す側面図。 異なる形状を有する容器の取扱いを説明する側面図。

符号の説明

１ 容器 ２ ラベル
３ ラベル検査装置 ５ 照明手段
６ 撮影手段 ７ 不良箇所

Claims (6)

1. 容器に貼付されたラベルに光を照射すると共に当該ラベルの撮影を行い、撮影されたラベルの画像からラベルの良否を判定するラベル検査方法において、
   光を照射する方向を上記ラベルの表面に平行となるように設定し、ラベルに破れやめくれ等の不良箇所があった際に該光を上記不良箇所で反射させ、撮影された画像からラベルの不良箇所で反射した光を検出することで、ラベルの良否を判定することを特徴とするラベル検査方法。
2. 容器を搬送する搬送手段と、容器の口部側若しくは底部側の少なくとも一方より該容器に貼付されたラベルの表面に平行な光を照射する照明手段と、容器の側面側に配置されると共に、上記ラベルを撮影する撮影手段と、該撮影手段が撮影した画像を基にラベルの良否を判定する判定手段とを備え、
   上記判定手段は、上記撮影手段が撮影した画像からラベルの破れやめくれ等の不良箇所で反射した光を検出して、ラベルの良否を判定することを特徴とするラベル検査装置。
3. 上記容器は一定の断面形状を有する胴部を有し、上記撮影手段は上記胴部を囲繞するように配置された複数台のカメラを備え、
   上記光が容器に照射されたら、上記複数台のカメラによって胴部の全周を撮影することを特徴とする請求項２に記載のラベル検査装置。
4. 上記照明手段は、発光ダイオードを備えることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のラベル検査装置。
5. 上記照明手段は、その一端が上記胴部の軸方向に向けて配置された光ファイバと、上記光ファイバの他端に光を照射する発光素子とを備えることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のラベル検査装置。
6. 上記照明手段は、光を照射する発光素子と、発光素子からの光をラベルに平行な光へと変換する光ガイドとを備えることを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載のラベル検査装置。

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