JP6439122B2 - 樹脂キャップ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ペットボトル（ＰＥＴボトル）等の容器の口部を密封するための樹脂キャップを撮像して外観検査を行うための樹脂キャップ検査装置に関するものである。

従来から、清涼飲料などを充填するために軽量のプラスチックボトルであるペットボトル（ＰＥＴボトル）が多用されている。ペットボトルの口部は樹脂キャップにより密封されている。樹脂キャップは樹脂成形により製作されるため、成形上いろいろな検査が求められている。また樹脂キャップには文字や模様が印刷されている。そのため、樹脂キャップは、製作後に変形の有無、印刷時等に生じた汚れの有無、異物付着の有無、ウィング部の異常（ショートウィングと呼ばれる）の有無等の外観検査を行う必要がある。

そこで、樹脂キャップを撮像して外観検査を行うキャップ検査装置がある。このキャップ検査装置においては、樹脂キャップを搬送しつつ、照明器と撮像装置によってキャップの外観を撮像して検査を行っている。樹脂キャップの生産速度は非常に速く、一般に、毎分２０００個以上の速度で生産されている。このため、樹脂キャップの搬送速度は、８０ｍ／ｍｉｎにも達することがある。風圧で飛ばされることなく高速で樹脂キャップを搬送するために、キャップ検査装置にはバキュームコンベヤが使用される。

バキュームコンベヤは、複数の吸着孔が一定の間隔で形成されたベルトを有しており、吸着孔に負圧を形成することにより樹脂キャップをベルトに吸着するように構成される。照明器は、バキュームコンベヤによって搬送される樹脂キャップを上から照明し、撮像装置は反射光を捉えて樹脂キャップの画像を生成する。より具体的には、照明器から発せられた光の一部は樹脂キャップの表面で反射して撮像装置に到達し、残りの光が樹脂キャップを通過してバキュームコンベヤのベルトで反射し、反射した光が再び樹脂キャップを通過して撮像装置に到達する。撮像装置は、この反射光から樹脂キャップの画像を生成し、画像処理部はこの画像に基づいて樹脂キャップを検査する。

特開２０１２−７８１２０号公報

しかしながら、樹脂キャップを吸着するベルトには、上述したように吸着孔が形成されているため、光の一部は樹脂キャップおよび吸着孔を通過し、ベルトで反射しない。このため、撮像装置は、吸着孔が形成された箇所では樹脂キャップを透過した光を受けることができず、得られた樹脂キャップの画像には薄暗い影が現れる。結果として、画像処理部は樹脂キャップの被検査領域の全体を均一な光で検査することができないという問題があった。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになされたものであり、樹脂キャップを精度よく検査することができる樹脂キャップ検査装置を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、複数の吸着孔が形成された搬送ベルトを有し、当該搬送ベルト上の樹脂キャップを前記吸着孔を介して真空吸着して搬送するバキュームコンベヤと、前記搬送ベルト上の樹脂キャップを上側から撮像する撮像手段と、前記樹脂キャップを上側から照明する第１の照明器と、前記樹脂キャップを下側から前記吸着孔を介して照明する第２の照明器とを備え、前記撮像手段、前記第１の照明器、前記および第２の照明器は、直線上に配列されており、前記第１の照明器および前記第２の照明器は、前記樹脂キャップを上側および下側から同時に照明することを特徴とする樹脂キャップ検査装置である。

本発明の好ましい態様は、前記バキュームコンベヤは、内部に空間が設けられており、当該空間に連通するスリットが形成され且つ前記搬送ベルトを支持する支持面を有する筐体と、前記空間に連通する真空源とを有し、前記第２の照明器は、前記筐体の前記空間内に配置されていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記第１の照明器は、リング形状を有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記撮像手段は、前記樹脂キャップの表面で反射した前記第１の照明器からの光と、前記樹脂キャップを透過して前記搬送ベルトの上面で反射し、さらに前記樹脂キャップを再び透過した前記第１の照明器からの光と、前記吸着孔を通過し、さらに前記樹脂キャップを透過した前記第２の照明器からの光を受けることを特徴とする。

本発明によれば、第１の照明器は樹脂キャップを一方側から照明し、第２の照明器は樹脂キャップを反対側から照明することができる。第１の照明器からの光の一部が樹脂キャップ表面で反射して撮像手段に到達し、残りの光が樹脂キャップを通過して搬送ベルトで反射し、反射光は樹脂キャップを再び通過して撮像手段に到達する。第２の照明器からの光は、搬送ベルトの吸着孔を通過し、さらに樹脂キャップを通過して、撮像手段に到達する。したがって、撮像手段は、樹脂キャップの被検査領域の全体から光を受けることができる。結果として、本発明に係る検査装置は、樹脂キャップを精度よく検査することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂キャップ検査装置を示す側面図である。 図１に示す検査装置の上面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。

