JP6912367B2 - キャップ浮き検査方法及びキャップ浮き検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトルに装着したキャップの装着状態を検査するキャップ浮き検査方法及びキャップ浮き検査装置に関する。

一般に、飲料入りボトルの製造工程において、飲料を充填したボトルのキャップの装着状態を検査することが公知である。
かかる検査では、ボトル口部にキャップが所定位置まで巻き締められているか否か、即ち、キャップが所定位置まで巻き締められていない為に、ボトルのネックリングに対してキャップが浮いた状態になっていないか否かを検査している。

例えば、特許文献１には、ボトル口部に装着したキャップの下面と、ボトル首部のネックリング（鍔部）の下面とを検出し、予め定めた計測ラインに交差するキャップの下面とネックリングの下面との間の距離を演算し、演算した値が所定の範囲（許容範囲）内でない場合に、キャップが浮き状態（キャップが所定位置までねじ込まれていない状態）であることを判定することが開示されている。

特開平１１−４９２８７号公報

しかし、特許文献１のキャップ浮き検査方法では、ボトル首部が傾いていた場合（許容できる範囲での傾き）、ボトル首部の傾きに対して計測ラインが相対的に角度を形成することになり、計測ライン上にあるキャップの下面と鍔部の下面との間の測定距離が長くなる。
このため、キャップが正しくねじ込まれていた場合でも、キャップ浮き状態であると判定してしまい、そのボトルは不良（ＮＧ）と処理してしまうという不都合があった。

そこで、本発明は、ボトル首部に傾きがあった場合でも、キャップ浮き状態を正確に判定できるキャップ浮き検査方法及びキャップ浮き検査装置の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、ボトルのキャップ装着部を撮像する撮像工程と、撮像工程で撮像した撮像画面からキャップ天面を検出する天面検出工程と、撮像画面からネックリング下面及びネックリング下部の左右端を検出するネックリング下部検出工程と、ネックリング下部の左右端間の中点を演算する中点演算工程と、撮像画面において、ネックリング下部の左右端間の中点からネックリング下面に対する垂線を引き、この垂線と前記天面との交点を求める交点演算工程と、前記垂線における前記中点と前記交点との間の垂線距離を演算する垂線距離演算工程と、前記垂線距離の値が所定値以下か否かを判定するキャップ浮き判定工程と、を備えることを特徴とするキャップ浮き検査方法である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記撮像工程は、一つのボトルに対して周方向の異なる複数の位置でボトルのキャップ装着部を撮像しており、各撮像画面について、前記天面検出工程からキャップ浮き判定工程までを実行することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記ネックリング下部検出工程の後に、検出したネックリング下面の水平線に対する傾斜角度を演算する傾斜角度演算工程と、ネックリング下面の傾斜角度が所定値以下か否かを判定する首部の傾斜判定工程を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記キャップ浮き判定工程で判定した垂線距離の値が所定以下でない場合又は前記首部の傾斜判定工程で判定したネックリング下面の傾斜角度が所定値以下でない場合には、そのボトルをボトル搬送ラインから外すことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明において、前記ボトル及びキャップは、各々樹脂製であり、ボトルは飲料が充填されたボトル入り飲料であることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、ボトル搬送ラインを搬送されてきたボトルのキャップ装着部を撮像するカメラと、カメラの撮像画面を取り込んで画像処理する制御部と、を備え、前記制御部は、撮像画面からキャップ天面と、ボトルのネックリング下面及びネックリング下部の左右端とを検出した後、ネックリング下部の左右端間の中点からネックリング下面に対する垂線を引き、この垂線とキャップ天面との交点を求め、前記垂線におけるネックリング下部の中点とキャップ天面との交点との間の垂線距離を演算して、その距離が所定値以下か否かを判定することを特徴とするキャップ浮き検査装置である。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記カメラは、ボトルのキャップ装着部を囲む周囲に複数備え、前記制御部は各カメラからの撮像画面を取込んで画像処理することを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記制御部は、更にネックリング下面の水平線に対する傾斜角度を演算して、ネックリング下面の傾斜角度が所定値以下か否かを判定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、ネックリング下部の左右端間の中点からネックリング下面に対する垂線を引き、キャップ天面との交点を求め、垂線における中点と天面との交点との間の垂線距離を演算しているので、ボトル首部が傾いていた場合（いわゆる首曲がり）がある場合でもそれに影響されることなく、キャップ浮き状態（キャップが所定位置までねじ込まれていない状態）を正確に判定できる。

