JP2004250042A - キャップ巻締位置の検出特性に優れたキャップ - Google Patents

Abstract

【課題】キャップに形成されているキャップの巻締位置確認マークを、上方に配置された一台のカメラによって鮮明に映像として捉えることができ、ボトルに巻締められたキャップの巻締位置を精度よく検査することが可能なキャップを提供する。
【解決手段】天板と天板周縁から降下したスカート状側壁とを有しており、スカート状側壁の内面には容器首部の外面と係合する螺条を備え、該天板周縁部分にはキャップ巻締角度確認マークが設けられているキャップにおいて、前記キャップ巻締角度確認マークは、凹部と該凹部の底部に形成された凸部とから構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ボトルの首部にキャップが螺子装着（巻締）されたボトル・キャップ組立体に関して、キャップ巻締位置の確認によりキャップの締結状態の検査を確実に行なうことが可能なキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス製或いは合成樹脂製のボトル形状容器と、一旦開封されたものであることを明示するタンパーエビデント機能を有するキャップから成るボトル・キャップ組立体においては、内容物充填後に、キャップがボトルに完全に密封状態に締結されていることが必須であり、このような検査は、従来は、製品の中からいくつかの試料を抜き取り、これを実際に開栓し、開栓トルク、巻締角度等を測定することによって行っていた。
しかしながら、このような抜き取り検査は製品の一部について行うにすぎず、必ずしも確実な検査結果を得ることは困難であり、また検査の確実性を向上させるために抜き取り試料を多くすればそれだけ生産コストが増加することになる。
また巻締機を最初に設定する際に、基本的な性能を出すための巻締角度に従ってトルクが決定されているため、巻締め角度を容易に測定できることが望まれている。
【０００３】
このような問題を解決するために、キャップの天板周縁部にキャップ巻締位置確認マーク（キャップマーク）を設け、またボトルのサポートリングの上面にはキャップ巻締位置を確認するためのボトル位置確認マーク（ボトルマーク）を設け、このようなボトルにキャップが巻締められたボトル・キャップ組立体の上方に一台のカメラを配置し、このカメラによってキャップマーク及びボトルマークを同時に撮影し、映像データを画像処理してボトルマークに対するキャップマークの位置を検出することにより、キャップの巻締状態を検査する方法が開示されている。このような検査方法において、ボトルのサポートリング上面のボトルマーク及びキャップマークは、凹部或いは切欠きとして形成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００３−２３１０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術によれば、試料の抜き取り及び実際の開栓という検査方法によらずに、一台のカメラによる映像に基づく画像処理によってボトル・キャップ組立体の締結状態を確認することが可能となる。
【０００６】
しかしながら、上記検査方法では、ボトルマークとキャップマークとが鮮明に撮像されることが必要である。ボトルマークは、カメラで捉えられるボトル・キャップ組立体の映像の輪郭部分に位置するため、例えばサポートリングが透明であるか或いは不透明であるかによって撮像に際しての照明条件を変えることにより、映像として鮮明に捉え易いが、キャップマークは、ボトル・キャップ組立体の映像の内部に位置しているため、映像として鮮明に捉えにくいという問題があった。
【０００７】
即ち、キャップマークを映像として鮮明に捉えるためには、キャップマークが影として鮮明に映し出されればよいのであるが、通常の凹部或いは切欠きとして形成されているキャップマークでは、ボトルマークを鮮明に映し出すための照明条件の変更や、生産過程でボトル或いはキャップに付着した水滴などの影響で、マークが形成されていない他の部分との輝度の差が小さくなってしまい、その映像が不鮮明となってしまうのである。
【０００８】
従って、本発明の目的は、キャップに形成されているキャップの巻締位置確認マークを、上方に配置された一台のカメラによって鮮明に映像として捉えることができ、ボトルに巻締められたキャップの巻締位置を精度よく検査することが可能なキャップを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、天板と天板周縁から降下したスカート状側壁とを有しており、スカート状側壁の内面には容器首部の外面と係合する螺条を備え、該天板周縁部分にはキャップ巻締角度確認マークが設けられているキャップにおいて、前記キャップ巻締角度確認マークは、凹部と該凹部の底部に形成された凸部とから構成されていることを特徴とするキャップが提供される。
【００１０】
【発明の実施形態】
