JPH0346532A - キャップ締め角度検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、容器のキャップの開栓トルクの良否を非破壊
で検査するキャップ締め角度検査装置に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来より、瓶等の容器のキャップには締め込み式のもの
が知られているが、その締め込み状態によっては、開栓
するときのトルク値が高くなって、開栓不良や開栓困難
な製品が市場に流出する虞れがある。そこで、従来は開
栓トルクが適正であるか否かを、製造ロットの抜き取り
検査により、トルクメータを用いて、実際にキャップを
開栓して判定していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記従来の技術における開栓トルクが適
正か否かの抜き取り検査は、破壊検査であるため製品の
ロスが生じ、しかもトルクメータを用いるため手数がか
かるという問題点がある。

従って、製品の全数を連続的に検査することは不可能で
あった。

本発明は、上記問題点を解決するために創案されたもの
で、容器のキャップの締め込み状態を非破壊でかつ手数
をかけることなく検査することができるキャップ締め角
度検査装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を遠戚するための本発明のキャップ締め角度
検査装置の構成は、 一定姿勢の容器の締め込みキャップ表面の凹凸または表
記や模様と凹凸のない平坦な部分または表記や模様のな
い部分とを識別可能に画像上で２値化する手段と、 上記画像上の基準のウィンドウ内に存在する凹凸または
表記や模様を示す画素であってキャップの締め角度で動
く画素が所定数以下であるか否かでキャップの開栓トル
クが許容値内であるか否かを判定する手段とを有するこ
とを特徴とする。

［作用コ 本発明は、容器のキャップの締め込み角度と開栓トルク
値の間に相関があることに着目し、適正範囲の開栓トル
クに対応するキャップの締め込み角度を、画像処理の手
段で判定することにより、開栓トルクが適正であるか否
かを非接触、非破壊で手数をかけることなく判定する。

上記画像処理の手段のうち判定する手段は、２値化画像
上の基準のウィンドウにおいて、キャップの表面の凹凸
または表記や模様を示す画素を検出し、その画素が所定
数以下であるか否かで、締め込み角度が適正範囲に入っ
ているか否かを判定する。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。本
実施例は、社名マークや絵柄等が色変化のないキャップ
表面にレリーフ状の凹凸で表現されている場合を例とす
る。図において、ｌは瓶に内容物を詰めた製品、２は製
品１の製造ラインのコンベア、３は製品ｌの瓶のキャッ
プ、４は製品１を検出するための光電管、５は光電管４
の光電変換信号により製品ｌの到来を示す検出信号を作
成するセンサーコントローラ、６はキャップ３の表面を
照明する照明装置、７は照明装置６の発光をコントロー
ルするストロボコントローラ、８はキャップ３の表面を
撮影するカメラ、９は画像処理を行う画像処理装置であ
る。

以下、画像処理装置の構成を述べると、９１はセンサー
コントローラ５から製品ｌの検出信号を受けてストロボ
コントローラ７へ発光を指示するとともに、カメラ８か
らの画像の取り込みを指示したり、画像処理袋Ｒ９の各
部を統括的に制御したりする制御部、９２は上記画像の
取り込みの指示によりカメラ８の画像を２値化してメモ
リ等に取り込む２値化画像取込部、９３は２値化画像取
込部９２が取り込んだ２値化画像上に１または２以上の
基準のウィンドウを生成するウィンドウ生戊部、９４は
上記ウィンドウ内における２値化画像のレリーフエツジ
を示す暗部の画素数を面積のカウントにより算出する画
素数カウント部、９５は画素数カウント部９４が算出し
た各ウィンドウ内の暗部画素数が所定数以下であるか否
かに上ってキャップの締め込み角度が適正な開栓トルク
値を持たらず範囲であるか否かを判定するキャップ締め
良否判定部、９６は２値化画像の表示やウィンドウの表
示、その他判定結果等を表示するモニタデイスプレィで
ある。

カメラ８の原画像は、照明装置６の照明によって凹凸の
ある段差部分（レリーフエツジ）は暗く平坦な部分は明
るく撮像され、それぞれが階調を有する多値画像である
が、２値化処理ではある基準の輝度をさかいに明暗の２
つに区分する。本実施例の２値化画像取込部９２にお（
）る画像の２値化処理においては、キャップ３表面の凹
凸の段差部分（レリーフエツジ）と平坦な空白部分とが
明確に識別できるように、上記基準の輝度を設定する。

