JP2021117151A

JP2021117151A - 異物検査方法及び装置

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Publication number: JP2021117151A
Application number: JP2020011686A
Authority: JP
Inventors: 三千雄尾角; Michio Okado
Original assignee: Aos co Ltd
Current assignee: Aos co Ltd
Priority date: 2020-01-28
Filing date: 2020-01-28
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-01-28
Also published as: JP7445289B2

Abstract

【課題】飲料等の液体を充填している透光性の被検査体に混入している沈殿異物を確実に連続的に検査する異物検査方法及び装置を提供する。【解決手段】直立した透光性の被検査体を搬送しながら、被検査体に混入した異物を透過光方式若しくは反射光方式により連続的に検査する異物検査方法において、被検査体を下降させた状態で、かつ被検査体の底部を液体に浸漬させ、被検査体の異物検査を行い、異物検査後に被検査体を上昇させながら付着物を除去し、被検査体の異物検査を連続的に行う。【選択図】図５

Description

本発明は、連続的に搬送される容器、瓶等の被検査体内の異物の有無を検査する異物検査方法及び装置に関し、特に透光性の被検査体内の液体中に混入して沈殿している沈殿異物の検出を確実に行う異物検査方法及び装置に関する。

従来透光性容器内に混入して沈殿している沈殿異物の検査として、蛍光灯等の透過光により異物を視認することも多いが、一般に広く知られている手法は、透光性容器を高速回転させ、沈殿異物を浮遊させて検出するものである。飲料等の容器搬送システムでの浮遊異物の検査は、実際の製造ラインで、ベテラン検査員の目視検査の工程で行われているが、目視のために確実ではないという問題がある。他の異物検査方法としては、被検査体としての容器を高速回転させ、停止させて強制的に内容液を流動状態にして異物の移動を検査する方法もあるが、異物の比重が重い物は回転させても浮き上がることはできない問題がある。回転数と内容液の関係により、容器を回転させることにより内部で気泡が発生し、気泡を浮遊異物として誤検出する可能性が高まる。また、容器を高速回転させる方法では、容器が円筒形状でない場合、内容液の流れが容器形状に大きく左右されてしまい、異物が検査範囲を越えてしまう可能性もある。

図１は透過光方式による透光性容器１０の異物検査例を示しており、透光性容器１０内には飲料や薬等の液体１１が充填されており、透光性容器１０を直立した状態で異物検査を行う。即ち、透光性容器１０の側面をレーザ光源等の照明装置１２で照光し、反対側に配設された受光素子としてのＣＣＤカメラ１３で透過光を受光し、撮像画像を画像処理して透光性容器１０に混入した異物の検査を行う。このような異物検査において、異物として例えば毛髪が混入した場合、毛髪は重力があるので沈殿異物となる。そのため、ＣＣＤカメラ１３を図１に示すように斜めから撮像した場合には、図２に示すように底部が濃いグレー色になっており、毛髪との差がとり難く、奥と手前が黒く映っている部分では、黒色の毛髪は埋もれて見えなくなる。また、ＣＣＤカメラ１３を透光性容器１０の底部を真横から撮像した場合には、毛髪が底部に密接しているため、図３に示すように毛髪と底部との判別が困難になる問題がある。

特開平６−１６７４５８号公報特開２００４−６１４５２号公報

透光性容器１０に混入した異物の検査に水槽を設け、光の屈折及び反射を抑制して異物を検査する手法として、特開２００４−６１４５２号公報（特許文献２）がある。特許文献２では、容器で発生する光の屈折及び反射を抑制した状態で、ＣＣＤカメラにより撮像しているが、容器を連続搬送するようにはなっておらず、容器外部に付着する気泡等の対策は何ら示されていない。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、飲料、薬等の液体を充填している透光性の被検査体に混入している沈殿異物を確実に連続的に検査する検査方法及び装置を提供することにある。

本発明は、直立した透光性の被検査体を搬送しながら、前記被検査体に混入した異物を透過光方式若しくは反射光方式により連続的に検査する異物検査方法に関し、本発明の上記目的は、前記被検査体を下降させた状態で、かつ前記被検査体の底部を液体に浸漬させ、前記被検査体の異物検査を行い、前記異物検査後に前記被検査体を上昇させながら、前記被検査体に付着している付着物を除去し、前記被検査体の異物検査を連続的に行うことにより達成される。