以下、本発明を添付図面に示す具体例に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明のキャップの代表的な構造を示す一部断面側面図であり、
図２は、図１のキャップの上面図であり、
図３は、図１のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークの形状の例を示す図であり、
図４は、図１のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークのカメラ映像を、従来例のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークのカメラ映像と比較して説明するための図であり、
図５は、図１のキャップが装着されるボトルに形成されるボトル位置確認マークの位置を説明するための図であり、
図６は、図１のキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体の上面図であり、
図７は、図１のキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体についての巻締状態の検査を実施するための装置の配置図であり、
図８は、図７の装置で実施される検査のフローチャートである。
【００１１】
本発明のキャップの一例を示す図１及び図２において、全体を１で表すキャップは、天板２及び天板２の周縁に位置するコーナー部３を介して垂下するスカート状側壁４から成っており、スカート状側壁４の下端には、タンパーエビデント（ＴＥ）バンド５が弱化部６を介して設けられている。
【００１２】
キャップ天板２の内面には、ライナー材７が形成され、ライナー材の外周凸部がボトル口部外面と接触し、容器の密封性を高めるように設けられている。また、スカート状側壁４の外面には把持しやすいようにローレット溝８が設けられ、内面には、後述するボトル首部外面に設けられたネジ部２１（図５参照）と螺合するネジ部９が形成されている。
【００１３】
更に、ＴＥバンド５の内面には、後述するボトルの段差部２２（図５参照）と係合してＴＥバンド５を固定するためのフラップ片１０が設けられている。
【００１４】
図２に示されているように、キャップの天板２の周縁部にキャップ巻締位置確認マーク（キャップマーク）１１が設けられているが、本発明では、上方に配置されたカメラでの撮像により、このキャップマーク１１が鮮明な映像として捉えられるような形状に設計されている。
【００１５】
即ち、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示したように、本発明のキャップにおけるキャップマーク１１は、凹部１１ａと凹部１１ａの底部に形成された凸部１１ｂとから構成されている。この凸部１１ｂの形状は、図３（ａ）に示されているように上端がフラットな平面であってもよいし、また上端が尖った形状となっていてもよい。キャップ１１をこのような形態とすることにより、凸部１１ｂの周囲の凹部１１ａに入射する光量が著しく制限されることになり、これを上方からのカメラで撮像した場合、鮮明な映像として捉えることが可能となる。
【００１６】
例えば、図４（ｂ）は、キャップマーク１１が単なる凹部のみから形成されているキャップマーク１１のカメラ映像を示すものであるが、マーク１１の全体が薄い影となって映し出される。したがって、撮像に際しての照明条件の変更や水滴などが付着していた場合には、このキャップマーク１１の映像が不鮮明となってしまう。
【００１７】
一方、本発明にしたがい、凹部１１ａの底部に凸部１１ｂを設けることによってキャップマーク１１を形成した場合には、上方からのカメラ映像は、図４（ａ）に示すように、凸部１１ｂの部分が明るく、その周縁が濃い影となったリングとして鮮明に映し出される。従って、照明条件の変更や水滴などの付着が合った場合にも、その影響が極めて少なく、キャップマーク１１を常に鮮明な映像として捉えることが可能となるものである。
【００１８】
本発明において、凹部１１ａの大きさは、特に制限されるものではないが、あまり大きいとキャップの外観を損ねてしまい、またあまり小さいと凸部１１ｂの形成が困難になるため、通常は、その外径を０．５乃至２．０ｍｍ程度にするのが好ましい。また、凹部１１ａの深さは、天板２を貫通してしまわない程度であればよいが、通常は、少なくとも０．３ｍｍ以上あるのがよい。凹部１１ａが浅いと、その影が薄くなるおそれがあるためである。
【００１９】
凸部１１ｂと凹部１１ａの外周との間隔（図３（ａ）でｄで示す）は、０．２乃至０．５ｍｍ程度がよい。即ち、この間隔ｄがあまり大きいと、その影が薄くなってしまい、一方、間隔ｄがあまり小さいと、影が細くなってしまい、その認識が困難となるおそれがあるためである。凸部１１ｂの高さは、ある程度の高さを有していればよいが、外観が損なわれないように、凹部１１ａから突出しない程度の高さとするのがよい。
【００２０】