請求項２に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、ボトルのキャップ装着部をその周方向の異なる複数の位置で撮像して、各撮像画面についてキャップ浮きを判定するから、ボトル首部がいずれの方向に傾いている場合でも漏れなくキャップ浮き状態を判定できる。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、キャップ浮きがない場合でもボトル首部の傾きが許容できる範囲か否かを判定しているので、ボトル首部の傾きによる不良品の判別ができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、許容できないキャップ浮きやボトル首部の傾きがあるボトルを自動排出できる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明と同様の作用効果を奏すると共に、樹脂製ボトルは、ボトル製造時にボトル首部に傾きが生じる場合があり、またボトル搬送ラインを搬送中にボトルが傾く場合があるが、かかる場合でもキャップ浮きを正確に判定できるので、ボトル入り飲料の製造歩留りを高めることができる。

請求項６に記載の発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項７に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

請求項８に記載の発明によれば、請求項３に記載の発明と同様の作用効果を奏することができる。

本発明の実施の形態にかかる撮像工程において、撮像された画像画面の図である。 本発明の実施の形態にかかるボトル入り飲料全体を示す正面図である。 本発明の実施の形態にかかるキャップ浮き検査方法のフローチャートである。 本発明の実施の形態にかかるキャップ浮き検査装置のブロック図である。 本発明の実施の形態にかかるキャップ浮き検査装置及びその周囲部分の概略的構成を示す平面図である。 ボトル入り飲料の製造工程を示すブロックである。

以下に、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図６に示すように、本実施の形態にかかるキャップ浮き検査方法及びキャップ浮き検査装置１（図４参照）は、ボトル入り飲料の製造における外観検査工程Ｋ４で使用されるものである。
ボトル入り飲料の製造は、飲料充填工程Ｋ１で、搬送されてきた空ボトルに順次飲料を充填する。ボトルは樹脂製ボトルであり、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）ボトルである。飲料は、お茶、ジュース、炭酸飲料等である。
その後、キャップ巻き締め工程Ｋ２でボトル３の口部にキャップ５を巻き締めにより装着する（図２参照）。キャップ５はポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等である。

次に、ラベル巻き工程Ｋ３でボトル胴部にラベルを装着する。ラベルは、例えば、シュリンクラベルを装着して、蒸気で加熱することでボトルにラベルを密着する。加熱後には、水滴除去装置９（図５参照）でボトルに付着した水滴を除去する。
その後、外観検査工程Ｋ４でボトルの外観検査を行う。外観検査は、キャップ巻き締め状態、ラベル装着状態や、印字状態の検査等を行う。
最後に、箱詰め工程Ｋ５で飲料入りボトルを箱に詰める。

ここで、キャップ装着後のボトル３について説明する。図２に示すボトル３は、ラベルを装着前の状態である。ボトル３には胴部３ａと、首部３ｂとが形成してあり、首部３ｂには、ネックリング３ｃが形成されている。ネックリング３ｃの上にはねじ条が形成された口部（図視せず）が形成してあり、口部にキャップ５が巻き締めにより装着されている。この実施の形態では、首部３ｂが角度θで曲がっている。このような首部３ｂの傾斜（首曲がり）は、例えばボトル３のブロー成形時に生じることがある。

