JP4143869B1 - 外観検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 被検査物の外観全体を容易且つ確実に検査することができる外観検査装置を提供する。
【解決手段】 被検査物の外観を検査する装置であって、被検査物を搬送する第１の搬送手段２１及び第２の搬送手段２２ａと、第１の搬送手段２１により搬送される被検査物の表裏を反転して、第２の搬送手段２２ａに引き渡す表裏反転手段２３と、第１の搬送手段２１及び第２の搬送手段２２ａにより搬送される各被検査物を斜め上方から撮像する複数の撮像手段３０ｂ，３０ｃと、各撮像手段３０ｂ，３０ｃの撮像データに基づき被検査物の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、錠剤やカプセル剤等の被検査物の外観を検査するための外観検査装置に関する。

錠剤等の被検査物に対する異物の付着や、汚れ、欠けなどの欠陥の有無を調べるため、被検査物を搬送して外観を検査する装置が従来から知られている。例えば、特許文献１に開示された外観検査装置は、被検査物を複数のローラにより回転させながら搬送し、被検査物の回転中に斜め上方から複数回撮像することにより、被検査物の表面全体を検査するように構成されている。
特開平９−２１７５５号公報

ところが、上記特許文献１に開示された検査装置は、ローラとの摩擦によって被検査物を回転させるため、被検査物の形状や表面粗さ等によっては被検査物が滑らかに回転しないまま撮像されるおそれがあった。このため、被検査物の撮像が部分的なものとなり、外観検査を確実に行うことができないという問題を有していた。

そこで、本発明は、被検査物の外観全体を容易且つ確実に検査することができる外観検査装置の提供を目的とする。

本発明の前記目的は、被検査物の外観を検査する装置であって、被検査物を搬送する第１の搬送手段及び第２の搬送手段と、前記第１の搬送手段により搬送される被検査物の表裏を反転して、前記第２の搬送手段に引き渡す表裏反転手段と、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段により搬送される各被検査物を斜め上方から撮像する複数の撮像手段と、前記各撮像手段の撮像データに基づき被検査物の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備え、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、被検査物を互いに逆方向に搬送するように搬送面に沿って並列配置されており、前記各撮像手段は、受光量に応じた信号を出力するラインセンサカメラであり、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段により搬送される各被検査物を同一の走査ラインに沿って撮像するように配置されている外観検査装置により達成される。

本発明の外観検査装置によれば、被検査物の外観全体を容易且つ確実に検査することができる。

以下、本発明の実態形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る外観検査装置の側面図であり、図２は、図１の要部平面図である。

図１及び図２に示すように、外観検査装置１は、錠剤等の被検査物が投入されるホッパー１０と、ホッパー１０から供給される被検査物を整列搬送する振動フィーダ１２ａ，１２ｂと、振動フィーダ１２ａ，１２ｂから順次供給される被検査物を搬送する搬送装置２０と、搬送装置２０により搬送される被検査物を撮像する５つの撮像装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅと、各撮像装置３０ａ〜３０ｅの撮像データに基づき被検査物の欠陥の有無を判別する欠陥判別装置４０とを備えている。

振動フィーダ１２ａ，１２ｂは、ホッパー１０の左右方向に隣接して設けられており、ホッパー１０の下部に形成された２つの排出口１０ａ，１０ｂからシュート１１ａ，１１ｂを介してそれぞれ被検査物が供給される。振動フィーダ１２ａ，１２ｂに供給された被検査物は、振動によって図２の矢示方向に搬送される。振動フィーダ１２ａ，１２ｂの搬送機構については、楕円振動を行う従来の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。

図３は、一方の振動フィーダ１２ａにおける搬送面を構成するフィーダボール１４ａの拡大平面図である。フィーダボール１４ａは、円形の底壁１４１ａが振動フィーダ１２ａの振動軸（図示せず）に支持されており、外縁に沿って設けられた環状のガイド壁１４２ａを備えている。底壁１４１ａの外周部には、ガイド壁１４２ａに沿って上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及びガイドレール１４５ａが順次連接するように設けられている。

