JP2020106504A - ラベル検査装置およびラベル検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】容器に装着されたラベルの破れ等を高精度に検査する。【解決手段】容器３の搬送過程には、第１検査位置Ａから第４検査位置Ｄが順次設けられており、各検査位置Ａ〜Ｄに検査機構５Ａ〜５Ｄが配置されている。各検査位置Ａ〜Ｄでは、容器３に向けて赤外線Ｉと白色光Ｗが同時に照射され、その状態の容器３がカラーカメラ６で撮像される。赤外線Ｉが照射されることで、容器３内の充填液８の液色は、本来の色からカラーカメラ６で撮影される際に異なる液色に変化し、そのように液色が変化した状態の容器３がカラーカメラ６で撮像される。画像処理機構７は、各検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６による容器３の画像を基にして、容器３のラベルＬの部分に、赤外線Ｉで変化した充填液８の液色がある場合には、ラベルＬに破れＬＸがあり、不良品と判定する。【選択図】 図２

Description

本発明はラベル検査装置およびラベル検査方法に関し、より詳しくは、容器に装着されたラベルの破れや捲れや高さ位置のずれ等を高精度に検査することが可能なラベル検査装置およびラベル検査方法に関する。

従来、液体飲料等が充填されたビンやペットボトルの外面にはラベルが装着されており、該ラベルの破れ、めくれ、または高さ位置不良を検査するラベル検査装置は知られている（例えば特許文献１）。
このような従来のラベル検査装置では、容器に向けて白色光または赤外線を選択的に投光して、容器及びラベルから反射された反射光をＣＣＤカラーカメラによって撮像し、この得られた画像を画像処理してラベルの不良を判定するようになっている。

特許第４２６９３１６号号公報

上記特許文献１のラベル検査装置においては、容器に装着されたラベルの色と容器内の液体の色が近似している場合には、容器に向けて赤外線を投光して、ＣＣＤカラーカメラによって得られた画像の濃淡に基づいてラベルの不良の有無を判定するようにしている。
しかしながら、このように容器に赤外線を投光してラベルの不良を判定する場合においても、これを判定できない場合がある。例えば、容器の外面の形状が複雑である場合、あるいはラベルに赤外線を吸収する色や素材が使用されていたり、ラベルに重なり部分があったりする場合には、カラーカメラで撮像されたラベルの画像に影や斑が発生して、この影や斑がラベルの不良と判別できなくて、検査精度が落ちるという問題があった。

上述した事情に鑑み、第１の本発明のラベル検査装置は、内部に充填液が充填されるとともに外面にラベルが装着された容器を搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送される容器に第１光を照射する第１光源と、搬送機構によって搬送される容器に第２光を照射する第２光源と、第１光と第２光が照射された容器を撮像するカラーカメラと、該カラーカメラで撮像された容器の画像を基にして容器に装着されたラベルの良否を判定する画像処理機構とを備え、
上記第２光源は、容器に向けて第２光を照射することにより上記カラーカメラで撮像される容器内の充填液の液色を本来の液色とは異なる液色に変化させ、
上記画像処理機構は、上記カラーカメラで撮像された画像における装着されたラベルの検査領域に、上記本来の液色とは異なる変化後の充填液の液色が存在することを確認した場合には、容器に装着されたラベルに不良があると判定することを特徴とするものである。
また、第２の本発明のラベル検査方法は、内部に充填液が充填されるとともに外面にラベルが装着された容器に、白色光を照射すると同時に赤外線を照射してカラーカメラで撮像される容器内の充填液の液色を本来の液色とは異なる液色に変化させ、
該容器の画像をカラーカメラで撮像して、該カラーカメラで撮像された画像におけるラベルの検査領域に、上記本来の液色とは異なる変化後の充填液の液色が存在することを確認した場合には、容器に装着されたラベルに不良があると判定することを特徴とするものである。

