JP4965240B2

JP4965240B2 - 容器検査装置

Info

Publication number: JP4965240B2
Application number: JP2006349002A
Authority: JP
Inventors: 均 ▲高▼山; 智晃岡部; 裕一洲▲崎▼
Original assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Current assignee: Kirin Brewery Co Ltd
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP2008157839A

Description

本発明は、開口部に異物が存在する容器、あるいはサイズが異なる容器等を不適当な容器として検出する容器検査装置に関する。

飲料やアルコール飲料等は、製造工程で壜等の容器に充填され、市場に出荷される。このうち、いわゆるリターナブル壜と呼ばれる容器については、市場で中身が消費されて空になった後、回収されて製造工場に返却される。回収された壜は、製造工場で洗壜機等の洗浄装置により洗浄された後、再び飲料等の中身が充填される。ところが、市場から回収された壜群には、内部に異物が挿入された壜、あるいは、回収されるべき壜とはサイズが異なる壜等が混在していることがある。このような壜を洗壜機で洗浄した場合、異物による洗浄不良が発生し、あるいは、異種壜の詰まり等に起因して洗壜機の動作に支障が生じるおそれがある。

上記のような不都合を防止するため、搬入された壜が次工程への搬送に適するか否かを検査する装置が種々提案されている。例えば、多数の壜が収容されたプラスチック函の搬送経路の上方に反射式のレーザ光センサを配置し、函内の壜の壜口に向かってレーザ光を照射したときの反射光の受光状態に基づいて、壜口から異物が突出している壜、あるいはサイズが異なる壜を検出する異物検査装置が提案されている（特許文献１参照）。通箱に整列状態で収容された壜群の壜口同士の隙間を通過するように光等の電磁波を照射し、その電磁波の通過量に基づいて、規格外の王冠が被せられている壜、あるいは、王冠に代えて紙等の異物が壜口に詰め込まれている壜の存在を検出する容器検査装置も提案されている（例えば特許文献２参照）。さらに、異物を除去するための装置としては、壜口から突出する異物を打撃して壜口から除去する装置（特許文献３参照）、あるいは温水が残っている壜内に高圧空気を吹き込んで壜内の異物を除去する装置（特許文献４参照）が提案されている。

特開２００５−９８９４４号公報実開昭６２−１１０１９７号公報特開昭５３−５５２８９号公報特開２００１−９４０号公報

特許文献１の検査装置は異物が壜口から首部内に埋め込まれてその異物が壜口から突出していない場合に、これを検出することができない。また、特許文献２の検査装置は、一列に並べられた壜群を一括して検査するに過ぎず、検査精度が十分ではない。

そこで、本発明は、異物が存在する容器をその異物が容器外に突出しているか否かを問わずに精度よく検出することが可能であり、併せてサイズが異なる容器の検出をも可能とした容器検査装置を提供することを目的とする。

本発明の容器検査装置（１）は、複数の容器（Ｂ）のそれぞれを１本ずつ搬送する搬送手段（２）と組み合わされ、搬送中の容器を搬送順序に従って１本ずつ検査して不適当な容器を検出する容器検査装置であって、所定の基準容器（Ｂ０）に対して直径が異なる容器（Ｂ１）を前記不適当な容器として検出する第１の検出手段（２０、１１、４０）と、前記基準容器に対して高さが異なる容器（Ｂ２）、及び容器の開口部から異物（Ｍ）が突出している容器（Ｂ４）のそれぞれを前記不適当な容器として検出する第２の検出手段（１５、４０）と、容器の開口部に異物（Ｍ）が埋め込まれている容器（Ｂ３）を前記不適当な容器として検出する第３の検出手段（１２、１３、４０）と、を備え、前記第１の検出手段は、前記搬送手段上に突出して、前記基準容器よりも直径が大きい容器の通過を阻止し、前記基準容器の通過は許容する作動位置と、前記搬送手段から後退して前記基準容器よりも直径が大きい容器の通過を許容する退避位置との間を移動可能なストッパ（２０）と、前記ストッパに対して前記搬送手段の搬送方向上流側に２本以上の容器に相当する距離だけ離れた位置にて前記容器を検出する第１のセンサ（１１）と、前記ストッパが前記作動位置にある状態で前記第１のセンサが前記容器を所定時間以上継続して検出していることを条件として、前記ストッパの位置に前記直径が大きい容器が存在すると判定する第１の判定手段（４０）と、を備えることにより、上述した課題を解決する。