図４は、図３に示す上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及びガイドレール１４５ａを２点鎖線Ａに沿って直線上に展開したときの側面視における傾斜状態を示している。上昇レール１４３ａは、ガイド壁１４２ａに沿って上り傾斜を有している。上昇レールの傾斜は、最初は小さく、徐々に大きくなり、最後は小さくなるように、滑らかな曲線状とされている。また、下降レール１４４ａは、ガイド壁１４２ａに沿って下り傾斜を有しており、その傾斜角度は、搬送方向に沿って徐々に大きくなるように形成されている。ガイドレール１４５ａは、下降レール１４４ａから連続する下り傾斜を有しており、被検査物を一列の状態で搬送する。

フィーダボール１４ａに振動が付与されると、底壁１４１ａ上の被検査物は、上昇レール１４３ａの傾斜に沿って上昇した後、下降レール１４４ａに沿って下降する。上昇レール１４３ａ及び下降レール１４４ａは、円周方向に沿って傾斜すると共に、径方向外方に下降するようにも傾斜しており、ガイド壁１４２ａに沿って一列の状態でガイドレール１４５ａに案内される。ガイドレール１４５ａに導入されない余剰の被検査物は、底壁１４１ａに落下して、振動搬送により再び上昇レール１４３ａに導かれる。

以上の振動フィーダ１２ａの構成は、他方の振動フィーダ１２ｂについても同様であり、各振動フィーダ１２ａ，１２ｂの供給部１４６ａ，１４６ｂから搬送装置２０に向けて被検査物が整列搬送される。

搬送装置２０は、各振動フィーダ１２ａ，１２ｂから被検査物を受け取って左右２列の状態で搬送する往動搬送部２１と、往動搬送部２１の左右両側にそれぞれ並列配置されて往動搬送部２１の搬送方向とは逆方向に被検査物を一列で搬送する復動搬送部２２ａ，２２ｂと、往動搬送部２１の各列からそれぞれ被検査物を受け取り、表裏を反転させて復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡す表裏反転装置２３とを備えている。

往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは、いずれもベルトコンベヤからなり、サーボモータ等により同じ搬送速度で駆動される。それぞれの搬送ベルトは、光透過性及び光拡散性を有する乳半色の半透明材料により構成されており、例えば、ニッタ株式会社製のポリエステルベルト（製品名：ニューライトグリップ Ｐ−０）を使用することができる。搬送ベルトは、必ずしも乳半色のものに限定されず、光透過性及び光拡散性を有する高明度色のものであれば、後述するように、被検査物Ｄの確実な外観検査を行う上で好適である。具体的には、搬送ベルトの明度は、マンセル体系で７以上が好ましく、７．５以上がより好ましく、８以上が更に好ましい。但し、被検査物自体の明度が低い場合には、搬送ベルトの明度が５程度であっても確実な外観検査を行い得る。また、搬送ベルトは、透明材料により形成してもよく、この場合も、本実施形態と同様の効果を奏することができる。透明材料からなる搬送ベルトを使用する場合には、少なくとも下方の照明装置３２に高明度色の光源を使用することが好ましい。

それぞれの搬送ベルトの搬送面には、搬送方向に沿って延びる溝部２４が被検査物の各搬送列に対応して形成されている。溝部２４は、断面円弧状（楕円弧状を含む）に形成されており、被検査物の幅よりも小さい幅を有し、被検査物の一部のみが収容される程度の深さ（例えば、錠剤の場合に０〜１ｍｍ程度）を有している。また、振動フィーダ１２ａ（１２ｂ）から往動搬送部２１への被検査物の引き渡し位置には、図１に示すように押圧ローラ２５が設けられている。

