JP2903148B2 - 印字不良製品排除装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、賞味期限，製品番
号等が印字された製品について、印字状態を検出し、印
字不良の製品を排除する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】飲料缶，食品用缶等の缶製品の底面に
は、印字装置によって、数字，英字，記号又はそれらの
組み合わせで、賞味期限，製品番号等が５×７ドット程
度で印字されるが、印字状態が不良である場合、その程
度によっては賞味期限又は製品番号を判読することがで
きないため、印字不良の製品を取り除く必要がある。印
字不良の製品が連続する場合、印字装置を調整しなけれ
ばならないため、印字装置による印字に続けて印字不良
製品の排除が行われる。

【０００３】そのような印字不良製品を排除するため
に、以下の装置が実用化されている。即ち、複数の缶
を、底面を上側にして所定の間隔でコンベアに載置し、
該コンベアによって各缶を一列に搬送する。缶の搬送域
には印字装置に備えられた印字ヘッドが缶の底面に対向
するように配置してあり、該印字ヘッドによって各缶の
底面に、予め設定された数字及び記号等が印字される。
印字ヘッドより下流側のコンベアの上方には、印字検査
器に備えられた撮像装置が支持部材によって支持されて
おり、コンベアによって搬送された缶が撮像装置の直下
の位置に達したとき、撮像装置は缶の底面を撮像する。
撮像装置の出側のすぐ後には、缶の搬送方向と直交する
方向に缶の側部を押す排除用シリンダが配設してある。

【０００４】印字検査器には辞書が備えられており、該
辞書には、例えば５×７ドットで正常に印字された缶を
撮像して得た画像を２値化し、文字部分を膨張処理して
各ドットを結合した後、印字位置に基づいて印字方向を
求め、所定の文字枠で各文字を順次切り出し、例えば１
６×１６画素に正規化するという処理を行って得た複数
の基準パターンが予め登録してある。印字検査器は、検
査対象の缶を撮像して得た画像について前同様の処理を
行って得た複数の対象パターンそれぞれと、辞書内の対
応する基準パターンとの一致率をそれぞれ算出し、算出
した一致率が予め定めた閾値より低い場合、無印字，誤
印字及び文字欠け等の重不良であると判定して排除用シ
リンダを作動させ、重不良の缶をコンベアから排除させ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の印字不良製品排
除装置にあっては、コンベアによる缶の搬送速度を高く
すると、撮像装置から排除用シリンダの位置まで缶を搬
送するに要する時間に比べて、缶を撮像した画像から印
字状態の判定に要する時間の方が長くなり、印字状態の
判定が終了する前に缶が排除用シリンダを通過してしま
う。そのため、搬送速度を高くすべく高速演算を行う印
字検査器を用いなければならないが、そのような印字検
査器を用いても、印字状態の判定には比較的時間を要す
るため、十分な搬送速度を得ることができず、単位時間
当たりに検査し得る製品の数が少ないという問題があっ
た。

【０００６】一方、コンベアから排除された缶につい
て、印字状態の判定、及び排除用シリンダによる缶の排
除が正しく行われたか否かを検査すべく、排除された缶
の印字状態を確認する必要がある。従来、排除された缶
の印字状態の確認は目視によって行っていたため、その
ための作業者を配置しなければならず、また確認作業に
長時間を要するという問題があった。

【０００７】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは複数の製品について
印字状態の検査を並列的に行い、撮像装置と排除機との
間にある複数の製品の検査結果をそれぞれ記憶し、各製
品の搬送に伴って、前記記憶手段に記憶させた検査結果
をトラッキングし、排除機が配置してある位置へ次に搬
送される製品の検査結果が不良である場合、製品を排除
させる排除信号を排除機に与え、また次に搬送される製
品を検出した検出信号を排除機に与え、排除信号及び検
出信号が与えられた場合、排除機がその製品を排除する
構成にすることによって、単位時間当たりの検査能力が
高い印字不良製品排除装置を提供することにある。