本発明の容器検査装置によれば、容器の搬送手段に容器検査装置を組み込んで、容器を１本ずつ検査することにより、搬送手段上に取り込まれた不適当な容器を検出することができる。複数の容器を第１〜第３の検出手段にて１本ずつ検査することにより、基準容器に対して直径が異なる容器又は高さが異なる容器を検出し、あるいは異物が詰め込まれている容器をその異物が容器の開口部から突出しているか否かに拘わらず検出することができる。１本ずつ検査することにより、検査精度も高く維持される。また、ストッパを作動位置に配置しておくことにより、基準容器よりも直径が大きい容器が搬送されてきた場合にその容器がストッパにて拘束される。ストッパにて容器が拘束された場合、その容器に後続する容器がストッパよりも上流側に滞留し、それらの滞留した容器が第１の検出センサにて検出される。その第１の検出センサが容器を検出した場合、第１の判定手段にて、ストッパの位置に直径が大きい容器が拘束されていると判定することにより、直径が大きい容器を不適当な容器として検出することができる。容器の包装、ラベルといった付属物が一部剥がれる等してストッパに基準容器又はこれと同等の直径の容器が一時的に引っ掛かったとしても、その容器が後続する容器の圧力でストッパの下流側に押し出される。従って、第１の検出センサが所定時間以上継続して容器を検出していることを、直径が大きい容器の検出の条件に設定すれば、ストッパに一時的に引っ掛かった容器を誤って直径が大きい容器として検出するおそれを排除、又は低減し、検査精度を向上させることができる。なお、本発明において、異物とは、容器の構造の一部に該当せず、その存在が本来的には予定されていない各種の物体を意味する。例えば、飲料等に用いられる壜を例にすれば、フィルム、割り箸、王冠、蜘蛛の巣といった物体が異物として開口部に詰め込まれている場合がある。

本発明の容器検査装置は、転倒している容器（Ｂ５）を前記不適当な容器として検出する第４の検出手段（１３、１４、４０）をさらに備えてもよい。これによれば、転倒している容器も検出して、その排除等を確実に行うことができる。

前記第２の検出手段は、前記基準容器よりも高い位置で前記搬送手段を横切る方向に検出範囲が向けられた第２のセンサ（１５）と、前記第２のセンサが検出対象を検出したことを条件として、前記第２のセンサの位置に、前記基準容器よりも高い容器（Ｂ２）又は前記異物が突出している容器（Ｂ４）が存在すると判定する第２の判定手段（４０）と、を備えてもよい。この形態によれば、第２のセンサの位置を基準容器が通過する際には検出信号が出力されず、基準容器よりも全高が大きい容器、又は容器の開口部から上方に異物が突出している容器が第２のセンサの検出範囲を通過する際に第２のセンサから検出信号が出力される。従って、第２の判定手段により、第２のセンサが検出信号を出力したか否かを判定すれば、全高が高い容器、あるいは容器の開口部から異物が突出している容器を検出することができる。

前記第３の検出手段は、前記搬送手段の上方から前記搬送手段を向くように配置され、検出範囲が前記基準容器の開口部から前記容器の内部に達する第３のセンサ（１２）と、前記搬送手段の搬送方向に関して前記第３のセンサと同一位置でかつ前記容器の前記開口部よりも下方の所定部分を検出するように設けられた同期用センサ（１３）と、前記同期用センサが前記容器の検出信号を出力した場合、その検出信号の出力時間に対して、前記第３のセンサの検出信号の出力時間が占める割合を演算し、その演算された割合が所定値よりも大きい場合に、前記第３のセンサの位置に、前記異物が埋め込まれている容器が存在すると判定する第３の判定手段（４０）と、を備えてもよい。

この形態によれば、第３のセンサの検出範囲を基準容器の開口部から容器内部に達する程度に設定しているので、開口部に異物が埋め込まれている場合には、その開口部が第３のセンサの検出範囲を通過する際に、第３のセンサが容器開口部の肉厚部分のみならず異物に対しても反応して検出信号を出力する。この場合の検出信号の出力時間は、開口部に異物が存在しない場合と比較して長くなる。しかし、第３のセンサからの検出信号の出力時間は容器の搬送速度によって増減するため、搬送速度が変化する可能性があるときには正確な判定ができないおそれがある。そこで、第３の判定手段により、同期用センサにて容器の開口部よりも下方の所定部分が同期用センサの検出範囲を通過する時間を計測し、同期用センサの検出信号の出力時間に対して、第３のセンサの検出信号の出力時間が占める割合を演算する。そして、その演算された割合が所定値よりも大きければ、異物が埋め込まれた容器が、異物が埋め込まれている容器か否かを判定する。これにより、搬送速度の大小に関わりなく、異物が埋め込まれている容器を正確に検出することができる。

本発明の容器検査装置は、前記搬送手段と組み合わされる場合において、検出された不適当な容器を前記搬送手段から排除する容器排除手段（５）をさらに備えてもよい。この形態によれば、不適当な容器を搬送手段から排除することにより、次工程への不適当な容器の搬入を阻止することができる。