表裏反転装置２３は、図５及び図６に示すように、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂと、反転ドラム２３２とを備えている。傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂは、真空ポンプ（図示せず）に接続される吸引ボックス２３３の左右両側に位置する傾斜面２３３ａ，２３３ｂに対してそれぞれ摺動回転するように支持されることで、図５に示すように往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送方向に沿って見た場合に、回転軸Ｒ１，Ｒ２が往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に対して傾斜するように（即ち、外観検査装置１が水平な床面に設定された状態で、水平面に対して傾斜するように）配置されている。

傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂ及び反転ドラム２３２の形状は、本来の円筒状（ドラム状）以外に、円板状（ディスク状）であってもよく、本実施形態においては、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂをディスク状として、反転ドラム２３２をドラム状としている。

傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂの外周面には、円周方向に沿って連続的に多数形成された吸引孔２３４ａ，２３４ｂを有している。吸引孔２３４ａ，２３４ｂは、吸引ボックス２３３の傾斜面２３３ａ，２３３ｂの切欠部２３５ａ，２３５ｂを介して吸引ボックス２３３内と連通している。これにより、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂは、往動搬送部２１により搬送される各列の被検査物Ｄをそれぞれ吸引保持して、図６の矢示方向に搬送する。

反転ドラム２３２は、吸引ボックス２３３の垂直面２３６に対して摺動回転するように、回転軸が左右方向に水平に延びるように支持されている。反転ドラム２３２の外周面両側には、それぞれ吸引孔２３７ａ，２３７ｂが周方向に沿って連続的に多数形成されている。吸引孔２３７ａ，２３７ｂは、垂直面２３６に形成された切欠部２３８を介して吸引ボックス２３３内と連通している。これにより、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂにより搬送された被検査物Ｄが傾斜回転することにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの並列方向（搬送面に沿って搬送方向と直交する方向）に距離ｈを移動した位置で反転ドラム２３２の吸引孔２３７ａ，２３７ｂにそれぞれ受け渡され、反転ドラム２３２の外周面に吸引保持される。

被検査物Ｄの並列方向の移動距離ｈは、往動搬送部２１の溝部２４と復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４との距離に対応しており、被検査物Ｄは、反転ドラム２３２の図６に示す矢示方向の回転により復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４の上方に案内され、圧空ノズル２３９からの加圧空気の噴射により、復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡される。

また、図１及び図２に示すように、往動搬送部２１および復動搬送部２２ａ，２２ｂの周辺には、搬送される被検査物Ｄを上方から撮像する５つの撮像装置３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ，３０ｅが配置されている。また、往動搬送部２１および復動搬送部２２ａ，２２ｂの直上及び直下には、それぞれ白熱球などの光源から照射された光を光ファイバにより案内して、被検査物Ｄを照明する照明装置３１，３２が配置されている。

撮像装置３０ａ〜３０ｅは、いずれもラインセンサカメラであり、撮像軸と交差する方向に走査して、被検査物Ｄの明度に応じた信号（すなわち、ラインセンサの受光量にほぼ比例する大きさの信号）を出力する。撮像装置３０ａ〜３０ｅのうち、２つの撮像装置３０ａ，３０ｂは、平面視において撮像軸Ｉ１上に対向配置されている。また、他の２つの撮像装置３０ｃ，３０ｄは、平面視において撮像軸Ｉ１と直交する撮像軸Ｉ２上に対向配置されている。これら各撮像装置３０ａ〜３０ｄは、往動搬送部２１により２列で搬送される被検査物Ｄ、及び、復動搬送部２２ａ，２２ｂによりそれぞれ一列で搬送される被検査物Ｄを、撮像軸Ｉ１またはＩ２上において、斜め上方から略同時に撮像できるように配置されている。すなわち、撮像装置３０ａ〜３０ｄは、いずれも各搬送列に対応する合計４つの被検査物Ｄを同一の走査ラインに沿って撮像することができる。

一方、残りの撮像層３０ｅは、被検査物Ｄを直上から撮像するように配置されており、往動搬送部２１により搬送される被検査物Ｄの表面と、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被検査物Ｄの裏面とを同一の走査ラインに沿って撮像できるように配置されている。

