JP6617238B2 - 包装体の検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、包装材のシール部またはその近傍に特異部が検出されたときに、この特異部が包装材の変形によるものであるか否かを判別できる包装体の検査装置に関する。

特許文献１に、Ｘ線検査の結果を使用して、包装体のシール部に食品などの内容物の一部が挟まれているか否かを判定するいわゆる噛み込み検査を行う発明が記載されている。

特許文献１に記載されている検査装置は、包装体の外形データが予め記憶部に記憶されている。包装体の包材にＸ線を照射して得られたＸ線画像から、ジッパーなどの比較的厚い部分の画像が基準画像として取得される。そして、記憶部に記憶されている外形データと前記基準画像とを使用して、ジッパーの画像からシール部の位置までの距離、さらには包材の外形が推定される。そして、推定されたシール部の位置情報と、Ｘ線センサで得られた内容物の画像とから、シール部に内容物が噛みこまれているか否かの判定が行われる。

特開２０１１−１９６７９６号公報

特許文献１に記載されている検査装置では、Ｘ線の透過画像の輝度によって内容物が存在しているか否かを判定している。そのため、包装体を構成している包装材に変形やこの変形に伴う重なりが生じていると、取得画像では包装材の変形部の輝度が周囲と異なって写るようになり、この部分が内容物の一部であると判断されるおそれがある。特に、レトルト食品などのように包装材が厚い素材で形成されていると、包装材の変形部と周囲との輝度の差が顕著になり、変形部が内容物として判断されやすい。

包装材のシール部は、所定の縁部またはその内側などの近傍に形成されるが、内容物がシール部に接近していると、あるいは内容物が厚いものであると、シール部を含む前記縁部で包装材の折れによる変形が生じやすくなる。そのため、この包装材の変形部が、シール部での内容物の噛み込みと判断される可能性が高くなる。その結果、包装体としては良品であるのにもかかわらず、包装作業工程から排除される問題が生じる。

本発明は上記従来の課題を解決するものであり、シール部またはその周辺に包装材の変形部や変形に伴う重なり部が存在している可能性を判定できるようにして、包装体の製造工程での誤った判定を低減できるようにした包装体の検査装置を提供することを目的としている。

本発明は、シール部が形成された袋状の包装材と、前記包装材に収納された内容物とを有する包装体を検査する検査装置において、
前記包装体に検査波を与える検査波照射部と、前記包装体に照射された検査波を検知する検査波検知部と、データ処理部とが設けられており、
前記データ処理部に、
前記検査波検知部の検知出力から前記包装体の画像データを生成する画像データ生成部と、
前記画像データに基づいて、前記シール部を含む検査領域を設定する検査領域設定部と、
前記画像データに基づいて、前記シール部の直近に位置する前記包装材の縁部、あるいは前記シール部内に位置する前記包装材の縁部に、窪み部が形成されているか否かを判定し、前記窪み部を基準として所定の検出位置または所定の検出範囲を設定する検出範囲設定部と、
前記検査領域内で周囲と輝度が相違する特異部を検出し、前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在していたら、前記特異部を前記包装材の変形によるものと判定し、前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在していなければ、前記特異部を前記シール部に噛み込まれた内容物であると判断し、前記包装体を不良品であると判定する判定部と、が設けられていることを特徴とするものである。

また、本発明の包装体の検査装置は、前記判定部では、前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在するときに、その特異部が、所定の判定条件を備えているときに、前記特異部が前記包装材の変形によるものであると判定する。

前記判定条件は、前記特異部の面積、前記特異部の幅寸法、前記特異部の形状、あるいは、前記特異部の輝度のグラデーションである。

本発明の包装体の検査装置は、前記判定部で、所定の基準線から前記縁部までの距離によって前記窪み部の底部を検出し、前記底部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定するものである。

または、本発明の包装体の検査装置は、前記判定部は、所定の基準線からしきい値だけ離れた位置に判定線を設定し、その判定線上に前記縁部が存在していたら前記窪みが形成されていると判定し、前記判定線と前記縁部との交点を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定する。
この場合に、前記基準線を、前記包装体の前記縁部を含む線とすることが好ましい。

さらに、本発明の包装体の検査装置は、前記包装体の内部を通過する判定線を設定し、その判定線上に前記縁部が存在していたら、前記判定線と前記縁部とで囲まれた領域に前記窪み部が形成されていると判定し、前記窪み部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定するものである。

また本発明の包装体の検査装置は、上記においてに、前記窪み部の底部を検出し、前記底部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定するものであってもよい。

この場合に、前記包装体の前記縁部を含む基準線を設定し、前記基準線から所定のしきい値だけ離れた位置に前記判定線を設定することが好ましい。

本発明の包装体の検査装置は、前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、その包装体を良品と判定する。

また、本発明の包装体の検査装置は、前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、前記特異部の輝度を変化させて、前記特異部に前記内容物の一部が含められているか否かを判定する。

あるいは、前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、前記特異部を検出するしきい値を変更して、前記特異部に前記内容物の一部が含められているか否かを判定する。

本発明の包装体の検査装置は、前記検査波として放射線またはテラヘルツ波の電磁波が使用されて、前記電磁波を検知した電磁波画像データが取得されるとともに、光学画像データが取得され、前記電磁波画像データと前記光学画像データとが合成されて、前記包装体の画像データが生成される。

または、光学画像データが取得され、前記光学画像データから前記包装体の画像データが生成される。

あるいは、前記検査波として放射線またはテラヘルツ波の電磁波が使用されて、前記電磁波を検知した電磁波画像データが取得され、前記電磁波画像データから前記包装体の画像データが生成される。

