JP2006038751A - 容器充填口端縁の検査方法及び検査装置並びに充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 容器の充填口表面の色と内容物の色とが同じか又は区別できない程度に色の差異が小さい場合であっても、容器の充填口端縁への付着物の有無を確実に検査する。
【解決手段】 検査対象となる容器２の充填口６の端縁７をカメラによって該端縁７の輪郭線が直線に見える方向に撮像し、前記カメラによって撮像された検査画像３１において容器２の充填口６端縁７の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域３２を設定し、該検査領域３２内で前記検査画像３１を走査して充填口６の表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データ（例えば境界位置３３の高さ方向の座標）を生成し、付着物８が非存在である場合の容器２の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データ（例えば基準座標３４）と比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物８を有すると判定する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査する検査方法及び検査装置並びに充填装置に関する。

食品や飲料等の内容物を容器に充填するときに、充填口の外側に内容物が漏れて、容器の充填口の端縁に内容物が付着する場合がある。その場合、洗浄が難しい上、充填後に充填口をキャップやシール等によって密封するときに密封の確実性が悪くなるおそれがあり、また、不衛生の原因ともなり得ることから、充填口の端縁に内容物の付着がある場合には製造ラインから排除するようにしている。
充填口の端縁に内容物の付着の有無を検査する装置としては、カラーセンサ（画像センサともいう。）により容器の表面の色変化やパターン変化を観察したり、特定の色の部分の面積を調べることによって付着物を発見するものがある。

従来、カラーセンサを用いて容器の品質を検査する装置としては、例えば特許文献１、２に記載のものがある。
特許文献１に記載の検査装置は、容器に貼り付けられたフィルム上に黒色で印字された文字を検査する装置であって、背景が着色されている場合に文字の検査を容易にするため、撮像素子の各画素毎に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色フィルタを設け、それぞれの色フィルタを有する撮像素子により、赤色光、緑色光、青色光の輝度が高められた３種類の輝度信号を得て、これらの信号を加算処理することにより、文字についての輝度を背景に対して強調した画像信号を得ることを主たる特徴としている。
特許文献２に記載の検査装置は、容器の内容物と容器内に混入した異物とを区別して異物の検出を容易にするため、異物に固有の透過波長帯域の光（例えば赤外線）を検出することを主たる特徴としている。
特開平７−２０９２０６号公報 特開２００２−１３１２３９号公報

ところで、例えば白いヨーグルトを白いチューブに充填する場合のように、容器の色と内容物の色とが同じか、又はカラーセンサでは区別できない程度に色の差異が小さい場合、カラーセンサを用いた解析では内容物が付着した領域を特定することが困難である。
特許文献１に記載の発明を利用するとしても、付着物とその周囲の容器（充填口の表面）の色が同じでは、輝度信号を加算処理しても付着物の輝度を強調することはできない。
特許文献２に記載の発明を利用する場合、容器は透過するが内容物（付着物）は透過せず、しかも食品等の内容物に悪影響を与えないような波長帯域の光を見出す必要があり、実施が困難である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、容器の充填口表面の色と内容物の色とが同じか又は区別できない程度に色の差異が小さい場合であっても、付着物の有無を確実に検査することが可能な検査方法及び検査装置並びにこれを用いた充填装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査する検査方法であって、検査対象となる容器の充填口端縁をカメラによって該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像し、前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定することを特徴とする容器充填口端縁の検査方法を提供する。
前記特徴データ及び基準データとしては、検査領域内での充填口表面色及び／又は背景色の画素数の計数値を用いることが可能である。また、充填口表面色と背景色との境界位置の高さ方向の座標を用いることも可能である。
本発明の検査方法においては、複数の検査領域内で前記検査画像を走査して前記特徴データを複数生成し、これら特徴データのうち少なくとも一つの特徴データが前記基準データと有意差を有する場合に付着物を有すると判定することが好ましい。
また、容器の充填口端縁を撮像するに際し、前記充填口端縁のうちカメラに近い側又は遠い側の半周分に焦点を合わせ、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを充填口の両側から２回に分けて撮像することが好ましい。この場合、前記２回の撮像の間に、容器を水平面内で反転させることが好ましい。