【０００８】また、他の目的とするところは、排除され
た製品を搬送し、排除された製品の印字が施してある部
分を撮像して得た画像に基づいて、印字状態の良否を検
査する構成にすることによって、搬送装置から排除され
た製品の印字状態の検査を作業者によらず行うことがで
きる印字不良製品排除装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１発明に係る印字不良
製品排除装置は、複数の製品を搬送装置によって搬送し
つつ、製品の搬送領域に臨ませて設置した撮像装置によ
って製品の印字が施された部分を撮像し、得られた画像
に基づいて印字状態を検査装置によって検査し、印字状
態が不良である場合、前記撮像装置より下流に配置した
排除機によってその製品を前記搬送装置から排除する印
字不良製品排除装置において、前記検査装置は複数の画
像について印字状態の検査を並列的に行うようになして
あり、前記排除機は、撮像装置との間で複数の製品が存
在し得る位置に配置してあり、撮像装置と排除機との間
にある複数の製品の検査結果をそれぞれ記憶する記憶手
段と、各製品の搬送に伴って、前記記憶手段に記憶させ
た検査結果をトラッキングする手段と、排除機が配置し
てある位置へ次に搬送される製品の検査結果が不良であ
る場合、製品を排除させる排除信号を前記排除機に与え
る手段と、前記排除機より上流に配設してあり、次に搬
送される製品を検出した検出信号を前記排除機に与える
センサとを備え、前記排除機は、排除信号及び検出信号
が与えられた場合、その製品を排除するようになしてあ
ることを特徴とする。

【００１０】撮像装置から排除機までの距離を長くし
て、両者の間に複数の製品が存在し得るようにする。搬
送装置によって製品が撮像装置の位置まで搬送されたと
き、撮像装置は製品の印字が施してある部分を撮像し、
得られた画像に基づいて印字状態の検査を行う。この操
作を各製品について順次行う。

【００１１】図７は印字状態の検査実施状況及び検査結
果の記憶状況を説明する説明図であり、横軸は時間軸で
ある。図７の如く、撮像装置によって画像が得られる都
度、各画像を取り込む。第１画像の取り込みが終了する
と、第１画像について画像処理を行って印字状態の良否
の検査を開始すると共に、第２画像の取り込みを行い、
それが終了すると、第１画像に係る検査と第２画像に係
る検査とを並列的に行う。更に、第１画像及び第２画像
に係る検査の間、第３画像の取り込みを行い、それが終
了すると、第１画像及び第２画像に係る検査と第３画像
に係る検査とを並列的に行う。

【００１２】第１画像，第２画像及び第３画像に係る検
査が行われている間、第４画像の取り込みを行い、第１
画像に係る検査結果が出力されると、第４画像に係る検
査を開始する。このように、複数の画像に係る検査を並
列的に行う。

【００１３】新たな検査結果が得られると、各検査結果
を順番に記憶させてある記憶手段内の各結果を１つずつ
順番を繰り上げた後、新たな検査結果を記憶させるよう
にトラッキングを行う。記憶手段内の検査結果は、最先
に記憶させたものから読み出されるようになっており、
読み出しが行われた検査結果は前述した繰り上げを行わ
ずに、上書きを行う。記憶手段から読み出された検査結
果、即ち排除機が配置してある位置へ次に搬送される製
品に係る検査結果が不良である場合、製品を排除させる
排除信号を排除機に与える。

【００１４】排除機より所定距離だけ上流には、次に搬
送される製品を検出した検出信号を排除機に与えるセン
サが設置してあり、排除機は、排除信号が与えられた場
合、検出信号が与えられてから所定時間経過後にその製
品を搬送装置から排除する。このように、印字状態の検
査に要する時間を、撮像した製品が排除機まで搬送され
る時間によって吸収することができ、製品の搬送速度を
高くすることができる。一方、各検査結果は順次、トラ
ッキングされるため、印字不良の製品が排除機によって
確実に排除される。