本発明は、包装体のシール部が形成されている部分の縁部またはシール部の近傍の縁部に窪み部があるか否かを検査し、窪み部が存在していると判定されたら、その窪み部の近くに存在する特異部を包装材の変形部であると判定する。あるいは、特異部を判定条件と比較して変形部であるか否かを判定している。その結果、包装材の変形部を誤って内容物の噛み込み状態であると判定する可能性を低くでき、良品が不良品と判別される可能性を低減できる。

本発明の第１の実施の形態の包装体の検査装置の外観を示す斜視図、 第１の実施の形態の包装体の検査装置の内部構造を示す正面図、 本発明の検査装置の回路ブロック図、 光学画像の説明図（写真）、 光学画像の濃度調整を行った後の画像の説明図（写真）、 Ｘ線画像の説明図（写真）、 図５の濃度調整後の画像と図６のＸ線画像とを合成した合成画像の説明図（写真）、 図７に示す合成画像から特定されたシール部を含む検査領域の説明図、 検査領域の縁部に現れた窪み部の説明図、 窪み部の底部を含む検出位置の設定を説明する説明図、 判定線による窪み部の特定および検出範囲の設定を説明する説明図、 窪み部の底部を含む検出範囲の他の設定例を説明する説明図、 窪み部の底部を含む検出位置の他の設定例を説明する説明図、 窪み部の判定と特異点の検出を行う他の判定方向を説明する説明図、 窪み部の判定と特異点の検出を行う他の判定方向を説明する説明図、 窪み部の判定と特異点の検出を行う他の判定方向を説明する説明図、 包装材の変形部を検出する処理のフローチャート、 第２の実施の形態の包装体の検査装置において、照明部と放射線検知部の配置を示す断面図、

＜検査装置の構造＞
図１に示すように、本発明の第１の実施の形態の検査装置１は、包装体移動領域２と、その上に設置された上部収納部３と、包装体移動領域２の下に配置された下部収納部４を有している。

包装体移動領域２は、中間部筐体２ａの内部に形成されている。中間部筐体２ａには一方の側部に搬入口４ａが開口し、これに対向する他方の側部に搬出口４ｂが開口している。搬入口４ａと搬出口４ｂのそれぞれには、Ｘ線遮蔽シート５が設けられており、中間部筐体２ａの内部の包装体移動領域２は、Ｘ線遮蔽領域（電磁波遮蔽領域）となっている。

包装体移動領域２に、移動機構６が設けられている。図１と図２に示すように、移動機構６は、上流側移動機構６ａと下流側移動機構６ｂとに分離されており、上流側移動機構６ａと下流側移動機構６ｂとの間に、移動方向に向けて間隔が空けられた間隙部６ｃが形成されている。

上流側移動機構６ａは、上流側ローラ７ａと下流側ローラ７ｂを有し、両ローラ７ａ，７ｂの間に搬送ベルト８ａが巻かれている。上流側ローラ７ａと下流側ローラ７ｂの一方が駆動ローラで他方が従動ローラである。下流側移動機構６ｂは、上流側ローラ７ｃと下流側ローラ７ｄを有し、両ローラ７ｃ，７ｄの間に搬送ベルト８ｂが巻かれている。上流側ローラ７ｃと下流側ローラ７ｄの一方が駆動ローラで他方が従動ローラである。

上流側の搬送ベルト８ａは光を透過可能なベルトである。たとえば、透明または半透明の合成樹脂で形成されたベルトであり、または多数の穴が規則的に形成されたゴムベルトである。下流側の搬送ベルト８ｂは光を透過可能であってもよいし、光を透過できないものであってもよい。

上流側の搬送ベルト８ａと下流側の搬送ベルト８ｂは、同じ速度で周回している。上流側の搬送ベルト８ａの上流側端部に置かれた包装体Ｗ０は、上流側の搬送ベルト８ａの周回によって、搬入口４ａから包装体移動領域（電磁波遮蔽領域）２の内部に搬入され、一定の速度で図示左方向（Ｆ方向）へ移動させられる。さらに、間隙部６ｃを通過して下流側の搬送ベルト８ｂに受け渡され、搬送ベルト８ｂの周回によって搬出口４ｂから搬出される。

図１では、包装体Ｗ０の移動方向（Ｆ方向）がＹ方向であり、移動方向（Ｆ方向）と直交する方向がＸ方向である。また、移動方向（Ｆ方向）に対して垂直に延びる方向がＺ方向である。

図１に示すように、上部収納部３に上部筐体３ａが設けられており、上部筐体３ａの内部にＸ線発生部１０が収納されている。Ｘ線発生部１０では、密閉容器１１の内部にＸ線管１２が収納されている。下部収納部４は下部筐体４ｃを有しており、その内部に図２に示すＸ線センサ１３が配置されている。本発明の実施の形態では、第１の検査波照射部の一例としてＸ線発生部１０が使用され、第１の検査波検知部の一例としてＸ線センサ１３が使用されている。Ｘ線センサ１３はラインセンサであり、センサ基板に複数のＸ線検知素子が、包装体Ｗ０の移動方向と直交する方向であるＸ方向に直線的に配列している。ただし、第１の検査波照射部では、Ｘ線の代わりに他の透過性の放射線が使用されてもよいし、テラヘルツ波が使用されてもよい。

