JP2006258551A - 液内異物検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】充填されている液が不透明である場合や、容器が不透明な場合でも異物を検出することができ、構成が簡単で検査精度が高い液内異物検査装置を提供する。
【解決手段】ボトルを回転させるボトル回転ステーション５と、ボトルの回転を止めてボトルの検査を行うボトル検査ステーション７と、ボトル検査ステーション７に置かれたボトルを挟む位置に対向して設けられた赤外光を発光する発光照明装置１３及び画像取り込み装置１５と、該画像取り込み装置１５により一定の時間間隔をおいて取り込まれた少なくとも２つの画像を比較して液体内の異物を検出する画像処理装置と、ボトル回転ステーション５からボトル検査ステーション７へボトルを移送するボトル移送手段２とから構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボトルに充填された液体内の異物の有無を検査する液内異物検査装置に関するものである。

ボトルに充填された液体内の異物の有無を検査する装置としては、例えば特許文献１や特許文献２に示されるようなものが知られている。特許文献１に開示されているのはバイアルびん内の液体中の異物を検出するものであって、びんを回転させた後停止させ、密封されている液体が慣性力により流動している状態の容器を照明手段により照明し、この容器を撮像手段により連続的に複数回撮影し、得られた画像データの同一位置の濃淡レベルを比較して異物の混入の有無を検出するようにしている。ところがこうした装置では、振動の影響を受けやすく、検査精度が充分でないという問題があった。

また特許文献２に開示されているのは扁平形状の可撓性プラスチック容器内に密封された液体に混入している異物を検出するものであって、基準画像撮像手段と、基準画像の影部に対して膨張処理を行いマスクの登録を行うマスク登録手段と、前記可撓性プラスチック容器の比較画像撮像手段とを有しており、基準画像、比較画像およびマスクに基づいて異物の有無を検査するようにしている。ところがマスク処理を必要とするなど検査手段が煩雑でシステムが大掛かりになるという問題があった。

本願出願人はこうした問題を解決するボトル液内異物検査システムを特願２００３−３５９３７２として出願中である。しかしながらこの特願２００３−３５９３７２のものを含む従来の検査装置、検査方法では、充填されている液が醤油やワインのように色が濃く不透明の場合や、ボトルが着色されている等不透明な場合には対応できないという問題があった。
特開平８−１５９９８９号公報 特開２００２−１２２５５０号公報

本発明は上記の問題点を解決し、充填されている液が不透明である場合や、容器が不透明な場合でも異物を検出することができ、構成が簡単で検査精度が高い液内異物検査装置を提供するためになされたものである。

上記の課題を解決するために完成された本発明の液内異物検査装置は、液体が充填されたボトルを回転させるボトル回転ステーションと、ボトルの回転を止めてボトルの検査を行うボトル検査ステーションと、ボトル検査ステーションに置かれたボトルを挟む位置に対向して設けられた赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置と、該画像取り込み装置により一定の時間間隔をおいて取り込まれた少なくとも２つの画像を比較して液体内の異物を検出する画像処理装置と、ボトル回転ステーションからボトル検査ステーションへボトルを移送するボトル移送手段とから構成したことを特徴とするものである。

前記構成のものにおいて、ボトル回転ステーションを複数とし、そのボトル回転ステーションの一つに置かれたボトルを挟む位置に赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置を対向して設け、該画像取り込み装置により取り込まれた画像を処理してラベルの状態、キャップの状態、液面の高さを検査する画像処理装置を設けることができる。またボトル移送手段をロータリーインデックスとし、ボトルが搬送されるコンベアからロータリーインデックスへボトルを移載する移載装置と、ロータリーインデックスからボトルが搬送されるコンベアへボトルを移載する移載装置と、異物が検出されたボトルをボトルが搬送されるコンベア上から排出する排出装置とを設けることが好ましい。

本発明の液内異物検査装置によれば、液内を透過して検査する光源として赤外光を発光する発光照明装置を使用したので、充填されている液が醤油やワインのように色が濃く不透明の場合や、ボトルが着色されている等不透明な場合にも透過してその透過画像を得ることができ、液内の異物を検出することができる。また、ボトル回転ステーションを複数としてその一つに置かれたボトルを挟む位置に赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置を対向して設け、該画像取り込み装置により取り込まれた画像を処理してラベルの状態、キャップの状態、液面の高さを検査する画像処理装置を設ければ、タクトタイムが短くてもボトル内に充填されている液に充分な回転力を与えることができ、同時にラベルの状態、キャップの状態、液面の高さ等を同時に検査することができるので、装置を小型化できる利点がある。

