JP2007071568A - ゲーブルトップ製品のシール不良検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ゲーブルトップ製品のトップ部分の接合や底部分のシールした部位に不良があるか否かを瞬時に且つ確実に検査することが可能なシール不良検査装置の提供。
【解決手段】 ゲーブルトップ製品を両側から挟み、横方向に一定の圧迫を付与しながら搬送する運搬用縦型コンベアと、該運搬用縦型コンベアに挟まれた状態にあるゲーブルトップ製品のトップ部分を撮像するカメラ及び底部分を撮像する赤外カメラと、該カメラで撮像した画像を解析し、（Ａ）撮像したトップ部分の幅が規定値を満たす場合は合格とし、それ以外の場合は不合格と判定すること、及び（Ｂ）底部分に赤外線を照射しながら赤外カメラで底部分を撮像し、濡れ部分の面積が規定値未満の場合は合格とし、規定値以上の場合は不合格と判定すること、によってゲーブルトップ製品のシール不良を検出する画像解析手段とを有するゲーブルトップ製品のシール不良検査装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上部が切妻屋根の形状をしたゲーブルトップ型の液体紙容器に牛乳などを充填した製品（いわゆるピュアパック）について、トップの部分の接合や底の部分のシールした部位に不良があるか否かを画像解析により自動検査する装置に関する。

容器から牛乳やジュースなどの液体製品の漏れを検査するシステムとしては、これまでに次のような提案がなされている。
特許文献１に開示された発明は、ヨーグルトその他の食品容器のシールの良否を自動的に検出することを目的としたものである。
この発明の構成は、検査すべき容器蓋を押圧し、押圧端にかかる圧力の変化を測定して、予め記憶させた正常品の圧力変化と比較してシールの良否を判別する容器蓋シールの良否検出方法である。また、前記検出値の出力を制御系に入力して不良品の排出をするようにした容器蓋シールの良否選別方法である。また、ロードセル付の押圧頭の昇降手段、ロードセルの出力増幅手段、該出力変化と、予め設定した圧力変化との比較手段および前記比較手段の出力を制御系に接続する手段並びに制御系と排出手段を制御系と排出手段を結合した容器蓋シールの良否選別装置である。

牛乳、ジュースなどの飲料には、紙やプラスチックなどの材料による容器で加熱シール部を加熱して密閉するタイプのもの（例えば、ゲーブルトップ型の液体容器など）が用いられる。しかしながら、このような容器の場合、加熱シール部で不良が比較的発生しやすいので、このような容器に対しては品質を保つ上で全数検査を行うことが望ましく、そして十分な製造効率を確保するためには短時間で検査を終了する必要がある。特許文献２では、このような事情に着目してなされたもので、その目的は、密閉容器の密閉不良を効率よく検査する容器不良検査方法および容器不良検査装置に関するものである。
特許文献２記載の発明の構成は次の通りである。大漏れ検査部では、回転するテーブルの周辺部に一定間隔で円柱状の容器が配列される。この容器に対して円筒状のケースが装着され、吸引ホースを通じケース内の空気を吸引して容器トップ面に負圧がかけられる。密閉が完全なら漏れがないため容器のトップ面は吸引によって上方に膨れ上がり、トップ面は近接センサの先端に接触して近接センサは信号を出力する。制御装置は、このとき容器が良品であると判定する。一方、漏れがある場合は、吸引してもトップ面は膨れ上がらず、近接センサは信号を出力しない。制御装置は、このとき容器が不良品であると判定し、排除機構を操作してその容器を排除する。漏出検査部では容器の端面に負圧をかけて内容物を漏出させ、それをカメラで撮像して良否を判定する。

特許文献３には、液体等が含まれる食品などの内容物を封入した密封包装体に発生するピンホール等の密封不良を検査する密封包装体の漏れ検査装置が開示されている。これは液体等を含む内容物が封入された密封包装体の漏れを検出する密封包装体の漏れ検査装置において、前記密封包装体を断続的に加圧して、その密封包装体の密封不良個所から前記液体等を押し出す押出手段と、前記押出手段により押し出された前記液体等により、少なくとも２つの導体を短絡させて、その内容物の漏れを検出する漏れ検出手段とを含み、前記漏れ検出手段は、細い導線が２条に螺旋状に巻かれた検出ローラを含む検査装置が開示されている。