図１に示すように、上部収納部３には、第２の検査波検知部である光学センサ１５（光学検知部）が設けられ、図２に示すように下部収納部４には、第２の検査波照射部である照明部１６が配置されている。光学センサ１５はラインセンサであり、複数の光検知素子が、包装体Ｗ０の移動方向と直交するＸ方向に直線的に配列して光検知ラインが構成されている。光学センサ１５は、Ｘ方向に延びる光検知ラインを１列のみ備えているものであってもよいし、複数列備えているものであってもよい。

照明部１６はライン照明装置であり、照明基板に複数の発光素子がＸ方向に直線的に実装されて構成されている。複数の発光素子は、包装体Ｗ０の移動方向と直交するＸ方向に配列して照明ラインが形成されている。照明ラインは１列に形成されているものであってもよいし、複数列に形成されているものであってもよい。発光素子は発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、第２の検査波は近赤外線あるいは青色の波長の光を発するものが使用される。

図２には、Ｘ線センサ１３がＸ線を感知するＸ線検知範囲の中心線（Ｘ線検知撮像線）がＬ１で示されている。Ｘ線検知撮像線Ｌ１は、Ｘ線発生部１０とＸ線センサ１３の中心どうしが対向する対向線である。また、Ｘ線検知撮像線Ｌ１は、ラインセンサであるＸ線センサ１３のＸ線検知ラインから垂直に立ち上がっているＸ−Ｚ平面と平行な検知面であり、Ｘ線検知撮像面と言い換えることもできる。Ｘ線センサ１３のＸ線検知撮像線Ｌ１は、移動機構６の間隙部６ｃの内部を通過して、包装体Ｗ０の移動方向であるＹ方向と直交するＺ方向に延びている。

図２には、光学センサ１５が光を感知する光検知範囲の中心線（光検知撮像線）がＬ２とＬ３で示されている。光検知撮像線Ｌ２，Ｌ３は、光学センサ１５と照明部１６の中心どうしが対向する対向線である。また、光検知撮像線Ｌ２，Ｌ３は、光学センサ１５の光検知ラインから延びてＸ方向に面方向が延びる検知面であり、光検知撮像面と言い換えることができる。

図２に示すように、移動機構６の上方に反射部材１７が設けられている。反射部材１７の反射面の向きは、Ｘ−Ｚ面に対して４５度の傾きを有している。光学センサ１５の光検知撮像線Ｌ３は、Ｙ方向と平行に延び、反射部材１７の反射面１７ａにより下向きに曲げられて光検知撮像線Ｌ２となる。すなわち、照明部１６から発せられる照明光は、間隙部６ｃの上を通過する包装体Ｗ０に照射され、さらに反射面１７ａで反射されて光学センサ１５で受光される。

Ｘセンサ１３と照明部１６は、移動機構６の下側で近接して配置されており、Ｘ線検査撮像線Ｌ１と光検知撮像線Ｌ２は、移動機構６の間隙部６ｃの内部で一致することなく平行に配置されている。

図２に示す検査装置１は、Ｘ線検査撮像線Ｌ１と光検知撮像線Ｌ２とが、同じ間隙部６ｃに位置しているため、間隙部６ｃを通過する包装体Ｗ０に対し、Ｘ線の曝射で取得される画像データと、光学センサ１５で検知される光学的な画像データとを同じ条件で取得できる。

図２に示すように、上流側移動機構６ａに、位置センサ１８が設けられている。位置センサ１８は光学センサであり、発光部１８ａと受光部１８ｂとが対向して構成されている。包装体Ｗ０の移動経路を挟んで上下のいずれか一方に発光部１８ａが配置され、他方に受光部１８ｂが対向している。上流側移動機構６ａを通過する包装体Ｗ０が位置センサ１８で検知されたときを基準として、Ｘ線センサ１３と光学センサ１５による撮像動作の開始のタイミングが設定される。

図１に示すように、上部収納部３を構成する上部筐体３ａの前部に、操作パネル４０が配置されている。操作パネル４０は、カラー液晶パネルなどの表示パネルと、表示パネルの表示面に重ねて設けられた透光性のタッチパネルとを有している。タッチパネルは人の指が触れた位置を抵抗値の変化として検知し、または静電容量の変化として検知する。

＜回路構成＞
図３に、検査装置１に備えられた電子回路の概要を示す回路ブロック図が示されている。

データ処理部２０は、ＣＰＵとメモリなどから構成されており、図３に示されているデータ処理部２０の内部のブロックは、ＣＰＵにインストールされたソフトウエアを実行することにより構成される。

Ｘ線センサ１３からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ａでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ａを経て、データ処理部２０内のラインデータ取得部２３に与えられる。ラインデータ取得部２３では、Ｘ線センサ１３のＸ線検知ラインで検知されたラインデータが１ライン毎に取得される。ラインデータ取得部２３で取得されたラインデータは電磁波画像データ生成部２４に与えられて累積され、１画面単位の輝度分布データで構成される電磁波画像データ２７が生成される。

光学センサ１５からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ｂでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ｂを経て、データ処理部２０のラインデータ取得部２５に与えられる。ラインデータ取得部２５では、光学センサ１５の光検知ラインで検知された濃淡データが１ライン毎に取得される。ラインデータ取得部２５で取得されたライン単位の濃淡データは光学画像データ生成部２６に与えられて累積され、１画面単位の濃淡データで構成される光学画像データ２８が生成される。

位置センサ１８からの検知出力は、Ａ／Ｄ変換器２１ｃでディジタル信号に変換され、入力インタフェース２２ｃを経て、タイミング信号２９となって判定部３１と画像合成部３２ならびに２つのラインデータ取得部２３，２５に与えられる。このタイミング信号２９にしたがって、ラインデータ取得部２３がラインデータを取得し、ラインデータ取得部２５が濃淡データを取得する。

