JP4526961B2

JP4526961B2 - 容器内の異物検査装置

Info

Publication number: JP4526961B2
Application number: JP2005012259A
Authority: JP
Inventors: 忠弘片根; 裕久福田; 三千男三村; 正伸黒澤
Original assignee: Hitachi Information and Control Solutions Ltd
Current assignee: Hitachi Information and Control Solutions Ltd
Priority date: 2005-01-20
Filing date: 2005-01-20
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-01-20
Also published as: JP2006201003A

Description

本発明は、容器に充填された液体中の異物を検出する容器内の異物検査装置に関する。

飲料等の液体が充填された瓶やプラスチックボトル等の容器は、自動生産ラインにおいて連続的に大量生産されることが多い。
このため容器中の液体に異物等が混入した場合、生産後の発見が困難となることから、従来では生産ラインの途中に検査工程を設置して、検査工程で容器内に混入した異物の検査を行っている。
また液体が収容された容器が透明や半透明であって、容器の外部から異物の混入が視覚的に発見が可能な場合、従来では搬送ラインの途中に検査ロータを設置して、検査ロータ上を容器が自転している間に容器に光を照射し、異物からの反射光を撮像手段により撮像することにより、容器内に混入した異物を検出する検査装置が例えば特許文献１ないし３等で公知である。

前記特許文献１に記載の異物検査装置は、検査ロータの異なる３つの回転角度にカメラと照明を設置し、かつ検査ロータ上を移動する容器をそれぞれ異なるモータで回転、停止制御して、容器内の液体をカメラで撮影することにより、液体中の異物を検出するようになっている。
また特許文献２に記載の異物検出装置は、縦波光を照射する第１照明と横波光を照射する第２照明とで容器を照明し、容器を透過した光をハーフミラーで分光した後、縦波光偏光フィルタを備えた検査用センサと、横波光偏光フィルタを備えた検査用センサでそれぞれ受光することにより、液体の色と無関係に液体中の異物が検出できるように構成されている。
さらに前記特許文献３に記載された自動検液装置は、ターレットに設けた回転台を高速回転させて、回転台上の容器を回転させ、回転中の容器に下方から光線を照射して、容器内に混入した異物からの反射光を捕捉することにより、異物検査を行うように構成されている。
特開２００３−１０７０１１号公報特開２００４−１２２１９号公報特公昭４７−１０４６６号公報

しかし前記特許文献１ないし３に記載された異物検査装置では、液体を収容した容器の形状や材質が一定の場合は効果を発揮するが、近年のようにユーザのニーズに呼応して容器の形状や材質が多種多様化してる上、多品種少量生産されることが多くなっている現状では、容器の形状や材質によって異物の発見が困難となったり、検査ミスが発生する等の問題がある。
かかる問題を解消するためには、容器に死角が発生しないように照明手段や撮像手段の位置を変える等の調整が必要となるが、照明手段や撮像手段を調整自在とするためには複雑な調整機構を必要とすることから、異物検査装置のコストが高くなると共に、多品種少量生産する生産ラインでは、容器の形状や材質が変わる毎に調整作業を繰り返す必要があるため、生産性を低下させる等の問題もある。
本発明はかかる問題を改善するためになされたもので、複雑な調整手段等を必要とせずに容器内の異物検査ができる容器内の異物検査装置を提供することを目的とするものである。

本発明の容器内の異物検査装置は、容器に充填されている液体中に混入した異物を検査する容器内の異物検出装置であって、個別に設けられたモータにより回転自在な複数の台座が円周方向に設けられ、かつ一定方向に回転される検査ロータと、検査ロータの検査位置に設置され、載置台を介して台座上に載置された検査すべき容器の底面側へ、または外周側から容器内を照明する照明手段と、照明手段と容器を挟んで対向するように設置され、照明手段より容器内に入射した光を反射する異物を撮像する撮像手段と、載置台内に設けられ、照明手段からの光を容器の底面側または異物より反射した光を撮像手段側へ反射する反射手段と、検査位置において反射手段が照明手段または撮像手段と対向する位置に停止するようモータの回転を制御すると共に、撮像手段が撮像した画像から異物を検出する制御手段とから構成したものである。