また、本発明は、容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査する検査装置であって、検査対象となる容器の充填口端縁を該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するカメラと、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを記憶しているとともに、前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定する制御部とを備えることを特徴とする容器充填口端縁の検査装置を提供する。
この検査装置において、前記制御部は、複数の検査領域内で前記検査画像を走査して前記特徴データを複数生成し、これら特徴データのうち少なくとも一つの特徴データが前記基準データと有意差を有する場合に付着物を有すると判定するものであることが好ましい。
また、容器の充填口が配置される位置を介して前記カメラと対向する位置に、前記充填口表面と色の異なる背景板が配置されていることが好ましい。
また、充填口端縁のうちカメラに近い側の半周分に焦点を合わせて容器を撮像するカメラを２組備え、これら第１のカメラと第２のカメラはそれぞれ、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを撮像するように配設されていることが好ましい。この場合、さらに、前記第１のカメラによる撮像と前記第２のカメラによる撮像との間に、容器を水平面内で反転させるスターホイールを備えることが好ましい。

さらに本発明は、コンベア上を搬送される容器に内容物を充填する充填ノズルと、充填後の容器が所定の検査位置に達したことを検知するトリガセンサと、前記トリガセンサの検知信号により、前記検査位置に達した容器の充填口端縁を該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するカメラと、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを記憶しているとともに、前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定する制御部と、前記制御部から送信された判定結果の信号により、付着物があると判定された容器を前記コンベア上から排除するリジェクタとを備えることを特徴とする充填装置を提供する。

本発明によれば、検査画像上で容器の充填口の領域と付着物の領域とを区別する必要がないので、内容物と同色の包装資材上への内容物の漏れや付着を検知することが可能となる。しかも、検査対象となる容器の充填口端縁をカメラによって該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するので、充填口端縁への付着物の有無を該端縁からの突出の有無として精度よく検知することができる。

以下、最良の形態に基づき、図面を参照して本発明を説明する。
図１は、本発明の充填装置の一例を示す概略構成図であり、図２は、図１の充填装置に用いられる本発明の検査装置の一例を示す概略構成図である。図３は、充填口端縁に付着物のある容器の充填口の一例を示す（ａ）部分拡大正面図、および（ｂ）部分拡大斜視図である。
図１に示す充填装置１は、容器２を搬送するコンベア３と、容器２内に内容物４を充填する充填ノズル５とを備える。
容器２は、ここではボトルであるが、この他、チューブやパウチ、カップ等、種々の形態が採用可能である。

コンベア３としては、容器２の充填口６の端縁７の高さが一定になるように容器２を搬送できるものが用いられる。容器２が充分な剛性（自立性）を有するものであれば、ベルトコンベアの無端ベルト上に載せて搬送するのでも構わない。容器２が剛性に劣る場合は、ホルダなどによって容器２の充填口６の端縁７の高さが一定になるように容器２を保持する機構を用いることができる。

充填ノズル５は容器２の充填口６に向かって上下移動可能に図示略の駆動装置によって駆動されている。図１の（Ａ）に示すように、コンベア３上を搬送される空の容器２が充填ノズル５の下に到達すると、図１の（Ｂ）に示すように、充填ノズル５を下降させ、充填ノズル５の先端部を充填口６から容器２内に挿入して内容物４を充填する。充填後には、図１の（Ｃ）に示すように、充填ノズル５を上昇させて充填ノズル５を充填口６から抜き出す。なお、図１では説明のため、一本の充填ノズル５を（Ｂ）と（Ｃ）の２箇所に図示している。また、充填ノズル５は必ずしも上下可能に駆動されている必要はなく、充填時に充填ノズル５の先端部が容器２の充填口６の上方に位置していてもよい。

