JP2011069771A - 樹脂製キャップの照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検査処理数量を増やすことができ、かつ対をなす２台の支持台上のキャップのカメラ側の外側面を照明ムラなく均一に照明することができる樹脂製キャップの照明装置を提供する。
【解決手段】対をなす２個の樹脂製キャップ１の上方に水平に配置されたリング型ＲＧＢ照明２１と、リング型ＲＧＢ照明２１の直下に配置されるとともに、リング型ＲＧＢ照明２１の略半分を覆うように撮像装置３０から離間した側に配置される第１遮光板２２と、リング型ＲＧＢ照明２１の直下に鉛直に配置されるとともに、リング型ＲＧＢ照明２１の外周縁から中心部に向かって樹脂製キャップ１の搬送方向と略直交する方向に延びる第２遮光板２３とを備え、リング型ＲＧＢ照明２１は、リング型ＲＧＢ照明２１の中心が対をなす２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点から撮像装置３０側に偏倚するように配置されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、樹脂製キャップの照明装置に係り、特に、樹脂製キャップを撮像により外観を検査する際に樹脂製キャップを照明するための照明装置に関するものである。

従来から、清涼飲料などを充填するために軽量のプラスチックボトルであるペットボトル（ＰＥＴボトル）が多用されている。ペットボトルの口部は樹脂製キャップにより密封されている。樹脂製キャップは樹脂成形により製作され、この樹脂製キャップは白色に限らず、青色、赤色等の様々な色が用いられている。またキャップには文字や模様が印刷されている。そのため、樹脂製キャップは、製作後に変形の有無、印刷時等に生じた汚れの有無、異物付着の有無、ウィング部の異常（ショートウィングと呼ばれる）の有無、キャップ側面の一部の欠落（ブリッジ切れと呼ばれる）等の外観検査を行う必要がある。

従来から、ペットボトル等の容器を撮像して外観検査を行う容器検査装置が知られている。この容器検査装置においては、メインロータにより容器を保持して所定の円形軌道に沿って公転させつつ容器を自転させ、容器の搬送系路に沿って配置された照明装置と撮像装置によって容器の外観を撮像して検査を行っている。

しかしながら、上記容器検査装置と同様のメインロータを用いてキャップの外観検査を実施しようとすると、メインロータはロータリ機構によって連続的に回転（公転）しているため、キャップを停止させて撮像する必要がある一部の検査については行うことができないという問題点がある。

すなわち、清涼飲料などに用いられるキャップには開栓されたことが分かる機構が設けられており、キャップはねじのあるキャップの本体とその下側にあるリングで構成されている。キャップ本体とリングはいくつかの細いつなぎ目（ブリッジと呼ばれる）でつながり、キャップを初めて開けたときにこのブリッジが切れ、本体とリングが離れることでキャップが開けられたことが分かる。キャップの製造時に前記ブリッジがつながっていないで切れている場合があるため、外観検査によりこのブリッジ切れを検出する必要がある。ブリッジ切れは、キャップを検査位置で公転を停止させ、かつキャップを自転させつつ撮像することにより検出可能であるため、連続的に回転するロータリ型のメインロータを用いて検査を行うことができない。

そのため、本発明者らは、キャップを保持して所定の円形軌道に沿って間欠的に搬送するロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）の適用を試みたものである。しかしながら、このロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）は、キャップを支持する多数の支持台を円形軌道に沿って間欠的に搬送するため、すなわち多数の支持台を円形軌道に沿って搬送して検査位置で停止させ、検査後に多数の支持台を再び円形軌道に沿って搬送するという発進と停止を繰り返すため、慣性力が大きく、高速搬送ができないため、検査処理数量を増加することができないという問題点がある。