電磁波画像データ生成部２４で生成されたＸ線検知出力の輝度分布画像である電磁波画像データ２７は、データ変換部３６で輝度分布が変換させられて、判定部３１と画像合成部３２に与えられる。光学画像データ生成部２６で生成された光検知出力の濃淡画像である光学画像データ２８は、濃淡処理部３７で画像全体の濃淡が調整された後に、判定部３１と画像合成部３２に与えられる。判定部３１と画像合成部３２は、相互にデータの交換が可能である。

画像合成部３２では、電磁波画像データ２７がデータ変換部３６で変換された後のデータと、光学画像データ２８が濃淡処理部３７で調整された後のデータを参照して合成画像データ３３が生成される。

データ処理部２０には検査領域設定部３５が設けられている。検査領域設定部３５には前記光学画像データ２８が与えられ、光学画像データ２８を用いてマスク画像データが生成される。このマスク画像データと前記合成画像データ３３とから、シール部を含む検査領域が特定される。検査領域に関する情報は、判定部３１と画像合成部３２に与えられる。

前記合成画像データ３３は出力インタフェース２２ｄを介して表示ドライバ３４に与えられ、表示ドライバ３４で生成された画像表示信号は、操作パネル４０に設けられた表示パネルに与えられて、画像が表示画面４０ａに表示される。

前記のように操作パネル４０には、タッチパネルが設けられており、タッチパネルで検知された操作信号は、画像合成部３２ならびにデータ変換部３６と濃淡処理部３７に与えられる。検査装置１にはＸ線発生部１０で発生されるＸ線エネルギーを調整するＸ線調整部３８が設けられており、前記操作パネル４０によってＸ線調整部３８が操作される。

＜包装体の異物検査＞
検査装置１は、操作パネル４０の操作によって、Ｘ線発生部１０から発せられるＸ線エネルギーを調整することが可能である。また、操作パネル４０でデータ変換部３６を操作して電磁波画像データ２７の輝度分布を調整することが可能である。例えば、包装体のシール部に内容物の噛み込みがあるか否かを検査するときは、内容物が画像に濃く表示されるように調整が行われる。

図２に示すように、包装体Ｗ０が上流側移動機構６ａに置かれると、上流側搬送機構６ａと下流側移動機構６ｂが始動し、包装体Ｗ０が包装体移動領域２内を通過させられる。包装体Ｗ０が位置センサ１８で検知されると、図３に示すように、その検知出力は、入力インタフェース２２ｃを経てタイミング信号２９としてラインデータ取得部２３，２５に与えられる。

ラインデータ取得部２５は、前記タイミング信号２９が得られたときに、光学画像データ２８の取得が開始され、光学画像データ生成部２６でラインデータが蓄積されて光学画像データ２８が生成される。すなわち、光学画像データ２８はタイミング信号２９が得られたときにのみ生成され、光学画像はタイミング信号２９を基準として生成される。

これに対し、ラインデータ取得部２３は、Ｘ線センサ１３からの検知信号を常に監視しており、タイミング信号２９の有無にかかわらず、予め決められたしきい値以上の濃度を有するＸ線検知信号が得られたら、電磁波画像データ生成部２４でラインデータが蓄積されて電磁波画像データ２７が生成される。したがって、光学センサ１５が起動しているか否か、および位置センサ１８が動作しているか否かにかかわらず、電磁波画像データ２７を常に監視することができ、包装体Ｗ０の内容物に金属などの異物などが混入しているときには、その包装体Ｗ０が良品ではないことを常に表示することができ、さらに搬送経路上からその包装体Ｗ０を排除することができる。

＜噛み込み検査用画像の生成＞
図３に示すように、包装体Ｗ０の形状を光学センサ１５で取得した光学画像データ２８は、濃淡処理部３７に与えられる。濃淡処理部３７では、光学画像データ２８が二値化され、包装体Ｗ０は全体が同じ輝度で表現される。

第１の実施の形態の検査装置１で検査する対象物として想定している包装体Ｗ０は、包装材料がアルミ箔や印刷された樹脂フィルムなどで形成されて非透明なものであるため、この包装体Ｗ０の光学画像に内容物は現れない。図２に示すように、光学センサ１５は、第２の検査波照射部である照明部１６によって背部から照明された画像を検知するものであるため、光学画像では包装体の外形を示す縁線から内側はほぼ塗りつぶされた画像となる。この画像を二値化することで、図４に示すように、光学画像データ２８で表される光学画像Ｗａは、包装体Ｗ０の形状の全体が同じ輝度となる。

操作パネル４０で濃淡処理部３７が操作されると、二値化された光学画像Ｗａの全体の濃淡（輝度）が変化させられる。この調整作業では、操作パネル４０の表示画面４０ａに光学画像Ｗａと、調整指示部が表示される。調整指示部に指を触れて操作すると光学画像データ２８の輝度が調整され、表示画面４０ａに表示されている光学画像Ｗａの全体の濃度（輝度）が変化する。光学画像データ２８の全体の輝度が高く調整され、図５に示すように、包装体の縁部の境界線が見える範囲で、できるかぎり全体を薄くした画像が形成される。この画像が図５に示す包装体外形画像Ｗｂとして使用される。