さらに移送手段をロータリーインデックスとし、ボトルが搬送されるコンベアからロータリーインデックスへボトルを移載する移載装置と、ロータリーインデックスからボトルが搬送されるコンベアへボトルを移載する移載装置と、異物が検出されたボトルをボトルが搬送されるコンベア上から排出する排出装置とを設ければ、設置スペースを小さくすることができる利点がある。

次に、本発明を実施するための最良の形態について、図を参照しながら具体的に説明する。
図１は本発明の実施の形態を示す平面図であって、ボトルを搬送するコンベア１に近接させてロータリーインデックス２が設けられている。ロータリーインデックス２にはボトルを支承する載置台３、３が等間隔に５個設けられており、ロータリーインデックス２は１回の駆動につき５分の１回転ずつ回転するものとなっている。これにより各載置台３、３はそれぞれ第１から第５のステーションの定位置を順次移動することになる。

ここにおいて、各載置台３、３の定位置となる第１ないし第５のステーションはそれぞれコンベア１からボトルを受け取る受け取りステーション４、ボトルを回転させるボトル回転ステーション５、ボトルを回転させながらラベル、キャップの状態と液面レベルの検査を行う第１のボトル検査ステーション６、ボトルを停止させて液内の異物の有無を検査する第２のボトル検査ステーション７、コンベア１にボトルを受け渡す受け渡しステーション８となっている。

コンベア１とロータリーインデックス２の間にはロータリーインデックス２の上流側に第１移載装置９が、下流側に第２移載装置１０が設けられている。図では左側が上流側であり、検査対象であるボトルが供給される。第１移載装置９はコンベア１上のボトルを受け取りステーション４に位置する載置台３に移載するものであり、第２移載装置１０は受け渡しステーション８に位置する載置台３に支承されたボトルをコンベア１上に移載するものである。コンベア１には図示しないスクリュー装置等のボトルのピッチを規制する機構が付設されており、第１移載装置９の受け取り位置にはボトルが一本ずつ分離されて到達するようになっている。また第２移載装置１０の下流側にはコンベア１上を搬送されるボトルをコンベア１から排出する排出装置１１が設けられている。

第１移載装置９、第２移載装置１０としては、軸９ａ、１０ａを中心として開閉するフィンガーによりボトルを把持、開放し、主軸９ｂ、１０ｂを中心として上下動と旋回動をするアーム式の一般的なピックアンドプレース装置等を使用することができ、排出装置１１としてはボトルの搬送経路を塞ぎ、旋回動をしてコンベア１外へ排出する一般的なアーム式のものを使用することができる。これらのコンベア１、ロータリーインデックス２、第１移載装置９、第２移載装置１０、排出装置１１は図示しない制御装置により制御される。

１２及び１３はそれぞれ第１のボトル検査ステーション６及び第２のボトル検査ステーション７近傍に設けられた赤外光を発する発光照明装置であり、第１のボトル検査ステーション６及び第２のボトル検査ステーション７に位置する載置台３、３上に載置されたボトルを照射する。発光照明装置１２、１３は赤外光を発光する発光ダイオードを並べて構成することができ、波長は８５０ｎｍないし９５０ｎｍのものとすることが好ましい。１４及び１５はそれぞれ発光照明装置１２及び１３と対向させて設けられた画像取り込み装置である。発光照明装置１２と画像取り込み装置１４は第１のボトル検査ステーション６に位置するボトルを、発光照明装置１３と画像取り込み装置１５は第２のボトル検査ステーション７に位置するボトルをそれぞれ挟むように配置されている。図において細い二点鎖線で示すのは光線の経路である。

画像取り込み装置１４、１５としては赤外線用ＣＣＤカメラを使用することができ、画像取り込み装置１５は２００万画素以上４００万画素程度の画素数を有するものとすることが好ましい。図１においては画像取り込み装置１４及び１５にそれぞれミラー１６及び１７が付設されており、光軸を折り曲げることにより装置全体が小型化されている。小型化を要しないのであれば、図２に示すように光軸の延長上に画像取り込み装置１４及び１５を配置することができる。画像取り込み装置１４及び１５から得られる画像情報は図示しない画像処理装置に送られ、画像取り込み装置１４から得られる画像ではラベルの状態及びキャップの状態と液面の高さが調べられて異常の有無の判定がなされ、画像取り込み装置１５から得られる画像では液内の異物の有無の判定がなされる。そしてこれらの判定結果は制御装置に送られる。

