JP6863558B2 - 異物検査方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は異物検査方法及び装置に関し、特に透光性の容器内の液体中に混入して沈殿している沈殿異物や液体中に浮遊している浮遊異物の検出を確実に行う異物検査方法及び装置に関する。

従来透光性容器内の異物検査として、例えば特許第３０４８０４９号公報（特許文献１）、特許第３０７２６３１号公報（特許文献２）、特許第４１０１５５５号公報（特許文献３）に開示されたものがある。

従来の異物検査では、被検査対象である容器を一定の姿勢で搬送しながら実施している。このため、沈殿異物や浮遊異物を連続的に検査することができない。

特許第３０４８０４９号公報 特許第３０７２６３１号公報 特許第４１０１５５５号公報

飲料等の容器搬送システムでの浮遊異物の検査は、実際の製造ラインで検査員の目視検査の工程で行われているが、目視のために確実ではないという問題がある。他の異物検査方法としては、被検査体としての容器を高速回転させ、停止させて強制的に内容液を流動状態にして異物の移動を検査する方法があるが、異物の比重が重い物は回転させても浮き上がることはできない問題がある。回転数と内容液の関係により、容器を回転させることにより気泡が発生し、気泡を浮遊異物として誤検出する可能性が高まる。また、容器を高速回転させる方法では、容器が円筒形状でない場合、内容液の流れが容器形状に大きく左右されてしまい、異物が検査範囲を脱出する可能性もある。

本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、飲料等の液体を充填している透光性の容器に混入している沈殿異物及び浮遊異物を確実に連続的に検査する検査方法及び装置を提供することにある。

本発明は異物（沈殿異物、浮遊異物）検査方法に関し、本発明の上記目的は、透光性の被検査体を円盤状のメインロータリに把持して搬送しながら前記被検査体の姿勢を正立姿勢から徐々に傾斜させて倒立姿勢に変え、前記倒立姿勢から徐々に前記正立姿勢に変えるようになっており、透過光方式若しくは反射光方式により、前記正立姿勢から前記倒立姿勢までに前記被検査体を２回撮像して画像比較１をすることにより沈殿異物を検査し、前記倒立姿勢を維持しながら搬送される前記被検査体を所定時間に２回撮像して画像比較２をすることにより浮遊異物を検査し、その後、前記正立姿勢に変えると共に、前記沈殿異物及び前記浮遊異物の検査結果に従って前記被検査体を後工程に搬送するようになっていることにより達成される。

また、本発明は異物（沈殿異物、浮遊異物）検査装置に関し、本発明の上記目的は、順次搬送されて来る透光性の被検査体を受容して回転する円盤状の入口スターホイールと、前記入口スターホイールから受け渡された正立姿勢の前記被検査体を把持機構により把持すると共に、回転に応じて、傾斜ガイドレールの屈曲形状に係合して前記被検査体の姿勢を前記正立姿勢から徐々に傾斜させて倒立姿勢に変え、前記倒立姿勢から徐々に前記正立姿勢に変えるようになっている円盤状のメインロータリと、透過光方式若しくは反射光方式により、前記正立姿勢から前記倒立姿勢までに前記被検査体を２回撮像すると共に、前記倒立姿勢を維持しながら搬送される前記被検査体を所定時間に２回撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像画像に基づいて沈殿異物及び浮遊異物を検査する検査判定部と、
前記把持機構で解放され、前記メインロータリから搬送されて来る前記被検査体を受容して回転し、前記検査判定部の結果に従って後工程に搬送する円盤状の出口スターホイールとで構成されていることにより達成される。

本発明では、容器の底部以外で、容器デザインに極端な凹凸がない部分でカメラにより検査しているので、容器形状に左右されない部分での検査が可能である。カメラでの時間差撮像の画像の差分処理により時間経過で移動する影（異物）異物と、時間経過で移動しない影（ゴミ、汚れ）とを識別することができる。また、様々な比重の内容液、異物比重の組み合わせにより、異物の液中での移動速度が違うため、本発明では、異物移動の時間経過を異物比重（移動量）に合わせ、幾つもの時間経過処理過程を得て総合的に判別しており、比重差がある異物をも検査することができる。