また、図４では、凹部１１ａ及び凸部１１ｂの上面からみた形状が何れも円形で示されているが、影が明確に映し出される限りにおいて、その形状に制限はなく、何れも上面からみた形状が、例えば四角形であってもよい。
【００２１】
上述したキャップマーク１１を有するキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体についてのキャップ巻締状態の検査は、前述した特許文献１に記載と同様の原理で行われる。即ち、一台のカメラにより、ボトル・キャップ組立体を上方から撮影し、ボトルのサポートリングに形成されているボトル位置確認マーク（ボトルマーク）と上記キャップマーク１１とを同時に映像として取り込み、両者の相対的位置関係から、キャップの巻き締め角度を検出する。
【００２２】
例えば、上記ボトルの首部を示す図５において、この首部外面には、キャップと螺合してボトルを密封するためのネジ部２１が形成されており、ネジ部２１の下方には、キャップ１のＴＥバンド５のフラップ片１０と係合する段差部２２が形成されている。また段差部２２の下側には充填や密封の際に、ボトルを保持するためのサポートリング２３が形成されている。
このサポートリング２３は、キャップ或いはＴＥバンドの下端の最も大きい外径部分にほぼ匹敵するか或いはそれよりも大きい外径を有している。
尚、図５には示されていないが、このボトルの口部は、通常のボトルと同様に、肩部、胴部、および底部に一体に接続されている。
【００２３】
上記のボトルにおいて、サポートリング２３の表面には、凹部或いは凸部から形成されているボトル位置確認マーク（ボトルマーク）２４が設けられている。即ち、ボトル・キャップ組立体を上方に配置されたカメラで撮像し、取り込んだ映像から、前述したキャップマーク１１とボトルマーク２４との相対的位置関係からキャップの巻き締め状態が検出される。なお、ボトルマーク２４の形状等は特に制限されないが、通常、これを形成する凸部或いは凹部の幅が１．０乃至４．５ｍｍ程度とするのがよく、また、そのマーク形状は平行な幅の凹部、三角形の凹部乃至凸部、或いは台形の凹部などの形状とすることができる。
【００２４】
上述したキャップマーク１１及びボトルマーク２４の周方向位置は、巻締角度の検出が容易になるように、種々の位置に設定することができる。例えば、図５に示されているように、ボトルマーク２４は、ボトル首部に設けられたネジ部２１の始端位置、すなわちキャップとの螺合開始位置２５に対応する、サポートリング２３の外周部に設けることができる。また、キャップマーク１１は、スカート部４内面に設けられたネジ部の始端位置、すなわちボトルとの螺合開始位置１２（図１参照）に対応する、キャップ天板２の周縁部に設けることができる。
【００２５】
更に図６は、上述した本発明のキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体の一例を示す平面図であり、例えば、キャップ１は、図の矢印Ｘの方向に回転することにより巻き締められるようになっている。
図６に示されているように、マーク１１及び２４によって形成される巻締角度を容易に測定するために、キャップ天板２の中心に補助マーク１３を設けることもできる。この補助マーク１３も、キャップマーク１１と同様、凹部の底部に凸部を形成することにより構成したものであるのがよい。これにより、ボトル・キャップ組立体の巻締角度は、キャップマーク１１，補助マーク１３，ボトルマーク２４によって容易に測定することができる。
【００２６】
上述した本発明において、キャップとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフィン系樹脂や、塩化ビニル樹脂等の合成樹脂を圧縮成形、射出成形等して得られるキャップの他、キャッピング前にネジやラグが形成された金属製のキャップでもよい。更に、キャップ下端には、ＴＥバンドが弱化部を介して一体に設けられているキャップであることが好ましいが、巻締め後シュリンクフィルムで覆うような場合には、ＴＥバンドのないキャップにも適用することが可能である。
【００２７】
また、上記キャップに組み合わされるボトルとしては、ポリエチレンテレフタレート等の合成樹脂から成る延伸ブローボトルや、射出成形等によるボトル等に好適に用いることができるが、勿論、ガラス製ボトルにも適用することができる。
【００２８】
上述したボトル・キャップ組立体を用いての検査を実施するための検査装置の一例の配置を示す図７において、ボトル・キャップ組立体３０の垂直軸上方に、光学系レンズ４０と、前記確認マーク１１、２４を撮像するためのＣＣＤ撮像素子を備えたカメラ５０とが、前記組立体３０の垂直軸と光学系の光軸とが一致するように配置されている。
また、カメラ５０は、下端部が開口している筒状のフード５１内に収納されており、このフード５１の開口部中心には、上記のレンズ４０及びキャップマーク１１、ボトルマーク２４を照明するための照明装置６０が配置されており、レンズ４０とカメラ５０との間の光路は、筒状フード５１によって覆われている。