ここで、充填後に充填ノズル５の先端から内容物４が垂れることがあり、さらに、容器２の搬送のタイミングによっては、図３に示すように、内容物４が充填口６の端縁７に付着して付着物８となることがある。そこで、製造ライン上、充填工程の後段にあたる位置（Ｄ）には、容器２の充填口端縁７への付着物８の有無を検査する検査装置１０が設けられている。

図２に、本形態例における検査装置１０の概略構成を示す。この検査装置１０は、コンベア３上を搬送される容器２が検査位置に達したことを検出するトリガセンサ１１と、検査対象となる容器２の充填口６の端縁７を撮像するＣＣＤカメラ１２と、検査工程における容器２の充填口６に光を照射する照明装置１３と、ＣＣＤカメラ１２によって撮像された検査画像に基づいて（詳しくは後述）付着物の有無を判定する検査機１４と、検査位置にある容器２の充填口６の位置を介してＣＣＤカメラ１２と対向する位置に配置された背景板１５とを備える。

トリガセンサ１１は、ここでは、コンベア３の両側に互いに対向して配置された投光器１６と受光器１７とを備える透過光式のセンサである。トリガセンサ１１の投光器１６及び受光器１７は、それぞれケーブル１８，１９を介してプログラマブルコントローラ２０に接続されている。なお、トリガセンサ１１が容器２を検出する方式としては、透過光式に限定されるものではなく、反射光式など各種方式が採用可能である。
プログラマブルコントローラ２０は、トリガケーブル２１，２２を介してそれぞれカメラ１２及び照明装置１３に接続されている。プログラマブルコントローラ２０は、トリガセンサ１１によって得られたタイミング信号に基づき、カメラ１２及び照明装置１３のオンオフ制御を行う。

ＣＣＤカメラ１２は、容器２の充填口６の端縁７の輪郭線が直線に見える方向（ここでは図２中の水平方向）に向けて配置されている。
背景板１５は、本発明において必須のものではないが、検査画像において容器２の充填口６と背景とが明瞭なコントラストを与えるように、充填口６表面と色の異なるものを配置することが好ましい。背景板１５としては、例えば充填口６の色が白色である場合は、赤、青、緑、黒などの濃色を用いることができる。
照明装置１３は、良好な検査画像を得るため、検査対象である容器２の充填口６を明るく照らすものであり、本形態例においては、カメラ１２と容器２との間に配置され、照明面が容器２側を向いたリング状のＬＥＤ光源が用いられている。

検査機１４は、カメラケーブル２３を介してＣＣＤカメラ１２に接続されている。検査機１４には、ＣＣＤカメラ１２によって撮像された検査画像の信号がカメラケーブル２３を介して送信されるようになっており、検査画像に基づいて付着物８の有無を判定する制御部として機能する。また、判定結果がＮＧ（付着物あり）であった場合には、検査機１４は、不図示のリジェクタにＮＧ信号を出力するようになっている。リジェクタは、ＮＧ信号を受信したときには図１の（Ｆ）に示すように、容器２をコンベア３の外に排除する。判定結果が「付着物なし」であった場合には、検査機１４からＮＧ信号は出力されない。その結果、付着物のない容器２はリジェクタの排除を受けることがなく、図１の（Ｅ）に示すように、コンベア３により充填及び検査の後の工程へと搬送される。

また、検査画像の内容は、モニタケーブル２４を介して検査機１４に接続されたモニタ２５に送信され、モニタ２５の表示部（符号略）に表示されるようになっている。これにより、作業者がモニタ２５の表示を通して撮像の具合などを確認したり、検査装置１０の調整を行ったりすることができる。