また、本発明は、直立した透光性の被検査体を搬送しながら、前記被検査体に混入した異物を連続的に検査する異物検査装置に関し、本発明の上記目的は、前記被検査体を搬送させながら、前記被検査体を下降させると共に、下降後に前記被検査体を上昇させる搬送機構と、前記被検査体を下降させた状態で、前記被検査体の底部を液体に浸漬させる水槽と、前記被検査体が前記液体に浸漬された状態で、前記被検査体の異物を透過光方式若しくは反射光方式により検査する検査部と、前記異物の検査後に、前記被検査体を上昇させる過程若しくは上昇後に前記被検査体に付着している付着物を除去する付着物除去部とを具備し、前記水槽の入り口部に水流発生ノズルが配設され、前記水槽の出口部に浄化フィルタが配設されており、前記被検査体の搬送方向と反対方向に前記液体を流動させながら前記被検査体の異物検査を連続的に行うことにより達成される。

本発明では、連続的に搬送される透光性の被検査体の底部を水槽の水溶液（水、揮発性溶液など）に浸漬させると共に、水槽内の水溶液を被検査体の搬送方向と逆方向に流すと共に、脱気処理をしているので、被検査体の外部に付着する気泡等を誤って検出することもなく、被検査体に混入した沈殿異物を確実に検出することができる。

従来の異物検査の一例を示す模式図である。透過光方式（カメラ斜め）による沈殿異物の画像例を示す画像図である。透過光方式（カメラ真横）による沈殿異物の画像例を示す画像図である。本発明による検査対象領域を示す模式図である。本発明による異物検査の様子を示す機構的模式図である。本発明に係る水槽の構造例を示す模式図である。本発明による検査領域を説明するための画像図である。本発明に係る底部検査部の構成例を示す模式図である。本発明の制御系の構成例を示すブロック図である。本発明の動作例を示すフローチャートである。照射光の投受光の様子（従来及び本発明）を示す模式図である。水槽に浸漬した異物判定の画像例を示す画像図である。

本発明では、直立した姿勢の透光性の被検査体（樹脂容器、ガラス瓶等）を搬送しながら、被検査体に混入した沈殿異物を透過光方式若しくは反射光方式により連続的に検査すると共に、被検査体を下降させた状態で、かつ被検査体の底部を水等の液体に浸漬させ、被検査体の内部に混入した沈殿異物の有無検査を行う。そして、異物検査後に被検査体を上昇させながら、被検査体に付着した水滴等の付着物を除去し、綺麗な状態で被検査体を排出（次工程）すると共に、被検査体の異物検査を連続的に行うようにしている。また、被検査体の底部を液体に浸漬させると気泡等が付着し、気泡等が異物として検出されてしまう可能性があるので、水槽内の液体を、被検査体の搬送方向と反対方向に流動させると共に、脱気ノズルを配設し、水槽入り口部に水流発生ノズルを配設し、水槽出口部に浄化フィルタを配設している。

以下では、被検査体として、透明な飲料水を充填された透明な樹脂容器を例に挙げて説明するが、本発明では、図４に示すように容器１０の底部１０Ａに沈殿している沈殿異物を検査対象とする。容器１０には飲料水１１が充填されているので、飲料水１１の比重よりも大きい比重を有する毛髪等の異物が検査対象となる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図５は本発明の検査装置の実施形態の一例を示しており、容器１０を搬送する搬送機構２０が設けられており、搬送機構２０は、透光性の容器１０が直立した姿勢で、容器１０の頂部を所定位置でグリップ２１により把持して周知の機構で連続的に搬送する。搬送機構２０は平坦な搬送路で容器１０をグリップ２１で把持し、位置Ａから徐々に下降させ、下降した位置Ｂから位置Ｃの下降状態で容器１０の底部１０Ａを浸漬する水槽３０が設けられていると共に、透過光方式若しくは反射光方式により底部１０Ａの異物検査を行う底部検査部５０が設けられている。容器１０の下降状態は位置Ｃまで継続され、その後、位置Ｄまで徐々に上昇し、その途中に容器１０に付着した水滴等の付着物を除去する付着物除去部４０が設けられている。本実施形態では、付着物除去部４０はエアーノズルであり、高圧エアーを容器１０の側面に吹き付けることによって、容器１０に付着した水滴等を除去している。水滴等を除去されて綺麗にされ、位置Ｄまで上昇した容器１０は、以後水平に搬送され、底部検査部５０で沈殿異物が検出された容器１０を、グリップ２１を解放して排除する。これにより、異物がなく、付着物を除去された綺麗な容器１０のみが所定場所まで搬送される。