【００２９】
更に、カメラ５０からケーブル５２を介して送られる画像データを処理するための画像処理装置（画像処理コンピュータ）７０および画像データおよび検査結果を表示するためのモニター７５が配置されている。
【００３０】
図に示した具体例において、レンズ４０はキャップの径よりも大きい径を有する平凸レンズであり、キャップの径の約３倍程度の径を有しており、平凸レンズの平らな面がボトル・キャップ組立体の側に面している。平凸レンズの径はキャップの径の約２乃至４倍の径を有しているのが適当である。平凸レンズの代わりにメニスカス凸レンズを用いて、ボトルマーク２４からの集光力をより高めることもできる。
【００３１】
また、照明装置６０としては、光路調整を容易に行い得るように、ＬＥＤなどを用いることが好ましい。例えば、ボトルのサポートリング２３が透明である場合には、ボトルの内部に収容されている液体からの反射によるハレーションを防止するために、キャップ１のスカート状側壁８に光が直接照射されるように設定しておくことが好ましい。また、サポートリング２３が不透明である場合には、サポートリング２３に直接光が照射されるように光路を設定しておくことが好適である。
【００３２】
上述したキャップマーク１１およびボトルマーク２４は、レンズ４０により、カメラ５０のＣＣＤ素子上に結像する。
【００３３】
上記のようにして映像として取り込まれたキャップマーク１１及びボトルマーク２４の像に基づくボトル・キャップ組立体の巻締角度の検査は、画像処理装置（画像処理コンピュータ）７０とカメラ５０との間で、図８に示すフローチャートに基づいて行われる。
まず、検査装置の運転信号を検出し、この運転信号を検出した後、カメラ５０からのボトル・キャップ組立体の検出信号を待つ。この検出信号があり次第、カメラ５０による画像データが画像処理装置（画像処理コンピュータ）７０に取り入れられる。この画像データに基づいて、ボトル・キャップ組立体の中心が検出される。この中心の検出は、キャップ天板２の中心に設けられた補助マーク１３（図６）によって行ってもよいし、また補助マークがない場合にはキャップ天板２の円周から芯出しを行ってもよい。
中心の検出が行われた後、二次元座標上の画像データを、例えば特許文献１に記載されているように極座標に展開し、キャップマーク１１とボトルマークとを検出する。
極座標上で検出されたキャップマーク１１とボトルマーク２４の位置から、直ちに両者の角度あるいは距離が算出され、測定で検出される巻締角度を、設定巻締角度に対比し、巻締状態の良否を検出する。すなわち、角度が所定の範囲外であれば、不良を表示し、範囲内であれば、次の測定に戻る。
【００３４】
なお、上記の実施形態では、キャップ巻締角度確認マークを、キャップの天板周縁部分に設けた場合について説明を行ったが、キャップのスカート状側壁部分にマークを設けた場合にも同様の効果を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、キャップに形成されているキャップの巻締位置確認マークを、上方に配置された一台のカメラによって鮮明に映像として捉えることができ、ボトルに巻締められたキャップの巻締位置を精度よく検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のキャップの代表的な構造を示す一部断面側面図。
【図２】図１のキャップの上面図。
【図３】図１のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークの形状の例を示す図。
【図４】図１のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークのカメラ映像を、従来例のキャップに形成されているキャップ巻締位置確認マークのカメラ映像と比較して説明するための図。
【図５】図１のキャップが装着されるボトルに形成されるボトル位置確認マークの位置を説明するための図。
【図６】図１のキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体の上面図。
【図７】図１のキャップがボトルに装着されたボトル・キャップ組立体についての巻締状態の検査を実施するための装置の一例の配置図。
【図８】図７の装置で実施される検査のフローチャート。
【符号の説明】
１：キャップ
２：天板
１１：キャップマーク
２３：サポートリング
２４：ボトルマーク

Claims (1)

1. 天板と天板周縁から降下したスカート状側壁とを有しており、スカート状側壁の内面には容器首部の外面と係合する螺条を備え、該天板周縁部分或いはスカート状側壁部分にはキャップ巻締角度確認マークが設けられているキャップにおいて、前記キャップ巻締角度確認マークは、凹部と該凹部の底部に形成された凸部とから構成されていることを特徴とするキャップ。

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