ここで、本発明の第１形態例の検査方法による付着物の有無の判定方法について、図４，図５を参照しながら説明する。
図４（ａ），図５（ａ）の二点鎖線で囲まれた領域がＣＣＤカメラ１２によって撮像される撮像領域３０である。図４（ｂ），図５（ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ１２によって撮像された検査画像３１中では、容器２の充填口６の端縁７の輪郭線は直線に見える。画像中の画素は縦横に配列されているので、端縁７の輪郭線が画像中で画素の配列方向（ここでは左右方向）に延在するようにＣＣＤカメラ１２の光軸周りの向きを調整しておく。
また、制御部１４には、予め付着物８が非存在である場合の容器２の充填口６端縁７の輪郭線の位置を観察することにより、判定基準となる基準データとして、容器２の充填口６端縁７の高さ方向の座標である基準座標３４を記憶させる。なお、説明のため、図４（ｂ）、図５（ｂ）中、基準座標３４の位置を右向きの矢印により示す。

ここで、基準座標３４を測定する方法の一例を示す。例えば、図５（ｂ）に示すように、付着物８が非存在である場合の容器の検査画像３１を撮像して、この検査画像３１中、容器２の充填口６端縁７の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域３２を設定する。そして、各検査領域３２について、充填口６の表面色と背景色との境界位置３３の高さ方向の座標を計測することによって基準座標３４を求めることができる。

充填口６の表面色と背景色との境界位置３３の高さ方向の座標は、検査領域３２の上辺又は下辺と充填口端縁７の輪郭線との間にある画素数に基づいて計測することができる。
検査領域３２の上辺から画素数を計測する場合、前記境界位置３３は、背景色を有する画素の後に充填口表面色を有する画素が検出された位置として認識することができる。
また、検査領域３２の下辺から画素数を計測する場合、前記境界位置３３は、充填口表面色を有する画素の後に背景色を有する画素が検出された位置として認識することができる。
なお、背景色及び／または充填口表面色とは、必ずしも単一の色調に限定されるものではない。両者が互いに識別可能である限り、背景色として認識される色調及び／又は充填口表面色として認識される色調がそれぞれ複数存在していても良いが、背景色および充填口表面色のそれぞれが連続する階調で表されることが好ましい。
また、充填口表面色に対して顕著なコントラストが得られる適当な背景色を選択して容器を撮像し、得られた検査画像に、例えば背景色が黒、充填口表面色が白となるように、二値化処理を施しても良い。

制御部１４では、検査時には検査画像３１中、容器２の充填口６端縁７の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域３２が設定される。図４（ｂ）、図５（ｂ）では、検査領域３２は充填口６の端縁７の輪郭線に沿って４箇所に設定されている。
なお、検査領域３２の個数は特に限定されるものではなく、本検査方法においては検査領域３２を少なくとも一箇所設定すれば、付着物の有無を検査することが可能である。しかしながら、検査領域３２の範囲外に存在する付着物は検出できないので、より確実な検査のためには、検査領域３２を複数設定することが好ましい。検査領域３２の数が多過ぎても画像処理の時間が長くなり、充填装置１０の処理速度に追随できなくなるおそれがある。従って、画像処理の時間と、内容物の飛散などによる付着物の広がりやすさ（滴の大きさや、付着物が発生した場合に同時に発生する付着物の数の期待値など）の観点から、適当な数の検査領域３２を設定するとよい。

制御部１４は、この検査領域３２内で検査画像３１を走査し、検査領域３２ごとに、該検査領域３２内の画像データの特徴を示す特徴データとして、充填口６の表面色と背景色との境界位置３３の高さ方向の座標を計測する。ここで、境界位置３３の高さ方向の座標の計測方法については、基準座標３４を計測する場合と同様にして行うことができるので、詳しい説明は省略する。

さらに、前記境界位置３３の高さ方向の座標（特徴データ）を基準座標３４（基準データ）と比較して、両座標間に有意差がある場合に、「付着物あり」と判定する。検査領域３２が複数設定されている場合には、少なくとも一つの検査領域３２について前記境界位置３３の高さ方向の座標が基準座標３４と有意差を有する場合に「付着物あり」と判定する。逆に、すべての検査領域３２について前記境界位置の高さ方向の座標と基準座標３４との間に有意差が認められない場合には「付着物なし」と判定する。