１８はボトルの回転駆動装置であって、該回転駆動装置１８とロータリーインデックス２の外側のボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６の近傍にそれぞれ設けられたプーリー１９及び２０との間にベルト２１が掛け渡され、該ベルト２１はボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６に位置する載置台３、３に接するようになっている。これにより、ボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６に位置する載置台３、３には回転駆動装置１８からベルト２１を介して回転力が与えられ、ボトルが回転させられることになる。

２２は開閉自在としたフィンガー２２ａ、２２ａからなるボトルの停止機構であり、第２のボトル検査ステーション７の近傍に設けられている。停止機構２２は図３及び図４に示すようにフィンガー２２ａ、２２ａを閉じてボトルのキャップ下部分をクランプしてボトルを停止させて保持するものであり、ロータリーインデックス２の駆動時には図３に一点鎖線で示すようにフィンガー２２ａ、２２ａを開いてボトルの移動を妨げないようになっている。また図１には図示していないが、ロータリーインデックス２の各載置台３の上部には移送中のボトルの頭部を保持する機構を設けることが好ましい。図４に示される２３はそのボトルの頭部を保持する頭部保持機構であり、回転自在とした押え板２４を上下機構２５により上下動自在とし、ボトルが第１移載装置９あるいは第２移載装置１０により移載されるときを除き下降してボトルの頭部を保持するものである。

前記構成のものにおいて、コンベア１上を搬送されてきたボトルＢは第１移載装置９によりコンベア１からロータリーインデックス２の載置台３上に移載され、受け取りステーション４、ボトル回転ステーション５、第１のボトル検査ステーション６、第２のボトル検査ステーション７、受け渡しステーション８へと順次移動させられる。この間ボトルＢはボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６では回転させられ、第２のボトル検査ステーション７では拘束される。受け渡しステーション８まで到達したボトルＢは第２移載装置１０によりコンベア１上に移載されてコンベア１に戻される。

ボトル回転ステーション５で予め回転を与えられ、第１のボトル検査ステーション６に移送されて回転させられているボトルＢは発光照明装置１２により照射され、画像取り込み装置１４によりボトルＢの透過画像が取り込まれる。取り込まれた画像は画像処理装置により処理され、ラベルの状態とキャップの状態、液面の高さが調べられて異常の有無の判定がなされる。これらの検査は基本的に従来知られる方法により行うことができるのであるが発光照明装置１２として赤外光を発するものを使用しているのでボトルが着色されている場合にも液面の高さを検査することができる。この判定結果は制御装置に送られる。

第１のボトル検査ステーション６から第２のボトル検査ステーション７に移送され、停止機構２２により停止させられ拘束されたボトルＢは発光照明装置１３により照射され、画像取り込み装置１５により一定の時間間隔をおいてボトルＢの透過画像が少なくとも２つ取り込まれる。この画像の取り込みに際しては、発光照明装置１３の発光時間を極めて短時間とするいわゆるストロボ撮影とすることが好ましい。取り込まれた画像は画像処理装置により比較処理され、異物の有無の判定がなされる。この比較処理する画像としてはラベルの貼付されていない部分のものが使用される。

ボトルＢに充填されている液にはボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６で充分な回転力が与えられており、第２のボトル検査ステーション７でボトルＢが拘束された状態でも引き続き回転を続けるので、異物があればその異物は充填されている液とともに回転を続けることになる。従って一定の時間間隔をおいて取り込まれたボトルＢの透過画像の間に差があれば異物があるものと判定することができる。この時間間隔は０．２秒ないし０．３秒程度とすることが好ましく、それにより振動の影響から逃れることができ、そのときボトルＢは回転していないので、ボトルの形状によって取り込まれた画像の間に差が出ることはない。

ここでも発光照明装置１３として赤外光を発するものを使用しているので、充填されている液が醤油やワインのように色が濃く不透明の場合や、ボトルが着色されている場合にも液内の異物の有無を検査することができる。また、画像取り込み装置１５として画素数の多いＣＣＤカメラ等を使用することにより、微細な異物も検出することが可能となる。第２のボトル検査ステーション７で異物の有無の検査がなされたボトルＢは受け渡しステーション８に送られ、判定結果は制御装置に送られる。

受け渡しステーション８に到達したボトルＢが第１のボトル検査ステーション６、第２のボトル検査ステーション７の何れか、あるいは両方で異常があると判定されたものである場合には、第１のボトル検査ステーション６、第２のボトル検査ステーション７から制御装置に不良の判定結果が与えられている。このような不良の判定結果が与えられたボトルＢが第２移載装置１０によって受け渡しステーション８からコンベア１上に移載されると、当該ボトルＢは排出装置１１によりコンベア１上から排出されることになる。排出された良品でないボトルＢはコンベア等により適宜装置外に搬出することができる。