前記構成により、回転されながら検査位置に達した容器は、検査位置で載置台とともに停止し、同時に載置台内の反射手段が照明手段または撮像手段と対向するため、照明手段により効率よく容器内を照明し、もしくは異物より反射した光を効率よく撮像手段へ入射することができるようになる。
これによって容器内に充填されている液体中に混入した異物を確実に検出することができると共に、容器の形状や材質が種々変わっても、照明手段や撮像手段の位置を調整する等の複雑な調整作業が不要なことから、特に多品種少量生産することが多い生産ラインにおいて生産性の向上が図れると共に、複雑な構造の調整手段を設ける必要がないことから、異物検査装置全体のコスト低減が図れる。
また容器を底部から照明したり、底部を透過した光を撮像手段へ入射するようにしたことから、容器を回転させてもなお底部に沈殿している異物が液体中に混入している場合でも、異物の検出が可能となるため、異物検査の信頼性が向上する。

本発明の容器内の異物検査装置は、検査位置を検査ロータの円周方向に複数個所設けて、各検査位置に照明手段及び撮像手段を対向設置したものである。

前記構成により、第１の検査位置で検出できなかった異物を、第２の検査位置で検出が可能となるため、液体中に混入した異物が微細であっても確実に検出できるようになり、検査精度が向上する。

本発明の容器内の異物検査装置によれば、容器の形状や材質が種々変わっても、照明手段や撮像手段の位置を調整する等の複雑な調整作業が不要なことから、特に多品種少量生産することが多い生産ラインにおいて生産性の向上が図れる。

本発明の実施の形態を、図面を参照して詳述する。
図１は異物検査装置の構成図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図、図３は載置台の断面図、図４は変形例を示す説明図である。
図１に示す異物検査装置の本体１は、透明な容器２に液体を充填する生産ライン（図示せず）の途中に設置された大径な環状の検査ロータ３を有しており、生産ラインの搬送ラインに接続された搬入ライン４より小径な搬入ロータ５を介して容器２が連続的に搬入されるようになっており、検査ロータ３をほぼ１周して検査の完了した容器２は、小径な搬出ロータ６を介して搬出ライン７へ搬出されるようになっている。
検査ロータ３には、円周方向に等間隔に多数の台座８が設けられていて、これら台座８は検査ロータ３とともに反時計回り方向へ一定の回転速度で回転（公転）されるようになっている。

台座８は円板により形成されていて、各台座８の下方に図２に示すように設置されたモータ９により高速で回転されるようになっており、各台座８上に、容器２を載置する載置台１０が着脱自在に設置されている。
載置台１０は図３に示すように、上部と下部に大径部１０ａ、１０ｂを有する筒体により形状されていて、下部の大径部１０ｂに、台座８上面に突設された嵌合部８ａが下方から嵌合されており、上部の大径部１０ａには、上面に容器２の底部が上方より嵌合する凹入部１０ｃが形成されている。
そして載置台１０内に反射手段１２が取り付けられている。
反射手段１２は、載置台１０の外周面に開口された開口部１０ｄより入射した光を上方へと反射する反射ミラー１２ａと、反射ミラー１２ａを４５度の角度で固定する固定台１２ｂとから構成されていて、固定台１２ｂの底部が載置台１０の大径部１０ａ上面に固着具１３により固着されている。

また検査ロータ３の周辺には、検査ロータ３を横切るようにした複数箇所、例えば２箇所に検査位置１４、１５が設けられていて、各検査位置１４、１５に検査ロータ３の台座８上に設置された載置台１０を挟んで対向するよう照明手段１６及び撮像手段１７が設置されている。
照明手段１６は、例えばキセノンランプにより形成されていて、検査ロータ３の外側に位置する固定基台１ａ上に設置されており、照射面１６ａが載置台１０内に設けられた反射手段１２と図２に示すように対向するように設置されていると共に、後述する制御手段２０からの指令によりストロボ発光されるようになっている。
撮像手段１７は、例えばＣＣＤカメラにより形成されていて、検査ロータ３の内側に位置する固定基台１ａ上に設置されており、載置台１０上に載置された容器２内の異物からの反射光が受光できるように、図２に示すように容器２の中央部分をほぼ同じ高さに設置されていると共に、照明手段１６と同期して撮像した映像を制御手段２０へ送るようになっている。
本体１の上部には、検査ロータ３と一体に回転する円板状の回転支持部材１８が設けられていて、回転支持部材１８には、検査ロータ３の各台座８毎に容器保持手段１９が設けられている。
容器保持手段１９は、回転支持部材１８に上下摺動自在に支承された保持杆１９ａを有していて、保持杆１９ａの下端に回転自在に設けられた保持キャップ１９ｂにより載置台１０上の容器２の上部を下方へ押圧しており、これによって載置台１０上の容器２が高速回転（自転）しても、載置台１０上から容器２が飛び出さないようになっている。

