JP2007161257A - 紙製包装容器用外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な折り畳みを有している紙製容器の容器表面上に発生する可能性があるしわや凹みを、画像処理装置を用いて検査して、目視による検査員の個人差のない均一な検査レベルをえることができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】紙製包装容器用外観検査装置は、ウェブ状包装材料がチューブ状に成形されて縦シールされ、チューブ内に食品が充填されて横シールにより密封され、横シール帯域間で切断されて枕状予備成形体が得られ、折り畳むことにより形成された最終形状容器８の外観を検査する装置であって、外観面１１に対して斜めに赤外光を照射する照明手段２０と、外観面１１の２次元画像を撮影する撮像手段２１と、撮像手段から得られた信号を画像データに変換する画像処理手段２２と、画像データと基準データとを比較して、外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する判断手段２３と、結果を表示する出力手段とを有すること特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填する包装紙容器用外観検査装置に関する。

牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの紙包装容器は、例えば、繊維質基材（例えば、紙など）／ポリエチレン等の熱可塑性材料層の積層体の包装材料から得られる。包装容器の外観には、色彩、写真や模様、説明や商品名の文字などのデザインが印刷されている。

液体食品などを充填した幾つかの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材料をチューブ状に成形し、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。

その紙製容器の充填包装機の一例の概要を、図２に示す。この例に示す充填機では、内外層に熱可塑性材料層を有しロール状に巻かれた包装材料ウェブ１を巻き出し、ローラにより充填機内を搬送し、滅菌剤槽２内を包装材料ウェブが通過して滅菌し、エアーナイフ３により滅菌剤を除去し、成形ローラ４によりチューブ状に成形し、包装材料の両端部を重ねてオーバーラップを形成し、オーバーラップで縦線方向に縦シールエレメント６によりチューブ縦方向にシールし、そのチューブ内に充填パイプ５から液体食品を充填し、このチューブを包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送りながら、横シール装置（図示せず）により横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、同時に枕状予備成形体７に連続的に成形し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフなどにより切断して個々の枕状予備成形体に切り離し、枕状予備成形体の上下のフラップを折り曲げて最終形態の包装充填容器に成形する。

図２の充填包装装置により得られた液体食品充填紙製容器の外観斜視図を図３に示す。その容器８は、折り込まれた横シール帯域９、容器側壁１０、頂壁１１、頂壁１１から底面に至る縦シール帯域１２、頂壁１１にストローやキャップ用の密封孔を有し、稜辺１３を介して折り込まれたフラップ１４を備える。

上述の液体食品充填紙製容器は、図３から容易に理解されるように、複雑な形状を有し、又複雑な折り畳み、折り込みを有している。平坦なウェブ状の紙の包装材料から形成するので、容器表面上にしわや凹みが発生する可能性がある。
容器表面上に存在するしわや凹みは、外観を損なうばかりか、その凹みによっては容器内面へもダメージを負わせ、内容物に対して外界からの菌によって汚染される危険性もある。

従来、容器外観の検査は、凹み、印字不良、しわ等に対する総合的な判断で、人の目視で行っている。また、この凹みやしわは充填包装装置の状態を客観的に推し量る指標にもなり得るために、凹みやしわを人間の目による判断で不良品を排出すると共に、装置の状態を測る指標として用いられている。

しかしながら、目視によるしわ等の容器外観の検査では、操業中に常に検査用人員を要し、検査員の個人差や経験によって検査レベルや検査品質が異なる。
ストローの有無や、キャップの位置ずれ、シール品質などの検査を画像処理装置を用いて検査することは、従来、提案されている。（特許文献１参照）

特開２００４−１３２８５３号公報

本発明は、複雑な形状を有し、又複雑な折り畳み、折り込みを有している紙製容器の容器表面上に発生する可能性があるしわや凹みを、人の目視によらず、画像処理装置を用いて検査して、目視による検査員の個人差のない均一な検査レベルを得ることができる、紙製包装容器用外観検査装置を提供することを目的とする。

この課題を解決する本発明の紙製包装容器用外観検査装置は、折り目線を有するウェブ状包装材料がチューブ状に成形されて縦線方向に縦シールされ、チューブ状包装材料内に食品が充填されて所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、横シール帯域間で切断されて枕状予備成形体が得られ、折り目線に沿って折り畳むことにより形成された最終形状容器の外観を検査する装置であって、
検査対象の容器の外観面に対して斜めに赤外光を照射する照明手段と、
検査対象の外観面の２次元画像を撮影する撮像手段と、
撮像手段から得られた信号を、境界線及び濃淡を含む所定の画像データに変換する画像処理手段と、
画像データと基準データとを比較して、差異の境界線及び濃淡を検出し、検出データから外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する判断手段と、
判断手段からの結果を表示／出力する出力手段と
からなることを特徴とする。