容器内の異物の例を示す模式図である。 透過光方式で沈殿異物を検査する様子を示す模式図である。 透過光方式で沈殿異物を検査する様子を示す模式図である。 沈殿異物判定の画像例を示す画像図である。 反射光方式で沈殿異物を検査する様子を示す模式図である。 反射光方式で沈殿異物を検査する様子を示す模式図である。 沈殿異物判定の画像例を示す画像図である。 透過光方式で浮遊異物を検査する様子を示す模式図である。 透過光方式で浮遊異物を検査する様子を示す模式図である。 浮遊異物判定の画像例を示す画像図である。 反射光方式で浮遊異物を検査する様子を示す模式図である。 反射光方式で浮遊異物を検査する様子を示す模式図である。 浮遊異物判定の画像例を示す画像図である。 浮遊異物と気泡の識別を説明するための画像図である。 容器搬送システムの一例を示す平面機構図である。 カムチャック方式の把持機構の一例を示す機構図である。 カムチャック方式の把持機構と傾斜ガイドレールの係合例を示す機構図である。 カムチャック方式の把持機構と傾斜ガイドレールの係合例を示す機構図である。 傾斜ガイドレールと容器の姿勢の関係を示す機構形態図である。 本発明の制御系の一例を示すブロック図である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 本発明の動作例を示すフローチャートの一部である。 実際の画像例を示す図である。 エアーチャック方式の把持機構の一例を示す機構図である。

従来の浮遊異物の検査は検査員の目視検査の工程で行われているが、本発明では、目視検査を受光カメラ、例えばＣＣＤカメラによる画像処理に置き換え、確実かつ高速に行うことを可能にしている。本発明の異物検査では、同一搬送システム内で、比重の重い異物と比重の軽い異物をそれぞれの比重に合わせ、また浮遊異物についても検出する場所、被検査体の姿勢を変えて、最も異物を検出し易い姿勢を現出し、確実にかつ高速に異物を検査するようにしている。

図１で示すように透光性の容器１０内の液体１１中に混入した異物としては、底部１２に沈殿している沈殿異物（液体１１より比重が重い異物）もあり、また、液体１１中に浮遊している浮遊異物（液体１１と比重が殆ど同一の異物）もあり、容器１０内の異物検査を行う場合には、いずれの異物も確実に検査できることが望まれる。以下では、沈殿異物と浮遊異物を含めて、単に「異物」とする場合もある。容器１０の底部１２に沈殿している沈殿異物は、エアーによるブロー成型容器の場合、底部１２の変形、偏肉のよりや変形差により、図１に示すように異物が底部１２に埋没してしまい、異物の検査が困難になる。また、浮遊異物に対しては、容器１０の表面に付着するゴミ、汚れ、傷などとの差別化が困難であり、ゴミ、汚れ、傷等を異物として誤検出する可能性がある。

このような問題を解決する手法として、本発明は、容器１０の形状や傷等の外的要因に左右されない部分での検査と、異物比重に対して対応する検査手法を提案する。本発明では、容器形状に左右されない部分での検査、異物とゴミ、汚れ等との差別化及び異物の比重に対応する異物検査を行う。併せて、本発明では、浮遊異物と溶液内に発生する気泡とを確実に識別し、浮遊異物の検査精度を向上している。

容器形状に左右されない部分としては、容器底部以外の部分で容器デザインにおいて極端に凹凸がない部分で、ＣＣＤカメラ等の撮像手段で捉えることが望ましい。そのため、本発明では撮像位置に合わせて容器の姿勢を変えるようにしている。また、異物とゴミ、汚れ等との差別化の手法としては、撮像手段での時間差撮像の画像の差分処理により、時間経過で移動しない影（ゴミ、汚れ等）と移動する影（異物）の差別化を行う。様々な比重の容液、異物の比重の組み合わせにより、異物の液体中での移動速度が異なるため、異物移動の時間経過を異物比重（移動量）に合わせて、多くの時間経過処理過程を得て総合的に判別することにより、比重差がある異物にも対応することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。

図２及び図３は透過光方式により沈殿異物を検査する手法を模式的に示しており、図２（Ａ）は、垂直状態（正立姿勢）の容器１０の上部（ボトルネック部）に光源２０から光照射し、その透過光を反対側に設置したＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。この場合の異物３０は、比重が液体より大きく底部に沈殿しているので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図２（Ｂ）のように、異物３０を撮像していない画像となる。その後、容器１０を図３（Ａ）に示すように９０°よりも大きく傾斜させ、ボトルネック部が底部よりも下方となるような姿勢とし、同様に容器１０のボトルネック部に光源２０から光照射し、その透過光を反対側に設置したＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。この場合、異物３０は比重によりボトルネック部の下方側に沈殿した状態になっているので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図３（Ｂ）のようになり、異物画像３０Ａが写っている。図３では光源２０が容器１０の上側に、ＣＣＤカメラ２１が下側に配置されているが、光源とカメラ位置は逆であっても良い。