一方、電磁波画像データ２７は、データ変換部３６において、包装体Ｗ０の内部の内容物を強調した輝度分布となるように調整される。その結果、図６に示すように、食品などの内容物が濃く表示された内容物画像Ｗ１が得られる。前記輝度分布の調整により、内容物が強調された結果、内容物画像Ｗ１には包装材の画像はほとんど残らない。

画像合成部３２において、図５に示す包装体外形画像Ｗｂを表示するための光学画像データと、図６に示す内容物画像Ｗ１を表示するための電磁波画像データとが処理され、両画像データの倍率が一致するように調整される。また、包装体Ｗ０の予め決められた点などを基準として包装体外形画像Ｗｂと内容物画像Ｗ１とが重なるように位置合わせされて合成画像データ３３が生成される。この合成画像データ３３で表現される合成画像Ｗｘは、図７に示すように、包装体の外形と内容物とが重ねられたのものとなる。

この画像合成処理により、包装材がアルミ箔や印刷された樹脂フィルムなどで形成された非透明の包装体Ｗ０であっても、包装体の外形と内容物とが重ねられた噛み込み検査用画像を生成することが可能である。

＜検査領域の設定＞
検査領域設定部３５では、光学画像データ２８を用いてマスク画像データが生成される。図４には、光学画像データ２８で表される光学画像Ｗａが示されている。この光学画像Ｗａの２つの短辺を予め決められた寸法（データ量）Ｓ１だけ中央部分に後退させることで、光学画像Ｗａを長さＭ０に収縮させたマスク画像データが生成される。

検査領域設定部３５では、図７に示す合成画像Ｗｘを生成する合成画像データ３３と、長さＭ０のマスク画像データとの論理積を取ることで、合成画像Ｗｘから前後２カ所の検査領域５０のみが取り出された部分画像データが形成される。図８には包装体の一方の端部から取り出された検査領域５０が示されているが、他方の端部からも、同様にして検査領域５０を取り出した部分画像データが生成される。

包装体Ｗ０は、短辺である縁部５１が閉じられて包装材が袋状に形成されている。包装材を閉じるシール部は熱シール部や超音波シール部であり、このシール部は、縁部５１を含む領域に形成され、または縁部５１からやや離れた包装体の内側に形成されている。マスク画像データを生成するときの光学画像Ｗａの短辺の後退量Ｓ１は、シール部の全体を含む距離に設定される。したがって、図８に示す検査領域５０には、シール部の全体が含まれている。

検査領域設定部３５で取り出された検査領域５０に対応する部分画像データは判定部３１に送られる。噛み込み検査では、図８に示す検査領域５０の部分画像が、表示画面に表示されるとともに、判定部３１において噛み込み判定が行われる。

噛み込み判定は、図８に示す検査領域５０の画像データ内に、輝度が他の領域よりも相違する特異部５２が存在するか否かを検査することによって行われる。特異部５２は、ブロブ（blob）とも称されるものである。判定部３１では、検査領域５０の各画素のデータの輝度を測定し、周囲との輝度の差が所定のしきい値を超え、且つその面積が所定のしきい値を超えた場合に、特異部５２が存在していると判断する。特異部５２が、後に説明する包装材の変形によるものではないと判断されたときは、特異部５２がシール部に噛み込まれた内容物であると判断し、検査中の包装体Ｗ０は不良品であると判定される。

＜包装材の変形部の判定＞
図９は、包装材の短辺の縁部５１（シール部に直近の縁部またはシール部内に位置する縁部）に、包装材の変形に起因する特異部５３が現れている状態を示している。包装材に包まれている内容物の一部がシール部に接近しているとき、あるいは内容物の厚みが大きい場合などでは、シール部が形成されている縁部５１が変形しやすい。縁部５１が包装体Ｗ０の厚さ方向（図２の上下方向）に変形し、または変形した包装材に重なりが生じていると、画像データ上で、変形部の輝度が周囲と相違することになり、その輝度の差がしきい値を超えていると、判定部３１では特異部５３であると判定することになる。このとき、判定部３１では、図８に示す内容物の噛み込みによる特異部５２であるか、図８に示す包装材の変形による特異部５３であるかの区別ができず、いずれの場合も、シール部に内容物が噛み込まれていると判定し、検査中の包装体Ｗ０が不良品と判定されてしまう。

包装材に形成される前記変形部は、包装体Ｗ０の形状や内容物の大きさや厚さに起因することが多いため、包装体Ｗ０の種類によっては、変形部が頻繁に発生することがあり、その結果、多くの良品が不良品と誤って判定されるおそれがある。

そこで、判定部３１では、以下の処理によって、特異部が包装材の変形によるものか否かを判定できるようにしている。図１７はその処理ステップを示している。

図１７のＳＴ（ステップ）１において、図９に示す検査領域５０に特異部５３が存在していたら、ＳＴ２に移行して、検査領域５０の縁部５１に窪み部５５が存在しているか否かを判定する。窪み部５５が存在しているか否かの判定は以下のいずれかによって行われる。

（ａ）図１０に示すように、検査領域５０の画像データにおいて、包装体の端部の基準点Ｐから包装体の幅方向へ水平に伸ばした基準線Ｈ１を設定し、基準線Ｈ１から縁部５１までの距離の最大値Ｌａを求める。この最大値Ｌａが所定のしきい値以上であったら、縁部５１に窪み部５５が存在すると判定する。

（ｂ）図１１に示すように、検査領域５０の画像データにおいて、包装体の端部の基準点Ｐから包装体の幅方向へ水平に伸ばした基準線Ｈ１を設定するとともに、基準線Ｈ１から包装体の内側へ所定のしきい値Ｌｂだけ離れた位置に、基準線Ｈ１と平行な判定線Ｈ２を設定し、判定線Ｈ２と縁部５１とが交差していたら、縁部５１に窪み部５５が存在すると判定する。