ここで、付着物８の有無を判定するための前記有意差の大きさを決定するためには、検査画像中の１画素に対応する充填口６付近における実寸の大きさや、搬送中の容器２の充填口６の端縁７の高さの誤差などを考慮する必要があるが、例えば、１画素に対応する実際の寸法が約０．０２５ｍｍ四方として、充填口６の端縁７から０．２ｍｍ以上の盛り上がりがあれば、付着物８の有無を判定することができる。付着物８が存在しないときの充填口６の端縁７の位置を表す基準座標３４と比較することにより、例えば充填口６の端縁７全体に付着物８が付着して平坦な輪郭線を与えた場合であっても、付着物８の有無を正しく判定することができる。
なお、もし、境界位置３３の高さ方向の座標が基準座標３４よりも低くなった場合には、検査装置１０の異常（例えば調整不良など）として報告することができる。

以上説明したように、本形態例の検査装置及び検査方法によれば、検査画像上で容器の充填口の領域と内容物（付着物）の領域とを区別することなく付着物の有無を判定することができるので、容器の充填口表面の色と内容物の色とが同じか又は区別できない程度に色の差異が小さい場合であっても、付着物の有無を確実に検査することが可能となる。しかも、検査対象となる容器の充填口端縁をカメラによって該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するので、充填口端縁への付着物の有無を該端縁からの突出の有無として精度よく検知することができる。
基準データを少なくとも１回計測して制御部に記憶させておけば、測定条件等に特に変更が無ければ再度計測する必要はなく、データを繰り返し使用することができるので、検査の時には、付着物が非存在である容器を比較対象として用意しておく必要はない。
本形態例の充填装置によれば、充填時に内容物が充填口の上端に付着したときに、付着物の有る容器を充填後に自動的に製造ラインから排除することができる。

次に、図６，図７を参照して、本発明の第２形態例を説明する。
この第２形態例においては、画像処理によって得られる特徴データ及び基準データとして、上記第１形態例における充填口表面色と背景色との境界位置の高さ方向の座標の代わりに、検査領域３２内での充填口表面色及び／又は背景色の画素数の計数値を用いる。
本形態例を実施するための検査装置および充填装置としては、図１、図２に示す装置とを用いることも可能であるので、ここでは、特徴データ及び基準データの生成及び比較の方法について説明する。

例えば、背景色の画素数の計数値を用いる場合には、検査領域３２内で背景色を示す画素は、図６，図７でクロスハッチングを付して示したが、充填口表面色と背景色との境界線よりも上側の領域３５に現れる。つまり、背景色の画素数の計数値は、充填口表面色と背景色との境界線より上側の領域３５の面積に対応するデータとして使用することができる。付着物が存在する場合には、付着物が存在しない場合と比較して、背景色の画素数の計数値が小さくなる。そのため、付着物が非存在である容器の検査画像より得られる背景色の画素数の計数値を基準データとし、検査対象の容器の検査画像より得られる背景色の画素数の計数値を特徴データとして、両データを比較して有意差の有無により、付着物の有無を判定することができる。なお、付着物が非存在である容器の検査画像における検査領域３２の幅は、検査対象の容器の検査画像における検査領域３２の幅と等しくする必要がある。

本形態例においては、充填口表面色の画素数の計数値を用いても、同様にして付着物の有無の判定が可能である。この場合、画素数の計数値は、充填口表面色と背景色との境界線よりも下側の領域の面積に対応するものとなるので、付着物が存在する場合には、付着物が存在しない場合と比較して、充填口表面色の画素数の計数値が大きくなる。
また、背景色の画素数の計数値と充填口表面色の画素数とを併用することもできる。なお、背景板を用いるなどして背景色が明瞭に識別できる場合には、背景色の画素数の計数値を用いることが好ましい。

