JP2007085924A - 容器検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ガイド部材が存在しても、容器側面の全範囲において傷等の欠陥の有無を確実に検出することのできる容器検査装置を提供する。
【解決手段】容器検査装置は、容器を検査区間を含む旋回経路に沿って搬送するメインロータ２と、旋回経路の外周側で該旋回経路に沿って円弧状に延び、かつ容器側面を支持するガイド装置と、検査区間での容器ＢＴの側面画像を取得するカメラ６と、を備え、側面画像に基づいて容器ＢＴを検査する容器検査装置１において、容器側面の、ガイド装置５が支持する位置の容器底部からの高さを、検査区間の複数地点Ａ，Ｂで互いに変化させ、カメラ６を、複数地点Ａ，Ｂでの容器の側面画像をそれぞれ取得する位置に配置する。
【選択図】図２

Description

本発明は、飲料が充填される壜等の容器を搬送しつつその容器の外観検査を行う容器検査装置に関する。

従来より、飲料が充填される壜等の容器を搬送しつつその容器の外観画像を撮影し、その画像に基づいて、容器側面の傷等の欠陥の有無を検査する容器検査装置が知られている。この容器検査装置は、軸線を中心として旋回し、検査対象である容器を旋回搬送するメインロータと、この旋回経路上に設けられてメインロータと共に旋回する複数の容器台と、を備え、容器台に容器を載置した状態でメインロータを回転させ、容器の外観をカメラで撮影し、その状態を観察することによって容器表面の傷や汚れ等の欠陥の有無を検査するものである。そして、このような容器検査装置においては、一般的に、容器を搬送径路の外周から支持するため、メインロータの外周に沿って水平に延びる一本のガイド部材が容器とカメラとの間に設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２０６０２５号公報

このようなガイド部材は、カメラで容器を撮影した場合の、当該ガイド部材の画像への影響を最小にするために、透明材料、又は細い金属材料等で形成されている。しかし、ガイド部材を透明材料で形成した場合であっても、カメラで撮影するとガイド部材によって支持された容器側面の画像に歪みが生じるため、傷等の有無の確実な検出は困難である。また、ガイド部材を細い金属材料で形成しても、カメラで撮影した際のガイド部材による死角は小さくなるが、その影響を完全に排除することはできず、いずれの場合であっても、ガイド部材の影響を排除することはできない。

そこで、本発明は、ガイド部材が存在しても、容器側面の全範囲において傷等の欠陥の有無を確実に検出することのできる容器検査装置を提供することを目的とする。

本発明の容器検査装置は、軸線（ＣＬ１）を中心として旋回し、検査区間（θｚ）を含む旋回経路（Ｒ）に沿って検査対象である容器（ＢＴ）を搬送する搬送手段（２）と、前記旋回経路（Ｒ）の外周側で該旋回経路（Ｒ）に沿って円弧状に延び、かつ前記容器側面を支持するガイド手段（５）と、前記検査区間（θｚ）での前記容器の側面画像を取得する画像取得手段（６）と、を備え、前記側面画像に基づいて前記容器を検査する容器検査装置（１）において、前記容器側面の、前記ガイド手段（５）が支持する位置の前記容器底部からの高さが、前記検査区間（θｚ）の複数地点（Ａ，Ｂ）で互いに異なり、前記画像取得手段（６）が、前記複数地点（Ａ，Ｂ）での前記容器の側面画像をそれぞれ取得する位置に配置されていることにより上記課題を解決する。

本発明の容器検査装置によれば、複数地点のうちの一地点においてガイド手段の存在によって死角となって傷等の欠陥の有無を確実に検査することができなかった容器側面の部分は、他の地点においてガイド部材によって支持されていないために検査可能になる。このため、両地点において取得した容器の画像を互いに補填し合って容器を検査することにより、容器の全体にわたる外観検査が可能となる。