以下、本発明の実施形態について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樹脂キャップ検査装置を示す側面図であり、図２は、図１に示す検査装置の上面図であり、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

検査装置は、樹脂キャップ１を真空吸着して搬送するバキュームコンベヤ２を有している。このバキュームコンベヤ２は、内部に空間が形成された筐体５と、複数の吸着孔７が形成された搬送ベルト８と、この搬送ベルト８をその長手方向に送るベルト送り機構１０と、吸着孔７に負圧を形成する真空源４０を備えている。バキュームコンベヤ２は、搬送ベルト８上の樹脂キャップ１を吸着孔７を介して真空吸着して樹脂キャップ１を搬送するように構成されている。搬送ベルト８は、無端ベルトであり、筐体５の全周を囲むように配置されている。筐体５には、搬送ベルト８を支持する複数のローラー１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７が固定されている。

筐体５の下方に配置されたローラー１５は、プーリー２０に連結されている。このプーリー２０に隣接してプーリー２１が配置されている。このプーリー２１は、電動機２３の駆動軸に固定されており、電動機２３によってプーリー２１が回転されるようになっている。電動機２３は、筐体５に固定されたブラケット２６に固定されている。プーリー２０とプーリー２１は、駆動ベルト２８によって連結されている。

電動機２３を駆動すると、電動機２３の回転がプーリー２１および駆動ベルト２８を介してプーリー２０に伝達され、プーリー２０に連結されたローラー１５が回転する。したがって、このローラー１５に支持された搬送ベルト８がその長手方向に移動する。本実施形態では、ベルト送り機構１０は、電動機２３、プーリー２０，２１、駆動ベルト２８から構成される。

筐体５の上面は、ベルト支持面３０を構成している。このベルト支持面３０には、該ベルト支持面３０の一端から他端まで延びるスリット３１が形成されている。搬送ベルト８は、スリット３１を覆うようにベルト支持面３０上に支持されている。図２に示すように、スリット３１は、搬送ベルト８の長手方向に延びる細長い切り欠きである。本実施形態では、ベルト支持面３０の全長を延びる１つの細長いスリット３１が形成されているが、本発明は本実施形態に限らず、搬送ベルト８の長手方向に延びる複数のスリットがベルト支持面３０に形成されていてもよい。

スリット３１は、筐体５内に形成されている空間３５に連通している。筐体５は、空間３５に連通する開口部３７を有しており、この開口部３７は真空源４０に接続されている。真空源４０は、開口部３７を通じて筐体５の空間３５に連通している。したがって、真空源４０によって空間３５およびスリット３１には負圧が形成される。一例では、真空源４０には、真空ポンプが使用される。

複数の吸着孔７は、一定の間隔で搬送ベルト８の全周に形成されている。ベルト支持面３０に支持されている搬送ベルト８の吸着孔７は、スリット３１に連通している。したがって、真空源４０によって空間３５およびスリット３１に負圧が形成されると、吸着孔７内にも負圧が形成される。検査対象物である樹脂キャップ１は、ベルト支持面３０に支持されている搬送ベルト８上に載置され、吸着孔７に形成されている負圧によって搬送ベルト８に保持される。このような構成によれば、搬送ベルト８は、風圧で樹脂キャップ１が飛ばされることなく、複数の樹脂キャップ１を図１の矢印で示す方向に高速で搬送することができる。

検査装置は、搬送ベルト８上の樹脂キャップ１の画像を生成する撮像手段４５と、樹脂キャップ１を照明する第１の照明器４７および第２の照明器４８をさらに備えている。撮像手段４５は、ベルト支持面３０上の搬送ベルト８の上方に配置されており、搬送ベルト８の上面（外側の面）を向いて配置されている。第１の照明器４７は撮像手段４５に隣接して配置されている。本実施形態では、図１および図３に示すように、第１の照明器４７は、撮像手段４５と搬送ベルト８との間に配置されている。さらに、本実施形態では、第１の照明器４７は、リング形状を有している。第１の照明器４７は、搬送ベルト８によって搬送される樹脂キャップ１の上方に位置しており、これら樹脂キャップ１を上側から照明する。撮像手段４５も、搬送ベルト８によって搬送される樹脂キャップ１の上方に位置しており、これら樹脂キャップ１を上側から撮像する。撮像手段４５には、カメラなどが使用される。