【００１５】第２発明に係る印字不良製品排除装置は、
複数の製品を搬送装置によって搬送しつつ、製品の搬送
領域に臨ませて設置した撮像装置によって製品の印字が
施された部分を撮像し、得られた画像に基づいて印字状
態を検査装置によって検査し、印字状態が不良である場
合、前記撮像装置より下流に配置した排除機によってそ
の製品を前記搬送装置から排除する印字不良製品排除装
置において、排除された製品を搬送する搬送装置と、排
除された製品の搬送領域に臨ませて設置した撮像装置
と、該撮像装置が排除された製品の印字が施された部分
を撮像して得た画像に基づいて、印字状態を検査する検
査装置とを備えることを特徴とする。

【００１６】排除機によって搬送装置から排除された製
品は、それを搬送する搬送装置によって搬送され、撮像
装置によって印字が施してある部分を撮像し、得られた
画像に基づいて印字状態の良否を検査する。これによっ
て、排除機による製品の排除及び排除すべき製品の検査
が正しく行われているか否かを確認する。これによっ
て、搬送装置から排除された製品の印字状態の検査を作
業者によらず行うことができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図１及び図２は本発明に
係る印字不良製品排除装置を示す側面図及び平面図であ
り、図３は印字不良製品排除装置の制御系を示すブロッ
ク図である。コンベア１上には複数の缶Ｃ，Ｃ，…が底
面を上にして順次載置されるようになっており、各缶
Ｃ，Ｃ，…はコンベア１によって矢符で示した方向へ搬
送される。コンベア１の下面には複数の脚32，32，32が
所定間隔で垂設してあり、各脚32，32，32は移動台33上
に固定してある。コンベア１の搬送領域には帯状のガイ
ド31，31が缶Ｃ，Ｃ，…の直径に応じた距離を隔てて平
行に設けてあり、ガイド31，31によって各缶Ｃ，Ｃ，…
は一列に搬送される。

【００１８】缶Ｃ，Ｃ，…の搬送域には、印字装置４を
構成する印字ノズルヘッド５が、コンベア１によって搬
送された缶Ｃの底面に対向するように、支持部材35によ
って上下移動自在に支持されており、印字ノズルヘッド
５より所定距離だけ上流には、缶Ｃの有無を検出する一
対の第１光電センサ21，21が設けてある。第１光電セン
サ21，21の検出信号は、印字すべき文字が予め設定して
ある印字装置本体６に与えられるようになっており、印
字装置本体６は検出信号が与えられてから、コンベア１
の搬送速度に応じて予め定めた時間経過した後、印字ノ
ズルヘッド５からインクを噴射させて缶Ｃの底面に所定
の文字を印字させる。

【００１９】前記支持部材35には、印字検査装置７に備
えられた撮像装置８が印字ノズルヘッド５より下流側に
支持されており、撮像装置８は、印字ノズルヘッド５に
よって印字された缶Ｃの底面を撮像する。撮像装置８は
ビデオカメラ及びストロボを備えている。コンベア１の
ビデオカメラの撮像中心より少し下流には第２光電セン
サ22，（22）が配置してあり、第２光電センサ22，（2
2）が缶Ｃの端部を検出すると、撮像装置８のストロボ
が作動し、ビデオカメラによって缶Ｃの底面が撮像さ
れ、得られた画像は印字状態を検査する印字検査器本体
９に与えられる。