本発明の容器検査装置の一形態において、ガイド手段（５）は、前記検査区間（θｚ）において、前記容器側面を前記容器底部から第１の高さ（Ｈ１）となる位置で水平に支持する第１ガイド部材（２０）と、前記容器側面を前記容器底部から前記第１の高さ（Ｈ１）と異なる第２の高さ（Ｈ２）となる位置で水平に支持する第２ガイド部材（３）とを備えてもよい。このようにすることで、容器側面の、ガイド手段によって支持される位置の容器底部からの高さを、検査区間の２箇所において互いに異なるようにすることができる。

また、本発明の容器検査装置の一形態において、ガイド手段（５）は、前記容器側面を支持する位置の前記容器底部からの高さが前記検査区間（θｚ）にわたり漸次変化するように斜めに設けられたガイド部材（１２０）を備える。この場合、ガイド手段が斜めに設けられているため、検査区間の任意の複数箇所での画像を撮影すれば、容器側面の、ガイド手段によって支持される位置の容器底部からの高さを互いに異なるようにすることができる。

更に、本発明の容器検査装置の一形態において、前記画像取得手段（６）が、前記旋回経路（Ｒ）の外周側の、前記ガイド手段（５）よりも外方に配置されている。これによると、画像取得手段をガイド手段よりも内方に配置した場合と比較して、スペースに余裕があるため、画像取得手段の設置場所を容易に確保できる。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上、説明したように、本発明の容器検査装置によれば、ガイド部材の存在にかかわらず、容器側面の全体にわたる正確な検査が可能となり、検出もれがなく、検査精度を向上することができる。したがって、ガイド部材は、透明材料や細い材料に制限されず、ガイド部材としての機能を果たすために適正な材質や形状を選択することができる。例えば、ガイド部材の材質を透明か否かにかかわらず強度面から選択することが可能となり、また、死角を最小にするためのガイド部材の幅に対する制限も、従来と比して緩和される。更に、カメラを旋回経路の内周側に配置する必要がないため、カメラの配置の制約も緩和される。

[第一形態]
図１及び図２は、本発明の容器検査装置の第一形態を示している。図１は容器検査装置の上面図、図２は容器検査装置の正面図である。

図１に示したように、本発明の容器検査装置１は、検査対象としての飲料用壜等の容器ＢＴを搬送させる搬送手段としてのメインロータ２と、このメインロータ２の周縁部の、図中矢印Ｒで示す旋回経路上に設けられた容器載置手段としての容器台３と、旋回経路Ｒの内周側に配置された照明手段としての照明装置４と、旋回経路Ｒの外周側において旋回経路Ｒに沿って円弧状に延び、容器ＢＴの側面を支持するガイド手段としてのガイド装置５と、旋回経路Ｒの外周側の、ガイド装置５よりも外方に配置された画像取得手段としてのカメラ６とを備える。そして旋回するメインロータ２の容器台３に載置された容器ＢＴは、メインロータ２と共に旋回し、旋回経路Ｒの中央部に設けられた検査区間θｚに到達すると、照明装置４からの光Ｌが照射され、その画像がカメラ６により撮影され、容器ＢＴの側面の傷等の欠陥が検査される。

図２に示したように、メインロータ２は、容器検査装置１のベース１０に、支柱１１を介して回転自在に取り付けられた円板状部材で、鉛直方向（図２の上下方向）の軸線ＣＬ１を中心として旋回可能となっている。なお、図１に示したように、図中右上のメインロータ２の外周に設けられた容器入口１２においてメインロータ２は、搬入回転装置１３と接しており、また、図中左上のメインロータ２の外周に設けられた容器出口１４においてメインロータ２は、搬出回転装置１５と接している。そして、搬入回転装置１３及び搬出回転装置１５は、メインロータ２と同期して回転しており、搬入回転装置１３から容器検査装置１に搬入された容器ＢＴは、旋回経路Ｒを搬送された後、搬出回転装置１５から搬出される。