本形態例の場合、図６（ｂ）の右端の検査領域３２に例示されるように、検査領域３２内で充填口表面色と背景色との境界線の傾斜が大きい場合でも、検査領域３２の全幅にわたって境界線の高さ方向の位置が平均化されたデータを抽出することができるので、第１形態例のように境界線上で任意に（あるいは適当なアルゴリズムによって）境界位置の座標を決定するのに比べて、精度の良い計測が可能となる。

次に、図８，図９を参照して、本発明の第３形態例を説明する。
図９に容器の充填口６の端縁７を上から見た図を示すが、この図に示すように、容器２の充填口６の端縁７をカメラ１２で水平方向に撮像するとき、付着物８がカメラ１２に近い側に位置する場合と、付着物８がカメラ１２に遠い側に位置する場合とでは、カメラ１２から付着物８までの距離は、最大で充填口６の外径程度の差が生じることになる。従って、例えば広口のカップ等の場合、充填口６の外径によっては、カメラ１２に近い側に位置する付着物８と、カメラ１２に遠い側に位置する付着物８とに同時に焦点を合わせることが難しい場合がある。

このため、図８に示すように、容器を搬送するコンベアとして、２台のスターホイール４１，４２を用い、第１のスターホイール４１から第２のスターホイール４２に移し替える際に、容器２の充填口の向きが水平面内で反転するようにする。なお、図８では、説明のため容器２の充填口の向きを模式的に示すため、クサビ状の記号を用いている。
さらに、検査装置は、第１のスターホイール４１上の容器２の充填口を撮像する第１のカメラユニット４３と、第２のスターホイール４２上の容器２の充填口を撮像する第２のカメラユニット４４とを備え、各カメラユニット４３，４４のカメラ１２を用いて、一つの容器２の充填口端縁７を２回に分けて撮像できるようにする。カメラ１２は、充填口端縁７のうちカメラ１２に近い側又は遠い側のいずれか半周分に焦点を合わせるように調整されている。
第１のカメラユニット４３では充填口端縁７の片側（図８ではクサビ状の記号の太い側）を撮像し、第２のカメラユニット４３では充填口端縁７の他の片側（図８ではクサビ状の記号の細い側）を撮像する。得られた検査画像に基づく付着物の有無の判定は、例えば上述の第１の形態例または第２の形態例と同様にして行うことができる。

このように、本発明の第３形態例によれば、容器の充填口端縁を撮像するに際し、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを充填口の両側から２回に分けて撮像するので、精度のよい検査が可能になる。図８に示すように、スターホイールを用いて容器を水平面内で反転させることにより、カメラを搬送ラインに対して同じ側のサイドに配置することがえきる。なお、図１に示すように直線状のコンベア３を用いた場合でも、コンベア３の両側にそれぞれカメラを配置することにより、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを充填口の両側から２回に分けて撮像することが可能になる。

以上、本発明を好適な実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上述の形態例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。
検査画像より生成される特徴データとしては、上記実施形態例に例示されたパラメータに限定されるものではない。付着物のある容器の検査画像と付着物が存在しない容器の検査画像との間で、充填口表面色を有する画素及び／又は背景色を有する画素の分布に差異が生じることを利用して、充填口表面色を有する画素の領域及び／又は背景色を有する画素の領域の形状又は画素数又は面積等、あるいは充填口表面色を有する画素の領域と背景色を有する画素の領域との境界線の形状等に基づいて、付着物の有無が反映されるようなパラメータを生成するようにすればよい。また、基準データは、検査対象となる容器の検査画像から特徴データを生成する方法と同じ方法で、付着物が存在しない容器の検査画像に基づいて生成されたデータを用いればよく、これにより、検査画像から生成されたデータの比較によって迅速かつ確実に付着物の有無を判定することができるという優れた効果が得られる。
上記実施形態例では、検査画像中の各検査領域から特徴データとして一つのパラメータを生成するようにしたが、本発明は特にこれに限定されるものではない。生産速度に鑑みて、データの生成や比較に要する演算時間が充分に短く済むのであれば、例えば、一つの検査領域から複数のパラメータを生成したり、複数の検査領域から一つのパラメータを生成したりしてもよい。