その後、図２（Ｂ）の撮像画像と図３（Ｂ）の撮像画像を画像処理（例えば明度差の演算）することにより、図４に示すように異物に相当する異物画像３０Ｂを取得でき、容器１０内に異物が混入していることを検出できる。容器１０に傷（容器１０の損傷若しくは付着物の存在する形態を纏めて単に「傷」とする）が存在する場合には、図２（Ｂ）の撮像画像と図３（Ｂ）の撮像画像の両方に傷に対応する画像が現出するので、差をとることにより傷画像が残らず、異物ではないことを確認できる。

また、図５及び図６は反射光方式により沈殿異物を検査する手法を模式的に示しており、図５（Ａ）は、垂直状態（正立姿勢）の容器１０の上部（ボトルネック部）に傾斜した光源２０から傾斜角をもって光照射し、その反射光を同一側に設置したＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。傾斜した光源２０からの照射光は容器１０で散乱し、ＣＣＤカメラ２１で受光することができる。この場合、異物３１は底部に沈殿しているので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図５（Ｂ）のようになり、異物画像は写っていない。その後、容器１０を図６（Ａ）に示すように９０°よりも大きく傾斜させ、ボトルネック部が底部よりも下方となるような姿勢とし、同様に容器１０のボトルネック部に光源２０から傾斜角をもって光照射し、その反射光をＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。この場合、異物３１は比重により、下方側のボトルネック部の底部に移動して沈殿しているので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図６（Ｂ）のようになり、異物画像３１Ａが写っている。そして、図５（Ｂ）の撮像画像と図６（Ｂ）の撮像画像を画像処理（例えば明度差の演算）することにより、図７に示すように異物に相当する異物画像３１Ｂを取得でき、容器１０内に異物３１が混入していることを検出できる。容器１０に傷が存在する場合には、図５（Ｂ）の撮像画像と図６（Ｂ）の撮像画像の両方に傷に対応する画像が現出するので、差をとることによって傷画像は消失してしまい、異物ではないことを確認できる。

次に、浮遊異物の検査について説明する。

図８及び図９は透過光方式により浮遊異物を検査する手法を模式的に示しており、図８（Ａ）は、逆さにした垂直姿勢（倒立姿勢）の容器１０の一方の側面側の光源２０から光照射し、その透過光を反対側側面に設置したＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。この場合、容器１０には傷３２が付いていると共に、液体中に異物３３が混入している。従って、ＣＣＤカメラ２１の画像は図８（Ｂ）に示すように、傷３２に対応する画像３２Ａと浮遊異物３３に対応する画像３３Ａが写っている。その後、時間をおいて（例えば１０秒後）同一姿勢の容器１０を光源２０及びＣＣＤカメラ２１で撮像すると、時間経過によって浮遊異物３３が図９（Ａ）に示すように移動するので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図９（Ｂ）のようになる。そして、図８（Ｂ）の撮像画像と図９（Ｂ）の撮像画像を画像処理（差演算）することにより、図１０に示すように異物に相当する異物画像３３Ｂ１と３３Ｂ２を取得できるが、傷３２は両方の画像に現出するので、画像処理によって、対応部分３２Ｂには画像が現れない。これにより、容器１０内に浮遊異物３３が混入していることを検出することができる。

図１１及び図１２は反射光方式により浮遊異物３５を検査する手法を模式的に示しており、図１１（Ａ）は、逆さにした垂直姿勢（倒立姿勢）の容器１０の上部（底部側）の光源２０から光照射し、その反射光を容器１０の側面側に設置したＣＣＤカメラ２１で撮像する様子を示している。この場合、容器１０には傷３４が付いていると共に、液体中に浮遊異物３５が混入している。そして、光源２０からの光は容器１０内で乱反射され、側面に配置されたＣＣＤカメラ２１に入射されるので、その撮像画像は図１１（Ｂ）に示すように、傷３４に対応する画像３４Ａと浮遊異物３５に対応する画像３５Ａが写っている。その後、時間をおいて（例えば１０秒後）同一姿勢の容器１０を光源２０及びＣＣＤカメラ２１で撮像すると、時間経過によって浮遊異物３５が図１２（Ａ）に示すように移動するので、ＣＣＤカメラ２１の撮像画像は図１２（Ｂ）のようになる。図１１（Ｂ）の撮像画像と図１２（Ｂ）の撮像画像を画像処理することにより、図１３に示すように異物に相当する異物画像３５Ｂ１と３５Ｂ２を取得できるが、傷３４は両方の画像に現出するので、画像処理によって、対応部分３４Ｂには画像が現れない。これにより、容器１０内に浮遊異物３５が混入していることを検出することができる。