この発明の好ましい態様において、包装材料が金属蒸着層が積層され、容器の外観面が金属光沢を有する。

以上の本発明によれば、以下の有利な効果が得られる。
本発明の紙製包装容器用外観検査装置は、ウェブ状包装材料がチューブ状に成形されて縦シールされ、チューブに液体食品が充填されて横シールにより密封され、切断されて枕状予備成形体が得られ、折り畳むことにより形成された最終形状容器を対象とし、その外観を検査する。
複雑な形状を有し、又、複雑な折り畳み、折り込みを有しているので、その容器表面上に発生する可能性があるしわや凹みとの区別や識別が問題となるが、この発明において、簡易にかつ正確に識別・区別して検査することができる。
特に、包装材料が金属蒸着層が積層され、容器の外観面が金属光沢を有する場合、検査が難しく、この発明によりより簡易により正確に検査することができる。

照明手段が検査対象の容器の外観面に対して斜めに赤外光を照射するので、しわおよび凹みといった物理的な凹凸を容器表面の印刷色によらずに抽出することが可能となる。
また、印刷色に依存しないで印刷面の模様や文字などを形として捉えることができ、輪郭のみが浮き出てくるので、画像処理を用いて正確に位置を補正することが可能になる。
更に、紙製容器のように製品の形や、印刷位置、印刷物などが異なる場合でもマーキングしてあるものを基準としてあれば安定して検査をすることができる。

本発明の紙製包装容器用外観検査装置において、撮像手段が検査対象の外観面の２次元画像を撮影し、画像処理手段が撮像手段から得られた信号を、境界線及び濃淡を含む所定の画像データに変換する。
検査対象が同一の容器が連続して製造されるラインにおいて搬送される容器であるので、紙製容器の外観面は同一の形状、模様、プロフィールを持つ。従って、検査において、基準となる外観面の２次元画像を撮像手段で撮影し、画像処理手段でその信号データを基準画像データに変換し、登録する。この登録された基準データと、実際の検査により得られた画像データと比較するにより検査される。

本発明の紙製包装容器用外観検査装置において、判断手段は、画像データと基準データとを比較して、差異の境界線及び濃淡を検出し、検出データから外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する。
画像データと基準データとを比較して境界線を容易に検出できる。表面上の突起であるしわ、全体が谷状となる凹みの分別については、境界線を挟んだ両側のある領域に着目した際に、凹みについては一方向から光を照射するために必ず明暗が分かれてカメラには写る。しわについては明暗の差がほとんど無いので区別することができる。

本発明の紙製包装容器用外観検査装置において、出力手段は判断手段からの結果を表示／出力する。
本発明によって、複雑な形状を有し、又複雑な折り畳み、折り込みを有している紙製容器の容器表面上に発生する可能性があるしわや凹みを、人の目視によらず、画像処理装置を用いて検査して、目視による検査員の個人差のない均一な検査レベルをえることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、実施例の紙製包装容器用外観検査装置の概要を示す概念図及びその一部正面図である。
図２は、この発明による包装容器の包装充填装置例を示す斜視図である。
図３は、この発明に用いられる包装容器例を示す斜視図である。
図４は、実施例の外観検査装置による機能を示す機能説明図である。

実施例の外観検査装置に用いられる包装容器は、図２に示す包装充填装置によって、製造される。この充填機では、ロールから包装材料ウェブ１を巻き出し、滅菌剤槽２内で包装材料ウェブを滅菌し、エアーナイフ３により滅菌剤を除去し、成形ローラ４によりチューブ状に成形し、包装材料を縦線方向に縦シールエレメント６により縦シールし、そのチューブ内に充填パイプ５から液体食品を充填し、横シール装置（図示せず）により横シールし、同時に枕状予備成形体７に成形し、枕状予備成形体のシール帯域間をナイフなどにより切断して個々の枕状予備成形体に切り離し、上下のフラップを折り曲げて最終形態の包装充填容器に成形する。

実施例の外観検査装置に用いられる包装容器の外観斜視図を図３に示す。容器８は、折り込まれた横シール帯域９、容器側壁１０、頂壁１１、頂壁１１から底面に至る縦シール帯域１２を有し、稜辺１３を介して折り込まれたフラップ１４を備える。