図５に示すように、キャップ浮き検査装置１は、キャップ巻き締め後のボトル搬送ライン７において、水滴除去装置９の下流（ボトル搬送方向Ｍの下流）に設けてある。
このキャップ浮き検査装置１には、図４及び図５に示すように、ボトル３のキャップ装着部４を撮像する６台のカメラ１１と、撮像したカメラ１１の画像データを画像処理する画像処理装置１３と、撮像した画像及び処理後の画像を表示するモニタ１５と、操作部１７とを備えている。
６台の各カメラ１１は、ボトル３のキャップ装着部４を撮像位置の周囲に６０度の間隔で配置してあり、それぞれ画像処理装置１３に画像データを送信し、画像処理装置１３は、各カメラ１の画像データを個別に処理することで、キャップ装着部４を全周検査する。

図４に示すように、画像処理装置１３は、各カメラ１１からのデータを取込むデータ取り込み部１９と、制御部２１と、浮き量許容値格納部２３と、傾斜許容値格納部２５と、排出信号部２７とが設けてある。
制御部２１は後述するキャップ浮き検査方法のプログラムが収納してあり、各カメラ１１の画像データを演算処理する。
浮き量許容値格納部２３にはネックリング３ｃに対するキャップの浮き量許容値Ｓが格納されおり、傾斜許容値格納部２５にはネックリング３ｃの水平に対する許容傾斜角度Ｔが格納されている。
これらのキャップの浮き量許容値Ｓ及び許容傾斜角度Ｔは、操作部１７のキー操作により入力し又は変更される。
モニタ１５には、図１に示すように、操作部１７で指定した任意のボトルの画像を画素画面で表示すると共にキャップ浮き検査方法のプログラムで作図した画面を表示する。

次に、本実施の形態にかかるキャップ浮き検査方法について説明する。
図４に示すように、カメラ１１から画像処理装置に送信された画像データは、データ取込み部１９を介して制御部２１に送られる。
制御部２１では、格納されたプログラムに従って、図３及び図１に示すように、以下のように、画像データを処理する。
まず、ステップＳ１で画像データを取り込み、画素画面に表示する。
次に、ステップＳ２でキャップ５の天面５ａを検出して天面線Ｅを決定する。天面５ａの検出は、キャップ５の天面５ａにおける画素の濃淡の変化を検出して行う。

続いて、ステップＳ３で、左右の各テンプレート２９ａ、２９ｂの検出を行う。図１に示すように、各テンプレート２９ａ、２９ｂは直角を成すＬ字型２８を備えている。Ｌ字型２８は、ネックリング３ｃの下面３１と、その下面３１の下の左垂直線３３ａ又は右垂直線３３ｂとで形成するＬ字状のコーナーに一致する位置に移動して、各テンプレート２９ａ、２９ｂの位置補正を行う。
このように、各テンプレート２９ａ、２９ｂの位置補正を行うことで、ネックリング３ｃの一端側（図１において左側）の画素画面にネックリング３ｃの下面３１とその下の首部の左垂直線３３ａとが成す左コーナーＡを求める。同様に、ネックリング３ｃの他端側（図１において右側）において、ネックリング３ｃの下面３１とその下の首部の右垂直線３３ｂとが成す右コーナーＢを求める。

ステップＳ４で、左右のコーナーＡ、ＢをＸ−Ｙ座標の座標点として演算し、画素画面にＡ−Ｂ線を引く。
ステップＳ５で、Ａ−Ｂ線の水平に対する傾きθ、即ちネックリング３ｃの下面３１の傾きを演算する。
次に、ステップＳ６で、演算したＡ−Ｂ線の傾きθを許容傾斜角度Ｔと比較し、傾きθが許容傾斜角度Ｔ以下か否かを判定し、許容傾斜角度Ｔ以下の場合には、ステップＳ７に移行し、傾きθが許容傾斜角度Ｔよりも大きい場合には、ＮＧボトル（不良ボトル）と判定し、排出信号部２７（図４参照）にボトル３の排出信号を発する。