本発明では上記透過光方式若しくは反射光方式を用いて、同一の容器搬送システム内で沈殿異物、浮遊異物を容器の傷等と差別化して確実かつ高速に検査する。また、容器が搬送される途中において、揺れ等によって液体内に気泡が発生するが、本発明では気泡と浮遊異物を次のように識別している。即ち、図１４（Ａ）に示すように気泡４０はほぼ真円形状であり、内部が空洞（空気等の気体）であるため、内部ｂ１と周縁部ａ１とで明度が異なる。これに対して、浮遊異物は通常図１４（Ｂ）に示すように真円ではない歪な形状（例えば楕円）であり、内部ｂ２と周縁部ａ２とが同一の明度となっている。従って、このような相違点を判別することによって、気泡４０と異物４１を識別することができる。

次に、異物検査機構としての容器搬送システム１００の詳細を図１５に示して説明する。容器搬送システム１００は、被検査対象である多数の容器１０を順次受け入れ、前述した透過光方式若しくは反射光方式で容器１０内の異物の有無を検査し、異物の無い正常な容器１０は正常な商品として後工程に搬送し、異物の混入が検出された容器１０を排斥する。本例は透過光方式で検査を行い、カムチャック方式で容器１０を把持して搬送する例を挙げて説明する。

容器搬送システム１００は、回転しながら透光性の容器１０の姿勢を徐々に変えながら搬送すると共に、搬送途中で撮像手段で異物の検査を行う円盤状のメインロータリ１１０と、容器１０を螺旋羽根によって連続的に容器搬送システム１００に送り込むタイミングスクリュー１０１と、タイミングスクリュー１０１からメインロータリ１１０に容器１０を受け渡す円盤状の入口スターホイール１３０と、検査されたメインロータリ１１０からの容器１０を受け、後工程若しくは排斥工程へ搬送するための円盤状の出口スターホイール１４０とで構成されている。

入口スターホイール１３０の周縁には凹形状のポケット１３１が周設されており、タイミングスクリュー１０１の出口部がポケット１３１に係合しており、タイミングスクリュー１０１で搬送されて来る容器１０は、受容位置Ｐ１で入口スターホイール１３０のポケット１３１に収納される。入口スターホイール１３０は図示Ｍ方向に回転されており、ポケット１３１に収容された容器１０はメインロータリ１１０に搬送され、受け渡し点Ｐ２でメインロータリ１１０に渡される。入口スターホイール１３０の周辺部の一部（受容位置Ｐ１から受け渡し点Ｐ２まで）には、同一曲率で湾曲した搬送壁１３２が設けられており、ポケット１３１に収容した容器１０が脱出しないように保持されて搬送される。

メインロータリ１１０は図示Ｎ方向に回転され、メインロータリ１１０には容器１０を把持し開放するための把持機構１２０（後述する）が設けられており、把持機構１２０が受け渡し点Ｐ２で把持した容器１０は、傾斜ガイドレール１１１の屈曲形状に応じて姿勢を徐々に変えながら、第１検査位置Ａ、第１検査位置Ｄ、第２検査位置Ｅ、第２検査位置Ｆを経て受け渡し点Ｐ３まで搬送され、受け渡し点Ｐ３で解放される。本例の把持機構１２０はカムチャック方式であり、容器１０の把持及び解放を行うためのカムレール１２１が受け渡し点Ｐ２及びＰ３の間（短い円弧部分）のメインロータリ１１０面上に配設されている。傾斜ガイドレール１１１は固定されており、メインロータリ１１０が回転することによって把持機構１２０も回転し、回転に応じて把持機構１２０の傾斜保持バー（１２５）が上下に搖動するので、これにより傾斜保持バー（１２５）の先端に把持された容器１０の姿勢が、正立姿勢から徐々に傾斜して倒立姿勢となり、また、倒立姿勢か徐々に傾斜して再び正立姿勢となる。