特許文献４には、例えば飲料などの内容物充填後に、加熱シール部を加熱して密封する液体容器の不完全密封部分からの液漏れを、減圧と加圧の断続引きによる衝撃で精度良く検出するとともに、他容器への漏出液による汚染を防ぐことが可能な液漏れ検出装置が開示されている。特許文献４の液漏れ検出装置は、画像取り込み手段、減圧逆止弁を有した減圧手段、加圧逆止弁を有した加圧手段、前記減圧手段及び加圧手段と液体容器の密封部分間に減圧室を設けるヘッド、液体容器とヘッド面を密着させる手段を備えている。

ジュースや牛乳などの液体食品を充填した紙製容器においては、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料をチューブ状に成型し、チューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に食品を充填し、所定間隔毎にチューブ状包装材料を押圧し横断方向の横シールにより密封し、横シール帯域中間で切断して枕状予備成形体を得、折り目線に沿って折り畳むことにより形成された横シール帯域を含むフラップを容器側壁及び容器底面にシールし、最終形状の容器を得る。特許文献５は、この容器のシール検査及び包装充填機の診断を行うものである。すなわち、ウェブ状包装積層材料をシールして得た容器について、容器内部に予知圧力を負荷してシール帯域に圧力をかける。この加圧によって、微少でゆっくり漏れるスローリークの原因となる不完全シールの状態の被検査対象のシール帯域に応力がかかり、微少な傷及びピンホールが拡大し、溶融不良などに割れが生じて、より不良なシール状態に加速される。このようにして、シールの結果値と標準シール検査値とを対比して包装充填機を診断する。

このように従来、液体飲料などの容器からの漏れを検出するためには、（１）容器の蓋部分を押圧し、その圧力変化の様子を正常品の検査値と比較する、（２）容器のトップ部分に負圧をかけ、漏れがある場合トップ部分が吸引によって上方に膨れ上がらないので近接センサに触れないことから漏れを検出する、（３）容器を加圧して漏れがある場合には、２つの導体間に短絡が起こることにより漏れを検知する、（４）減圧及び加圧により密封不良の場合の漏れを誘導し、これを画像取り込みにより検知する、（５）ウェブ状包装積層材料をシールして得た容器について、シール帯域に応力をかけることにより不良なシール状態を誘導し、この容器の検査結果を標準シール検査値と比較することにより、シール不良を検出する、等の方法が知られており、これらの方法に基づいた検査装置が知られている。
特開平５−２３１９７６号公報 特開平１０−９９９４号公報 特許第２８３７３３８号公報 特開２０００−２２７３７７号公報 特開２００４−１３８５３５号公報

しかしながら、前述した従来技術による漏れ検出装置は、上部が切妻屋根の形状をしたゲーブルトップ型の液体紙容器に牛乳などを充填したゲーブルトップ製品に対して、トップの部分の接合や底の部分のシールした部位に不良があるか否かを瞬時に且つ確実に検査することは困難であった。

本発明は前記事情に鑑みてなされ、ゲーブルトップ製品のトップ部分の接合や底部分のシールした部位に不良があるか否かを瞬時に且つ確実に検査することが可能なシール不良検査装置の提供を目的とする。

前記目的を達成するため、本発明は、ゲーブルトップ製品を両側から挟み、横方向に一定の圧迫を付与しながら搬送する運搬用縦型コンベアと、
該運搬用縦型コンベアに挟まれた状態にあるゲーブルトップ製品のトップ部分を撮像するカメラ及び底部分を撮像する赤外カメラと、
該カメラで撮像した画像を解析し、
（Ａ）トップ部分のシール不良を検出する場合には、撮像したトップ部分の幅が規定値を満たす場合は合格とし、それ以外の場合は不合格と判定すること、
（Ｂ）底部分のシール不良を検出する場合には、底部分に赤外線を照射しながら赤外カメラで底部分を撮像し、濡れ部分の面積が規定値未満の場合は合格とし、規定値以上の場合は不合格と判定すること、
のいずれか一方または両方によってゲーブルトップ製品のシール不良を検出する画像解析手段とを有することを特徴とするゲーブルトップ製品のシール不良検査装置を提供する。