本発明の容器検査装置において、容器は開口部が存在する限りにおいて、種々の形態のものを対象としてよい。その好適な一形態において、前記容器は壜であり、前記開口部は壜口であってもよい。

なお、以上の説明では本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記したが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の容器検査装置によれば、複数の容器を１本ずつ検査することにより、基準容器に対して直径が異なる容器又は高さが異なる容器を検出し、あるいは異物が詰め込まれている容器をその異物が容器の開口部から突出しているか否かに拘わらず検出することができる。１本ずつ検査することにより、検査精度も高く維持され、不適当な容器が検出された場合の排除といった対応も容易となる利点がある。

図１は本発明の一形態に係る容器検査装置の上面図、図２はその側面図である。容器検査装置１は、搬送手段としてのコンベア２によって所定の搬送方向（図１に矢印Ｆで示す方向）に搬送される壜（容器）Ｂを検査する。図２に示したように、コンベア２は、正立状態の壜Ｂを１本ずつ順次搬送するが、それらの壜Ｂの中には、次工程（例えば洗壜工程）での処理に適した規定サイズの壜（以下、これを基準壜と呼ぶ。）Ｂ０の他に、胴部の直径が基準壜Ｂ０のそれよりも大きい太壜Ｂ１、全高が基準壜Ｂ０のそれよりも大きい背高壜Ｂ２が取り込まれることがある。また、コンベア２に取り込まれる壜Ｂの中には、壜口に異物Ｍが詰まっている壜Ｂ３、Ｂ４が混ざっていることがある。壜Ｂ３では異物Ｍが壜口内に埋め込まれて壜口から突出しておらず、壜Ｂ４では異物Ｍが壜口から突出している。さらに、コンベア２上には、転倒した壜（以下、倒壜と呼ぶ。）Ｂ５が存在することもある。これらの壜Ｂ１〜Ｂ５は、いずれも次工程でのトラブル等の原因となるものであり、次工程へ送り出すには適当でない。そこで、本形態の容器検査装置１は、搬送される壜Ｂを１本ずつ搬送順序に従って検査して、各壜Ｂが不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５のいずれかに該当するか否かを判別し、不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５の場合にはこれをコンベア２から排除する。なお、以下において壜Ｂ０〜Ｂ５を区別する必要がないときは壜Ｂと表記する。

図１に示すように、容器検査装置１は、コンベア２の搬送経路に沿って配置されたセンサ群３と、太壜停止機構４と、リジェクト機構５とを備えている。センサ群３は、太壜検出センサ１１、壜口異物検出センサ１２、倒壜検出センサ１３、倒壜同期センサ１４、背高壜検出センサ１５及び下流満杯検出センサ１６を含んでいる。太壜検出センサ１１は、太壜停止機構４よりもコンベア２の搬送方向上流側（図１において右側）に配置され、壜口異物検出センサ１２、倒壜検出センサ１３及び倒壜同期センサ１４は太壜停止機構４よりも搬送方向下流側でかつ搬送方向に関して同一位置に配置されている。背高壜検出センサ１５は、壜口異物検出センサ１２等よりも搬送方向下流側でかつリジェクト機構５よりも搬送方向上流側に配置されている。さらに、下流満杯検出センサ１６は、リジェクト機構５よりも搬送方向下流側に配置されている。なお、太壜検出センサ１１と太壜停止機構４との関係は後述する。

センサ１１〜１６は、それぞれの検出範囲内に検出対象の物体（本形態では壜又は異物）が存在するか否かに応じて異なる信号を出力する。この種のセンサとしては、反射型又は透過型の光電センサ、レーザ反射センサ、電磁誘導式のセンサといった各種のセンサを適宜に選択することができる。センサ１１〜１６のうち、壜口異物検出センサ１２のみ検出範囲が鉛直下方であり、その余のセンサ１１、１３〜１６はいずれも検出範囲がコンベア２を横切る方向に向けられている。以下、各センサについて説明する。

図１の例において、太壜検出センサ１１は、コンベア２を挟んで対向配置されたセンサヘッド１１ａ及びリフレクタ１１ｂを有する反射型光電センサであって、センサヘッド１１ａからリフレクタ１１ｂに検査光を照射し、リフレクタ１１ｂからの反射光が壜Ｂ等で遮られてセンサヘッド１１ａに入射しない場合に検出信号を出力する。壜口異物検出センサ１２はレーザ反射センサであって、コンベア２の上方から鉛直下方にレーザ光を照射し、所定の検出範囲に存在する壜Ｂ等からの反射光を検出すると検出信号を出力する。壜口異物検出センサ１２が射出するレーザ光としては、壜口に存在し得る異物Ｍ上でも壜Ｂと同様に反射するものが選択される。壜口異物検出センサ１２の検出範囲と壜Ｂとの関係は後述する。