【００２０】コンベア１の一側の撮像装置８より所定距
離（バッファゾーン）だけ下流には、プッシャ12を往復
させる排除用シリンダ11が、プッシャ12の往復方向が缶
Ｃ，Ｃ，…の搬送方向と直交する方向であって、プッシ
ャ12が缶Ｃ，Ｃ，…の周面に当接するように配設してあ
り、コンベア１の他側の排除用シリンダ11より少し下流
には、プッシャ12によって押された缶Ｃをコンベア１か
ら排出させるための排出路38が取り付けてある。コンベ
ア１の排除用シリンダ11より少し上流には第３光電セン
サ23，23が設けてあり、第３光電センサ23，23による缶
Ｃ，Ｃ，…の検出信号は排除用シリンダ11及び排除制御
部10にそれぞれ与えられる。排出路38の入口の両側縁部
には第４光電センサ24，24が設けてあり、該第４光電セ
ンサ24，24によって、プッシャ12による缶Ｃの排出路38
への排出を検出・確認するようになっている。

【００２１】前述した印字検査器本体９には辞書9aが備
えられており、該辞書9aには、所定のドット数で正常に
印字された缶Ｃを撮像して得た画像を２値化し、文字部
分を膨張処理して各ドットを結合した後、印字位置に基
づいて印字方向を求め、所定の文字枠で各文字を順次切
り出し、１６×１６画素に正規化するという処理を行っ
て得た複数の基準パターンが予め登録してある。印字検
査器本体９は、検査対象の缶Ｃを撮像して得た画像につ
いて基準パターンの登録と同様の処理を行って複数の対
象パターンを得、得られた各対象パターンと、辞書9a内
の対応する基準パターンとの一致率をそれぞれ算出する
処理を、３又は４画像について並列的に行う。このよう
な印字検査器として、ＤＰＰ−１２００（日立エンジニ
アリング株式会社製）を用いることができる。

【００２２】印字検査器本体９には、印字状態の良否を
判定するための閾値が予め設定してあり、印字検査器本
体９は、各一致率と閾値とをそれぞれ比較し、閾値より
低い一致率が存在する場合は排除対象である重不良であ
り、全ての一致率が閾値より高い場合は良好であると判
定する。そして、印字検査器本体９は、印字状態の判定
が終了する都度、排除制御部10に所定長のパルスである
判定終了信号を与え、その判定結果が重不良である場
合、判定終了信号より僅かに速いタイミングで、判定終
了信号より短いパルスの排除信号を排除制御部10に与え
る。

【００２３】また、印字検査器本体９は、重不良が連続
して判定されたか否かを判断し、そうである場合、運転
制御部３に停止信号を与えてコンベア１の運転を停止す
る。

【００２４】図４は図３に示した排除制御部10を示すブ
ロック図であり、図中103 は判定結果を記憶するレジス
タ、102 はレジスタに判定結果を書き込む書き込み部で
ある。また、101 は後述する各動作を制御するＣＰＵで
ある。書き込み部102 には印字検査器本体９から判定終
了信号及び排除信号が与えられるようになっており、書
き込み部102 は、両信号に基づいて次のようにレジスタ
103 への書き込みを行う。

【００２５】図５は書き込み部102 によるレジスタ103
への書き込み動作を説明する説明図である。図５に示し
たように、レジスタ103 は判定結果を記憶する複数の記
憶領域を備えており、各領域には小さい番号から大きい
番号へ順番にアドレスが付してあり、通常、最小の番号
が書き込み開始アドレスである。なお、記憶領域の数
は、バッファゾーンの長さ及び缶の直径に応じて設定し
てあり、例えば、バッファゾーンに最大７つの缶が存在
し得る場合、図５に示した如く記憶領域を７つ用意して
おく。

【００２６】書き込み部102 は、印字検査器本体９から
信号が与えられるまで待機し、それが与えられると、所
定時間以内により長いパルスの信号が与えられるか否か
を判断し、それが与えられた場合、最初に与えられた信
号は排除信号であると判断して、予め設定された書き込
み開始アドレスの記憶領域に排除指令を書き込み、所定
時間以内により長いパルスの信号が与えられない場合、
与えられた信号は判定終了信号であると判断して、通過
指令を書き込む。次の信号が与えられると、書き込み部
102 は書き込み開始アドレスの記憶領域内の情報をそれ
より１つ大きいアドレスの記憶領域に書き込んだ後、前
同様、書き込み開始アドレスに排除指令又は通過指令を
書き込む。このように、書き込み部102 は、新たな信号
が与えられる都度、各記憶領域内の情報をそれぞれ１つ
大きいアドレスの記憶領域へ書き込んだ後、書き込み開
始アドレスの記憶領域への書き込みを行う。