ステップＳ７では、図１の画素画面に示すように、Ａ−Ｂ線の中点Ｃを求める。Ａ−Ｂ線の中点Ｃは、Ａ点、Ｂ点の各座標から演算して求め、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、図１に示す画素画面において、中点ＣからＡ−Ｂ線に対する垂線Ｆを引き、ステップＳ９へ移行する。
ステップＳ９では、垂線Ｆと天面線Ｅとの交点Ｇを求め、ステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、垂線ＦにおけるＣ−Ｇ間の距離Ｈを演算し、ステップＳ１１に移行する。距離Ｈは、Ｃ点、Ｇ点の各座標から演算して求める。
ステップＳ１１では、Ｃ−Ｇ間の距離Ｈを浮き量許容値Ｓと比較して、距離Ｈが浮き量許容値Ｓ以下の場合には検査は合格となり、プログラムは終了する。距離Ｈが浮き量許容値Ｓよりも大きい場合には、ＮＧボトルと判定して、排出信号部２７（図４参照）に排出信号を発する。

図４に示すように、排出信号部２７が制御部２１から排出信号を受けると、ボトル搬送ライン７において、キャップ浮き検査装置１の下流にある排出手段３５（図５参照）に駆動信号を発する。
図５に示すように、ボトル搬送ライン７には、キャップ浮き検査装置１の下流にボトル搬送ライン７の側部に排斥ゾーン３７が設けてあり、排出手段３５が駆動信号を受けると、ボトル搬送ライン７を移動するボトル３を排斥ゾーン３７へ向けて押すことで、ボトル３をボトル搬送ライン７から押し出して排斥ゾーン３７へ移動させる。

本発明の実施の形態によれば、図１に示すように、ネックリング３ｃの下部の左右端Ａ、Ｂ間の中点Ｃからネックリング３ｃの下面３１に対する垂線Ｆを引き、キャップ天面Ｅとの交点Ｇを求め、垂線Ｆにおける中点Ｃと天面の交点Ｇとの間の垂線距離Ｈを求め、垂線距離Ｈが浮き量許容値Ｓ以下か否かを判定しているので、首部に傾き（首曲がり）θがある場合でもそれに影響されることなく、キャップ浮きを正確に判定できる。
また、キャップ天面Ｅとネックリング３ｃの下面３１との間の距離は、ネックリング３ｃの下面３１とキャップ下面との間の距離を演算する従来技術に比較して長い距離なので、測定誤差を少なくできる。

ボトル３のキャップ装着部４をその周方向の異なる位置に設けた複数のカメラ１１で撮像して、各撮像画面についてキャップ浮き判定をするから、首部の傾きθがいずれの方向に傾いている場合でも漏れなく判定できる。

図３に示すように、ステップＳ６では、ネックリング３ｃの下面３１の水平に対する傾斜θが許容傾斜角度Ｔ以下であるか否かを判定しているので、キャップ浮きがない場合でも、ボトル首部の傾きによる不良品の判別ができる。

図３及び図５に示すように、ステップＳ６で許容できない首部の傾きθがあるボトルやステップＳ１１で許容できないキャップ浮きがあると、これらのボトルはいずれも不良ボトルとして、ボトル搬送ライン３７から排出手段３５を駆動して排出するので、自動排出できる。

ボトル３が樹脂製ボトルの場合には、ボトル３の製造時に首部３ｂの傾斜（首曲がり）が生じることがあり、またキャップ巻き締め後のボトル３の搬送中にボトル３が傾くことで首部３ｂに傾斜があると検知される場合があるが、かかる場合でもキャップ浮きを正確に判定できるので、ボトル入り飲料の製造歩留りを高めることができる。