本実施例では、２値化の際に、レリーフエツジ部分を黒
画素（暗部）とし、凹凸のない平坦な部分を白画素（明
部）で表わすものとする。ただし、これとは逆であって
も良いことはもちろんである。

第２図（ａ）、（ｂ）は」−記照明装置６の構成図であ
る。（、）は落射照明を可能にした照明装置の断面図を
示し、（ｂ）は入手容易なリング光源で構成した照明装
置の断面図である。（ａ）において、６１はキャップ３
に対向する円筒状のフード、６２はフード６１の上方外
周にその照射面を設けたファイバーリング照明器、６３
は照明器６２の照明光を下方のキャップ３の表面に反射
させる逆円錐形状の中空の反射板である。落射照明とは
照明光の照射方向がカメラの光軸と一致することを言い
、この落射照明によれば、レリーフエツジに対する方向
性がなくなり、キャップ３のレリーフエツジがきれいに
識別可能に２値化できる。

」二足において、反射板６３の傾射はツＪメラ８の光軸
に対しほぼ４５°に設定することにより、キャップ３へ
の入射光の照射方向をカメラ８の光軸と一致させる。キ
ャップ３からの反射光は、反射板６３の中空部を通して
カメラ８に入射させる。次に（ｔ））においては、一般
に標邸品として市販されているリング形状のリング光源
６４を使用し、キャップ３を照明し、そのリング状の中
空部を通してキャップ３からの反射光をカメラ８へ入射
させるように構成したものである。この構成によっても
、実用上十分な２値化画像を得ることができる。本実施
例の照明装置６としては、（ａ）の落射照明と（ｂ）の
リング照明のいずれを使用しても良い。

第３図は、上記実施例における画像処理の処理フロー図
である。以下、第１図を参照して説明を行う。まず、光
電管３がコンベア２で搬送されてくる製品ｌを検出した
ことを契機として、照明装置６を発光させ、カメラ８に
よるキャップ３の画像を２値化して取り込む。次に、取
り込んだキャップ３の２値化画像の例えば上端、左端を
基準位置として検出し、続いてその基準位置に基づいて
２値化画像の所定位置に、予め設定しておいた検査ウィ
ンドウを生成する。検査ウィンドウの位置は、所定範囲
の角度を越える異常な締め込み角度の場合にはレリーフ
（暗部）がかかるように設ける。上記の条件が後記する
ように１個のウィンドウでは満たされない場合には、複
数のウィンドウを設ける。上記の締め込み角度とは、製
品１の瓶の基準点とそのキャップ３の基準点との角度を
意味するものであり、本実施例では製品１の姿勢がラベ
ル等を貼着する必要上、一定の姿勢に位置決めされてい
るので、瓶の基準点は一定となっていることを前提とし
ている。

以下の処理は、検査ウィンドウとして２つ設けた場合を
例とする。まず、各ウィンドウＷｌ　ｗ。

毎にウィンドウ内の黒画素（レリーフの凹凸のエツジ部
分に対応する画素）の面積をカウントする。

これにより、黒画素数が設定値Ｓ　Ｅ　Ｔ　１．　Ｓ　
Ｅ　Ｔ　２以上であるかを各ウィンドウＷ、、Ｗ２毎に
判定し、ウィンドウのモードＭＯＤ、、ＭＯＤ２を決定
する。

即ちＷ１≧ＳＥＴ、（またはＷ２≧５ＥＴ２）であれば
ＭＯＤ　＋−１（またはＭ　ＯＤ　２＝　１　）としＷ
、＜ＳＥＴ、（またはＷ、＜ＳＥＴ、）であればＭＯＤ
。

＝０（またはＭＯＤ、−〇）とする。このことは、ウィ
ンドウＷ、、Ｗ、にレリ゛−フの凹凸のエツジ部分がか
かるような場合にウィンドウモードＭＯＤ、ＭＯＤ２が
１となり、かからない場合にウィンドウモードＭＯＤ、
ＭＯＤ２が０となることを意味する。最後に、各ウィン
ドウのモードＭＯＤ。