欠陥判別装置４０は、各撮像装置３０ａ〜３０ｅからの出力信号に基づき被検査物Ｄの２次元の画像データを生成する画像生成部４１と、生成された画像データから受光量が所定レベル以下の領域を切り出して検査を行う画像処理部４２とを備えており、画像処理部４２における検査結果に基づいて、搬送される各被検査物Ｄの合否判定を行う。復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被検査物Ｄは、選別装置４３により個々の被検査物Ｄごとに合格品・不合格品の選り分けが行われ、検査結果が合格の場合は、被検査物Ｄが良品取出しベルト４４に移行されて取り出される一方、検査結果が不合格の場合は、不良品受け缶４５に排出される。

次に、上述した外観検査装置１の作動を説明する。図１及び図２を参照して、検査対象となる錠剤等の被検査物をホッパー１０に多数投入すると、被検査物は、シュート１１ａ，１１ｂを経て振動フィーダ１２ａ，１２ｂに供給され、図３に示す上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及びガイドレール１４５ａに沿って搬送される。

上昇レール１４３ａ、下降レール１４４ａ及びガイドレール１４５ａは、それぞれ図４に示す傾斜を有しているため、上り傾斜を有する上昇レール１４３ａにおいては被検査物の搬送速度が遅く、下り傾斜を有する下降レール１４４ａにおいては被検査物の搬送速度が速くなる。したがって、図７（ａ）に示すように上昇レール１４３ａにおいて塊状で搬送されていた被検査物Ｄは、下降レール１４４ａに移行すると加速されて、図７（ｂ）に示すようにばらけた状態になる。そして、下降レール１４４ａの搬送過程で、図７（ｃ）に示すように整列状態となる。こうして、下降レール１４４ａは、図８に示すように、被検査物Ｄがガイドレール１４５ａに供給される前に、ガイド壁１４２ａに沿った整列を促すことができ、被検査物Ｄをガイドレール１４５ａにスムーズに導入することができる。ガイドレール１４５ａは、被検査物が一列の状態で通過するように構成されている。

このように、振動フィーダが、上昇レールとガイドレールとの間に介在する下降レールを備えることにより、被検査物の搬送中に所望の速度差をつけることが容易になり、被検査物の形状に拘わらず整列状態での搬送を促すことができる。すなわち、被検査物の自重を利用して自然に整列させることができるので、被検査物を強制的に整列させるための規制板は必ずしも必要ではなく、仮に規制板を設けた場合でも被検査物と規制板との衝突を抑制することができ、被検査物に欠けや割れが発生するおそれを軽減することができる。これらの効果は、上昇レール及び下降レールのそれぞれにおける速度差が大きいほど顕著になることから、本発明の振動フィーダは、高速搬送時（例えば、１列あたり１０〜１６万錠／時）において特に有効である。

上昇レール及び下降レールの傾斜角度や接続位置は、被検査物の搬送量や大きさ、形状等に応じて整列状態になり易いように、適宜設定すればよい。例えば、本実施形態のように、下降レールの傾斜角度を、搬送方向に沿って徐々に大きくすることにより、塊状で搬送されていた被検査物を徐々にばらけさせて、ガイドレールへの導入直前で搬送速度を最も大きくすることができ、被検査物を整列し易くすることができる。

また、上昇レール及び下降レールの傾斜角度の調整に加えて、振動フィーダを傾斜面に設置する等して搬送面全体を水平面に対して傾斜させるようにしてもよく、これによって、搬送速度分布の安定化を図ることができる。振動フィーダを傾斜状態で設置する場合には、平坦面を有する底壁に上昇レールのみを備える振動フィーダであっても、下方への傾斜を生じさせることができるので、被検査物に正の加速度を与えて上昇レールと平坦面との間で被検査物の所望の速度差を生じさせることができ、本実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、上昇レール及び下降レールを有しない平坦面のみを有する底壁を備えた振動フィーダであっても、この振動フィーダを傾斜状態で設置することにより、平坦面の最下部の両側に上昇レール及び下降レールとしてそれぞれ機能する部分を生じさせることができ、やはり本実施形態と同様の効果を奏することができる。