（ｃ）図１０の変形例として、図１２に示すように、検査領域５０と包装体の本体部との境界に基準線Ｈ３を設定し、基準線Ｈ３から縁部５１までの距離の最短値Ｌａ１を求める。この最短値Ｌａ１がしきい値以下であったら、縁部５１に窪み部５５が存在すると判定する。または、図１１の変形例として、図１２に示す基準線Ｈ３から所定のしきい値Ｌｂ１だけ包装体の外側に離れた位置に判定線Ｈ２を設定し、判定線Ｈ２と縁部５１とが交差していたら、縁部５１に窪み部５５が存在すると判断する。なお基準線Ｈ３はどの位置に設定してもよく、例えば包装体の縁部５１と逆側に位置する縁部を基準線Ｈ３としてもよい。

（ｄ）図１３に示すように、いずれかの箇所において包装体の幅方向に延びる水平な基準線Ｈ４を設定し、この基準線Ｈ４と縁部５１の傾き角度αとβを測定する。角度αと角度βの少なくとも一方が、所定のしきい値を超えていたら、縁部５１に窪み部５５が存在すると判定する。

（ｅ）図１４に示す判定例では、包装体の内部を通過する判定線Ｈ５を設定する。この判定線Ｈ５は、例えば基準線Ｈ１から包装体の内部への距離Ｌｃが所定の値となるように設定される。基準線Ｈ１は、図１０や図１１に示した方法で設定される。図１４に示すように、判定線Ｈ５と縁部５１との交点５１との交点Ｓ，Ｓを求め、交点Ｓ，Ｓの距離Ｗ１が所定のしきい値以下であったら、縁部５１に窪み部５５が存在していると判定する。

（ｆ）さらに、図１４に示す判定例において、窪み部５５が存在していると判定したら、交点Ｓ，Ｓの間に延びる縁部５１の一部である縁線５１ａと判定線Ｈ５とで囲まれた領域（ハッチングで示す領域）を窪み部であると認定する。前記（ａ）ないし（ｅ）で示した方法では、窪み部５５が存在しているか否かの判定に留まっていたが、この手法では、実際の窪み部５５を所定の形状と面積を有する領域として特定できる。例えば、窪み部５５として特定された領域（ハッチングで示す領域）の面積や形状を判定して、所定位置よりも面積が小さい場合や、図１４の左右方向に細長い場合には、特に問題となる窪み部５５が存在しないものと判定してもよい。

＜窪み部５５の底部の検出＞
前記（ａ）ないし（ｈ）の手法で窪み部５５が存在していると判定し、あるいは窪み部５５の形状や面積を検出したら、窪み部５５の底部Ｂを検出する。窪み部５５の底部Ｂは、窪み５５のうちの前方の縁部５１から最も離れた部分を意味している。底部Ｂは窪み部５５の縁線上に点で存在していることもあるし、一定の範囲で存在していることもある。また、底部Ｂが複数点または複数箇所に存在していることもある。この場合には複数箇所の底部Ｂのそれぞれを検出する。
底部Ｂの検出は次のようにして行われる。

（ｇ）図１０ないし図１２に示すように窪み部５５が存在していると認定されたときは、縁部５１を形成する縁線のうちの基準線Ｈ１から最も距離が離れている箇所を検出し、その位置を底部Ｂとする。

（ｈ）図１１と図１２の例では、縁部５１を形成する縁線のうちの判定線Ｈ２から最も距離が離れている箇所を検出し、その位置を底部Ｂとする。図１２では、判定線Ｈ３から最も距離の近い箇所を底部Ｂとして検出する。

（ｉ）
図１５に示すように、縁線５１ａと判定線Ｈ５とで囲まれた領域を窪み部５５と認定したときには、その領域内で、判定線Ｈ５からの距離が最も長くなる縁線５１ａの部分を窪み部５５の底部Ｂと認定する。

（ｊ）図１３に示す検出例では、角度αの傾斜線と角度βの傾斜線との交点を仮想の底部Ｂとする。同様に、図１６に示すように、縁部５１と判定線Ｈ５との交点Ｓ，Ｓにおいて縁線５１に接する接線の交点を、基準となる底部Ｂ０として認定する。

（ｋ）前記（ｇ）ないし（ｊ）以外の底部Ｂの検出方法としては、窪み部Ｂに位置する縁部５１の縁線５１ａを検出し、画像処理で縁線５１の形状や角度を測定して底部を算出してもよい。

＜特異部の判定＞
図１７に示すＳＴ３では、窪み部５５を基準とした所定の検出位置または所定の検出範囲を設定し、あるいは窪み部５５の底部Ｂを基準とした所定の検出位置または所定の検出範囲を設定する。この検出位置または検出範囲に、ＳＴ１で検出された特異部が存在しているか否かを検出する。この検出位置と検出範囲は、判定部３１に含まれる検出範囲設定部によって設定される。

図１０と図１２に示す検出例では、検出された窪み部５５の底部Ｂを通過して基準線Ｈ１に直交する検出線Ｖ１を設定し、検出線Ｖ１上の全ての位置を検出位置とする。そして、検出線Ｖ１上に特異部５３が存在するか否かを検出する。

図１１に示す検出例では、判定線Ｈ２と縁部５１との交点を通過して判定線Ｈ２に直交する２つの線で挟まれた領域を検出範囲Ｖ２とする。そして、検出範囲Ｖ２内に特異部５３が存在しているか否かを判定する。