倒壜検出センサ１３、倒壜同期センサ１４、及び背高壜検出センサ１５はそれぞれ、コンベア２を挟んで対向配置された発光部１３ａ、１４ａ、１５ａと受光部１３ｂ、１４ｂ、１５ｂとを有する透過型光電センサである。倒壜検出センサ１３は、発光部１３ａから射出された検査光が壜Ｂ等で遮られて受光部１３ｂに入射しない場合に検出信号を出力する。倒壜同期センサ１４及び背高壜検出センサ１５も同様に、発光部１４ａ、１５ａから射出された検査光が壜Ｂ等で遮られて受光部１４ｂ、１５ｂに入射しない場合に検出信号をそれぞれ出力する。下流満杯検出センサ１６は、太壜検出センサ１１と同様の反射型光電センサであって、センサヘッド１６ａからリフレクタ１６ｂに検査光を照射し、リフレクタ１６ｂからの反射光が壜Ｂ等で遮られてセンサヘッド１６ａに入射しない場合に検出信号を出力する。

コンベア２の高さ方向、すなわちコンベア２の搬送面と直交する方向におけるセンサ１１〜１６の位置は図２に示した通りである。太壜検出センサ１１は、太壜Ｂ１の首部を検出可能な位置に設けられている。壜口異物検出センサ１２は、壜Ｂよりも上方に離して配置される。コンベア２の搬送面から壜口異物検出センサ１２までの高さＨ１は、コンベア２に取り込まれる可能性がある背高壜Ｂ２の最大高さよりも若干大きく設定される。これにより、背高壜Ｂ２と壜口異物検出センサ１２とが干渉するおそれが排除される。倒壜検出センサ１３は、基準壜Ｂ０の肩部（首部と胴部との間で直径が徐々に変化する部分）を検出可能な位置に設けられている。一方、倒壜同期センサ１４は、倒壜検出センサ１３の下方であって、壜Ｂが倒壜Ｂ５であるか否かを問わず壜Ｂを検出可能な位置に設けられている。背高壜検出センサ１５は、基準壜Ｂ０の上端よりも上方でかつ背高壜Ｂ２を検出可能な位置に設けられている。異物Ｍが突出している壜Ｂ４の背高壜検出センサ１５による検出精度を高めるためには、背高壜検出センサ１５が基準壜Ｂ０を検出しない範囲において、基準壜Ｂ０と背高壜検出センサ１５との距離Ｄを可能な限り小さく設定することが望ましい。なお、基準壜Ｂ０として選択される壜種は変更されることがあり、その場合、基準壜Ｂ０の高さも変化することがある。このような場合に備えて、壜口異物検出センサ１２、倒壜検出センサ１３及び背高壜検出センサ１５のそれぞれを高さ調整可能としてもよい。但し、倒壜検出センサ１３に関しては、壜種に関わらず肩部を概ね検出できる場合には高さ調整不要な態様で設けてもよい。

さらに、下流満杯検出センサ１６は、基準壜Ｂ０の肩部を検出可能な位置に設けられている。なお、図２から明らかなように、コンベア２の両側（図では片側のみ示す。）には、壜Ｂを案内するコンベアガイド６が設けられている。但し、リジェクト機構５と対向する所定範囲ではコンベアガイド６が省略されて壜排除口７が開口している。壜排除口７には不図示の排除コンベアが連なっている。

図１に示すように、太壜停止機構４は、太壜ストッパ２０と、その太壜ストッパ２０をコンベア２上に突出した作動位置（図３の位置）と、その作動位置よりもコンベア２の側方に後退した退避位置（図１の位置）との間で進退駆動するエアシリンダ２１とを備えている。太壜ストッパ２０が作動位置にあるとき、その太壜ストッパ２０とコンベアガイド６との間の隙間Ｇは太壜Ｂ１の胴部が通過不能でかつ基準壜Ｂ０の胴部は通過可能な範囲となる。一方、太壜ストッパ２０が退避位置にあるとき、隙間Ｇは太壜Ｂ１の胴部が通過可能な範囲へと拡大する。なお、作動位置は、基準壜Ｂ０が太壜ストッパ２０に接触しつつ隙間Ｇを通過するように設定するとよい。これにより、コンベア２を横切る方向に関して基準壜Ｂ０の位置を揃え、太壜ストッパ２０を壜Ｂの整列手段として機能させることができる。