振動フィーダ１２ａ，１２ｂの供給部１４６ａ，１４６ｂから整列状態で排出される被検査物は、往動搬送部２１に引き渡される。図９に示すように、振動フィーダ１２ａ，１２ｂからの供給速度をＶ１とし、往動搬送部２１の搬送速度をこれよりも速いＶ２に設定することにより、往動搬送部２１により搬送される各列の被検査物Ｄ同士の間隔を拡げることができる。この間隔は、Ｖ１とＶ２の速度差を調整することにより、所望の値に設定可能である。押圧ローラ２５は、往動搬送部２１の搬送速度と略同じ回転速度Ｖ２で回転しており、振動フィーダ１２ａ，１２ｂから往動搬送部２１に被検査物Ｄが引き渡される際に、被検査物Ｄの飛び出しや位置ずれを防止し、往動搬送部２１の溝部２４上に被検査物Ｄを確実に載置することができる。

図１０（ａ）に示すように溝部２４上に載置された被検査物Ｄは、底部の一部が溝部２４に収容されることにより、図１０（ｂ）に示すように、往動搬送部２１の搬送面からの高さが、実際の高さに比べて若干低いＬ１となる。そして、往動搬送部２１による搬送中に被検査物Ｄが水平回転すると、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、被検査物Ｄは、往動搬送部２１の搬送面からの高さがより低くなる姿勢（向き）で安定し、高さが最も低いＬ２となる姿勢を保ったまま搬送される。

このように、往動搬送部２１に溝部２４を形成することにより、異形錠やカプセル錠など形状に拘らず、被検査物を最も安定化する姿勢となるように自然に補正することができるので、各被検査物の姿勢を一定にして整列搬送することができる。溝部２４の断面形状は、本実施形態のように円弧状（楕円弧状を含む）であることが好ましく、これによって、被検査物の姿勢に応じた搬送面からの高さ変動が生じやすくなり、被検査物の姿勢の安定化をより確実にすることができる。但し、溝部２４の断面形状は、必ずしも円弧状に限られず、矩形状であってもよい。また、被検査物Ｄの断面形状が、角型など搬送中の姿勢変動が生じない形状であれば、溝部２４を設けない構成にすることもできる。

往動搬送部２１上で姿勢が補正された被検査物Ｄは、撮像装置３０ａ〜３０ｅによる撮像エリアを通過して、表裏反転装置２３により表裏が反転されて、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより逆方向に搬送される。表裏反転装置２３の作動については既に詳述したとおりであり、外周面で被検査物を保持する傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂ及び反転ドラム２３２の２つのドラムを介することで、復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡す被検査物を確実に表裏反転することができる。そして、復動搬送部２２ａ，２２ｂの溝部２４に被検査物Ｄを載置することにより、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被検査物Ｄについても姿勢が自動補正される。こうして、往動搬送部２１による被検査物Ｄの一方向の搬送と、復動搬送部２２ａ，２２ｂによる被検査物Ｄの逆方向の搬送とが、連続的に行われる。

各撮像装置３０ａ〜３０ｅの撮像エリアには、照明装置３１，３２により被検査物Ｄの上下から照明光が照射される。本実施形態の往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂに用いられる搬送ベルトは、光透過性及び光拡散性を有する乳半色など高明度色であるため、被検査物Ｄに対して上下から照明することにより、被検査物Ｄを均一に照明することができると共に、被検査物Ｄの背景となる高明度色を際だたせることができ、被検査物Ｄを背景よりも明度の低い部分として認識することが可能になる。

４つの撮像装置３０ａ〜３０ｄは、いずれも往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される各被検査物Ｄを撮像するように、図２に示す撮像軸Ｉ１，Ｉ２と直交する方向に走査する。この結果、往動搬送部２１により搬送される被検査物Ｄは、図１２に示すように、表面側が斜め上方からＷ，Ｘ，Ｙ，Ｚの４方向に撮像され、復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される被検査物Ｄについても、裏面側が同様に斜め上方から４方向に撮像される。こうして、各撮像装置３０ａ〜３０ｄによる１ライン分の走査により、ラインセンサの受光量に応じた大きさの出力信号が生成され、この走査を被検査物Ｄの搬送中に繰り返し行うことにより、各走査に対応した出力信号が欠陥判別装置４０に順次送信される。