第１検査位置Ａには、図２で示す正立姿勢で容器１０を撮像する光源２０１及びＣＣＤカメラ２０２が設置され、第１検査位置Ｄには、図３で示す傾斜姿勢で容器１０を撮像する光源２０３及びＣＣＤカメラ２０４が設置されている。また、メインロータリ１１０の第２検査位置Ｅには、図８で示す倒立姿勢で容器１０を撮像する光源２０５及びＣＣＤカメラ２０６が設置され、第２検査位置Ｆ部には、図９で示す倒立姿勢で容器１０を撮像する光源２０７及びＣＣＤカメラ２０８が設置されている。異物検査は第１検査位置Ａ及びＤにおける撮像画像で沈殿異物の検査が実施され、第２検査位置Ｅ及びＦにおける撮像画像で浮遊異物の検査が実施される。

出口スターホイール１４０の周縁にも凹形状のポケット１４１が周設されており、受け渡し点Ｐ３でメインロータリ１１０とポケット１４１とが係合するようになっており、受け渡し点Ｐ３で容器１０はポケット１４１に収容されると共に、把持機構１２０は容器１０を開放する。出口スターホイール１４０は図示Ｑ方向に回転されており、ポケット１４１に収容された容器１０は分岐点Ｐ４に搬送される。出口スターホイール１４０の周辺部の一部（受け渡し点Ｐ３から分岐点Ｐ４まで）には、同一曲率で湾曲した搬送壁１４２が設けられており、ポケット１４１に収容した容器１０が脱出しないように保持されて搬送される。分岐点Ｐ４には搖動する切換爪１４３が設けられており、切換爪１４３の切換により容器１０は後段の工程にベルト等で搬送されるか、排斥用スターホイール１４４によって排斥される。

図１６は把持機構１２０の一部を把持状態及び解放状態について模式的に示しており、メインロータリ１１０の面上に一端が固定されている支持板１２２の他端には半円形のグリップ部１２２Ａが設けられている。支持板１２２の中途部には支点１２２Ｂを介して係合片１２３が設けられており、係合片１２３の一端には半円形のグリップ部１２３Ａが設けられ、他端にはカムレール１２１と係合するカムローラ１２３Ｂが取り付けられている。また、支点１２２Ｂの支持板１２２にはＬ字状の取付板１２４が固定されており、取付板１２４の底部とカムローラ１２３Ｂとの間にスプリング１２８が懸架されている。カムローラ１２３Ｂがカムレール１２１と当接していない場合には、スプリング１２８の弾性作用によってカムローラ１２３Ｂが図示の下方に押し下げられることによって、グリップ部１２３Ａがグリップ部１２２Ａと係合してチャックを形成し、チャックで容器１０のボトルネック部を把持することができる。また、カムローラ１２３Ｂがカムレール１２１に当接すると、カムローラ１２３Ｂが図示の上方に押し上げられることによって、グリップ部１２３Ａが開き開放状態となり、容器１０が開放される。

カムレール１２１は、受け渡し点Ｐ２及びＰ３の間（短い円弧部分）のメインロータリ１１０面上に配設されており、この領域において開放状態となり、受け渡し点Ｐ２及びＰ３の間（長い円弧部分）の他の領域では把持状態を維持することになる。

図１７は把持機構１２０の全体構造を示しており、メインロータリ１１０側から延設された固定部材１２６の一端に、支点１２５Ａを支点として搖動する傾斜保持バー１２５が下方に垂設されており、傾斜保持バー１２５の先端部に容器１０のチャックが取り付けられている。そして、傾斜保持バー１２５の両側は２本の傾斜ガイドレール１１１により挟持され、傾斜保持バー１２５は傾斜ガイドレール１１１の位置に応じて支点１２５Ａを支点として搖動するようになっている。図１７（Ａ）は傾斜保持バー１２５が丁度下方に下がった状態であり、容器１０も垂直な正立姿勢となっている。これに対し、図１７（Ｂ）は傾斜ガイドレール１１１の位置により傾斜保持バー１２５が傾動し、それに伴って容器１０も傾斜姿勢となっている。このようにして、傾斜ガイドレール１１１の位置（高さ）を変えることによって、容器１０の姿勢を種々変更できる。図１８（Ａ）及び（Ｂ）は傾斜ガイドレール１１１の正面図であり、図１８（Ａ）は容器傾斜の初期を示し、図１８（Ｂ）は傾斜ガイドレール１１１が高くなって容器１０が倒立姿勢となった様子を示している。図１８（Ｃ）は倒立姿勢における側面図である。支点１２５Ａを基点に傾斜保持バー１２５が傾斜ガイドレール１１１に挟まれ、傾斜ガイドレール１１１の位置、捻りの軌道により、傾斜保持バー１２５の傾斜角度が任意の角度に設定され、容器１０の姿勢傾斜角度を理想の状態のまま変えることができる。