リジェクト機構５は、コンベア２から不適当な容器を排除する容器排除機構として機能するものであって、リジェクタ３０と、そのリジェクタ３０をコンベア２の側方に後退した退避位置（図１の実線位置）と、壜排除口７を超えてコンベア２の反対側に突出した作動位置（図１の想像線位置）との間で進退駆動するエアシリンダ３１と、コンベア２の回転量を検出する回転量検出機構３２とを備えている。リジェクタ３０は、壜Ｂを確実に拘束できるように、壜Ｂの胴部の形状に合わせた湾曲形状、Ｖ字型の溝形状等をその先端に有していてもよい。リジェクタ３０及びエアシリンダ３１の組み合わせを複数組設けてもよい。

回転量検出機構３２はコンベア２による壜Ｂの搬送量を検出するために設けられている。回転量検出機構３２は、コンベア駆動装置８の駆動軸８ａ（図２参照）と一体回転可能に連結される回転円盤３３と、その回転円盤３３の外周上に配置されたパルスセンサ３４とを備えている。コンベア駆動装置８はコンベア２を走行させるものであり、その駆動軸８ａと連結された回転円盤３３はコンベア２の搬送速度と同期した速度で回転する。回転円盤３３の外周には周方向に一定間隔で検出孔３３ａが設けられている。パルスセンサ３４は透過型の光電センサであって、回転円盤３３の一方の側から照射した検査光が検出孔３３ａを透過して回転円盤３３の反対側で検出されるか否かにより異なる信号を出力する。つまり、回転円盤３３の回転速度と同期した周期のパルス列信号がパルスセンサ３４から出力される。

図１に戻って、容器検査装置１には制御ユニット４０が設けられている。制御ユニット４０は、センサ群３に含まれるセンサ１１〜１６の出力信号、及び回転量検出機構３２のパルスセンサ３４の出力信号を取り込み、壜Ｂの適否の判定、太壜停止機構４のエアシリンダ２１、リジェクト機構５のエアシリンダ３１及びコンベア駆動装置８のそれぞれの動作を制御する。さらに、制御ユニット４０には容器検査装置１における検査結果、動作状態等をオペレータに提示する監視装置４１が設けられている。なお、エアシリンダ２１、３１及びコンベア駆動装置８と制御ユニット４０との間には、制御ユニット４０からの制御指令に応じてエアシリンダ２１、３１及びコンベア駆動装置８を駆動するための駆動回路が設けられるが、それらの図示は省略した。また、制御ユニット４０には、制御条件等を入力し、あるいは設定するための入力インターフェースが設けられてもよい。

次に、制御ユニット４０による壜Ｂ１〜Ｂ５の検出手法を説明する。まず、図３を参照して太壜Ｂ１の検出手法を説明する。太壜Ｂ１を検出するためには、その前提として、エアシリンダ２１にて太壜ストッパ２０を作動位置に移動させる。この状態でコンベア２上に太壜Ｂ１が取り込まれると、その太壜Ｂ１は太壜ストッパ２０に拘束されて停止する。太壜Ｂ１が拘束されると、後続する壜Ｂも順次滞留する。滞留した壜Ｂの列が太壜検出センサ１１の検出位置まで延びると、太壜検出センサ１１からは壜Ｂの検出信号が継続して出力される。そこで、制御ユニット４０により、太壜検出センサ１１の検出信号の出力継続時間を監視し、その継続時間が一定時間を超えた場合に、太壜ストッパ２０の位置に太壜Ｂ１が存在すると判定すればよい。

なお、太壜ストッパ２０の位置ではなく、これよりも上流側に離れた位置に太壜検出センサ１１を設けた理由は、基準壜Ｂ０であっても、胴部のラベルの剥がれ等により太壜ストッパ２０に引っ掛かって一時的に停止する壜Ｂが存在するためである。このような壜Ｂは、その上流側に滞留する壜Ｂの本数が増加するに従って下流側により強く押され、やがては太壜ストッパ２０から外れて下流側へと押し出される。このような押し出し現象が生じる壜Ｂの滞留本数又はそれ以上の本数に相当する距離だけ、太壜ストッパ２０と太壜検出センサ１１とを離しておくことにより、太壜Ｂ１以外の壜を誤って太壜Ｂ１として検出するおそれを排除し、又は低減させることができる。

次に、壜口異物検出センサ１２、倒壜検出センサ１３、倒壜同期センサ１４及び背高壜検出センサ１５を利用した壜Ｂ２〜Ｂ５の検出手法について説明する。まず、壜口内部に異物Ｍが埋め込まれている壜Ｂ３を検出する手法を説明する。壜Ｂ３の検出には、壜口異物検出センサ１２及び倒壜検出センサ１３の出力信号が参照される。図４に示すように、壜口異物検出センサ１２は鉛直下方に向かって細く絞られたレーザ光Ｌを照射する。そのレーザ光による検出範囲Ｘは、基準壜Ｂ０又はこれと同等の高さを有する壜Ｂの上端から首部内に適宜な深さＰ（一例として２５ｍｍ）だけ入り込む程度に設定されている。従って、壜内に埋め込まれた異物Ｍの上端が壜口（壜の上端）から深さＰ以内に存在する限り、壜口異物検出センサ１２は壜Ｂのみならず異物Ｍにも反応して検出信号を出力する。