本実施形態においては、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが並列配置され、それぞれ被検査物の表面側及び裏面側を露出させた状態で搬送するように構成されているため、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂにより搬送される各被検査物を、複数の撮像装置３０ａ〜３０ｄにより同一の走査ラインに沿って略同時に撮像することで、被検査物の外観全体を容易且つ確実に検査することができる。

欠陥判別装置４０においては、各撮像装置３０ａ〜３０ｄからの出力信号に基づき、画像生成部４１が走査線に対応する２次元の画像データを生成する。例えば、図１３（ａ）に示すように、往動搬送部２１により搬送される被検査物Ｄに対して、任意の撮像装置が走査ラインＳ１に沿って走査を行った場合、出力信号に基づいて生成される画像データを図１３（ｂ）に示す。

被検査物Ｄは、通常は錠剤やカプセル剤等であるため、被検査物Ｄの色によっては被検査物Ｄと背景との明度差が小さくなり、被検査物Ｄと背景との区別が困難な場合がある。ところが、本実施形態においては、搬送ベルトとして光透過性及び光拡散性を有する乳半色のものなど高明度のものを使用しているので、背景となる搬送面における明度は、被検査物Ｄの明度よりも更に高い値となる。この結果、図１３（ｂ）に示すように、画像データにおいて被検査物Ｄに相当する部分は、背景よりも明度が低い（すなわち、ラインセンサの受光量が少ない）部分として把握することができる。

この結果、図１３（ａ）に示すように、被検査物Ｄの走査ラインＳ１上に、欠けｅ１や飛び出し毛髪ｅ２が存在する場合、これらの欠陥は、図１３（ｂ）に示すように、被検査物Ｄよりも明度が低い（すなわち、ラインセンサの受光量の低い）領域ｂ１，ｂ２として把握することができる。したがって、被検査物Ｄの明度（ラインセンサの受光量）よりも高い値で第１の基準レベルＴ１を設定し、画像処理部４２が、第１の基準レベルＴ１以下の画像データを切り出すことにより、被検査物Ｄと背景とを区別して、被検査物Ｄの検査を行うことができる。被検査物Ｄの欠陥の有無は、例えば、被検査物Ｄの明度（ラインセンサの受光量）よりも低い値で第２の基準レベルＴ２を設定し、この第２の基準レベルＴ２以下の画像データを切り出すことにより、判別することができる。

このような欠陥判別方法によれば、従来は搬送ベルトに同化して検出できないおそれがあった被検査物からの飛び出し欠陥やエッジ部の欠陥も、確実に検出することができる。また、被検査物の撮像データにおけるエッジ部や外部の欠陥だけでなく、被検査物の内部に存在する欠陥についても確実に検出することができる。例えば、図１３（ａ）に示すように、被検査物Ｄの走査ラインＳ２上に異物が付着している場合、図１３（ｃ）に示すように、この異物を被検査物Ｄの信号レベルよりも信号値が低い領域ｂ３として把握することができる。

本実施形態においては、各被検査物Ｄに対し、上述したように表面側及び裏面側のそれぞれについて斜め上方の４方向から撮像することにより、欠陥の有無を判別することができるので、死角のない検査を行うことができる。特に、被検査物が輪状（ドーナツ状）の場合、従来のような表裏面検査及び側面検査では、被検査物の内周面の欠陥を撮像することが困難であったが、本実施形態の外観検査装置は、このような内周面も確実に撮像することができる。したがって、各画像データに対する確実な欠陥判別と相俟って、被検査物の外観検査を確実に行うことができる。