水槽３０の構成例は図６に示すようになっており、水槽３０には水３１が所定高さに満たされていると共に、容器１０の搬送方向と反対方向に水３１が流動されている。水３１を流動させるため、水槽３０の入り口部に水流発生ノズル３２が配設されると共に、水槽３０の出口部に浄化フィルタ３３が配設されている。また、底部検査部５０の手前側には、水流により容器１０の側面（胴部）に付着した気泡等を取り除くための胴部脱気ノズル３４と、容器１０の底部に付着した気泡等を取り除くための底部脱気ノズル３５とが配設されている。胴部脱気ノズル３４及び底部脱気ノズル３５の脱気処理により、気泡が取り除かれた状態で異物検査を行うことができる。浄化フィルタ３３を配設することにより、排出された水を循環させて再利用可能である。

図７は容器１０の検査領域を示しており、底部中央部より奥側と手前側で容器１０の底部のエッジ画像で影響が出るので、本発明では図８に示すように、底部検査部５０は、容器１０の奥側を検査するための、ＣＣＤカメラ（＃１）５１及び照明装置（＃１）５２で成る第１検査部と、容器１０の手前側を検査するための、ＣＣＤカメラ（＃２）５３及び照明装置（＃２）５４で成る第２検査部とで構成されている。このように２つの検査部で、容器１０の底部に沈殿した異物を検査しているので、検査の確実性を向上することができる。

また、本発明の制御系の構成例は図９に示すようになっており、全体の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）（ＭＰＵ（Micro Processor Unit）やＭＣＵ（Micro Controller Unit）等を含む）１００を備え、搬送機構２０の搬送、容器１０の把持、排除などを制御する搬送機構制御部１１０と、水槽３０の水流を制御する水流制御部１２０と、胴部脱気ノズル３４及び底部脱気ノズル３５を制御する脱気ノズル制御部１３０と、水滴除去部４０を制御する水滴除去制御部１４０と、底部検査部５０の第１検査部を制御する底部検査（＃１）制御部１５０及び第２検査部を制御する底部検査（＃２）制御部１６０と、第１検査部及び第２検査部の検査結果から適宜画像処理して、異物の有無を判定する異物判定部１７０とが相互に接続された構成となっている。また、ＲＡＭやＲＯＭ等のメモリ、キーボードやマウス等の指示装置も適宜接続されている。

このような構成において、その動作例を図１０のフローチャートを参照して説明する。以下では１本の容器１０について説明するが、多数の容器１０が順々に把持されて搬送され、連続的に異物検査が実施される。また、水槽３０内には、水３１が満たされているとする。

先ず搬送機構制御部１１０を介して搬送機構２０を搬送駆動すると共に（ステップＳ１０）、グリップ２１により直立状態で容器１０を把持し（ステップＳ１１）、水平搬送後の位置Ａを経過してから徐々に下降させる（ステップＳ１２）。これと並行して水流制御部１２０により、水槽３０内の水が流れるように、水流発生ノズル３２から水流を発生し、浄化フィルタ３３から水を排水する（ステップＳ１３）。また、脱気ノズル制御部１２０により、胴部脱気ノズル３４及び底部脱気ノズル３５を駆動する（ステップＳ１４）。

このような状態で、容器１０が下降して位置Ｂに達すると容器１０の底部１０Ａが水槽３０内の水３１に浸漬されながら水平方向に搬送され、先ず底部検査制御部１５０により第１検査部で容器１０の奥側が検査され（ステップＳ２０）、次いで第２検査部で容器１０の手前側が検査され（ステップＳ２１）、第１検査部の撮像画像及び第２検査部の撮像画像が異物有無判定部１７０に送られ、異物有無判定部１７０で画像処理、解析が実施されて異物の有無が判定される（ステップＳ２２）。図８に示すように第１検査部では、照明装置５２で容器１０を照射し、その透過光をＣＣＤカメラ５１で受光し、その撮像画像を異物有無判定部１７０に送って公知の画像処理解析により異物の有無を判定する。同様に、第２検査部では、照明装置５４で容器１０を照射し、その透過光をＣＣＤカメラ５３で受光し、その撮像画像を異物有無判定部１７０に送って公知の画像処理解析により異物の有無を判定する。この異物検査において、従来方式では、図１１（Ａ）に示すように、下方からの光は底部の樹脂面の屈折で反射されてＣＣＤカメラに光が入光せず、横方向からの光のみが入光する。空気、容器、充填された液体の光学関係で空気から液体のところで、反射されてしまう。これに対して、本発明では、一度水槽３０の中に入った光は、水槽３０内の水３１、容器１０、容器１０の液体１１が一体となって密接しているので、光を反射してしまうような屈折率の変わるものが無い。図１２（Ａ）は奥側に毛髪が混入している場合の実際の撮像画像例であり、図１２（Ｂ）は手前側に毛髪が混入している場合の実際の撮像画像例であり、いずれの場合も毛髪を異物として確実に判定することができる。