そこで、本発明者らは、ロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）を採用するため高速搬送が困難である状況にも拘らず、検査処理数量を増加することができるシステムについて鋭意研究を行った結果、キャップを支持して自転させる支持台の数を２倍にし、かつ２台の支持台を対（ペア）として間欠搬送する方式を見出したものである。ところが、このように支持台の数を２倍にした場合に、対（ペア）をなす２台の支持台を近接した位置に配置しなければならない。この場合、キャップ外側面の汚れや異物付着の有無等を検査するキャップ外側面の外観検査を行う際、キャップ１つに対し１つのリング型照明を設ければ、キャップ外側面を均一に照明することができるが、２つのキャップは接近していてリング型照明を２つ設けることが困難であった。そのため、２つのキャップに対し、１つのリング型照明を設けたが、キャップ外側面に均一に照明することができず、照明ムラが生じるという問題点がある。

本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、ロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）を採用するため高速搬送が困難である状況にも拘らず、検査処理数量を増やすことができ、かつ対をなす２台の支持台上のキャップのカメラ側の外側面を照明ムラなく均一に照明することができる樹脂製キャップの照明装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の樹脂製キャップの照明装置の第１の態様は、樹脂製キャップを円形軌道に沿って間欠的に搬送し、停止位置にある検査ステーションで樹脂製キャップを側方から撮像する撮像装置により樹脂製キャップを検査する検査機の検査ステーションに設置される照明装置において、対をなす２個の樹脂製キャップの上方に水平に配置されたリング型ＲＧＢ照明と、前記リング型ＲＧＢ照明の直下に配置されるとともに、前記リング型ＲＧＢ照明の略半分を覆うように前記撮像装置から離間した側に配置される第１遮光板と、前記リング型ＲＧＢ照明の直下に鉛直に配置されるとともに、前記リング型ＲＧＢ照明の外周縁から中心部に向かって樹脂製キャップの搬送方向と略直交する方向に延びる第２遮光板とを備え、前記リング型ＲＧＢ照明は、リング型ＲＧＢ照明の中心が前記対をなす２個のキャップの軸心を結ぶ線分の中点から撮像装置側に偏倚するように配置されていることを特徴とする。

本発明は、ロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）を採用するため高速搬送が困難である状況にも拘らず、検査処理数量を増加するため、キャップを支持して自転させる支持台の数を２倍にし、かつ２台の支持台を対（ペア）として間欠搬送する方式である。ところが、このように支持台の数を２倍にした場合に、対（ペア）をなす２台の支持台を近接した位置に配置しなければならない。この場合、キャップ外側面の汚れや異物付着の有無等を検査するキャップ外側面の外観検査を行う際、キャップ１つに対し１つのリング型照明を設ければ、キャップ外側面を均一に照明することができるが、２つのキャップは接近していてリング型照明を２つ設けることが困難であった。そこで、本発明の照明装置においては、対をなす２個の支持台上の２個のキャップの上方に、リング型ＲＧＢ照明を配置している。ところが、２つのキャップに対し、１つのリング型照明を設ける場合、キャップ外側面を均一に照明することができず、照明ムラが生じるという問題点がある。

そのため、本発明においては、前記リング型ＲＧＢ照明は、リング型ＲＧＢ照明の中心が前記対をなす２個のキャップの軸心を結ぶ線分の中点から撮像装置側に偏倚するように配置されており、円筒状のキャップの外側面のうち最もリング型ＲＧＢ照明に近接していて光が廻り込み難かった部分に、リング型ＲＧＢ照明におけるキャップから離間した部分からも光が廻り込むようにし、キャップ外側面の前記照明に近接した部分に当たる光量を増加させ、照明ムラを改善するようにしている。
また、本発明においては、リング型ＲＧＢ照明は、キャップの撮像装置側の外側面を照明すれば良いので、リング型ＲＧＢ照明の直下にリング型ＲＧＢ照明の下面の略半分を覆うように第１遮光板を配置している。
さらに、本発明においては、リング型ＲＧＢ照明の直下に鉛直に配置されるとともに、リング型ＲＧＢ照明の外周縁から中心部に向かって樹脂製キャップの搬送方向と略直交する方向に延びる第２遮光板を備えている。この第２遮光板により、リング型ＲＧＢ照明のうち概略半円状の照明領域を２つに分割することができ、２つのキャップのうち一方のキャップに近い１／４円弧状の照明領域を一方のキャップの照明専用とし、他方のキャップに近い他の１／４円弧状の照明領域を他方のキャップの照明専用とする。これにより、キャップ外側面のうち撮像装置に近い領域には１／４円弧状の照明領域の一方からしか照明されずに、この領域の照明の強度を下げることができ、照明ムラを改善することができる。