【００２７】レジスタ103 内の各情報は、該レジスタ10
3 に最先に書き込まれたものから読み出される。例え
ば、第１〜第６アドレスまで書き込まれている場合、第
６アドレスの情報が読み出され、この読み出しが終了す
ると、２重読み出しを防止するために、第６アドレスに
フラグが立てられる。次の判定終了信号が与えられる
と、書き込み部102 は第１〜第５アドレスの記憶領域の
情報を１つ大きいアドレス第２〜第６アドレスの記憶領
域に書き込み、第６アドレスのフラグを下ろす。

【００２８】排除用シリンダ11（図２及び図３参照）へ
その作動信号を出力する出力部104には、第３光電セン
サ23，23（図２及び図３参照）から缶の検出信号が与え
られるようになっており、出力部104 は、検出信号が与
えられると、レジスタ103 内に最先に記憶させた情報を
読み出すと共に、そのアドレスにフラグを立てる。そし
て、出力部104 は、読み出した情報が排除指令である場
合、排除用シリンダ11へ作動信号を出力し、読み出した
情報が通過指令である場合、作動信号の出力を行わな
い。

【００２９】前述した如く第３光電センサ23，23の検出
信号は排除用シリンダ11にも与えられるようになってお
り、排除用シリンダ11は、排除制御部10から作動信号が
与えられた場合、第３光電センサ23，23の検出信号が与
えられてから、缶Ｃがプッシャ12のセンタまで搬送され
るに要する時間経過したタイミングでプッシャ12を１往
復させて缶Ｃをコンベア１から排出路38へ排出し、印字
不良の缶Ｃを排除する。このように、画像処理に要する
時間を、撮像した缶Ｃがバッファゾーンを搬送される時
間によって吸収することができ、缶Ｃ，Ｃ，…の搬送速
度を高くして単位時間における検査数を多くすることが
できる。一方、各判定結果はレジスタ103 において前述
した如く、缶Ｃ，Ｃ，…の搬送に応じてトラッキングさ
れるため、印字不良の缶Ｃが確実に排除される。

【００３０】図６は他の実施の形態を示す平面図であ
り、印字不良であるとして排除された缶の印字状態を再
検査するようにしてある。なお、図１に対応する部分に
は同じ番号を付してその説明を省略する。排出路38の出
側は第２コンベア42に取り付けてあるガイド51，51に連
結してあり、排除用シリンダ11によって排出された缶Ｃ
は第２コンベア42によって矢符方向へ搬送される。第２
コンベア42の搬送領域に臨ませて、ビデオカメラ及びス
トロボを備える第２撮像装置18が配してあり、第２撮像
装置18は支持部材36によって上下移動自在に支持されて
いる。第２撮像装置18に備えられたビデオカメラの撮像
中心より少し下流には図示しない一対の第５光電センサ
が配置してあり、第５光電センサが缶Ｃの端部を検出す
ると、第２撮像装置18のストロボが作動し、ビデオカメ
ラによって缶Ｃの底面が撮像される。