容器１０が水槽３０内を搬送されながら異物検査が実施され、位置Ｃに達すると、搬送機構２０は容器１０を徐々に上昇させると共に（ステップＳ２３）、水滴除去制御部１４０を介して水滴除去部４０を駆動して容器１０に付着している水滴等を除去する（ステップＳ２４）。その後、容器１０は位置Ｄまで上昇し、以後水平に搬送されるが、異物判定部１７０で異物が検出された容器１０のグリップを解放して排除する。

上述した照明装置はレーザや可視光、ＬＥＤ等の光源であっても良く、ＣＣＤカメラはＣ−ＭＯＳ等のカメラであっても良い。また、水槽を満たす液体は水でなくても、揮発性アルコール水溶液であっても良く、被検査体として樹脂製の容器１０を挙げて説明したが、ガラス瓶等であっても良い。更に、上述では透過光方式について説明しているが、反射光方式についても適用可能である。

１０透光性容器
１１液体
１２照明装置
１３ＣＣＤカメラ
２０搬送機構
２１グリップ
３０水槽
３１水
３２水流発生ノズル
３３浄化フィルタ
３４胴部脱気ノズル
３５底部脱気ノズル
４０水滴除去部
５０底部検査部
１００ＣＰＵ（ＭＰＵ，ＭＣＵ）
１１０搬送機構制御部
１２０水流制御部
１３０脱気ノズル制御部
１４０水滴除去制御部
１５０、１６０底部検査制御部
１７０異物判定部

Claims

直立した透光性の被検査体を搬送しながら、前記被検査体に混入した異物を透過光方式若しくは反射光方式により連続的に検査する異物検査方法において、
前記被検査体を下降させた状態で、かつ前記被検査体の底部を液体に浸漬させ、前記被検査体の異物検査を行い、
前記異物検査後に前記被検査体を上昇させながら、前記被検査体に付着している付着物を除去し、
前記被検査体の異物検査を連続的に行うことを特徴とする異物検査方法。
前記液体を、前記被検査体の搬送方向と反対方向に流動させている請求項１に記載の異物検査方法。
前記液体の入り口部に水流発生ノズルが配設され、前記液体の出口部に浄化フィルタが配設されている請求項２に記載の異物検査方法。
直立した透光性の被検査体を搬送しながら、前記被検査体に混入した異物を連続的に検査する異物検査装置において、
前記被検査体を搬送させながら、前記被検査体を下降させると共に、下降後に前記被検査体を上昇させる搬送機構と、
前記被検査体を下降させた状態で、前記被検査体の底部を液体に浸漬させる水槽と、
前記被検査体が前記液体に浸漬された状態で、前記底部の異物を透過光方式若しくは反射光方式により検査する検査部と、
前記異物の検査後に、前記被検査体を上昇させる過程若しくは上昇後に前記被検査体に付着している付着物を除去する付着物除去部と、
を具備し、
前記水槽の入り口部に水流発生ノズルが配設され、前記水槽の出口部に浄化フィルタが配設されており、前記被検査体の搬送方向と反対方向に前記液体を流動させながら前記被検査体の異物検査を連続的に行うことを特徴とする異物検査装置。
前記水槽内に脱気ノズルが設けられている請求項４に記載の異物検査装置。
前記脱気ノズルとして、前記被検査体の胴部の脱気を行う胴部脱気ノズルと、前記被検査体の底部の脱気を行う底部脱気ノズルとが設けられている請求項５に記載の異物検査装置。
前記検査部が、前記被検査体の奥側を検査する第１検査部と、前記被検査体の手前側を検査する第２検査部とで構成されている請求項４乃至６のいずれかに記載の異物検査装置。
前記液体が水若しくは揮発性の高いアルコール水溶液である請求項４乃至７のいずれかに記載の異物検査装置。