図１９は、図１５における位置Ａ〜Ｉについて、傾斜ガイドレール１１１と容器１０の姿勢の関係を模式的に示しており、図１９（Ａ）は側面図であり、図１９（Ｂ）は平面図である。なお、光源とＣＣＤの位置は、容器１０との関係で分かり易くしている。図１９に示されるように、第１検査位置Ａでは容器１０は垂直（正立姿勢）であり、ここから徐々に傾斜して行き位置Ｂ及びＣを経て、第２検査位置Ｄでは容器１０は図３に示される傾斜姿勢となる。その後、更に傾斜角度が大きくなり、第２検査位置Ｅでは図８に示すような逆さまの倒立姿勢となる。この倒立姿勢を第２検査位置Ｆまで継続し、その後徐々に傾斜を緩やかにして行き、位置Ｉに達したときに元に戻って垂直姿勢（正立姿勢）となる。

また、本発明の制御演算系は図２０に示すような構成であり、全体の制御、演算、処理等を行うためのＣＰＵ（ＭＰＵ等を含む）２２０が設けられており、ＣＰＵ２２０には、入口スターホイール１３０、メインロータリ１１０、出口スターホイール１４０等を駆動したり、停止したりする駆動部２２１、搬送されている容器１０の位置を検出する位置検出部２２２、光源の点灯及び消灯とＣＣＤカメラの撮像を制御する撮像制御部２２３、ＣＣＤカメラが撮像した画像等を格納するＥＥＰＲＯＭ等のメモリ２２４が接続されている。また、ＣＰＵ２２０には、画像データの前処理及び後処理を行う前処理／後処理部２２５、差演算や補間等の画像処理を行う画像処理部２３０、異物を判定する異物判定部２４０、検査結果に従って切換爪１４３を切換える切換部２２６が接続されている。

このような構成において、図２１及び図２２のフローチャート並びに図１９の姿勢動作図を参照して、本発明の動作例を説明する。以下では１本の容器１０について説明するが、多数の容器１０が順々に搬送されて連続的に検査される。

先ず被検査体としての容器１０をタイミングスクリュー１０１及び入口スターホイール１３０を介して容器搬送システム１００のメインロータリ１１０に搬入し（ステップＳ１０）、メインロータリ１１０に容器１０を搬入するタイミングで、カムローラ１２３Ｂがカムレール１２１から離間することによって容器１０の上部（ボトルネック部）を把持機構１２０で把持し、把持した容器１０を第１検査位置Ａまで駆動部２０１の駆動（回転）で搬送する（ステップＳ１１）。第１検査位置Ａには光源２０１及びＣＣＤカメラ２０２が設置されているので、位置検出部２２２の位置情報に基づいて、撮像制御部２２３は容器１０が第１検査位置Ａに達したとき、ＣＣＤカメラ２０２により容器１０を撮像し、画像データ＃１（図２（Ｂ）に対応）をメモリ２２４に格納し（ステップＳ１２）、以後もメインロータリ１１０が回転されるので、把持機構１２０の把持部は傾斜ガイドレール１１１によって容器１０を徐々に傾斜させながら位置Ｂ、位置Ｃを経て搬送し、第１検査位置Ｄまで搬送する（ステップＳ１３）。第１検査位置Ｄには光源２０３及びＣＣＤカメラ２０４が設置されており、第１検査位置Ｄに達すると容器１０は図３（Ａ）に示すような傾斜状態であり、この状態で撮像制御部２２３によりＣＣＤカメラ１４３は容器１０を撮像し、画像データ＃２（図３（Ｂ）に対応）をメモリ２２４に格納する（ステップＳ１４）。このようにして第１検査位置Ａ及びＤでの撮像が終了し、画像データ＃１及び＃２がメモリ２２４に格納されると、前処理／後処理部２２５は画像データ＃１の前処理を行い（ステップＳ２０）、画像データ＃２について前処理を行うと共に（ステップＳ２１）、位置の補正乃至補間を行う（ステップＳ２２）。前処理では気泡等の不要な画像を消去したり、明度等の調整などを行う。