図５は、図４の壜Ｂ３を上方から見た状態を示す。図５において、壜Ｂ３の内径をｄ１、壜口の肉厚をｔとし、異物Ｍが壜口内径ｄ１に対して搬送方向（図において左右方向）に一杯に詰まっているとすれば、壜口異物検出センサ１２は、壜Ｂ３の搬送に伴って壜口の一端Ｅ１がレーザ光の照射位置に達した時点からレーザ光の照射位置が壜口の他端Ｅ２に至るまでの間、継続して検出信号を出力する。その間の壜Ｂ３の移動距離は、壜口の肉厚ｔの２倍と内径ｄ１との和、すなわち２ｔ＋ｄ１で与えられる。一方、異物Ｍが存在しない場合には、壜口の肉厚ｔの部分がレーザ光の照射位置を通過する間のみ検出信号が出力される。つまり、壜口異物検出センサ１２の検出信号の出力時間は、異物Ｍが存在する場合の方が異物Ｍの存在しない場合よりも明確に長くなる。例えば、壜口に異物として割り箸が差し込まれている場合のように、壜口内径ｄ１の一部のみに異物Ｍが存在するときでも、異物Ｍが存在しない場合よりも検出時間が長くなる点は同様である。本形態では、このような検出信号の出力時間の相違に着目して、異物Ｍの有無を判別する。但し、検出信号の出力時間は壜Ｂの搬送速度によって変化するため、制御ユニット４０は、以下の計算式（１）により判定値Ａを求める。

ここで、Ｔ１は壜口異物検出センサ１２の検出信号の継続時間であり、Ｔ２は倒壜検出センサ１３が壜Ｂの検出信号を出力する時間である。壜Ｂの搬送速度をＶとすれば、Ｔ１＝（２ｔ＋ｄ１）／Ｖ、Ｔ２＝ｄ０／Ｖである。ｄ０は倒壜検出センサ１３が壜Ｂの検出信号を出力する位置における肩部の直径である。つまり、式（１）は、倒壜検出センサ１３が壜Ｂを検出する時間に対して、壜口異物検出センサ１２の検出信号の出力時間が占める割合を％で表した値である。

そして、制御ユニット４０は、上記の判定値Ａが所定の基準値よりも大きいとき、壜Ｂに異物が詰まっていると判定する。基準値は基準壜Ｂ０のサイズに応じて適宜に設定してよい。なお、上記の検出手法によれば、異物Ｍが壜内に埋め込まれている壜Ｂ３のみならず、壜口から異物Ｍが突出している壜Ｂ４も検出され得る。しかし、壜Ｂ３が確実に検出できる限りにおいて、壜Ｂ４が併せて検出されても何ら支障はない。

倒壜Ｂ５については、倒壜同期センサ１４にて検出される一方で、倒壜検出センサ１３では検出されない。そこで、制御ユニット４０は、倒壜同期センサ１４から壜Ｂの検出信号が出力されている間において倒壜検出センサ１３から検出信号が出力されるか否か監視し、倒壜検出センサ１３から検出信号が出力されることなく倒壜同期センサ１４から検出信号が出力されなくなった場合、倒壜検出センサ１３の位置を倒壜Ｂ５が通過したと判定する。背高壜Ｂ２については、これが背高壜検出センサ１５の検出位置を通過する際に背高壜検出センサ１５から検出信号が出力される。同様に、異物Ｍが壜口から突出している壜Ｂ４が背高壜検出センサ１５の検出位置を通過する際にも背高壜検出センサ１５から検出信号が出力される。そこで、制御ユニット４０は、背高壜検出センサ１５から検出信号が出力された場合、背高壜Ｂ２又は異物Ｍが突出している壜Ｂ４が背高壜検出センサ１５の検出位置を通過したと判定する。なお、壜Ｂ２、Ｂ４及びＢ５の判定においては、センサの誤作動等に起因する検出誤差を排除するため、検出信号が一定時間以上継続して出力されているか否かを判断要素に取り込んでもよい。