発光照明装置１３の照射する光の波長を８５０ｎｍ、画像取り込み装置１５の画素数を４００万画素とし、ボトル回転ステーション５及び第１のボトル検査ステーション６でそれぞれ毎分１８０回転の回転数で合計２秒間ボトルを回転させた後第２のボトル検査ステーション７で拘束し、０．２秒の間隔で２つの画像を取り込み、液内異物の検出能力を調べた。その結果、可視光における透過率が０％で、赤外領域における波長７０８４ｎｍ，９２５１ｎｍ，９５７６ｎｍの透過率がそれぞれ９５.６％、９７.３％、９６.８％にピークのある醤油中に混入した、直径４０μｍ長さ２ｍｍの髪の毛、直径２ｍｍのガラス球であるガラス片、直径２ｍｍの鋼球である金属片を検出することができた。

以上の説明によっても明らかなように、本発明の液内異物検査装置によれば、光源として赤外光を発光する発光照明装置を使用したので、充填されている液が醤油やワインのように色が濃く不透明の場合や、ボトルが着色されている等不透明な場合にも透過して液内の異物を検出することができ、画素数の多い画像取り込み装置を使用すれば微細な異物も検出することができる。また、前記実施の形態のもののようにボトル回転ステーションの一つを第１のボトル検査ステーション６とし、ここに置かれたボトルを挟む位置に赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置を対向して設け、該画像取り込み装置により取り込まれた画像を処理してラベルの状態、キャップの状態、液面の高さを検査する画像処理装置を設ければ、タクトタイムが短くてもボトル内に充填されている液に充分な回転力を与えることができ、同時にラベルの状態、キャップの状態、液面の高さ等を同時に検査することができるので、装置を小型化できる利点がある。

なお、前記実施の形態ではボトル回転ステーションからボトル検査ステーションへのボトルの移動をロータリーインデックスにより行うようにしているが、直線状に移動させる機構等任意の機構とすることが可能であり、コンベアを一連のものとしているが、供給側と排出側を別個のコンベアとすることができる。また、ボトルの回転機構を回転駆動装置とボトル回転ステーションの近傍に設けたプーリーとの間にベルトを掛け渡して該ベルトを載置台に接するようにしたものとしているが、全ての載置台に回転駆動装置を組み込んでおき、ボトル回転ステーションに位置した載置台の駆動装置のみを作動させる等任意の方式のものとすることができる。

本発明の実施の形態を示す平面図である。 別の実施の形態を示す平面図である。 停止機構の詳細を示す平面図である。 停止機構の詳細を示す側面図である。

符号の説明

１ コンベア
２ ロータリーインデックス
３ 載置台
４ 受け取りステーション
５ ボトル回転ステーション
６ 第１のボトル検査ステーション
７ 第２のボトル検査ステーション
８ 受け渡しステーション
９ 第１移載装置
１０ 第２移載装置
１１ 排出装置
１２、１３ 発光照明装置
１４、１５ 画像取り込み装置
１６、１７ ミラー
１８ 回転駆動装置
１９、２０ プーリー
２１ ベルト
２２ 停止機構
２３ 頭部保持機構
２４ 押え板
２５ 上下機構

Claims (3)

1. 液体が充填されたボトルを回転させるボトル回転ステーションと、ボトルの回転を止めてボトルの検査を行うボトル検査ステーションと、ボトル検査ステーションに置かれたボトルを挟む位置に対向して設けられた赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置と、該画像取り込み装置により一定の時間間隔をおいて取り込まれた少なくとも２つの画像を比較して液体内の異物を検出する画像処理装置と、ボトル回転ステーションからボトル検査ステーションへボトルを移送するボトル移送手段とから構成したことを特徴とする液内異物検査装置。
2. ボトル回転ステーションを複数とし、そのボトル回転ステーションの一つに置かれたボトルを挟む位置に赤外光を発光する発光照明装置及び画像取り込み装置を対向して設け、該画像取り込み装置により取り込まれた画像を処理してラベルの状態、キャップの状態、液面の高さを検査する画像処理装置を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液内異物検査装置。
3. ボトル移送手段をロータリーインデックスとし、ボトルが搬送されるコンベアからロータリーインデックスへボトルを移載する移載装置と、ロータリーインデックスからボトルが搬送されるコンベアへボトルを移載する移載装置と、異物が検出されたボトルをボトルが搬送されるコンベア上から排出する排出装置とを設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液内異物検査装置。
   

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