また、各撮像装置３０ａ〜３０ｄにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが搬送する各被検査物を同一の走査ラインに沿って撮像するようにしているので、被検査物の表面側及び裏面側を同一の撮像装置３０ａ〜３０ｄにより撮像して検査することができる。したがって、表面検査と裏面検査とを異なる撮像装置を用いて行う場合のように、カメラの校正や検査精度の確認を頻繁に行う必要がなく、カメラバリデーションを容易にすることができる。

本実施形態においては、上述した４つの撮像装置３０ａ〜３０ｄの他に、被検査物の表面側及び裏面側を垂直方向に撮像する撮像装置３０ｅを更に備えており、欠陥判別装置４０は、撮像装置３０ｅからの出力信号に基づき、画像生成部４１において画像データを生成し、画像処理部４２においてこの画像データをマスタ画像と比較することにより、主として印字部の欠陥を把握することができる。

往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは、被検査物を所定の間隔及び所定の速度で搬送するので、欠陥判別装置４０は、画像生成部４１で生成された画像データが、どの撮像装置３０ａ〜３０ｅからどのタイミングで入力された信号に基づくかを把握することにより、被検査物の欠陥が検出された画像データに対応する被検査物を特定することができる。そして、欠陥を有する被検査物が選別装置４３に搬送されると、不良品受け缶４５に排出される。

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されない。例えば、本実施形態においては、各撮像装置３０ａ〜３０ｄを、平面視において互いに直交する２つの撮像軸上にそれぞれ対向配置することで、撮像装置の設置台数を抑制しつつ、撮像の死角を確実になくすようにしているが、死角を生じない配置であれば種々のバリエーションが可能であり、例えば、各撮像軸同士は必ずしも直交する必要はなく、対向配置も必須ではない。

また、本実施形態においては、カメラバリデーションを容易にする観点から、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂを並列配置して、各撮像装置３０ａ〜３０ｄが被検査物の表面側及び裏面側を同一の走査ラインに沿って撮像可能に構成しているが、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂが搬送する被検査物を個別に撮像するように各撮像装置を配置することも可能である。この場合、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂは必ずしも並列配置する必要はなく、設置スペースに応じて他のレイアウトとすることも可能である。

また、被検査物を斜め上方から撮像するように配置した撮像装置の台数は、本実施形態においては４つとしているが、複数であれば本実施形態と同様の効果を得ることができる。但し、死角を確実に無くすためには、撮像装置を３つ以上配置することが好ましい。複数の撮像装置は、なるべく均一な撮像ができるように、撮像エリアの周囲に沿って等間隔に配置することが好ましい。

また、搬送装置２０については、本実施形態においては、往動搬送部２１の両側に復動搬送部２２ａ，２２ｂを配置するようにしているが、復動搬送部の両側に往動搬送部を配置することも可能である。また、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送列は、本実施形態では２列としているが、１列または３列以上であってもよい。

また、本実施形態においては、表裏反転装置２３が、傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂと反転ドラム２３２とを備えており、往動搬送部２１から被検査物を受け取る傾斜ドラム２３１ａ，２３１ｂの回転軸が、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に対して傾斜するように配置することで、被検査物を並列方向に移動させて、往動搬送部２１から復動搬送部２２ａ，２２ｂへの引き渡しを可能にしている。これに対し、往動搬送部２１から被検査物を受け取るドラム（第１のドラム）を、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの搬送面に沿って（すなわち、水平面に沿って）回転軸が延びるように配置すると共に、このドラムから被検査物を受け取って復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡すドラム（第２のドラム）を、回転軸が上記搬送面に対して傾斜するように配置しても、本実施形態と同様の効果を奏することができる。更に、上記の第１のドラム及び第２のドラムの双方を、回転軸が上記搬送面に対して傾斜するように配置することもできる。