Ｍ　ＯＤ　２の論理積（ＭＯＤ、ＡＭＯＤ２）を取り、
その結果が１のときに不良とし、その製品ｌを取り除く
。このことは、レリーフ部分とレリーフのない空白部分
がそれぞれ２つあり、両方のウィンドウＷ　＋　、　Ｗ
　２にレリーフがかかっている場合に不良とすることを
意味する。ウィンドウを設けるキャップの円周」二にレ
リーフが１つしかないような場合においては、上記論理
積に替えて論理和ＭＯＤ１ＭＯＤ２を取り、その値が１
の時に、即ちいずれかのウィンドウにレリーフがかかっ
たときに不良とすれば良い。

以上のように構成した実施例の作用を述べる。

第４図はキャップの締め込み角度と開栓トルク値との相
関を示す測定分布図、第５図は上１ｉｉｌｌ！尖施例を
適用するキャップ表面の説明図、第６図（ａ）（ｂ）、
（ｃ）は本実施例のキャップ締め込み角度の検出状態図
である。

第４図において、横軸はキャップの締め込み角度、縦軸
は締め込みを行ってから１日後の開栓トルク（Ｋｇ−ｃ
ｍ）を示し、各ドツトは段階的な角度でキャップの締め
込みを行ったときの開栓トルク値の分布を示している。

この測定分布図からキャップの締め込み角度の大きいも
のは、開栓トルク値が大きいことが判明し、キャップの
締め込み角度と開栓時のトルク値の間には相関のあるこ
とが分かった。この関係から一定の締め込み角度を越え
る製品を除去すれば、トルク値の高いために開栓不良や
開栓困難となる製品が市場に流出することはなくなると
予想できる。

そこで本実施例は、第５図に示す２つの文字レリーフＬ
、、Ｌ、が図に示す角度でキャップ３周辺の円周上に配
置されている場合において、第６図（ａ）の正常締め込
み角度のキャップの２値化画像３ａに対して２つのウィ
ンドウＷ、、Ｗ、を設け、このウィンドウＷ＋、Ｗｔの
暗部（レリーフエツジ部分）の画素数でウィンドウにレ
リーフがかかっていることを示すウィンドウモードを法
定し、各ウィンドウＷ、、Ｗ２のモードの論理積を第６
図（ｂ）、（ｃ）に示すように両者のウィンドウＷＷ２
にレリーフがかかったときに不良と判定する。

このように、本実施例では、画像処理によって非接触、
非破壊で開栓トルクの良否の判定を行う。

上記においてウィンドウの設定は、文字レリーフＬｌ、
Ｌ２の角度や文字レリーフの数によって、種々に影響を
受ける。キャップの締め込み角度の判定としては、第５
図に示すように、１つのウィンドウＷ１′　またはＷｌ
″で行うことも、場合によっては可能である。ウィンド
ウＷＩ′　は、文字レリーフＬ、、Ｌ２までの空白部分
（明部）に文字レリーフＬ□、Ｌ２までの右ずれ、左ず
れ許容幅Ｑ。

Ｑ、をとって設けたものであり、この場合にはウィンド
ウＷ１′内にずれの許容幅（１，、Ｑ２を越えて文字レ
リーフＬ、またはり、がかかった場合にその文字レリー
フＬ＋またはり、の画素数（面積値）が−定値以上の場
合位置すれと判定する。また、ウィンドウＷＩ＃は文字
レリーフＬ１またはＬ２を検出する場合であって、右ず
れ、左ずれの許容幅Ｑ。

Ｑ、をとって文字レリーフ上に設定する。この場合には
、許容範囲内の位置ずれであればウィンドウＷ、″内に
空白部分の画素が現れない。しかし、このように１つの
ウィンドウでキャップの締め過ぎ、ゆるみ過ぎを検出し
ようとすると、検出範囲が制限を受けたり、ウィンドウ
の大きさが制限を受けて判定が困難になる場合が出る。