本発明の好ましい態様は、前記対をなす２個の樹脂製キャップの斜め下方に配置されるとともに、前記撮像装置側に配置され、前記リング型ＲＧＢ照明から入射した光を前記対をなす２個の樹脂製キャップに向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、円筒状のキャップの外側面のうち最もリング型ＲＧＢ照明に近接していて光が廻り込み難かった部分に、反射板によってリング型ＲＧＢ照明からの光を反射して反射光を入射させ、キャップの外側面のうち最もリング型ＲＧＢ照明に近接している部分の光量を増加させ、照明ムラを改善するようにしている。

本発明の好ましい態様は、前記リング型ＲＧＢ照明は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列した照明からなることを特徴とする。
本発明によれば、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの点灯・消灯を適宜組合せることによって、樹脂製キャップの色に応じて、欠陥が際立つようにコントラストが強調できるような配色に照明を調光できる。

本発明の好ましい態様は、前記反射板は、対をなす２個の樹脂製キャップの斜め下方に水平に配置された略矩形状の板状体からなり、樹脂製キャップに近接した部分の幅は小さく、樹脂製キャップから離間した部分の幅は大きく設定されていることを特徴とする。
本発明によれば、反射板の幅が小さい部分においてリング型ＲＧＢ照明からの光を反射して反射光を、反射板に近接したキャップの外側面の下部側に入射させ、反射板の幅が大きい部分においてリング型ＲＧＢ照明からの光を反射して反射光を、反射板から離間した部分の上下部に入射させる。

本発明の樹脂製キャップの外観検査機の第１の態様は、対をなす２個の樹脂製キャップを支持する２台の支持台を支持する複数の支持ユニットを間欠的に搬送する回転割出装置と、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置と、前記２台の支持台上の対をなす２個の樹脂製キャップに対応して設置された撮像装置とを備えたことを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記撮像装置は、白黒のＣＣＤカメラからなることを特徴とする。

本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）ロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）を採用するため高速搬送が困難である状況にも拘らず、キャップを支持して停止位置でキャップを自転させる支持台の数を２倍にし、かつ２台の支持台を対（ペア）として間欠搬送する方式を採用したため、単位時間あたりのキャップの検査処理数量を飛躍的に増加することができる。
（２）キャップを支持して自転させる支持台の数を２倍にした場合に、対（ペア）をなす２台の支持台を近接した位置に配置しなければならないが、キャップ外側面の汚れや異物付着の有無等を検査するキャップ外側面の外観検査を行うために、対をなす２つのキャップに対して１つのリング型照明を設け、遮光板等を適所に配置することにより、キャップ外側面の照明ムラをなくし、キャップ外側面を均一に照明することができる。
（３）赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列したリング型ＲＧＢ照明を用い、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの点灯・消灯を適宜組合せることによって、樹脂製キャップの色に応じて、欠陥が際立つようにコントラストが強調できるような配色に照明を調光でき、様々な色のキャップについて外側面に付着した様々な色の汚れを検出することができる。

図１は、樹脂製キャップの外観検査機の全体構成を示す平面図である。 図２は回転割出装置の模式的な平面図である。 図３は回転割出装置の要部斜視図である。 図４は検査ステーションＳ１の正面図である。 図５は検査ステーションＳ１の平面図である。 。図６は、リング型ＲＧＢ照明と対をなす２個のキャップとの配置関係を示す図であり、図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のVI-VI線断面図である。 図７は、リング型ＲＧＢ照明の中心Ｏが２個のキャップの軸心を結ぶ線分の中点からカメラ側（図７において右側）にオフセット（偏倚）するようにリング型ＲＧＢ照明を配置した構成を示す図であり、図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII-VII線断面図である。 図８は、図７の配置構成に第２の遮光板を追加した配置構成を示す図であり、図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIIIA-VIIIA断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のVIIIB-VIIIB線断面図である。 図９は、図８の配置構成に反射板を追加した配置構成を示す図であり、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX-IX線断面図である。 図１０は、白色のキャップの外側面に付着した茶色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。 図１１は、赤色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。 図１２は、青色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。 図１３は、灰色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。 図１４は、黄緑色のキャップの外側面に付着した青色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。