【００３１】得られた画像は図示しない第２印字検査器
本体に与えられる。第２印字検査器本体には前述した辞
書に登録してある基準パターンより大きい画素数で正規
化した複数の基準パターンが登録してあり、第２印字検
査器本体は、前同様に、与えられた画像から切り出した
文字を正規化し、辞書内の対応する基準パターンとの一
致率をそれぞれ算出し、各一致率と排除に係る閾値と同
じ値の閾値とをそれぞれ比較する。そして、第２印字検
査器本体は、閾値より小さい一致率が含まれていない場
合、缶の誤排除、又は撮像装置８によって得られた画像
に基づく印字状態の判定不良であると判断して、音又は
光等を発する警報装置を作動させる。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述した如く第１発明に係る印字不
良製品排除装置にあっては、印字状態の検査に要する時
間を、製品が撮像装置と排除機との間を搬送される時間
によって吸収することができるため、製品の搬送速度を
高くすることができ、単位時間当たりに検査し得る製品
の数が多い。また、各検査結果は製品の搬送に伴ってト
ラッキングされるため、印字不良の製品が確実に排除さ
れる。

【００３３】第２発明に係る印字不良製品排除装置にあ
っては、搬送装置から排除された製品の印字状態の判定
を作業者によらず行うことができる。また排除された製
品について、再び印字状態の検査を行うため、缶の誤排
除及び印字状態の判定不良を検出することができ、それ
らを再調整することによって信頼性が向上する等、本発
明は優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る印字不良製品排除装置を示す側面
図である。

【図２】本発明に係る印字不良製品排除装置を示す平面
図である。

【図３】印字不良製品排除装置の制御系を示すブロック
図である。

【図４】図３に示した排除制御部を示すブロック図であ
る。

【図５】書き込み部によるレジスタへの書き込み動作を
説明する説明図である。

【図６】他の実施の形態を示す平面図である。

【図７】印字状態の検査実施状況及び検査結果の記憶状
況を説明する説明図である。

【符号の説明】

１ コンベア ３ 運転制御部 ５ 印字ノズルヘッド ８ 撮像装置 ９ 印字検査器本体 １０ 排除制御部 １１ 排除用シリンダ Ｃ 缶

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−19257（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−230187（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B07C 3/14 G06K 9/62 650 B41J 29/46

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の製品を搬送装置によって搬送しつ
   つ、製品の搬送領域に臨ませて設置した撮像装置によっ
   て製品の印字が施された部分を撮像し、得られた画像に
   基づいて印字状態を検査装置によって検査し、印字状態
   が不良である場合、前記撮像装置より下流に配置した排
   除機によってその製品を前記搬送装置から排除する印字
   不良製品排除装置において、 前記検査装置は複数の画像について印字状態の検査を並
   列的に行うようになしてあり、前記排除機は、撮像装置
   との間で複数の製品が存在し得る位置に配置してあり、 撮像装置と排除機との間にある複数の製品の検査結果を
   それぞれ記憶する記憶手段と、各製品の搬送に伴って、
   前記記憶手段に記憶させた検査結果をトラッキングする
   手段と、排除機が配置してある位置へ次に搬送される製
   品の検査結果が不良である場合、製品を排除させる排除
   信号を前記排除機に与える手段と、前記排除機より上流
   に配設してあり、次に搬送される製品を検出した検出信
   号を前記排除機に与えるセンサとを備え、 前記排除機は、排除信号及び検出信号が与えられた場
   合、その製品を排除するようになしてあることを特徴と
   する印字不良製品排除装置。
2. 【請求項２】 複数の製品を搬送装置によって搬送しつ
   つ、製品の搬送領域に臨ませて設置した撮像装置によっ
   て製品の印字が施された部分を撮像し、得られた画像に
   基づいて印字状態を検査装置によって検査し、印字状態
   が不良である場合、前記撮像装置より下流に配置した排
   除機によってその製品を前記搬送装置から排除する印字
   不良製品排除装置において、 排除された製品を搬送する搬送装置と、排除された製品
   の搬送領域に臨ませて設置した撮像装置と、該撮像装置
   が排除された製品の印字が施された部分を撮像して得た
   画像に基づいて、印字状態を検査する検査装置とを備え
   ることを特徴とする印字不良製品排除装置。