このような構成によれば、容器の形状が複雑である場合や、ラベルの色が容器内の充填液の色と類似している場合であっても、ラベルの不良を高精度に検査することができる。

本発明の一実施例を示す要部の平面図。 図１の矢視ＩＩ方向からの側面図。

以下、図示実施例について本発明を説明すると、図１ないし図２において、１は回転式のラベル検査装置であり、このラベル検査装置１は、検査ホイール２によって容器３を搬送しながら、該容器３の外面に装着されたラベルＬの破れや捲れや高さ位置の不良等を検査できるようになっている。
ラベル検査装置１は、図示しないトップロケータ及びボトムロケータによって各容器３を保持して搬送する検査ホイール２と、検査ホイール２が容器３を搬送する際の搬送経路に設けられた第１検査位置Ａから第４検査位置Ｄのそれぞれに配置された検査機構５Ａ〜５Ｄと、各検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６が撮像した容器３の画像を基にして該容器３に装着されたラベルＬの良否を判定する画像処理機構７とを備えている。

検査対象となる容器３は無色透明なペットボトルであって、検査ホイール２よりも上流側の領域において、容器３内に黒っぽいこげ茶色の充填液８（例えば醤油）が充填されてから上端口部にキャップ３Ａが取り付けられるとともに、容器３の胴部の外面に円筒状のラベルＬが装着されている。
ラベルＬは、樹脂製の略円筒状のシュリンクラベルであって、このラベルＬの表面には、黒色の文字Ｌａとその他の色によって図柄が印刷されている。つまり、容器３に装着されたラベルＬの文字Ｌａは黒色であり、外観上では、容器３のラベルＬのない部分３Ｂ、３Ｃ（ラベルの上方側及び下方側）の容器３の色は黒っぽいこげ茶色（充填液８の色）となっており、それはラベルＬの黒い文字Ｌａと類似した色となっている。
このように、ラベルＬの文字Ｌａの色（黒）に対して、充填液８の色が類似している場合には、上記従来のラベル検査装置にあるように、単に容器３に向けて白色光を照射して、その画像データを基にしてラベルＬの破れ等の不良を高精度に判定するのは困難である。また、容器３に向けて赤外線を照射した場合であっても、ラベルＬの文字Ｌａの色（黒）が赤外線を吸収して暗くなってしまうので、その画像データを基にしてラベルＬの破れ等の不良を高精度に判定するのは困難である。また、容器３の外面に複雑な凹凸が形成されて、そこにラベルＬが装着されている場合やラベルに重なり部分がある場合も同様である。
そこで、後に詳述するが、本実施例においては、赤外線Ｉと白色光Ｗを容器３に対して同時に照射することで、カラーカメラ６が容器３を撮像する際の容器３におけるラベルＬがない部分３Ｂ、３Ｃの充填液８の液色を本来の色（黒っぽいこげ茶色）とは異なる液色（紫色）に変化させることで、ラベルＬの破れＬＸや捲れを高精度に判定できるようにしている。

搬送機構としての検査ホイール２は、所定速度で反時計方向に連続的に回転されるようになっており、図示しない供給位置において検査ホイール２に順次、検査対象となる容器３が受け渡されるようになっている。前述したように、容器３には充填液８が充填されてキャップ３Ａが取り付けられるとともに、外面にラベルＬが装着されている。
検査ホイール２による容器３の搬送過程に等ピッチで順次第１検査位置Ａから第４検査位置Ｄが設定されており、各検査位置に同じ構成を備えた検査機構５Ａ〜５Ｄが配置されている。
検査ホイール２に供給された容器３は、該検査ホイール２の外周部に等ピッチで配置された図示しない例えばトップロケータ及びボトムロケータによって正立状態で保持されるようになっており、検査ホイール２の回転に伴って各容器３は各検査位置Ａ〜Ｄを順次通過するようになっている。そして、容器３が各検査位置Ａ〜Ｄに搬入された際に、検査機構５Ａ〜５Ｄによって容器３に赤外線Ｉと白色光Ｗが同時に照射され、かつその際に容器３がカラーカメラ６により撮像されるようになっている。
本実施例においては、容器３が第１検査位置Ａを通過してから第２検査位置Ｂ、第３検査位置Ｃ及び第４検査位置Ｄに順次搬入される直前にトップロケータ及びボトムロケータによって容器３が順次９０°自転されるようになっている。つまり、容器３が第１検査位置Ａから第４検査位置Ｄを搬送される間に、容器３は検査ホイール２によって搬送されつつ、順次９０°ずつ自転されるので、４箇所の検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６によって容器３の外面の全周、つまりラベルＬの全周が撮像されるようになっている。
なお、本実施例では、９０°ずつ４箇所の検査機構５Ａ〜５ＤによってラベルＬの全周が撮像されるようになっているが、これに限定されるものではなく例えば１２０°ずつ３箇所の検査機構によって撮像されるものであっても良い。