即ち、第５図に示すように、左右のずれの許容幅Ｌ　＋
　ｃｔはξウィンドウモード　の場合、空白部分の角度
より小でなければならず、本実施例のようにＣ＋＋Ｃｔ
＝９０°（空白部分の角度的９０°）であるような場合
、ウィンドウＷ＋’を設けることは不可能であり、また
、例えウィンドウＷｌ′が設けられる場合でも、その大
きさが非常に小さくなり、判定が困難になる。さらに、
ウィンドウＷ１＃では空白部分の明部を検出して不良を
判定するので、すべて暗部となるような照明装置の劣化
やランプの球切れの場合には良品と判定され、フェール
セーフでなくなる。

本実施例では、第６図（ａ）に示すように、文字レリー
フＬｌから右ずれの許容幅Ｑ、をとったウィンドウＷ１
と文字レリーフＬ１から左ずれの許容幅Ｃ９をとったウ
ィンドウＷ、とを文字レリーフのない空白部分（明部）
に設けることにより、締め過ぎ、ゆるみ過ぎをそれぞれ
別々のウィンドウを用い、レリーフエツジの暗部を検出
して検査することにより、Ｑｌ＋　Ｑｔｓ　９０　’の
良品範囲を設定可能にするとともに、照明不良において
フェールセーフとなるようにする。第６図（ｂ）はゆる
み過ぎの検出状態を示し、Ｑ、以上ゆるく締まれば、ウ
ィンドウＷｌには上の文字レリーフＬ１がかかるように
なり、ウィンドウＷ、には下の文字レリーフＬ、がかか
るので、ウィンドウモードの論理積から不良が判定でき
る。第６図（ｃ）は締め過ぎの検出状態を示し、ｈ以゛
上締め過ぎると、ウィンドウＷ１には下の文字レリーフ
Ｌ、がかかり、ウィンドウＷよには上の文字Ｌｌがかか
るので、同様にウィンドウモードの論理積から不良が判
定できる。

締め込み状態が許容範囲内にあるときは、ウィントつＷ
　＋　、　Ｗ　２のどちらか一方または両方に暗部が検
出されないので不良とは判定されない。

なお、上記実施例ではキャップ表面のレリーフの凹凸を
利用して検出する例を示したが、明暗が画像で識別可能
であれば配色による表記や模様とその空白部分を利用し
て行うことも可能である。

また、このようなレリーフや表記、模様がないキャップ
においては、本発明を適用可能に特別のレリーフや模様
等を設けても良い。また、上記実施例ではキャップの上
面の表面で識別を行う例を示したが、キャップの側面の
表面においても実施できることは当然である。このよう
に、本発明はその主旨に沿って種々に応用され、種々の
実施態様を取り得るものである。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明のキャップ締め
角度検査装置によれば、画像処理の手法により、キャッ
プの締め込み角度と開栓トルクとの相関を用いて、容器
のキャップの締め込み状態を検査するようにしたので、
その検査を、非破壊で手数をかけることなくてき、製品
の全数検査が可能となって、開栓不良や開栓困難な製品
を確実に取り除くことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）、（ｂ）は照明装置の構成図、第３図は画像処理の
処理フロー図、第４図はキャップの締め込み角度と開栓
トルク（ｊ’Ｅの相関を示す測定分布図、第５図はキャ
ップ表面の説明図、第６図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はキ
ャップの締め込み角度の検出状態図である。 １・製品、３・・・キャップ、６・・照明装置、８・・
カメラ、９・・画像処理装置、９２・　２値化画像取込
部、９３・・・ウィンドウ生成部、９４・・・画素数カ
ウント部、９５　キャップ締め良否判定部。 区 へ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定姿勢の容器の締め込みキャップ表面の凹凸ま
   たは表記や模様と凹凸のない平坦な部分または表記や模
   様のない部分とを識別可能に画像上で２値化する手段と
   、 上記画像上の基準のウィンドウ内に存在する凹凸または
   表記や模様を示す画素であってキャップの締め角度で動
   く画素が所定数以下であるか否かでキャップの開栓トル
   クが許容値内であるか否かを判定する手段とを有するこ
   とを特徴とするキャップ締め角度検査装置。（２）請求
   項１に記載のキャップ締め角度検査装置において、 判定する手段がウィンドウを２以上有し、各ウィンドウ
   による判定結果の論理積または論理和によりキャップの
   開栓トルクが許容値内であるか否かを判定することを特
   徴とするキャップ締め角度検査装置。