JP2020027085A - ラベル検査装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 ラベル検査装置１は、ベルトコンベヤ４（搬送手段）で搬送される容器２を上方から撮影する撮影手段６と、撮影手段６で撮影された画像を処理する画像処理手段７ａとを備え、上記容器２は、上記撮影手段６によって撮影された際の外形が略多角形（略正六角形）となるような形状を有している。上記画像処理手段７ａは、上記撮影手段６が撮影した容器２の画像から、上記略多角形の辺部Ｅを認識するとともに、当該辺部Ｅの両端を通過する円弧（内接円Ｃ）を作成して、上記辺部Ｅと内接円Ｃの円弧とからなる弓形Ｂを認識する。さらに上記画像処理手段７ａは、上記ラベル３に設けられたマーク３ａ（検査対象）の位置と上記弓形Ｂの位置とから、上記ラベル３の装着の良否を判定する。【効果】 外形が多角形を有した容器について、ラベルの装着の良否を正確に判定することができる。【選択図】 図３

Description

本発明はラベル検査装置に関し、詳しくは外形が多角形を有した容器に装着されたラベルを検査するラベル検査装置に関する。

従来、容器の側面にラベルを装着することが行われており、特に断面多角形を有した容器にラベルを装着する場合には、ラベルに印刷された商品名やロゴマークを、容器の形状に合わせて位置させるようになっている。
このようにしてラベルが装着された容器は、その後ラベル検査装置において上記ラベルのずれ等を検査するようになっているが、このようなラベル検査装置は側方から容器を撮影する撮影手段を備え、当該撮影手段が撮影した画像から容器の側面のエッジを検出して、当該エッジとラベルとの位置関係から当該ラベルのずれを検出するようになっている（特許文献１）。

特開２０１０−１５１４５７号公報

しかしながら、容器の断面形状の頂点の数が増えると、側方から容器を撮影した場合に側面のエッジを認識することが困難となり、ラベルとの位置関係が判定しにくくなって、ラベルの装着の良否について誤判定する可能性が高くなる。
このような問題に鑑み、本発明は外形が多角形を有した容器であっても、ラベルの装着の良否を正確に判定することが可能なラベル検査装置を提供するものである。

すなわち請求項１の発明にかかるラベル検査装置は、容器に装着されたラベルを検査するラベル検査装置であって、
容器を搬送する搬送手段と、容器に光を照射する照明手段と、搬送手段で搬送される容器を上方から撮影する撮影手段と、撮影手段で撮影された画像を処理する画像処理手段とを備え、
上記容器は、上記撮影手段によって上方から撮影された際の外形が略多角形となるような形状を有し、
上記画像処理手段は上記撮影手段が撮影した画像から、上記容器の略多角形の辺部を認識するとともに、当該辺部の両端を通過する円弧を作成して、上記辺部と円弧とからなる弓形を認識し、
さらに上記画像処理手段は、上記ラベルに設けられた検査対象の位置と上記弓形の位置とから、上記ラベルの装着の良否を判定することを特徴としている。

上記発明によれば、容器が上方から撮影された際の外形が略多角形を有している場合に、当該容器を撮影手段が上方から撮影することにより、当該容器の外形を略多角形として認識するようになっている。
さらに、上記略多角形の辺部と円弧とによって認識した弓形を用いて、ラベルに設けられた検査対象との位置関係を認識することで、ラベルの装着の良否を正確に判定することができる。

本実施例にかかるラベル検査装置の側面図 ラベル検査装置の平面図 撮影手段が撮影した容器の画像の例

以下図示実施例について説明すると、図１は本実施例にかかるラベル検査装置１の側面図を、図２は平面図を示しており、当該ラベル検査装置１は容器２に装着されたラベル３の良否を判定するものとなっている。
上記ラベル検査装置１は、容器２を搬送する搬送手段としてのベルトコンベヤ４と、容器２の側方より光を照射する照明手段５と、上記ベルトコンベヤ４により搬送される容器２を上方から撮影する撮影手段６とを備え、これらは制御手段７により制御されるようになっている。
上記構成を有するラベル検査装置１によれば、上記ベルトコンベヤ４上の容器２を上記撮影手段６が撮影すると、上記制御手段７に設けられた画像処理手段７ａが撮影された画像を画像認識して、ラベル３の装着の良否を判定するものとなっている。