一方検査ロータ３の回転中心には、回転各を検出する角度検出手段２１が設置されていて、検査ロータ３の回転角を検出するようになっており、台座８を駆動するモータ９には、ポテンショメータ等の角度検出手段２１ａが設けられていて、これら角度検出手段２１，２２により検出された回転角信号が制御手段２０へ入力されるようになっている。
制御手段２０は、検査ロータ３に設けられたモ−タ９の回転を制御するモータ制御部２０ａと、容器２の形状や材質等に応じた回転パターンが予め記憶され、制御手段２０に接続された検査モード入力手段２３より入力される回転パターン選択信号に応じて回転パターン情報を出力するパターン情報記憶部２０ｂと、検査ロータ３と台座８の回転角度情報（位置情報）から搬入位置Ｂにおける台座８の基準位置を記憶する角度情報記憶部２０ｃ及び撮像手段１７が撮像した画像を処理する画像処理部２０ｄから構成されていて、台座８を回転するモ−タ９の回転制御と、画像処理部２０ｄが処理した画像から、容器２内に充填された液体中の異物を検出するようになっている。
なお図１中２４はスリップリングである。

次に前記構成された異物検査装置の作用を説明する。
生産ラインにより飲料や薬品等の液体が充填された透明な容器２は、生産ラインの搬送手段により連続的に搬送されて検査工程に達し、搬入ライン４により搬入ロータ５へと送り込まれる。
搬入ロータ５へ送り込まれた容器２は、搬入位置Ｂで検査ロータ３の台座８上に設置された載置台１０上に載置された後、容器保持手段１９の保持杆１９ａが下降することにより、載置台１０と保持キャップ１９ｂとの間で容器２が上下方向から挟着されると同時に、搬入位置Ｂにおいて、載置台１０の位置が一定方向、例えば開口部１０ｄが検査位置１４、１５にある照明手段１６と対向する位置となるように制御手段２０によりモ−タ９が回転制御され、その位置を基準位置として角度情報記憶部２０ｃに記憶される。

その後検査ロータ３の回転（公転）とともに、検査モード入力手段２３から予め入力された回転パターン選択信号に応じて制御手段２０のパターン情報記憶部２０ｂから回転パターンが読み出され、制御手段２０よりスリップリング２４を介して検査ロータ３の各モ−タ９へ回転信号が出力されるため、モ−タ９は回転パターンに応じて載置台１０上の容器２を高速回転（自転）させる。
これによって容器２の液体内で沈殿していた異物が浮上された状態で、容器２は第１の検査位置１４に達する。
検査位置１４に達した容器２は、搬入位置２４で角度情報記憶部２０ｃに記憶された基準位置、すなわち載置台１０の開口部１０ｄが照明手段１６と対向する位置に停止され、同時に制御手段２０からの指令により照明手段１６がストロボ発光される。

照明手段１６の発光面１６ａから照射された光は、反射手段１２の反射ミラー１２ａにより上方へと反射され、載置台１０上の容器２内へ底面側より入射される。
このとき容器２内に充填されている液体中に異物が存在している場合は、入射された光が異物に反射するため、照明手段１６に同期して動作する撮像手段１７によりその画像が撮像される。
撮像手段１７により撮像された画像は、制御手段２０に取り込まれて画像処理部２０ｄで画像処理され、異物のない正常時の画像と比較されて異物の検出が行われて、もし異物が発見された場合は、その容器２が載置された台座８の番号が制御手段２０に記憶される。
第１の検査位置１４で検査が終了した容器２は、再び所定の回転パターンで高速回転されながら第２の検査位置１５に達し、第２の検査位置１５で同様に検査が行われ、第１の検査位置１４で発見されなかった異物の検査が行われる。