以上の手法によって不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５が検出された場合、制御ユニット４０はリジェクト機構５を作動させてそれらの壜Ｂ１〜Ｂ５を壜排除口７から排除する。その処理は以下のようにして行われる。制御ユニット４０は、不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５のいずれかが検出されると、その壜の位置を特定する。太壜Ｂ１については太壜ストッパ２０の位置、背高壜Ｂ２については背高壜検出センサ１５の位置、異物Ｍが壜内に埋め込まれている壜Ｂ３については壜口異物検出センサ１２の位置、異物Ｍが壜口から突出している壜Ｂ４については壜口異物検出センサ１２又は背高壜検出センサ１５の位置（いずれのセンサが検出したかによって異なる。）、倒壜Ｂ５については倒壜検出センサ１３の位置が不適当な壜の位置として特定される。次に、制御ユニット４０は、不適当な壜の検出後、回転量検出機構３２のパルスセンサ３４から出力されるパルス数の計数（カウント）を開始する。なお、太壜Ｂ１が検出された場合、制御ユニット４０はパルス数の計数の開始に併せて、太壜停止機構４のエアシリンダ２１を作動させて太壜Ｂ１が通過可能な時間だけ太壜ストッパ２０を退避位置に一時的に後退させ、その後に太壜ストッパ２０を作動位置に戻す。

この後、制御ユニット４０は、パルスセンサ３４から出力されるパルス数を計数して不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５が壜排除口７まで搬送されてきたか否か判別する。この場合、不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５のそれぞれの検出位置とリジェクタ３０との搬送方向における距離に対してリジェクト機構５の動作のタイムラグを見込んだ距離を減算して、壜Ｂ１〜Ｂ５の検出時点からリジェクト機構５の動作開始を指示するまでの壜の搬送距離を求め、得られた搬送距離をパルスセンサ３４のパルス数に換算し、換算されたパルス数とパルス数の計数値とが一致したら壜Ｂ１〜Ｂ５が壜排除口７まで搬送されたと判断すればよい。そして、壜Ｂ１〜Ｂ５が壜排除口７まで搬送されたと判断されたならば、制御ユニット４０はリジェクト機構５のエアシリンダ３１を作動させてリジェクタ３０を退避位置から作動位置へと駆動する。これにより、不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５がリジェクタ３０に押されて壜排除口７からコンベア２の外に排除される。壜の排除後、リジェクタ３０は次の壜が壜排除口７に達する前に退避位置へ戻される。

以上の容器検査装置１によれば、異物Ｍが壜口から突出している壜Ｂ４のみならず、異物Ｍが壜口から首部内に埋め込まれている壜Ｂ３についても検出でき、基準壜Ｂ０に対してサイズが異なる太壜Ｂ１及び背高壜Ｂ２も検出でき、さらには倒壜Ｂ５についても検出することができる。しかも、コンベア２にて搬送される壜Ｂを１本ずつ検査しているので検査精度も高い。従って、不適当な壜Ｂ１〜Ｂ５をリジェクト機構５によってコンベア２外へ確実に排除することができる。これにより、洗壜工程といった次工程への不適当な壜の搬入を確実に阻止することができる。

なお、制御ユニット４０は、下流満杯検出センサ１６が壜Ｂを検出した場合、コンベア２の駆動装置８に停止指示を出力して、コンベア２による壜Ｂの搬送を中止させる。これにより、次工程でのトラブル等で壜Ｂが詰まった場合でも、コンベア２の壜排除口７から壜Ｂがこぼれ落ちるおそれがなくなる。下流が満杯であることを理由としてコンベア２が停止した場合、その旨が監視装置４１を介してオペレータに提示される。

上述した実施形態では、太壜ストッパ２０、太壜検出センサ１１及び制御ユニット４０の組み合わせが第１の検出手段に、背高壜検出センサ１５及び制御ユニット４０の組み合わせが第２の検出手段に、壜口異物検出センサ１２、倒壜検出センサ１３及び制御ユニット４０の組み合わせが第３の検出手段に、倒壜検出センサ１３、倒壜同期センサ１４及び制御ユニット４０の組み合わせが第４の検出手段にそれぞれ相当する。太壜検出センサ１１が第１のセンサ、背高壜検出センサ１５が第２のセンサ、壜口異物検出センサ１２が第３のセンサ、倒壜検出センサ１３が第３の検出手段における同期用センサにそれぞれ相当し、制御ユニット４０が第１〜第３の判定手段として機能する。

本発明は上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施してよい。例えば、第１〜第３の検出手段は、壜又は異物の検出信号を出力するセンサを用いる形態に限らず、画像処理によって壜の直径及び全高の適否、あるいは壜口の異物の有無を判定するように構成されてもよい。第１の検出手段は、基準壜よりも直径が大きい壜に代え、又は加えて、直径が小さい壜を不適当な壜として検出するものでもよい。例えば、壜の胴部を検出する位置に透過型センサを設置し、そのセンサの光束が壜胴部によって遮られる時間と、壜の搬送速度とを検出して壜胴部の直径を演算し、その演算された直径を基準壜の直径と大小比較して、基準壜に対して直径が異なる壜を検出してもよい。第２の検出手段は基準壜よりも全高が大きい背高壜及び異物が壜口から突出している壜を検出するものに限らず、基準壜よりも全高が小さい壜を不適当な壜として検出するものでもよい。例えば、背高壜検出センサと搬送方向に関して同一位置に、透過型光電センサを上下方向に多数並べて配置し、壜の通過時に検査光の光束が遮られた光電センサの個数又は分布に基づいて壜の全高を判別し、基準壜よりも全高が高い又は低い壜を検出してもよい。第３の検出手段は、倒壜検出センサによる壜の検出に代えて、壜の搬送速度を検出し、その搬送速度と壜口異物検出センサの検出信号の出力時間とから、壜口とともに異物も検出されたか否かを判定してもよい。第１〜第３の判定手段は共通の制御ユニットを利用する例に限らず、いずれか一部の判定手段又は全ての判定手段を他の判定手段とは別のユニットとして構成してもよい。