本発明によれば、従来のような加圧や引圧、圧力履歴の正常値との比較、濡れによる導体間の短絡などの複雑な機構を必要とせずに、画像解析により予め定められたパラメーターを設定値と比較することのみで、容器からの液体製品の漏れをより簡便かつ確実に検出できる装置を提供できる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１〜図５は、本発明のシール不良検査装置の一実施形態を示す図であり、図１はシール不良検査装置の斜視図である。図２はシール不良検査装置によるトップ部分２の検査状態を示す斜視図である。図３はシール不良検査装置による底部分３の検査状態を示す底面図である。図４はシール不良検査装置によるトップ部分２の検査状態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はシール不良部９の判定方法を説明する平面図である。図５はシール検査装置構成図であり、（ａ）は正面側、（ｂ）は側面側の配置を示している。これらの図中、符号１はゲーブルトップ製品、２はトップ部分、３は底部分、４ａ，４ｂは運搬用縦型コンベア、５はＣＣＤカメラ、６は赤外カメラ、７はＬＥＤ照明、８は漏れ部分、９はシール不良部、１０は赤外ランプ、１１は画像解析手段、１２はモニタである。

本実施形態のシール不良検査装置は、ゲーブルトップ製品１を両側から挟み、横方向に一定の圧迫を付与しながら搬送する運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂと、運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂに挟まれた状態にあるゲーブルトップ製品１のトップ部分２を撮像するＣＣＤカメラ５及び底部分３を撮像する赤外カメラ６と、これらのカメラで撮像した画像を解析し、（Ａ）トップ部分２のシール不良を検出する場合には、撮像したトップ部分２の幅が規定値を満たす場合は合格とし、それ以外の場合は不合格と判定すること、（Ｂ）底部分３のシール不良を検出する場合には、底部分３に赤外ランプ１０により赤外線を照射しながら赤外カメラ６で底部分３を撮像し、濡れ部分８の面積が規定値未満の場合は合格とし、規定値以上の場合は不合格と判定することによってゲーブルトップ製品１のシール不良を検出する画像解析手段１１とを有している。

シール不良を検出するゲーブルトップ製品１は、上部が切妻屋根の形状をしたゲーブルトップ型の液体紙容器に牛乳などを充填した製品（いわゆるピュアパック）である。このゲーブルトップ製品１は、液体紙容器に液体を充填し、トップ部分２を密封シールして製品とされ、図示していない充填包装機からコンベアによって梱包工程などに搬送され、その途中でシール不良検査装置による検査を受ける。

運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂの斜め上方側に配置されたＣＣＤカメラ５は、リング状のＬＥＤ照明７からトップ部分２に光を照射しながら、図２に示すように、トップ部分２のシール状態を撮像し、その画像データを画像解析手段１１に入力するように接続されている。

また運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂの斜め下方側に配置された赤外カメラ６は、赤外ランプ１０から底部分３に赤外光を照射しながら、図３に示すように、底部分３を撮像し、その画像データを画像解析手段１１に入力するように接続されている。

画像解析手段１１は、図５に示すように、ＣＣＤカメラ５と赤外カメラ６からの画像データを入力し、予め設定されたトップ部分２の幅の基準値及び底部分３の漏れ部分８の面積の基準値と比較し、各部の測定データがそれぞれの基準値を満たしている場合は合格とし、それ以外は不合格とする判定を行う。この画像解析手段１１には、画像確認用のモニタ１２が接続されている。

図５に示す装置構成において、ＣＣＤカメラ５は、ＯＭＲＯＮ社製、Ｆ−１６０−Ｓ２（広角レンズ、１２ｍｍ、ＭＬ１２１４）が用いられる。
赤外カメラ６は、浜松ホトニクス社製、Ｇ９２０６ ５１２Ｒが用いられる。
画像解析手段１１は、ＯＭＲＯＮ社製、Ｆ−１６０が用いられる。
モニタ１２は、ＯＭＲＯＮ社製、Ｆ１５０−Ｍ０５Ｌが用いられる。