容器台３は、メインロータ２の周縁部の旋回経路Ｒ上に等間隔となるように配置されている。また、この容器台３の各々は、容器台３上に載置された容器ＢＴの底面を真空吸着して固定する構造になっており、更に、鉛直方向の軸線ＣＬ２を中心に自転自在で、メインロータ２の旋回に伴い容器ＢＴが検査区間θｚ内に進入すると、容器台３と共に自転する構造となっている。なお、本実施形態で容器台３は旋回経路Ｒに沿って２０個設けられているが、容器台３の数はこれに限定されず、メインロータ２の大きさや容器ＢＴの大きさなどに応じて適宜変更してもよい。

照明装置４は、旋回経路Ｒの内周側のメインロータ２の上方に配置され、検査区間θｚ内に光Ｌを照射しており、容器ＢＴが検査区間θｚに侵入すると、容器ＢＴに光Ｌが照射される。

ガイド装置５は、旋回経路Ｒの外周側の容器台３よりも外方において、容器入口１２から検査区間θｚの中央部までの区間で旋回経路Ｒに沿って延びる第１ガイド部材２０と、検査区間θｚの中央から容器出口１４までの区間で旋回経路Ｒに沿って延びる第２ガイド部材３０との２つのガイド部材を備える。これら第１ガイド部材２０及び第２ガイド部材３０は、アクリル製の略透明な丸棒部材で形成され、メインロータ２の外周に沿って円弧状に形成されている。なお、本実施形態ではアクリル製の丸棒部材で形成したが、材料や形状はこれに限定されず、例えば、材料は金属でもよく、形状は帯状であってもよい。

容器入口１２から検査区間θｚの始点までの第１区間θ１において第１ガイド部材２０は、第１ガイド部材２０と同様にメインロータ２の外周に沿った円弧状の内周を備える第１ガイドフレーム２１によって、容器ＢＴの底部からの高さが第１の高さＨ１となるように支持され、水平に保持されている。その第１ガイドフレーム２１の外周は、略同一長さの３辺によって構成され、その中央の辺２２は、垂直下方に延びる矩形の支持板２３の上辺に固定され、支持板２３の下辺は、矩形のスライド板２４に固定されている。そのスライド板２４は、容器検査装置１のベース１０に対して支柱２５を介して固定された支持板２６にスライド可能に固定されている。そして、スライド板２４をレバー２７によって水平移動させることにより第１ガイド部材２０を水平移動させ、第１ガイド部材２０の位置を容器ＢＴの形状や大きさに合わせて適宜調整することができるようになっている。

以上の構成により、第１ガイド部材２０は、容器入口１２から第１区間θ１においては第１ガイドフレーム２１に固定されて、そして検査区間θｚの約半区間においては第１ガイドフレーム２１の支持なく丸棒材料のみで、容器ＢＴをＨ１の高さで支持する。

第２ガイド部材３０は、容器ＢＴに対する支持が、第１ガイド部材２０と検査区間θｚの中央部において連続するように配置され、検査領域θｚにおいては丸棒材料のみで容器ＢＴを支持し、旋回経路Ｒの検査区間θｚの終点から容器出口１４までの第２区間θ１においては、第１ガイドフレーム２１と同様に構成された第２ガイドフレーム３１に固定されて容器ＢＴを支持している。この第２ガイド部材３０が、第１ガイド部材２０と異なる点は、第２ガイド部材３０が支持する容器側面の位置の容器底部からの高さである高さＨ２が、第１の高さＨ１よりも高い点である。なお、この実施形態では第２の高さＨ２は、第１の高さＨ１よりも高いが、これに限定されずこの第２の高さＨ２は第１の高さＨ１と異なっていればよく、第１の高さＨ１より低くてもよい。