本実施例における容器２は例えばＰＥＴ製容器であって、液体を収容する本体部１１と、当該本体部１１の上部に装着されたキャップ１２とを備え、上記本体部１１にはシュリンクラベラ等によってラベル３が巻き付けられている。
図１に示すように、上記容器２の本体部１１は複数の平坦部１１ａと、隣接する平坦部１１ａと平坦部１１ａとの間に形成された面取部１１ｂとによって構成されており、上記平坦部１１ａおよび面取部１１ｂの下端部近傍には外方に突出する膨出部１１ｃが形成され、当該膨出部１１ｃの上方および下方はそれぞれ上方および下方に向けて縮小するテーパ形状を有している。
このような構成を有する容器２を上方から見ると、図２に示すように上記本体部１１の平坦部１１ａおよび面取部１１ｂの膨出部１１ｃが輪郭となって認識され、また本体部１１の略中央に上記キャップ１２が位置している。
本実施例の容器２の上方から見た外形は、上記６つの平坦部１１ａの膨出部１１ｃに対応する６つの辺部Ｅからなる略正六角形を有しており、より詳細には、上記面取部１１ｂに対応する６つの辺部を含めた十二角形として認識することができる。
なお、上記容器２を成形する際や、容器２に充填した液体の内圧によって、上記平坦部１１ａが膨出している場合があり、これにより容器２を上方から見た際の外形において上記辺部Ｅが直線ではなく外側に膨らんだ曲線となる場合がある。

上記ラベル３は上記容器２の本体部１１の側面を囲繞するように装着され、ラベル３に印刷されたロゴマークやその他のデザインは、本体部１１の形状に合わせて位置合わせされている。
説明のため、本実施例のラベル３は、検査対象としての一つの略楕円形のマーク３ａを有しており、上記ラベル３が適切に容器２に装着されている場合、当該マーク３ａが６つの平坦部１１ａのうちいずれか一つの平坦部１１ａの中央に位置するようになっている。
従って、上記マーク３ａが上記平坦部１１ａの中央からずれている場合には、ラベル３の装着不良ということとなる。

上記ベルトコンベヤ４は上記容器２を図２における図示上方から下方に向けて搬送するようになっており、このとき上記容器２の向きならびにラベル３のマーク３ａの向きはランダムな状態となっている。
上記ベルトコンベヤ４には図示しないセンサが設けられており、当該センサを上記容器２が通過すると、ベルトコンベヤ４に設けられたエンコーダによって容器２の位置が制御手段７によって認識されるようになっている。
そして上記ベルトコンベヤ４によって搬送された容器２は、上記照明手段５および撮影手段６の設けられた検査位置に到達すると、上記撮影手段６によって撮影され、上記ラベル３のずれの判定が行われるようになっている。

上記照明手段５は、図２に示すように上記検査位置に位置した容器２を囲繞するように４ヶ所に設けられており、上記容器２の本体部１１の側面の全周に光を照射するようになっている。
また図１に示すように、本実施例の照明手段５は容器２の側方から光を照射するとともに、当該照明手段５による光の照射方向が容器２の斜め下方から照射されるように設定されている。
このようにすることで、上記照明手段５が照射した光は、容器１の本体部１１の側面の全周に照射されるものの、上記ベルトコンベヤ４の搬送面や、上記容器２に装着されたキャップ１２の天面には照射されないようになっている。

上記撮影手段６は、図１に示すように上記検査位置に位置した容器２を上方から撮影するように設けられ、当該撮影手段６としては従来公知のＣＣＤカメラを用いることができる。
撮影手段６が撮影した画像は、上記制御手段７に設けられた画像処理手段７ａによって画像処理され、従来公知の二値化処理を行うことによって、上記照明手段５によって光の照射された明るい部分が認識されるようになっている。
上述したように、本実施例の容器２はテーパ形状を有していることから、当該容器２を上方から撮影すると、上記容器２の本体部１１の平坦部１１ａおよび面取部１１ｂのうち、上記膨出部１１ｃよりも上方の部分が撮影されることとなる。
また、上記照明手段５は光を上記ベルトコンベヤ４の搬送面およびキャップ１２の天面には照射しないようになっていることから、上記光の照射された容器２の平坦部１１ａおよび面取部１１ｂが明るく撮影され、それ以外の部分は暗い状態で撮影されることとなる。
その結果、上記撮影手段６が撮影した容器２の画像において、上記容器２の本体部１１と上記ベルトコンベヤ４の搬送面との間に明暗差による境界線が現れ、容器２の外形を明確に認識することができる。
これと同様、容器２の本体部１１とキャップ１２の天面との間にも明暗差による境界線が現れ、後述するようにキャップ１２の形状に基づいて当該容器２の中心位置を正確に認識することができる。