以下、本発明に係る樹脂製キャップの照明装置の実施形態について図１乃至図１４を参照して説明する。なお、図１乃至図１４において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１は、樹脂製キャップの外観検査機の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、樹脂製キャップの外観検査機は、樹脂製キャップ１を搬入するシュート２と、シュート２からキャップ１を受け取って隣接するキャップ１の間に定間隔を形成する定間隔形成用スターホイール３と、定間隔形成用スターホイール３からキャップ１を受け取ってキャップ１を所定に検査部に搬入する検査用スターホイール４と、検査用スターホイール４からキャップ１を受け取ってキャップ１を円形軌道に沿って間欠的に搬送する回転割出装置（ロータリインデックスシステム）５を備えている。さらに、樹脂製キャップの外観検査機は、回転割出装置（ロータリインデックスシステム）５からキャップ１を受け取ってキャップ１を所定の検査部に搬入する検査用スターホイール６と、検査用スターホイール６からキャップ１を受け取って検査後のキャップ１を良品と不良品とに分けて排出するための排出用スターホイール７を備えている。排出用スターホイール７に隣接してコンベア８が設置されるとともに不良品用貯留部９が設置されている。

図１に示すように構成された樹脂製キャップの外観検査機において、キャップ１はシュート２によって連続的に定間隔形成用スターホイール３に供給され、ここで定間隔が形成された後、検査用スターホイール４に受け渡されるようになっている。検査用スターホイール４においてショートタブ検査や印刷検査が行われた後、キャップ１は回転割出装置（ロータリインデックスシステム）５に受け渡される。回転割出装置（ロータリインデックスシステム）５において、キャップの各種検査（後述する）が行われた後、キャップ１は検査用スターホイール６に受け渡される。検査用スターホイール６においてフレアーフラッシュ検査や内面検査が行われた後、キャップ１は排出用スターホイール７に受け渡される。そして、排出用スターホイール７によって良品はコンベア８に移送されコンベア８によって次工程に送られ、不良品は不良品用貯留部９に送られストックされるようになっている。

図１に示すように、回転割出装置５は略円板状のタレット板１０を備え、タレット板１０に所定間隔を置いて配置された複数の支持ユニット１１が支持されている。複数の支持ユニット１１は、タレット板１０に設置されたカム機構等（図示せず）によって円形軌道に沿って間欠的に搬送されるようになっている。

図２は、回転割出装置５および回転割出装置５の円形軌道に沿って配置された検査ステーションを示す平面図である。図２に示すように、回転割出装置５の円形軌道に沿って７つの検査ステーションＳ１〜Ｓ７が配置されている。７つの検査ステーションＳ１〜Ｓ７のうち、５つの検査ステーションＳ１，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６には、照明装置および撮像装置（後述する）が設置されており、これらの検査ステーションにおいて外側面検査、プラグ検査、内側面検査、外形検査等の各種検査を行うようになっている。なお、検査ステーションＳ２，Ｓ７は、更に他の検査が必要な場合の予備ステーションになっている。各支持ユニット１１は、回転割出装置５により間欠的に搬送されて７つの検査ステーションＳ１〜Ｓ７で停止するようになっている。