カメラとしてオムロン株式会社製カメラ（型番Ｆ１６０−Ｓ２）を用いた。照明装置として、シーシーエス株式会社製白色光ＬＥＤ照明（リング状、型番ＬＤＬ−７４×２７−Ｗ）を用いた。検査機として、オムロン株式会社製視覚センサ用コントローラ（型番Ｆ１５０−Ｃ１０）を用いた。
図２に示すように、検査対象となる容器２の口（表面色は白色）の部分に対して水平となるようにカメラを配置するとともに、カメラ１２と容器２との間にリング状のＬＥＤ照明１３を配置して検査対象を明るく照らした。トリガセンサ１１によってカメラ１２及び照明１３のオンオフを操作し、カメラ１２によって検査画像を取り込み、カメラ１２に接続された検査機１４により、検査対象への付着物の有無を検査した。付着物としては、白色のヨーグルトを用いた。

図４，図５に示すように、検査画像３１中に複数の短冊状の検査領域３２を設定し、各検査領域３２における充填口６の表面色と背景色との境界位置３３の高さ方向の座標を求めた。境界位置３３の高さ方向の座標は、検査領域３２の底部からの画素数を数えることにより自動的に計測することができる。なお、同様の手順により、予め、基準座標３４として、付着物がない場合の充填口６の端縁７の高さ方向の座標を計測しておく。
得られた境界位置３３の高さ方向の座標が、すべての検査領域３２において、基準座標３４と有意差がないと見なし得る一定の範囲内に入っていれば「付着物なし」と判定する。また、得られた境界位置３３の高さ方向の座標が、少なくとも一つの検査領域３２において、基準座標３４と有意差があった場合には「付着物あり」と判定する。
このような手順により、容器の口の部分に付着物が乗っているか否かをすべて検知することが可能であった。トリガをオンにしてから判定結果が出るまでに要する処理時間は、１回につき５０〜６０ｍｓであり、この処理時間は、生産速度の１５０個／分（つまり４００ｍｓ／個）に対して充分短い時間であった。

本発明は、容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査することができる。特に、本発明による検査工程を充填工程と密封工程の間で実施すると、充填口上に付着物が付着して密封不良になりやすい容器を検知して排除することができる。

本発明の充填装置の一例を示す概略構成図である。 図１の充填装置に用いられる本発明の検査装置の一例を示す概略構成図である。 充填口端縁に付着物のある容器の充填口の一例を示す（ａ）部分拡大正面図、および（ｂ）部分拡大斜視図である。 本発明の第１形態例に係り、充填口端縁に付着物のある容器の（ａ）撮像箇所の一例を示す部分拡大正面図、（ｂ）撮像された画像の一例を示す概略図である。 本発明の第１形態例に係り、充填口端縁に付着物のない容器の（ａ）撮像箇所の一例を示す部分拡大正面図、（ｂ）撮像された画像の一例を示す概略図である。 本発明の第２形態例に係り、充填口端縁に付着物のある容器の（ａ）撮像箇所の一例を示す部分拡大正面図、（ｂ）撮像された画像の一例を示す概略図である。 本発明の第２形態例に係り、充填口端縁に付着物のない容器の（ａ）撮像箇所の一例を示す部分拡大正面図、（ｂ）撮像された画像の一例を示す概略図である。 本発明の第３形態例に係る検査装置の一例を示す概略構成図である。 本発明の第３形態例においてカメラに対する付着物の影響を説明する上面図である。