図１に示したように、カメラ６は、検査区間θｚの検査地点Ａにおいて旋回経路Ｒの外周側の、第１ガイド部材２０の外方に第１上部カメラ６Ａと第１下部カメラ６Ａ’（図１において不図示）との２台が配置され、また、検査区間θｚの検査地点Ｂにおいて第２ガイド部材３０の外方に第２カメラ６Ｂが１台配置され、合計で３台配置されている。図３は検査地点Ａにおける、第１上部カメラ６Ａと第１下部カメラ６Ａ’と垂直方向の配置を示した図である。また、図４は検査地点Ｂにおける第２カメラ６Ｂの垂直方向の配置を示した図である。これらの第１上部カメラ６Ａ、第１下部カメラ６Ａ’及び第２カメラ６Ｂにより、検査地点Ａにおける容器の、第１ガイド部材２０を含めた上から見た側面画像及び下から見た側面画像、そして検査地点Ｂにおける容器の、第２ガイド部材３０を含めた側面画像との３つのパターンの画像を撮影することができ、これらの第１上部カメラ６Ａ、第１下部カメラ６Ａ’及び第２カメラ６Ｂが取得した画像は、これらカメラに接続された不図示の画像処理装置にて処理される。

次に、本実施形態の検査装置の動作について説明する。まず、検査対象の容器ＢＴは、メインロータ２と同期して回転している搬入回転装置１３から、容器入口１２においてメインロータ２に移送され、容器台３に載置される。そして容器ＢＴは、容器台３に真空吸着され、第１ガイドフレーム２１によって外周を包囲された第１ガイド部材２０によって側面を支持され、芯ずれ等生じることなく所定位置に保持される。そしてメインロータ２の旋回と共に、軸線ＣＬ１を中心として旋回経路Ｒに沿って搬送される。第１区間θ１を経て、容器ＢＴが検査区間θｚに到達すると、第１ガイド部材２０は第１ガイドフレーム２１による包囲から離れ、丸棒材料のみで容器ＢＴを支持する。それと共に容器台３は自転を開始し、容器ＢＴには照明装置４からの光が照射される。容器ＢＴが検査地点Ａに到達すると、容器ＢＴは第１上部カメラ６Ａ及び第１下部カメラ６Ａ’の視野に入り、容器側面の上部の画像が第１上部カメラ６Ａに、容器側面の下部の画像が第２下部カメラ６Ａ’によって撮影される。その際、容器台３は軸線ＣＬ２を中心として回転しているため、容器の全周にわたる画像が撮影可能であるが、第１ガイド部材２０の影響により、図３に示す水平方向の所定範囲において死角のための未検査範囲Ｄを生じる。

その後、容器ＢＴが検査区間θｚの約半分の地点に到達すると、容器側面の支持が第１ガイド部材２０から第２ガイド部材３０へと移る。そして、容器ＢＴが、検査地点Ｂに到達すると、容器ＢＴは第２カメラ６Ｂの視野に入り、容器ＢＴの画像が当該第２カメラ６Ｂによって撮影される。その際、第２ガイド部材３０は第１ガイド部材２０と異なる高さＨ２で容器Ｂ２を支持しているため、図４に示したように検査地点Ａでの未検査範囲Ｄの画像を撮影することができる。なお、この場合も、容器台３が回転しているため、容器ＢＴの全周の撮影が可能となる。

そして、これらのカメラ第１上部カメラ６Ａ、第１下部カメラ６Ａ’及び第２カメラ６Ｂが撮影した複数の画像は、不図示の画像処理装置にて処理され、これら複数の画像に基づいて容器ＢＴ表面の傷等の欠陥有無が判断される。なお、画像処理装置にて実施される欠陥の有無の判定方法は、周知の方法と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