撮像手段４５および第１の照明器４７は、筐体５の空間３５の外に配置されているが、第２の照明器４８は、筐体５の空間３５内に配置されている。この第２の照明器４８は、筐体５のスリット３１の下方に配置されており、上を向いて、すなわち、ベルト支持面３０上の搬送ベルト８の下面（内側の面）を向いている。したがって、第２の照明器４８は、搬送ベルト８によって搬送される樹脂キャップ１の下方に位置しており、これら樹脂キャップ１を下側から照明する。より具体的には、第２の照明器４８は、搬送ベルト８に形成されている吸着孔７を介して樹脂キャップ１を照明する。

撮像手段４５、第１の照明器４７、および第２の照明器４８は、直線上に配列されている。第１の照明器４７および第２の照明器４８は互いに向き合い、樹脂キャップ１を一方側（すなわち上側）および反対側（すなわち下側）から同時に照明することができる。撮像手段４５は、リング形状の第１の照明器４７の中央穴を通じて、樹脂キャップ１を上側から撮像する。撮像手段４５は画像処理手段５０に接続されている。撮像手段４５によって生成された樹脂キャップ１の画像は、画像処理手段５０に送られ、画像処理手段５０は、樹脂キャップ１の画像に基づいて樹脂キャップ１を検査する。本明細書において、「上側」とは、樹脂キャップ１に対してバキュームコンベヤ２がない側であり、「下側」とは、樹脂キャップ１に対してバキュームコンベヤ２がある側である。

次に、上述のように構成された検査装置の動作について説明する。搬送ベルト８は、ベルト送り機構１０によって長手方向に所定の速度で送られる。筐体５の内部には、真空源４０によって負圧が形成されている。検査すべき複数の樹脂キャップ１は、スターホイールなどの搬送装置（図示せず）によって検査装置のバキュームコンベヤ２に順次導入される。樹脂キャップ１は、ベルト支持面３０上の搬送ベルト８に順次送られ、吸着孔７に形成された負圧によって搬送ベルト８の上面に保持される。

第１の照明器４７および第２の照明器４８は、樹脂キャップ１の上側および下側から樹脂キャップ１を照明する。第１の照明器４７からの光の一部は、樹脂キャップ１の表面で反射して撮像手段４５に到達し、残りの光は樹脂キャップ１を通過して搬送ベルト８の上面で反射し、反射した光は樹脂キャップ１を再び通過して撮像手段４５に到達する。第２の照明器４８からの光は、筐体５のスリット３１および搬送ベルト８の吸着孔７を通過し、さらに樹脂キャップ１を通過して、撮像手段４５に到達する。したがって、撮像手段４５は、樹脂キャップ１の被検査領域の全体から光を受けることができる。結果として、検査装置は、樹脂キャップ１を精度よく検査することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ 樹脂キャップ
５ 筐体
７ 吸着孔
８ 搬送ベルト
１０ ベルト送り機構
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７ ローラー
２０，２１ プーリー
２３ 電動機
２６ ブラケット
２８ 駆動ベルト
３０ ベルト支持面
３１ スリット
３５ 空間
３７ 開口部
４０ 真空源
４５ 撮像手段
４７ 第１の照明器
４８ 第２の照明器
５０ 画像処理手段

Claims (4)

1. 複数の吸着孔が形成された搬送ベルトを有し、当該搬送ベルト上の樹脂キャップを前記吸着孔を介して真空吸着して搬送するバキュームコンベヤと、
   前記搬送ベルト上の樹脂キャップを上側から撮像する撮像手段と、
   前記樹脂キャップを上側から照明する第１の照明器と、
   前記樹脂キャップを下側から前記吸着孔を介して照明する第２の照明器とを備え、
   前記撮像手段、前記第１の照明器、前記および第２の照明器は、直線上に配列されており、
   前記第１の照明器および前記第２の照明器は、前記樹脂キャップを上側および下側から同時に照明することを特徴とする樹脂キャップ検査装置。
2. 前記バキュームコンベヤは、
   内部に空間が設けられており、当該空間に連通するスリットが形成され且つ前記搬送ベルトを支持する支持面を有する筐体と、
   前記空間に連通する真空源とを有し、
   前記第２の照明器は、前記筐体の前記空間内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の樹脂キャップ検査装置。
3. 前記第１の照明器は、リング形状を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂キャップ検査装置。
4. 前記撮像手段は、前記樹脂キャップの表面で反射した前記第１の照明器からの光と、前記樹脂キャップを透過して前記搬送ベルトの上面で反射し、さらに前記樹脂キャップを再び透過した前記第１の照明器からの光と、前記吸着孔を通過し、さらに前記樹脂キャップを透過した前記第２の照明器からの光を受けることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の樹脂キャップ検査装置。

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