その後第２の検査位置１５で検査の完了した容器２は、搬出位置Ｃに達して、搬送ロータ６により搬出ライン７へと搬出されるが、第１、第２検査位置１４、１５で異物が発見され、台座８の番号が制御手段２０に記憶された容器２は、搬送ロータ６により図示しない排出ラインへと振り分けられ、排出ラインにより不良品の保管場所へ排出される。
以下前記動作を繰り返して、生産ラインにより連続的に生産される容器２内の液体中に混入した異物を検出するもので、多品種少量生産ラインのように容器２の形状や材質が種々変更になっても、照明手段１６の位置や撮像手段１７の位置調整等の面倒な調整をほとんど必要とせずして容器２内の液体中に混入した異物の検出が行えるようになる。

なお図４は、照明手段１６及び撮像手段１７の設置位置の変形例を示すもので、この変形例のように照明手段１６により外周側から容器２を照明し、反射手段１２と対向するように設置した撮像手段１７により液体中の異物を撮像して、異物の検出を行うようにしても勿論よい。
また本発明の異物検査装置は、飲料等の液体を充填したガラス容器やプラスチック容器の他に、薬品分野で使用されているアンプル薬、バイアル薬、点眼薬等の液体を充填した容器であって、透明または半透明の容器全般に適用できるものである。
さらに反射手段１２にはミラーに変えてプリズム等を使用してもよい。

本発明の実施の形態になる容器内の異物検査装置の構成図である。図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本発明の実施の形態になる容器内の異物検査装置に設けられた載置台付近の断面図である。本発明の実施の形態になる容器内の異物検査装置の変形例を示す説明図である。

符号の説明

２容器
３検査ロータ
８台座
９モータ
１０載置台
１２反射手段
１４検査位置
１５検査位置
１６照明手段
１７撮像手段
２０制御手段

Claims

容器に充填されている液体中に混入した異物を検査する容器内の異物検出装置であって、個別に設けられたモータにより回転自在な複数の台座が円周方向に設けられ、かつ一定方向に回転される検査ロータと、台座上に設けられて検査する容器を載置すると共に、外部からの照射光を反射させて載置した容器の底部からその内部へと入射させる反射ミラーを具えた載置台と、前記検査ロータの検査位置に設置され、上記反射ミラーへの外部からの照射光を、照射させる照明手段と、前記照明手段と前記容器を挟んだ側であって容器からの異物の反射光の光路上に設置され、上記反射ミラーを介して前記容器内に入射した光を反射する異物を撮像する撮像手段と、を備えると共に、前記検査位置において、前記載置台上の反射ミラーが、上記照明手段からの照射光を、外部からの照射光として受光できるように、台座を停止するよう前記モータの回転を制御すると共に、前記撮像手段が撮像した画像から異物を検出する制御手段とを具備したことを特徴とする容器内の異物検査装置。
容器に充填されている液体中に混入した異物を検査する容器内の異物検出装置であって、個別に設けられたモータにより回転自在な複数の台座が円周方向に設けられ、かつ一定方向に回転される検査ロータと、台座上に設けられて検査する容器を載置すると共に、容器内の異物からの容器の底部を介しての反射光を受光し外部へ反射させる反射ミラーを具えた載置台と、前記検査ロータの検査位置に設置され、外周側から前記容器内を照明する照明手段と、前記照明手段と前記容器を挟んだ側であって且つ反射ミラーからの反射光の光路上に設置され、前記容器内に入射した光を反射する異物を上記反射ミラーを介して受光し撮像する撮像手段と、を備えると共に、前記検査位置において前記載置台上の反射ミラーが、上記容器底部からの異物の反射光を、当該反射ミラーを介して上記撮像手段が受光できるように、台座を停止するよう前記モータの回転を制御すると共に、前記撮像手段が撮像した画像から異物を検出する制御手段とを具備したことを特徴とする容器内の異物検査装置。