符号の説明

１…充填装置、２…容器、３…コンベア、４…内容物、５…充填ノズル、６…容器の充填口、７…充填口の端縁、８…付着物、１０…検査装置、１１…トリガセンサ、１２…カメラ（ＣＣＤカメラ）、１４…制御部（検査機）、１５…背景板、３１…検査画像、３２…検査領域、３３…境界位置、３４…基準座標、４１，４２…スターホイール。

Claims (12)

1. 容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査する検査方法であって、
   検査対象となる容器の充填口端縁をカメラによって該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像し、
   前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定することを特徴とする容器充填口端縁の検査方法。
2. 前記特徴データ及び基準データとして、検査領域内での充填口表面色及び／又は背景色の画素数の計数値を用いることを特徴とする請求項１に記載の容器充填口端縁の検査方法。
3. 前記特徴データ及び基準データとして、充填口表面色と背景色との境界位置の高さ方向の座標を用いることを特徴とする請求項１に記載の容器充填口端縁の検査方法。
4. 複数の検査領域内で前記検査画像を走査して前記特徴データを複数生成し、これら特徴データのうち少なくとも一つの特徴データが前記基準データと有意差を有する場合に付着物を有すると判定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の容器充填口端縁の検査方法。
5. 容器の充填口端縁を撮像するに際し、前記充填口端縁のうちカメラに近い側又は遠い側の半周分に焦点を合わせ、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを充填口の両側から２回に分けて撮像することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の容器充填口端縁の検査方法。
6. 前記２回の撮像の間に、容器を水平面内で反転させることを特徴とする請求項５に記載の容器充填口端縁の検査方法。
7. 容器の充填口端縁において充填口表面と同色の付着物の有無を検査する検査装置であって、
   検査対象となる容器の充填口端縁を該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するカメラと、
   付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを記憶しているとともに、前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定する制御部と
   を備えることを特徴とする容器充填口端縁の検査装置。
8. 前記制御部は、複数の検査領域内で前記検査画像を走査して前記特徴データを複数生成し、これら特徴データのうち少なくとも一つの特徴データが前記基準データと有意差を有する場合に付着物を有すると判定するものであることを特徴とする請求項７に記載の容器充填口端縁の検査装置。
9. 容器の充填口が配置される位置を介して前記カメラと対向する位置に、前記充填口表面と色の異なる背景板が配置されていることを特徴とする請求項７または８に記載の容器充填口端縁の検査装置。
10. 充填口端縁のうちカメラに近い側の半周分に焦点を合わせて容器を撮像するカメラを２組備え、これら第１のカメラと第２のカメラはそれぞれ、充填口端縁の互いに対向する半周分ずつを撮像するように配設されていることを特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の容器充填口端縁の検査装置。
11. 前記第１のカメラによる撮像と前記第２のカメラによる撮像との間に、容器を水平面内で反転させるスターホイールを備えることを特徴とする請求項１０に記載の容器充填口端縁の検査装置。
12. コンベア上を搬送される容器に内容物を充填する充填ノズルと、
    充填後の容器が所定の検査位置に達したことを検知するトリガセンサと、
    前記トリガセンサの検知信号により、前記検査位置に達した容器の充填口端縁を該端縁の輪郭線が直線に見える方向に撮像するカメラと、
    付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを記憶しているとともに、前記カメラによって撮像された検査画像において容器の充填口端縁の輪郭線と垂直な高さ方向に延びる少なくとも一つの検査領域を設定し、該検査領域内で前記検査画像を走査して充填口表面色と背景色との識別により前記検査画像の特徴データを生成し、付着物が非存在である場合の容器の画像に基づいて得られる基準データを前記特徴データと比較して、両データ間に有意差がある場合に付着物を有すると判定する制御部と、
    前記制御部から送信された判定結果の信号により、付着物があると判定された容器を前記コンベア上から排除するリジェクタとを備えることを特徴とする充填装置。

Images