その後、第２ガイド部材３０が第２ガイドフレーム３１によって支持された第２区間θ２に到達すると、容器台３の自転が終了し、第２ガイド部材３０は第２ガイドフレーム３１によって支持される。そして容器ＢＴは更に搬送され、容器出口１４より、搬出回転装置１５に移送され、検査地点Ａ及び検査地点Ｂでの撮影画像の検査の結果に応じて適切な処理が実施される。

以上、第一形態によると、検査地点Ａにおいては、第１ガイド部材２０が容器ＢＴをＨ１の高さで支持し、検査地点Ｂにおいては、第２ガイド部材３０が、容器ＢＴをＨ１より高いＨ２で容器ＢＴを支持している。このため、検査地点Ａで第１ガイド部材２０の影響により生じた未検査範囲Ｄの画像を、検査地点Ｂにおいて撮影することができる。ゆえに検査地点Ａと検査地点Ｂとの画像を互いに補填し合って容器ＢＴの外観検査を行うことにより、容器側面の全体にわたる正確な検査が可能となり、検出もれがなく、検査精度を向上することができる。また、本形態ではガイド部材をアクリルの丸棒材料により形成しているため、容器側面を傷つけることがない。更に、第１上部カメラ６Ａ、第１下部カメラ６Ａ’ 及び第２カメラ６Ｂが、旋回経路Ｒの外周側の、第１ガイド部材２０及び第２ガイド部材３０よりも外方に配置されているため、内方に配置した場合と比較して、スペースに余裕があり、カメラの設置場所を容易に確保できる。また、容器台３自体が回転しているため、容器ＢＴの全周の撮影が可能となる。

[第二形態]
次に、本発明の容器検査装置の第二形態について、図５を参照して説明する。なお、以下の説明において、第一形態と同様な部材は第一形態と同一の符号を付す。

本形態が第一形態と異なる点は、ガイド部材１２０が、容器入口１２から容器出口１４までメインロータ２の外周に沿って約２７０度の円弧状に延びる一本のアクリル製の略透明な丸棒部材で形成されている点である。そして、ガイド部材１２０は、第１区間θ１の中央において容器底部からの距離が最も低いｈ１となるように第１ガイドフレーム１２１によって支持され、第２区間θ２の中央において最も高いｈ２となるように第２ガイドフレーム１３１によって支持され、全体として斜めに配置されている点である。その他の部分については、第一形態と同様であるため、詳細な説明は省略する。

次に、本形態の検査装置の動作について説明する。まず、図５及び、第１形態の図１、を参照して説明すると、容器ＢＴは、容器入口１２において容器台３に載置される。そして容器ＢＴは、容器台３に真空吸着され、ガイド部材１２０によって側面を支持されて所定位置に保持され、メインロータ２の旋回と共に、軸線ＣＬ１を中心として旋回経路Ｒに沿って搬送される。第１区間θ１を経て、容器ＢＴが検査区間θｚに到達すると、第１ガイド部材１２０は第１ガイドフレーム１２１による支持から離れ、斜めに配置された丸棒材料のみで容器ＢＴを支持する。それと共に容器台３は自転を開始し、容器ＢＴには照明装置４からの光が照射される。容器ＢＴが検査地点Ａに到達すると、容器ＢＴは第１上部カメラ６Ａ及び第１下部カメラ６Ａ’の視野に入り、第一形態の図３の状態と同様に、ＢＴの上部の側面画像が第１上部カメラ６Ａに、容器ＢＴの下部の側面画像が第２下部カメラ６Ａ’によって撮影される。その際、第１ガイド部材１２０の影響により、容器底部から第１の高さＨ１においてガイド部材１２０の幅と略等しい死角のための未検査範囲Ｄが生じる。

その後、容器ＢＴが、検査地点Ｂに到達すると、容器ＢＴは第２カメラ６の視野に入り、第一形態の図４の状態と同様に容器ＢＴの側面画像が第２カメラ６Ｂによって撮影される。検査地点Ｂでは、ガイド部材１２０が容器ＢＴを支持する高さが容器ＢＴが搬送経路を進むに連れて漸次高くなっているため、検査地点Ａでの第１の高さＨ１より高い第２の高さＨ２で容器Ｂ２が支持されている。したがって検査地点Ａでの未検査範囲Ｄの側面画像を撮影することができる。