図１は、実施例の紙製包装容器用外観検査装置の概要を示す。
この外観検査装置は、検査対象の容器８の外観面（頂面）１１に対して斜めに赤外光２０ａを照射する照明手段２０と、外観面１１からの反射光２１ａの２次元画像を撮影する撮像手段２１と、撮像手段２１から得られた信号を画像データに変換する画像処理手段２２と、外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する判断手段２３と、判断手段からの結果を表示／出力する出力手段（図示せず）とからなる。

この実施例の照明手段２０は、例えば、赤外ＬＥＤなどの赤外光線を発光するデバイスである。この態様において、赤外ＬＥＤが赤外光が直交するように２個配置され、検査対象の容器の外観面１１に対して斜めに赤外光を照射する。赤外ＬＥＤの個数、角度、強度、光量は、検査対象などに応じて、適宜選択変更することができる。
赤外光であるので、しわおよび凹みといった物理的な凹凸を容器表面の印刷色によらずに抽出することが可能となる。

この実施例の撮像手段２１が、外観面１１からの反射光２１ａの２次元画像を撮影し、画像処理手段２２が撮像手段２１から得られた信号を、境界線及び濃淡を含む所定の画像データに変換する。
この画像処理装置では、正確に位置決めができるため、ある程度の角度がついていても正確に前もって登録してある図形（基準データ）を基に位置を補正することができる。その基準があることにより、さまざまな容器の成形データを定量化することができる。また、しわや凹みといった疵も検出することができる。
画像処理手段では、基準データと、実際の検査により得られた画像データと比較するにより検査される。
図４に、画像処理手段２２が撮像手段２１から得られた信号を、境界線及び濃淡を含む所定の画像データに変換する機能を説明する。
図示する容器は、頂壁１１に折り畳まれた横シール帯域９、頂壁１１から底面に至る縦シール帯域１２を有し、頂面１１の右上部分Ａにシワ１５と、右下部分Ｂに凹み１６との疵が発生している。
画像処理手段２２では、基準データと、疵のある容器の画像データと比較するにより、右上部分Ａのシワ１５と右下部分Ｂの凹み１６とを検出する。すなわち、基準データには、シワ１５や凹み１６に相当する画像部分が存在しない。

この実施例の判断手段２３は、画像データと基準データとを比較して、差異の境界線及び濃淡を検出し、検出データから外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する。
画像データと基準データとを比較して、図４に示すように、境界線１５、１６を容易に検出できる。表面上の突起であるしわ１５、全体が谷状となる凹み１６の分別については、境界線を挟んだ両側のある領域に着目した際に、凹み１６については一方向から光を照射するために必ず明暗が分かれてカメラには写る。図４Ｂの斜線部分に示すように、上下で明暗が生じる。しわ１５については明暗の差がほとんど無い。この様に区別することができる。

この実施例の出力手段は判断手段からの結果を表示／出力する。例えば、CRTなどの表示装置、印字装置、メモリーに結果を記録する保存装置などがある。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明の包装容器は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した包装容器の検査に適用することができる。

図１は、実施例の紙製包装容器用外観検査装置の概要を示す概念図及び一部正面図である。 図２は、この発明による包装容器の包装充填装置例を示す斜視図である。 図３は、この発明に用いられる包装容器例を示す斜視図である。 図４は、実施例の外観検査装置による機能を示す機能説明図である。

符号の説明

１ ・・・包装材料ウェブ
８ ・・・容器
９ ・・・横シール帯域
１１・・頂壁
１５・・シワ
１６・・凹み
２０・・照明手段
２１・・撮像手段
２２・・画像処理手段
２３・・判断手段

Claims (2)

1. 折り目線を有するウェブ状包装材料がチューブ状に成形されて縦線方向に縦シールされ、該チューブ状包装材料内に食品が充填されて所定間隔毎に横断方向の横シールにより密封され、横シール帯域間で切断されて枕状予備成形体が得られ、該折り目線に沿って折り畳むことにより形成された最終形状容器の外観を検査する装置であって、
   検査対象の該容器の外観面に対して斜めに赤外光を照射する照明手段と、
   検査対象の該外観面の２次元画像を撮影する撮像手段と、
   該撮像手段から得られた信号を、境界線及び濃淡を含む所定の画像データに変換する画像処理手段と、
   該画像データと基準データとを比較して、差異の境界線及び濃淡を検出し、検出データから該外観面におけるシワ若しくは凹みの有無を判断する判断手段と、
   該判断手段からの結果を表示／出力する出力手段と
   からなる紙製包装容器用外観検査装置。
2. 前記包装材料が金属蒸着層が積層され、該容器の外観面が金属光沢を有する、請求項１記載の外観検査装置。

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