上述したように、上方から見た容器２は本体部１１の膨出部１１ｃによって略正六角形の外形を有することから、画像処理手段７ａは上記撮影手段６が撮影した画像を二値化処理することで、図３に示すように容器２の外形を略正六角形として認識することができる。
この略正六角形の外形が得られると、上記画像処理手段７ａは、得られた上記略正六角形、具体的には上記面取部１１ｂによる十二角形の中心及び十二角形の外形の頂点を認識し、当該頂点を通過する外接円Ｃを作成する。
なお、画像の認識結果などから、容器２の中心から上記六角形の頂点までの距離が不一致となった場合、中心から各頂点までの距離の平均を求めて外接円Ｃを作成したり、できるだけ各頂点を通過するような外接円Ｃを作成してもよい。
上記外接円Ｃは上記正六角形の辺部Ｅの両端と交差することから、上記辺部Ｅと外接円Ｃの一部を構成する円弧とによって弓形Ｂが得られる。実際には上記平坦部１１ａに対応する辺部Ｅと上記円弧とによって形成される６つの弓形Ｂと、上記面取部１１ｂに対応する辺部Ｅと上記円弧とによって形成される６つの弓形Ｂとが得られることとなる。

次に画像処理手段７ａは、得られた合計で１２の弓形Ｂについて、辺部Ｅと円弧によって囲繞された領域の画素の数を計数することで各弓形Ｂの面積を求め、当該面積が所定の範囲に含まれない弓形Ｂ、具体的には上記面取部１１ｂに対応する弓形Ｂについては以降の処理からは除外する。
続いて画像処理手段７ａは、上記複数の弓形Ｂの中から、上記ラベル３のマーク３ａとの位置関係を認識するのに用いる弓形Ｂを選定する。
画像処理手段は、各弓形Ｂの重心位置を中心位置ｃ１として認識するとともに、当該中心位置ｃ１と容器２の中心位置ｃ２、すなわち上記キャップ１２の中心位置ｃ２とを結ぶ線分を作成し、各線分と他の線分とのなす角度を測定する。
本実施例の場合、６つ辺部Ｅによって略正六角形が形成されていることから、当該六角形が正六角形である場合には、上記線分と線分とによるなす角度は６０°の整数倍となるが、実際には画像処理の結果等によって上記正六角形が得られない場合がある。
そこで本実施例では、一つの弓形Ｂに対応する線分と、他の弓形Ｂに対応する線分とのなす角度を測定し、それぞれのなす角度が６０°の整数倍に対してどれだけ誤差があるかを測定する。
そして、上記測定を全ての弓形Ｂに対応する線分に対して行い、他の線分に対して上記誤差の少なかった線分の弓形Ｂを、上記マーク３ａとの位置関係を認識するための比較対象として記憶する。

続いて画像処理手段７ａは、容器２に装着されたラベル３のマーク３ａを検査対象として認識し、当該マーク３ａの重心位置を中心位置ｃ３として認識する。
このとき、上記ラベル３に上記マーク３ａ以外の模様等が付されている場合には、画像処理手段７ａに上記マーク３ａの形状を予め登録しておくことで、当該マーク３ａを検査対象として認識させることができる。
そして画像処理手段７ａは、上記記憶した比較対象となる弓形Ｂの中心位置ｃ１と上記容器２の中心位置ｃ２とを結ぶ線分と、上記マーク３ａの中心位置ｃ３と容器２の中心位置ｃ２とを結ぶ線分とを作成し、これらの線分のなす角度を測定する。
図２において、マーク３ａの付されている平坦部１１ａに対し、これに隣接する平坦部１１ａに対応する弓形Ｂが比較対象である場合、容器２の外形が略正六角形であることから、上記なす角度が６０°であるとき、マーク３ａが平坦部１１ａの中央に位置していると判定することができる。なお、上記６０°に対し、例えばプラスマイナス数度程度のずれを許容してもよい。
以上のことから、本実施例においては、比較対象となる弓形Ｂの位置と、上記マーク３ａの位置とのなす角度が６０°の整数倍（０°または３６０°も含む）である場合に、マーク３ａが正常な位置に位置しているものと判定し、ラベル３が容器２に正常に装着されているものと判断する。
そして制御手段７は、上記画像処理手段７ａによるラベル３の装着の良否の判定結果に基づいて、ラベル３が正常に装着されていない容器２については、上記ベルトコンベヤ４の下流側に設けられた図示しないリジェクト手段を用いてリジェクトする。