そして、それぞれのカメラ６Ａ，６Ａ’，６Ｂが撮影した複数の画像は、不図示の画像処理装置にて処理され、これら複数の画像に基づいて容器ＢＴ表面の傷等の欠陥有無が判断される。

以上、第二形態によると、検査地点Ａにおいては、ガイド部材１２０が容器ＢＴをＨ１の高さで支持し、検査地点Ｂにおいては、ガイド部材１２０が容器ＢＴをＨ１より高いＨ２で容器ＢＴを支持している。このため、検査地点Ａでガイド部材１２０の影響により生じた未検査範囲Ｄの側面画像を、検査地点Ｂにおいて撮影することができる。ゆえに検査地点Ａと検査地点Ｂとの側面画像を互いに補填し合って容器ＢＴの外観検査を行うことにより、容器側面の全体にわたる正確な検査が可能となり、検出もれがなく、検査精度を向上することができる。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えばガイド部材は１又は２個に限定されることなく、更に多くの数設けてもよい。また、カメラの撮影箇所も２箇所に限定されず、それ以上の箇所で撮影することもできる。更に、光を搬送経路の内側から照射して外側から容器の画像を撮影する場合のみならず、光を搬送経路外側から照射して、搬送経路内側から容器の画像を撮影するものであってもよい。

第一形態の容器検査装置の上面図。 第一形態の容器検査装置の正面図。 検査地点Ａでの画像取得状態を示した図。 検査地点Ｂでの画像取得状態を示した図。 第二形態の容器検査装置の正面図。

符号の説明

１，１０１ 容器検査装置
２ メインロータ（搬送手段）
３ 容器台（容器載置手段）
４ 照明装置（照明手段）
５ ガイド装置（ガイド手段）
６ カメラ（画像取得手段）
２０ 第１ガイド部材（ガイド部材）
２１，１２１ 第１ガイドフレーム
３０ 第２ガイド部材（ガイド部材）
３１，１３１ 第２ガイドフレーム
１２０ ガイド部材
θｚ 検査区間
Ｒ 旋回経路
ＢＴ 容器
Ａ 検査地点Ａ
Ｂ 検査地点Ｂ
Ｄ 未検査領域
ＣＬ１ 軸線
Ｈ１ 第１の高さ
Ｈ２ 第２の高さ

Claims (4)

1. 軸線を中心として旋回し、検査区間を含む旋回経路に沿って検査対象である容器を搬送する搬送手段と、前記旋回経路の外周側で前記旋回経路に沿って円弧状に延び、かつ前記容器の容器側面を支持するガイド手段と、前記検査区間での前記容器の側面画像を取得する画像取得手段と、を備え、前記側面画像に基づいて前記容器を検査する容器検査装置において、
   前記容器側面の、前記ガイド手段が支持する位置の前記容器底部からの高さが、前記検査区間の複数地点で互いに異なり、前記画像取得手段が、前記複数地点での前記容器の側面画像をそれぞれ取得可能な位置に配置されていることを特徴とする容器検査装置。
2. 前記ガイド手段が、前記検査区間において、前記容器側面を前記容器底部から第１の高さとなる位置で水平に支持する第１ガイド部材と、前記容器側面を前記容器底部から前記第１の高さと異なる第２の高さとなる位置で水平に支持する第２ガイド部材と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
3. 前記ガイド手段が、前記容器側面を支持する位置の前記容器底部からの高さが前記検査区間にわたり漸次変化するように斜めに設けられたガイド部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
4. 前記画像取得手段が、前記旋回経路の外周側の、前記ガイド手段よりも外方に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の容器検査装置。
   

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