各検査位置Ａ〜Ｄに設けられた検査機構５Ａ〜５Ｄは、検査ホイール２の中央側から容器３に向けて赤外線Ｉ（第２光）を照射する赤外線用光源１１（第２光源）と、容器３に向けて検査ホイール２の外方側から白色光Ｗ（第１光）を照射する一対の白色光用光源１２、１２（第１光源）と、これら白色光用光源１２，１２の間に配置されて、各検査位置Ａ〜Ｄに搬入された容器３を撮像するカラーカメラ６とを備えている。
白色光用光源１２，１２は、カラーカメラ６を挟んで２台配置されており、それら２台の白色光用光源１２，１２から同時に検査位置Ａ（Ｂ〜Ｄ）の容器３に向けて、可視光としての白色光Ｗを照射するようになっている。他方、赤外線用光源１１は、透過光としての赤外線Ｉを、上記白色光Ｗよりも小光量（小放射エネルギー）で容器３に向けて照射するようになっており、白色光Ｗの反射光と赤外線Ｉの透過光の両方を撮像した画像を得ることができる。また、赤外線用光源１１が容器３に向けて照射する赤外線Ｉの放射エネルギー（Ｊ）を変更することによって、カラーカメラ６で撮像される充填液８の色を変化させることも可能である。
上記赤外線用光源１１、白色光用光源１２及びカラーカメラ６の作動は、図示しない制御装置によって制御されるようになっている。検査ホイール２によって搬送される容器３が各検査位置Ａ〜Ｄに搬入されると、制御装置によって赤外線用光源１１及び白色光用光源１２が同時に作動されるとともに、カラーカメラ６も作動されるので、各検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６によって各検査位置Ａ〜Ｄの容器３が撮像される。
なお、カラーカメラ６は、ＣＭＯＳカメラやＣＣＤカメラからなり、少なくとも可視光領域と近赤外領域の波長光を検知してカラーで画像を撮影できるようになっている。

このように本実施例においては、容器３が各検査位置Ａ〜Ｄに搬入されると、各検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６によって容器３が撮像されるようになっている。本実施例においては、赤外線Ｉと白色光Ｗを容器３に対して同時に照射しているので、容器３に向けて照射された赤外線Ｉは、容器３及びラベルＬを透過して充填液８内を散乱するため、カラーカメラ６で表示される充填液８の液色が本来の液色（黒っぽいこげ茶色）から本来の液色とは異なる紫色に変化する。
これにより、カラーカメラ６が容器３を撮像する際に、容器３におけるラベルＬ及びその文字Ｌａの色（黒）とラベルＬのない部分３Ｂ、３Ｃとの色（紫色）のコントラストを明瞭にすることができ、その状態においてカラーカメラ６によって容器３が撮像されるようになっている。

このようにして各検査機構５Ａ〜５Ｄの合計４台のカラーカメラ６が撮像した容器３の画像は、画像処理機構７に送信されるようになっており、画像処理機構７は、各カラーカメラ６が撮像した容器３の画像に対して以下のような画像処理を行うことにより、容器３に装着されたラベルＬの良否を判定するようになっている。
すなわち、画像処理機構７は、先ず、カラーカメラ６による容器３の画像からラベルＬの部分の全部または一部を検査領域として抽出し、その検査領域としての画像をソフトウェアによりＨＳＶ（色相、彩度、明度）、またはＲＧＢ（赤、緑、青）などで分解して評価する。
ここで、例えば図２に示すように、ラベルＬに破れＬＸが生じている場合には、検査領域としてのラベルＬの部分（ＬＸの位置）に、赤外線Ｉで変化させた充填液８の液色（紫色）が存在するので、この場合には、画像処理機構７はラベルＬが不良であると判定する。
他方、検査領域としてのラベルＬの部分に、赤外線Ｉで変化させた充填液８の液色（紫色）がない場合には、ラベルＬに破れや捲れは生じておらず、ラベルＬは良品であると、画像処理機構７は判定するようになっている。
なお、ラベルＬが不良品であると判定された容器３は、第４検査位置Ｄの下流側のリジェクト位置においてリジェクト機構によって検査ホイール２上から排除されるようになっている。他方、ラベルＬが良品であると判定された容器３は、第４検査位置の下流側の排出位置において、図示しない受け渡しホイールによって検査ホイール２上から下流側の箱詰め位置へ移送されるようになっている。