このように、本実施例のラベル検査装置１によれば、撮影手段６を容器２の上方に設けて、容器２を上方から撮影することで、略多角形を有した容器２の外形を認識し、これによりラベル３の装着の良否を判定することができる。
その際、上記多角形の外接円Ｃの一部の円弧と上記多角形の辺部Ｅとからなる弓形Ｂを認識することで、上記辺部Ｅの位置を正確に認識し、当該弓形Ｂの位置に対するラベル３のマーク３ａの位置から、ラベル３の装着の良否を正確に判定することができるものとなっている。
また、上記照明手段５がベルトコンベヤ４の搬送面やキャップ１２の天面、すなわち容器の頂部に光を照射しないようにすることで、撮影手段６が撮影した画像において、上記容器２の本体部１１の側面のみを明瞭に認識させることができ、多角形を有した容器２の外形、ひいては上記弓形Ｂをより正確に認識することができる。

なお、上記実施例の容器２は、上方から見た際の外形が略正六角形となるようになっているが、例えば四角柱状等、上方から見た際の外形が多角形形状を有していればよく、当該容器に装着されるラベルについても、当該ラベルの検査対象として撮影手段６が上方から撮影可能な部分が設定可能であれば、上述したような処理を行うことが可能である。
また容器２を上方から見た際の外形が、上述したような正多角形でなくてもよく、その場合には多角形を構成するすべての頂点を通過する外接円Ｃを作成することはできないものの、例えば各辺部Ｅに対して、容器２の中央を中心とし、かつ各辺部Ｅの両端を通過するような円弧を作成して、上記弓形Ｂを認識すればよい。

１ ラベル検査装置 ２ 容器
３ ラベル ３ａ マーク（検査対象）
４ ベルトコンベヤ（搬送手段） ５ 照明手段
６ 撮影手段 ７ 制御手段
７ａ 画像処理手段 １１ 本体部
１１ａ 平坦部 １１ｃ 膨出部
Ｂ 弓形 Ｃ 外接円（円弧）
Ｅ 辺部

Claims (3)

1. 容器に装着されたラベルを検査するラベル検査装置であって、
   容器を搬送する搬送手段と、容器に光を照射する照明手段と、搬送手段で搬送される容器を上方から撮影する撮影手段と、撮影手段で撮影された画像を処理する画像処理手段とを備え、
   上記容器は、上記撮影手段によって上方から撮影された際の外形が略多角形となるような形状を有し、
   上記画像処理手段は上記撮影手段が撮影した画像から、上記容器の略多角形の辺部を認識するとともに、当該辺部の両端を通過する円弧を作成して、上記辺部と円弧とからなる弓形を認識し、
   さらに上記画像処理手段は、上記ラベルに設けられた検査対象の位置と上記弓形の位置とから、上記ラベルの装着の良否を判定することを特徴とするラベル検査装置。
2. 上記画像処理手段は、上記画像より認識した容器の中心位置と、上記弓形の中心位置と、上記検査対象の中心位置とを認識し、
   上記容器の中心位置と上記弓形の中心位置とを結んだ線と、上記容器の中心位置と上記検査対象の中心位置とを結んだ線とのなす角度から、上記ラベルの装着の良否を判定することを特徴とする請求項１に記載のラベル検査装置。
3. 上記容器は側面が上方に向けて縮小するテーパ形状を有しており、
   上記照明手段は、上記光を容器の側面に照射して、上記光が上記搬送手段の搬送面と、上記容器の天面とには照射されないように設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載のラベル検査装置。

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