その後、画像処理部２３０は、前処理等を施された画像データ＃１と画像データ＃２に対して比較画像演算を行い（ステップＳ２３）、画像処理部２３０の演算後に前処理／後処理部２２５は画像データ＃１及び＃２に対して画像の後処理を行う（ステップＳ２４）。後処理は画像の傷等のデータ消去である。図２３は実際の画像データの一例であり、図２３（Ａ）が第１検査位置Ａの画像であり、図２３（Ｂ）が第１検査位置Ｄの画像であり、図２３（Ｃ）は差演算を行った画像を示している。そして、異物判定部２４０は、このような差演算をした画像に基づいて、容器１０に沈殿異物が混入しているか否か（ＯＫ／ＮＧ）を判定する（ステップＳ２５）。

この後、容器１０を第２検査位置Ｅまで搬送するが、その際に傾斜ガイドレール１１１の傾斜に基づいて、容器１０を更に傾斜させて行き、第２検査位置Ｅに達したときに図８（Ａ）に示すように容器１０は逆さになった倒立姿勢である（ステップＳ３０）。第２検査位置Ｅには光源２０５及びＣＣＤカメラ２０６が設置されており、この状態で、撮像制御部２２３はＣＣＤカメラ２０６により容器１０を撮像し、画像データ＃３（図８（Ｂ）に対応）をメモリ２２４に格納し（ステップＳ３１）、以後そのままの姿勢を保持して、所定時間をかけて容器１０を第２検査位置Ｆまで搬送する（ステップＳ３２）。第２検査位置Ｆには光源２０７及びＣＣＤカメラ２０８が設置されており、第２検査位置Ｆに達しても容器１０は図９（Ａ）の姿勢であり、この倒立姿勢でＣＣＤカメラ２０８は容器１０を撮像し、画像データ＃４（図９（Ｂ）に対応）をメモリ２２４に格納する（ステップＳ３３）。このようにして第２検査位置Ｅ及びＦでの撮像が終了し、画像データ＃３及び＃４がメモリ２２４に格納されると、前処理／後処理部２２５は画像データ＃３の前処理を行い（ステップＳ４０）、画像データ＃４について前処理を行うと共に（ステップＳ４１）、位置の補正乃至補間を行う（ステップＳ４２）。その後、画像処理部２３０は前処理等を施された画像データ＃３と画像データ＃４に対し、比較画像演算を行い（ステップＳ４３）、画像処理部２３０の演算後に前処理／後処理部２２５は画像データ＃３及び＃４に対して画像の後処理を行う（ステップＳ４４）。そして、異物判定部２４０は容器１０に浮遊異物が混入しているか否か（ＯＫ／ＮＧ）を判定すると共に（ステップＳ４５）、沈殿異物の判定結果を踏まえて総合判定を行い（ステップＳ４６）、ＯＫの判定が出た容器については切換爪１４３をそのままとし（ステップＳ４７）、正常な容器を下流工程に流して終了となる（ステップＳ４８）。また、総合判定でＮＧと判定された容器は異物を含有しているので、切換部２２６は切換爪１４３を切換え（ステップＳ４７）、排斥処理を行う（ステップＳ４９）。

検査が終了した容器１０はメインロータリ１１０から出口スターホイール１４０に受け渡す際、容器１０のボトルネック部を把持していたチャックを開いて容器１０を開放し、容器１０を出口スターホイール１４０のポケット１４１に収納して搬送する。第１検査及び第２検査の判定結果により、異物混入無しで良品（ＯＫ）判定された容器は、切換爪１４３によって後工程にベルト等によって流され、異物混有りでＮＧ判定された容器は切換部２２６によって出口スターホイール１４０で更に搬送され、排斥ホイール１４４との係合部で排斥側へ渡されて搬送され、ライン系外（排斥部）へと送られる。

上述では容器の把持及び解放をカムローラ１２３Ｂとカムレール１２１によるカムチャック方式で行っているが、エアーチャック方式でも良い。エアーチャック方式では、図２４に示すように、グリップ１２７の開閉をエアーチャック自身の開閉（エアーチャックへのエアー供給及び停止（遮断））により行う。エアーチャックのグリップ開閉は９０度の開閉であるため、入口スターホイール１３０からメインロータリ１１０への受け渡し点Ｐ２では、図２４（Ｂ）に示すエアーチャック開状態によりグリップ閉にして容器１０を把持し、出口スターホイール１４０とメインロータリ１１０の受け渡し点Ｐ３では、図２４（Ａ）に示すエアーチャック閉状態によりグリップ開にして容器１０を開放放する。