（Ａ）トップ部分２のシール不良を検出する場合：
ゲーブルトップ製品１は、運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂで両方から挟まれて、横方向に一定の圧迫を受けながら搬送される。
トップ部分２については、斜め上方からＣＣＤカメラで撮像し、色の違いからシール部分のエッジを抽出し（エッジ抽出法）、接着部分の水平方向の幅を縦方向に５〜６箇所にわたって検査する（図２参照。）。

前記エッジ抽出法は、図４に示すように、色や濃淡の変化する境界（エッジ）の位置を走査して検出し、その座標を決定するモードである。この場合、青から白および白から青への色の変わり目となる部分のＸ座標を決定し、その後で計算処理してその２箇所のＸ座標の差を計算して白い部分の厚みを計算する。

シールに不良があった場合は、図４（ｂ）に示すように、圧迫によって接着面のうちのシール不良部９がゆがんだり開いたりするので、この幅が広がる。ＡＮＤ処理で全ての箇所で規定値［ＯＭＲＯＮ社製Ｆ−１６０（縦４８０×横５１２画素）にて１９〜３１画素］を満たした場合は合格とし、それ以外の場合は不合格とする。

（Ｂ）底部分３のシール不良を検出する場合：
ゲーブルトップ製品１は、運搬用縦型コンベア４ａ，４ｂで両方から挟まれて、横方向に一定の圧迫を受けながら搬送される。
底部分３については、シール不良があった場合は搬送時の圧迫により、中の製品が漏出する。この部分に赤外線を照射して赤外カメラ６で撮像する。

製品が漏れた場合には、図３に示すように、水分が赤外線を吸収するために、漏れ部分８は黒く色がつく。黒くなった部分（漏れ部分８）の面積を計算して既定値［ＯＭＲＯＮ社製Ｆ−１６０（縦４８０×横５１２画素）にて１０００画素］以上の場合、製品が漏れていると判定する。

このシール不良検査装置によれば、従来のような加圧や引圧、圧力履歴の正常値との比較、濡れによる導体間の短絡などの複雑な機構を必要とせずに、画像解析により予め定められたパラメーターを設定値と比較することのみで、容器からの液体製品の漏れをより簡便かつ確実に検出できる装置を提供できる。

シール不良検査装置の斜視図である。 シール不良検査装置によるトップ部分の検査状態を示す斜視図である。 シール不良検査装置による底部分の検査状態を示す底面図である。 シール不良検査装置によるトップ部分の検査状態を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）はシール不良部の判定方法を説明する平面図である。 シール検査装置構成図である。

符号の説明

１…ゲーブルトップ製品、２…トップ部分、３…底部分、４ａ，４ｂ…運搬用縦型コンベア、５…ＣＣＤカメラ、６…赤外カメラ、７…ＬＥＤ照明、８…漏れ部分、９…シール不良部、１０…赤外ランプ、１１…画像解析手段、１２…モニタ。

Claims (1)

1. ゲーブルトップ製品を両側から挟み、横方向に一定の圧迫を付与しながら搬送する運搬用縦型コンベアと、
   該運搬用縦型コンベアに挟まれた状態にあるゲーブルトップ製品のトップ部分を撮像するカメラ及び底部分を撮像する赤外カメラと、
   該カメラで撮像した画像を解析し、
   （Ａ）トップ部分のシール不良を検出する場合には、撮像したトップ部分の幅が規定値を満たす場合は合格とし、それ以外の場合は不合格と判定すること、
   （Ｂ）底部分のシール不良を検出する場合には、底部分に赤外線を照射しながら赤外カメラで底部分を撮像し、濡れ部分の面積が規定値未満の場合は合格とし、規定値以上の場合は不合格と判定すること、
   のいずれか一方または両方によってゲーブルトップ製品のシール不良を検出する画像解析手段とを有することを特徴とするゲーブルトップ製品のシール不良検査装置。
   
   

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