以上のように、本実施例のラベル検査装置１によれば、容器３内の充填液８の液色がラベルＬの文字Ｌａの色と類似している場合であっても、ラベルＬの不良を高精度に判定することができる。
また、容器３の外面に複雑な凹凸が形成されて、そこを覆ってラベルＬが装着されている場合であっても、凹凸による悪影響を受けることなく、ラベルＬの不良を高精度に検査することができる。さらに、ラベルＬの捲れやラベルＬの上下方向での位置ずれが生じている場合であっても、本実施例のラベル検査装置１によって高精度に検査することが可能である。

なお、上記実施例においては、搬送機構として検査ホイール２を採用しているが、ベルトコンベヤ、フラットコンベヤ、ローラコンベヤ等を用いて容器３を直線的に搬送する搬送機構を用いても良い。その場合、検査機構５Ａ〜５Ｄを検査位置Ａの周囲に配置したり、搬送経路に沿って順次配置したりすれば良い。
また、上記実施例においては、検査ホイール２が連続的に回転されるようになっているが、検査ホイール２が所定角度ずつ間欠的に回転されるようにしても良い。
また、上記実施例における検査機構５Ａ〜５Ｄのカラーカメラ６と両光源１１、１２の配置は一例を示したものであり、これに限るものではなく、容器の形状などに応じて変更できるものであって、必要に応じて各検査位置Ａ〜Ｄに反射板や拡散板を追加しても良い。
また、上記実施例においては、容器３に装着されるラベルＬは樹脂製であるが、これに限るものではなく、紙製などであっても良い。
さらに、上記実施例においては、第１光（反射光）に白色光Ｗ、第２光（透過光）に赤外線Ｉを用いているが、これに限るものではなく、カラーカメラ６で撮像される充填液の液色を本来の液色とは異なる液色に変化させることができるものであれば、例えば、第１光に白色光以外の可視光を用いたり、第２光に青色や赤色などの可視光や紫外線を用いたりしても良い。

１‥ラベル検査装置 ２‥検査ホイール（搬送機構）
３‥容器 ５Ａ〜５Ｄ‥検査機構
６‥カラーカメラ ７‥画像処理機構
８‥充填液 １１‥赤外線用光源（第２光源）
１２‥白色光用光源（第１光源） Ｌ‥ラベル
ＬＸ‥破れの箇所

Claims (3)

1. 内部に充填液が充填されるとともに外面にラベルが装着された容器を搬送する搬送機構と、搬送機構によって搬送される容器に第１光を照射する第１光源と、搬送機構によって搬送される容器に第２光を照射する第２光源と、第１光と第２光が照射された容器を撮像するカラーカメラと、該カラーカメラで撮像された容器の画像を基にして容器に装着されたラベルの良否を判定する画像処理機構とを備え、
   上記第２光源は、容器に向けて第２光を照射することにより上記カラーカメラで撮像される容器内の充填液の液色を本来の液色とは異なる液色に変化させ、
   上記画像処理機構は、上記カラーカメラで撮像された画像における装着されたラベルの検査領域に、上記本来の液色とは異なる変化後の充填液の液色が存在することを確認した場合には、容器に装着されたラベルに不良があると判定することを特徴とするラベル検査装置。
2. 上記第１光が白色光で、上記第２光が赤外線であ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. 内部に充填液が充填されるとともに外面にラベルが装着された容器に、白色光を照射すると同時に赤外線を照射してカラーカメラで撮像される容器内の充填液の液色を本来の液色とは異なる液色に変化させ、
   該容器の画像をカラーカメラで撮像して、該カラーカメラで撮像された画像におけるラベルの検査領域に、上記本来の液色とは異なる変化後の充填液の液色が存在することを確認した場合には、容器に装着されたラベルに不良があると判定することを特徴とするラベル検査方法。

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