また、上記のように、第１のドラム及び第２のドラムの一方または双方を傾斜ドラムとする場合、この傾斜ドラムは、搬送面の上方から見て、回転軸が搬送方向に対して傾斜するように配置することも可能である。この場合は、回転軸が搬送面と平行であっても、外周面に保持した被検査物を回転搬送することにより、往動搬送部２１及び復動搬送部２２ａ，２２ｂの並列方向に被検査物を移動させることができ、往動搬送部２１から復動搬送部２２ａ，２２ｂに引き渡すことが可能になる。

本発明の一実施形態に係る外観検査装置の側面図である。 図１の要部平面図である。 図１に示す振動フィーダの拡大平面図である。 図３に示す振動フィーダを２点鎖線Ａに沿って直線上に展開したときの側面図である。 図１に示す表裏反転装置の後面図である。 図１に示す表裏反転装置の拡大側面図である。 図１に示す振動フィーダによる被検査物の搬送状態を説明するための図である。 図１に示す振動フィーダによる被検査物の搬送状態の断面図である。 図１に示す押圧ローラ２５の周辺を示す拡大側面図である。 図１に示す往動搬送部による被検査物の搬送状態を説明するための図である。 図１に示す往動搬送部による被検査物の搬送状態を説明するための図である。 図１に示す撮像装置の平面視における撮像方向を示す図である。 図１に示す撮像装置の撮像データに基づく欠陥判別方法を説明するための図である。

符号の説明

１ 外観検査装置
１０ ホッパー
１２ａ，１２ｂ 振動フィーダ
１４ａ フィーダボール
１４２ａ ガイド壁
１４３ａ 上昇レール
１４４ａ 下降レール
１４５ａ ガイドレール
１４６ａ 供給部
２０ 搬送装置
２１ 往動搬送部
２２ａ，２２ｂ 復動搬送部
２３ 表裏反転装置
２３１ａ，２３１ｂ 傾斜ドラム
２３４ａ，２３４ｂ 吸引孔
２３２ 反転ドラム
２３７ａ，２３７ｂ 吸引孔
２４ 溝部
２５ 押圧ローラ
３０ａ〜３０ｅ 撮像装置
３１，３２ 照明装置
４０ 欠陥判別装置
４１ 画像生成部
４２ 画像処理部
Ｄ 被検査物

Claims (6)

1. 被検査物の外観を検査する装置であって、
   被検査物を搬送する第１の搬送手段及び第２の搬送手段と、
   前記第１の搬送手段により搬送される被検査物の表裏を反転して、前記第２の搬送手段に引き渡す表裏反転手段と、
   前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段により搬送される各被検査物を斜め上方から撮像する複数の撮像手段と、
   前記各撮像手段の撮像データに基づき被検査物の欠陥の有無を判別する欠陥判別手段とを備え、
   前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、被検査物を互いに逆方向に搬送するように搬送面に沿って並列配置されており、
   前記各撮像手段は、受光量に応じた信号を出力するラインセンサカメラであり、前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段により搬送される各被検査物を同一の走査ラインに沿って撮像するように配置されている外観検査装置。
2. 前記各撮像手段は、平面視において互いに交差する２つの撮像軸上にそれぞれ対向配置されている請求項１に記載の外観検査装置。
3. 前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、光透過性及び光拡散性を有する高明度色の搬送ベルトを備え、
   前記搬送ベルトの上方及び下方から被検査物に光を照射する照明手段を更に備えており、
   前記欠陥判別手段は、前記撮像手段の出力信号が所定レベル以下の検査画像を切り出して欠陥の有無を判別する請求項１または２に記載の外観検査装置。
4. 前記第１の搬送手段及び第２の搬送手段は、透明材料からなる搬送ベルトを備え、
   前記搬送ベルトの上方及び下方から被検査物に光を照射する照明手段を更に備えており、
   前記欠陥判別手段は、前記撮像手段の出力信号が所定レベル以下の検査画像を切り出して欠陥の有無を判別する請求項１または２に記載の外観検査装置。
5. 前記搬送ベルトは、搬送方向に沿って延びる溝部を有する請求項１から４のいずれかに記載の外観検査装置。
6. 前記溝部は、断面円弧状に形成されている請求項５に記載の外観検査装置。