上述した光源はレーザや可視光、ＬＥＤ等であっても良く、受光カメラはＣ−ＭＯＳ等のカメラであっても良い。また、第２検査では２つの光源及び２つのカメラで撮像している、１つの光源及びカメラを移動して２回撮像するようにしても良い。

１０ 容器
１１ 液体
２０、２０１、２０３、２０５、２０７ 光源
２１、２０２、２０４、２０６、２０８ ＣＣＤカメラ
３０，３１、３３、３５、４１ 異物
３２、３４ 傷
４０ 気泡
１００ 容器搬送システム
１０１ タイミングスクリュー
１１０ メインロータリ
１１１ 傾斜ガイドレール
１２０ 把持機構
１３０ 入口スターホイール
１３２、１４２ 搬送壁
１４０ 出口スターホイール
１４４ 排斥用スターホイール
２２０ ＣＰＵ
２２１ 駆動部
２２２ 位置検出部
２２３ 撮像制御部
２２４ メモリ
２２５ 前処理／後処理部
２２６ 切換部
２３０ 画像処理部
２４０ 異物判定部

Claims (8)

1. 透光性の被検査体を円盤状のメインロータリに把持して搬送しながら前記被検査体の姿勢を正立姿勢から徐々に傾斜させて倒立姿勢に変え、前記倒立姿勢から徐々に前記正立姿勢に変えるようになっており、
   透過光方式若しくは反射光方式により、前記正立姿勢から前記倒立姿勢までに前記被検査体を２回撮像して画像比較１をすることにより沈殿異物を検査し、
   前記倒立姿勢を維持しながら搬送される前記被検査体を所定時間に２回撮像して画像比較２をすることにより浮遊異物を検査し、
   その後、前記正立姿勢に変えると共に、前記沈殿異物及び前記浮遊異物の検査結果に従って前記被検査体を後工程に搬送するようになっていることを特徴とする異物検査方法。
2. 前記画像比較１及び前記画像比較２が差演算で実施される請求項１に記載の異物検査方法。
3. 前記被検査体の姿勢が、前記メインロータリの回転に伴う傾斜ガイドレールの屈曲に応じて変化するようになっている請求項１又は２に記載の異物検査方法。
4. 順次搬送されて来る透光性の被検査体を受容して回転する円盤状の入口スターホイールと、
   前記入口スターホイールから受け渡された正立姿勢の前記被検査体を把持機構により把持すると共に、回転に応じて、傾斜ガイドレールの屈曲形状に係合して前記被検査体の姿勢を前記正立姿勢から徐々に傾斜させて倒立姿勢に変え、前記倒立姿勢から徐々に前記正立姿勢に変えるようになっている円盤状のメインロータリと、
   透過光方式若しくは反射光方式により、前記正立姿勢から前記倒立姿勢までに前記被検査体を２回撮像すると共に、前記倒立姿勢を維持しながら搬送される前記被検査体を所定時間に２回撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の撮像画像に基づいて沈殿異物及び浮遊異物を検査する検査判定部と、
   前記把持機構で解放され、前記メインロータリから搬送されて来る前記被検査体を受容して回転し、前記検査判定部の結果に従って後工程に搬送する円盤状の出口スターホイールと、
   で構成されていることを特徴とする異物検査装置。
5. 前記把持機構による前記被検査体の把持及び解放を、カムローラとカムレールの係合によって行う請求項４に記載の異物検査装置。
6. 前記把持機構による前記被検査体の把持及び解放を、エアー供給のエアーチャックで行う請求項４に記載の異物検査装置。
7. 前記出口スターホイールに切換爪が配設されており、前記検査判定部の結果がＯＫの場合に前記切換爪を経て前記被検査体を後工程に搬送し、前記検査判定部の結果がＮＧの場合に前記切換爪を切換えて前記被検査体を排斥する請求項４乃至６のいずれかに記載の異物検査装置。
8. 前記撮像手段が、レーザーを含む光源及びＣＣＤカメラを含む受光カメラで構成されている請求項４乃至７のいずれかに記載の異物検査装置。
   

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