図１３に示す検出例では、角度αの傾斜線と角度βの傾斜線との交点として検出された底部Ｂを通過して基準線Ｈ４と直交する線を検出線Ｖ１とし、検出線Ｖ１上の全ての位置を検出位置とする。そして、検出線Ｖ１上に特異部５３が存在するか否かを判定する。同様に、図１５において、検出された底部Ｂを通過する検出線Ｖ１を設定してもよいし、図１６において、基準となる底部Ｂ０を通過する検出線Ｖ１を求めてもよい。

なお、前記検出線Ｖ１の位置は窪み部５５の底部Ｂを通過するものに限られるものではなく、包装体Ｗ０の形状や構造に応じて任意に設定することが可能である。図１１に示す検出範囲Ｖ２についても、その幅寸法や位置を任意に設定することが可能である。

次に、図１４において縁線５１ａと判定線Ｈ５とで囲まれた領域を窪み部５５と認定したときに、この窪み部５５の形状を拡大した領域を検出範囲Ｖ３としてもよい。

また、前記検出範囲を、窪み部と判定された部分のいずれかの位置を基準として、円形や長円形などの範囲で設定することもできる。図１５には、一例として底部Ｂを基準として設定された四角形の検出範囲Ｖ４が示されている。なお、この検出範囲は、窪み部を含まず、窪み部から外れた領域に設定することもできる。

ＳＴ１で検出された特異部５３がＳＴ３において検出線Ｖ１上または検出範囲Ｖ２、Ｖ３，Ｖ４あるいはその他の形状に設定される前記検出範囲上に位置していると判定されたら、その時点で特異部５３が、包装の内容物ではなく包装材の変形または変形に基づく重なりであると判定し、ＳＴ５に移行してもよい。

ただし、図１７に示すフローチャートでは、ＳＴ３において検出線Ｖ１上または検出範囲Ｖ２上に特異部５３が存在していると判定されたら、ＳＴ４に移行し、特異部５３が所定の判定条件に適合するか否かを判断する。判定条件は、面積、幅寸法、形状、輝度のグラデーションなどである。

例えば、検出線Ｖ１上や検出範囲Ｖ２，Ｖ３，Ｖ４上などに位置する特異部５３の面積が所定のしきい値以上であれば、特異部５３が包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定する。また特異部５３の幅寸法がしきい値以上であれば、包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定する。あるいは、特異部５３の形状を判定条件とし、例えば、特異部５３のアスペクト比を測定し、アスペクト比がしきい値を超えるような細長形状のときに、包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定する。

さらには、特異部５３の輝度のグラデーションを判定し、例えば特異部が中央部で濃く周囲に向かって薄くなるものを、包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定することができる。

＜判定後の処理＞
図１７のＳＴ４において、特異部５３がいずれかの判定条件によって包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定されたら、ＳＴ５に移行する。包装材の変形または変形に基づく重なり部ではないと判定されたら、ＳＴ６に移行し、通常検査の基準を適合し、特異部５３がシール部での内容物の噛み込みであるか否かを判定するルーチンへ移行する。

ＳＴ５では、特異部５３が内容物の噛み込みではないため、検査中の包装体Ｗ０を良品と判定する。

なお、特異部５３が包装材の折れや変形などと判定されたときには、その程度によって包装体を不良品と判定することもできる。あるいは、良品や不良品と判定する代わりに、「シール折れ品」や「再検査品」と判定し、良品、不良品とは別の場所へ選別してもよい。

さらに、ＳＴ５では、包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定された特異部５３の中に内容物の一部が噛み込まれているか否かの検査を行うことができる。この検査では、特異部５３の輝度を低下させる。特異部５３が包装材の変形部に内容物が含まれているものである場合には、全体の輝度を低下させることで、包装材の変形部と内容物との輝度差が表れる。この検査で、包装材の変形部に内容物の一部が混入されていると判定されたら、包装体Ｗ０を不良品と判定する。

また、包装材の変形または変形に基づく重なり部であると判定されたときに、判定部３１に設定されるしきい値を変更し、検出位置や検出範囲に位置する特異部５５が包装材の折れによるものであるか内容物であるかを識別してもよい。

＜変形例＞
図１８に示す第２の実施の形態の検査装置１０１は、上流側移動機構６ａの上方に光学センサ１１５が配置されている。この光学センサ１１５は、ラインセンサではなくエリアセンサであり、１画面分の画像を同時に取得できる多数の画素を有している。

上流側移動機構６ａの上下の透光性の搬送ベルトの間に第２の検査波照射部である照明部１１６が設けられている。照明部１１６は、その上を包装体Ｗ０が通過しているときに、包装体Ｗ０の全体を含む広い面積を照明できるようになっている。この検査装置１０２は、光学センサ１１５によって、包装体Ｗ０の全体画像を一度に取得できるため、制御部における画像の処理回路を簡略化できる。

本発明のさらに他の実施の形態としては、図１８５に示すように光学センサ１１５としてエリアセンサが使用され、照明部１１６が搬送ベルトよりも上方に配置され、包装体Ｗ０が上方から照明されるものであってもよい。

さらに、前記実施の形態では、図７に示す電磁波画像データ２７と光学画像データ２８との合成画像データ３３から、図８と図９に示す検査領域５０が取り出される。しかし、包装体の包装材が透光性のフィルムなどで形成されて、目視でも包装材と内容物の区別が可能なものである場合には、電磁波画像データ２７を使用せず、光学画像データ２８のみを使用し、図８と図９に示す検査領域５０を取り出して、特異部５２，５３を検知し、特異部が包装材の変形によるものであるか、内容物であるかを判定することが可能である。