本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。
例えば、カメラ１１は、検査対象となるボトル３の周囲に６０度の等間隔で６台設けたがこれに限らず、カメラ１１の数はボトル３の撮像位置において、ボトル３の周囲に等間隔で４台又は５台設けてもよく、カメラの台数は限定されない。
図３に示すフローチャートでは、ステップＳ５でネックリング３ｃの下面３１の傾斜θを許容傾斜角度Ｔと比較した後に、ステップＳ７〜ステップＳ１１で垂線距離Ｈが浮き量許容値Ｓと比較したが、これに限らず、ステップＳ７〜ステップＳ１１の後に、ステップＳ５でネックリング３ｃの下面３１の傾斜θを許容傾斜角度Ｔと比較しても良い。

１ キャップ浮き検査装置
３ ボトル
３ｃ ネックリング
４ キャップ装着部
５ キャップ
５ａ キャップ天面
７ ボトル搬送ライン
１１ カメラ
２１ 制御部
３１ ネックリング下面
Ａ 左コーナー（ネックリング下部の左端）
Ｂ 右コーナー（ネックリング下部の右端）
Ｃ ネックリング下部の中点
Ｆ 垂線
Ｇ 垂線と天面との交点
Ｈ 垂線距離
θ ネックリング下面の傾斜角度

Claims (8)

1. ボトルのキャップ装着部を撮像する撮像工程と、
   撮像工程で撮像した撮像画面からキャップ天面を検出する天面検出工程と、
   撮像画面からネックリング下面及びネックリング下部の左右端を検出するネックリング下部検出工程と、
   ネックリング下部の左右端間の中点を演算する中点演算工程と、
   撮像画面において、ネックリング下部の左右端間の中点からネックリング下面に対する垂線を引き、この垂線と前記天面との交点を求める交点演算工程と、
   前記垂線における前記中点と前記交点との間の垂線距離を演算する垂線距離演算工程と、
   前記垂線距離の値が所定値以下か否かを判定するキャップ浮き判定工程と、を備えることを特徴とするキャップ浮き検査方法。
2. 前記撮像工程は、一つのボトルに対して周方向の異なる複数の位置でボトルのキャップ装着部を撮像しており、各撮像画面について、前記天面検出工程からキャップ浮き判定工程までを実行することを特徴とする請求項１に記載のキャップ浮き検査方法。
3. 前記ネックリング下部検出工程の後に、検出したネックリング下面の水平線に対する傾斜角度を演算する傾斜角度演算工程と、ネックリング下面の傾斜角度が所定値以下か否かを判定する首部の傾斜判定工程を備えることを特徴とする請求項２に記載のキャップ浮き検査方法。
4. 前記キャップ浮き判定工程で判定した垂線距離の値が所定以下でない場合又は前記首部の傾斜判定工程で判定したネックリング下面の傾斜角度が所定値以下でない場合には、そのボトルをボトル搬送ラインから外すことを特徴とする請求項３に記載のキャップ浮き検査方法。
5. 前記ボトル及びキャップは、各々樹脂製であり、ボトルは飲料が充填されたボトル入り飲料であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のキャップ浮き検査方法。
6. ボトル搬送ラインを搬送されてきたボトルのキャップ装着部を撮像するカメラと、
   カメラの撮像画面を取り込んで画像処理する制御部と、を備え、
   前記制御部は、撮像画面からキャップ天面と、ボトルのネックリング下面及びネックリング下部の左右端とを検出した後、ネックリング下部の左右端間の中点からネックリング下面に対する垂線を引き、この垂線とキャップ天面との交点を求め、前記垂線におけるネックリング下部の中点とキャップ天面との交点との間の垂線距離を演算して、その距離が所定値以下か否かを判定することを特徴とするキャップ浮き検査装置。
7. 前記カメラは、ボトルのキャップ装着部を囲む周囲に複数備え、前記制御部は各カメラからの撮像画面を取込んで画像処理することを特徴とする請求項６に記載のキャップ浮き検査装置。
8. 前記制御部は、更にネックリング下面の水平線に対する傾斜角度を演算して、ネックリング下面の傾斜角度が所定値以下か否かを判定することを特徴とする請求項７に記載のキャップ浮き検査装置。

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