上記の形態では容器として壜を検出対象としているが、本発明は壜の検査に限らず、開口部を有する限りにおいて各種の容器の検査に適用可能である。

本発明の一形態に係る容器検査装置の上面図。本発明の一形態に係る容器検査装置の側面図。太壜の検出手法を示す図。壜口異物検出センサ及び背高検出センサと壜の位置関係を示す側面図。壜口の内部に異物が埋め込まれている壜の上面図。

符号の説明

１容器検査装置
２コンベア（搬送手段）
３センサ群
４太壜停止機構
５リジェクト機構（容器排除手段）
１１太壜検出センサ（第１の検出手段、第１のセンサ）
１２壜口異物検出センサ（第３の検出手段、第３のセンサ）
１３倒壜検出センサ（第３の検出手段、同期用センサ、第４の検出手段）
１４倒壜同期センサ（第４の検出手段）
１５背高壜検出センサ（第２の検出手段、第２のセンサ）
２０太壜ストッパ
３０リジェクタ
４０制御ユニット（第１の検出手段、第２の検出手段、第３の検出手段、第１の判定手段、第２の判定手段、第３の判定手段）
Ｂ壜
Ｂ０基準壜
Ｂ１太壜
Ｂ２背高壜
Ｂ３異物が壜口から壜内に埋め込まれている壜
Ｂ４異物が壜口から突出している壜
Ｂ５倒壜

Claims

複数の容器のそれぞれを１本ずつ搬送する搬送手段と組み合わされ、搬送中の容器を搬送順序に従って１本ずつ検査して不適当な容器を検出する容器検査装置であって、
所定の基準容器に対して直径が異なる容器を前記不適当な容器として検出する第１の検出手段と、
前記基準容器に対して高さが異なる容器、及び容器の開口部から異物が突出している容器のそれぞれを前記不適当な容器として検出する第２の検出手段と、
容器の開口部に異物が埋め込まれている容器を前記不適当な容器として検出する第３の検出手段と、を備え、
前記第１の検出手段は、前記搬送手段上に突出して、前記基準容器よりも直径が大きい容器の通過を阻止し、前記基準容器の通過は許容する作動位置と、前記搬送手段から後退して前記基準容器よりも直径が大きい容器の通過を許容する退避位置との間を移動可能なストッパと、前記ストッパに対して前記搬送手段の搬送方向上流側に２本以上の容器に相当する距離だけ離れた位置にて前記容器を検出する第１のセンサと、前記ストッパが前記作動位置にある状態で前記第１のセンサが前記容器を所定時間以上継続して検出していることを条件として、前記ストッパの位置に前記直径が大きい容器が存在すると判定する第１の判定手段と、を備えていることを特徴とする容器検査装置。
転倒している容器を前記不適当な容器として検出する第４の検出手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
前記第２の検出手段は、前記基準容器よりも高い位置で前記搬送手段を横切る方向に検出範囲が向けられた第２のセンサと、前記第２のセンサが検出対象を検出したことを条件として、前記第２のセンサの位置に、前記基準容器よりも高い容器又は前記異物が突出している容器が存在すると判定する第２の判定手段と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
前記第３の検出手段は、前記搬送手段の上方から前記搬送手段を向くように配置され、検出範囲が前記基準容器の開口部から前記容器の内部に達する第３のセンサと、前記搬送手段の搬送方向に関して前記第３のセンサと同一位置でかつ前記容器の前記開口部よりも下方の所定部分を検出するように設けられた同期用センサと、前記同期用センサが前記容器の検出信号を出力した場合、その検出信号の出力時間に対して、前記第３のセンサの検出信号の出力時間が占める割合を演算し、その演算された割合が所定値よりも大きい場合に、前記第３のセンサの位置に、前記異物が埋め込まれている容器が存在すると判定する第３の判定手段と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載の容器検査装置。
検出された不適当な容器を前記搬送手段から排除する容器排除手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の容器検査装置。
前記容器が壜であり、前記開口部が壜口であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の容器検査装置。