または、電磁波画像データ２７のみを使用して、図８と図９に示す検査領域５０を取り出して、特異部５２，５３を検知し、特異部が包装材の変形によるものであるか、内容物であるかを判定することが可能である。

さらに、電磁波検出部のみを備えた包装体の検査装置であってもよいし、光学検出部のみを備えた包装体の検査装置であってもよい。

１，１０１ 検査装置
２ 包装体移動領域
６ 移動機構
１０ Ｘ線発生部（第１の検査波照射部）
１３ Ｘ線センサ（電磁波検知部）
１５ 光学センサ（光学検知部）
１６ 照明部（第２の検査波照射部）
１８ 位置センサ
１９ 表示装置
２０ データ処理部
２４ 電磁波画像データ生成部
２６ 光学画像データ生成部
２７ 電磁波画像データ
２８ 光学画像データ
３１ 判定部
３２ 画像合成部
３３ 合成画像データ
３５ 検査領域設定部
４０ 操作パネル
５０ 検査領域
５１ 縁部
５５ 窪み部
Ｈ１ 基準線
Ｈ２ 判定線
Ｖ１ 検出線
Ｖ２ 検出範囲
Ｗ０ 包装体

Claims (18)

1. シール部が形成された袋状の包装材と、前記包装材に収納された内容物とを有する包装体を検査する検査装置において、
   前記包装体に検査波を与える検査波照射部と、前記包装体に照射された検査波を検知する検査波検知部と、データ処理部とが設けられており、
   前記データ処理部に、
   前記検査波検知部の検知出力から前記包装体の画像データを生成する画像データ生成部と、
   前記画像データに基づいて、前記シール部を含む検査領域を設定する検査領域設定部と、
   前記画像データに基づいて、前記シール部の直近に位置する前記包装材の縁部、あるいは前記シール部内に位置する前記包装材の縁部に、窪み部が形成されているか否かを判定し、前記窪み部を基準として所定の検出位置または所定の検出範囲を設定する検出範囲設定部と、
   前記検査領域内で周囲と輝度が相違する特異部を検出し、前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在していたら、前記特異部を前記包装材の変形によるものと判定し、前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在していなければ、前記特異部を前記シール部に噛み込まれた内容物であると判断し、前記包装体を不良品であると判定する判定部と、
   が設けられていることを特徴とする包装体の検査装置。
2. 前記判定部では、
   前記特異部が前記検出位置または前記検出範囲内に存在するときに、その特異部が、所定の判定条件を備えているときに、前記特異部が前記包装材の変形によるものであると判定する請求項１記載の包装体の検査装置。
3. 前記判定条件は、前記特異部の面積である請求項２記載の包装体の検査装置。
4. 前記判定条件は、前記特異部の幅寸法である請求項２記載の包装体の検査装置。
5. 前記判定条件は、前記特異部の形状である請求項２記載の包装体の検査装置。
6. 前記判定条件は、前記特異部の輝度のグラデーションである請求項２記載の包装体の検査装置。
7. 前記判定部では、所定の基準線から前記縁部までの距離によって前記窪み部の底部を検出し、前記底部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定する請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
8. 前記判定部は、所定の基準線からしきい値だけ離れた位置に判定線を設定し、その判定線上に前記縁部が存在していたら前記窪みが形成されていると判定し、前記判定線と前記縁部との交点を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定する請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
9. 前記基準線を、前記包装体の前記縁部を含む線とする請求項７または８記載の包装体の検査装置。
10. 前記包装体の内部を通過する判定線を設定し、その判定線上に前記縁部が存在していたら、前記判定線と前記縁部とで囲まれた領域に前記窪み部が形成されていると判定し、前記窪み部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定する請求項１ないし６のいずれかに記載の包装体の検査装置。
11. 前記窪み部の底部を検出し、前記底部を基準として前記検出位置または前記検出範囲を設定する請求項１０記載の包装体の検査装置。
12. 前記包装体の前記縁部を含む基準線を設定し、前記基準線から所定のしきい値だけ離れた位置に前記判定線を設定する請求項１０または１１記載の包装体の検査装置。
13. 前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、その包装体を良品と判定する請求項１ないし１２の包装体の検査装置。
14. 前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、前記特異部の輝度を変化させて、前記特異部に前記内容物の一部が含められているか否かを判定する請求項１ないし１２の包装体の検査装置。
15. 前記特異部が、前記包装材の変形によるものであると判定されたら、前記特異部を検出するしきい値を変更して、前記特異部に前記内容物の一部が含められているか否かを判定する請求項１ないし１２の包装体の検査装置。
16. 前記検査波として放射線またはテラヘルツ波の電磁波が使用されて、前記電磁波を検知した電磁波画像データが取得されるとともに、光学画像データが取得され、
    前記電磁波画像データと前記光学画像データとが合成されて、前記包装体の画像データが生成される請求項１ないし１５のいずれかに記載の包装体の検査装置。
17. 光学画像データが取得され、前記光学画像データから前記包装体の画像データが生成される請求項１ないし１５のいずれかに記載の包装体の検査装置。
18. 前記検査波として放射線またはテラヘルツ波の電磁波が使用されて、前記電磁波を検知した電磁波画像データが取得され、前記電磁波画像データから前記包装体の画像データが生成される請求項１ないし１５のいずれかに記載の包装体の検査装置。