図３は回転割出装置５の要部斜視図である。図３に示すように、各支持ユニット１１には、対（ペア）をなす２台の支持台１２が設置されている。各支持台１２は真空吸着用の孔１２ｈを有し、この孔１２ｈはロータリジョイント１３およびチューブ１４等を介して真空源（図示せず）に接続されており、真空吸着によってキャップ１の天面を保持するようになっている。すなわち、キャップ１は、天面を下にし開口部を上にした状態で支持台１２により真空吸着によって保持される。なお、図３においては、支持台１２に吸着されるキャップは図示を省略している。
図３に示すように、支持台１２は下部に溝１２ａを有し、この溝１２ａに回転ベルト（図示せず）が嵌合するようになっている。そして、回転ベルトの走行によって支持台１２が回転し、支持台１２によって支持されたキャップ１が検査ステーションＳ１〜Ｓ７において３６０°以上自転されるようになっている。

上述したように、回転割出装置５の各支持ユニット１１には２個の支持台１２が設置されている。通常、検査ステーションには、２個の支持台１２に保持された２個のキャップ１に対して１台の照明装置および２台の撮像装置（後述する）が設置されている。そのため、各検査ステーションにおいて、同時に２個のキャップ１の検査が可能であり、キャップ１の検査処理数量を飛躍的に増加させることができる。

次に、図１乃至図３に示す樹脂製キャップの外観検査機における検査ステーションＳ１に設置された照明装置および撮像装置の構成について図４および図５を参照して説明する。
図４は検査ステーションＳ１の正面図であり、図５は検査ステーションＳ１の平面図である。図４および図５に示すように、２個の支持台１２には、それぞれキャップ１が保持されている。各キャップ１は、天面を下にし開口部を上にした状態で支持台１２により真空吸着によって保持されている。支持台１２上の２個のキャップ１の上方および側方に、２個のキャップ１に共通の１台の照明装置２０が設置されている。また、支持台１２上の２個のキャップ１の側方に、２個のキャップ１の各々に対応して２台の撮像装置３０，３０が設置されている。

照明装置２０は、対をなす２個のキャップ１の上方に水平に配置されたリング型ＲＧＢ照明２１と、リング型ＲＧＢ照明２１の直下に配置されるとともにリング型ＲＧＢ照明２１の下面の略半分を覆うように設置された矩形の板状体からなる第１遮光板２２と、リング型ＲＧＢ照明２１の直下から鉛直方向に延びるとともにリング型ＲＧＢ照明２１の外周縁のやや外側からリング型ＲＧＢ照明２１の中心部に向かって延びる矩形の板状体からなる第２遮光板２３と、リング型ＲＧＢ照明２１の斜め下方に配置されるとともにリング型ＲＧＢ照明からの入射光を２個のキャップ１に向けて反射させる概略矩形の板状体からなる反射板２４，２４とから構成されている。リング型のＲＧＢ照明２１は、リング型のＲＧＢ照明２１の中心Ｏが２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点から撮像装置３０側に距離Ｌだけオフセット（偏倚）して配置されている。リング型ＲＧＢ照明２１は、水平面に対して所定の傾斜角（θ）で傾斜した円錐面Ｓに赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列することにより構成されている。例えば、リング型ＲＧＢ照明２１は、赤色ＬＥＤを円周上に１列に並べた赤色ＬＥＤ列と、緑色ＬＥＤを円周上に１列に並べた緑色ＬＥＤ列と、青色ＬＥＤを円周上に１列に並べた青色ＬＥＤ列とを同心円状に円錐面に配列し、この配列を繰り返すことにより構成されている。

また、２台の撮像装置３０，３０は、２個のキャップ１に対応して配置されており、キャップ１の側方からキャップ１の外側面を撮像するようになっている。撮像装置３０は白黒のＣＣＤカメラから構成されており、撮像装置３０の光軸３０ｘはキャップ１の外側面の中央部に延びている。支持台１２は回転・停止を繰り返すことができるようになっており、支持台１２の停止中に、撮像装置３０はキャップ１の外側面を所定角度分だけ撮影するようになっている。例えば、１枚の画像中に、キャップ１の外側面の略６０°を撮影するように設定した場合には、キャップ１が１回転する間に、キャップ１は６回〜７回停止し、この停止中に６枚〜７枚のキャップ１の画像を撮るようになっている。

本発明の樹脂製キャップの外観検査機は、ロータリインデックス搬送方式（回転割出搬送方式）を採用するため高速搬送が困難である状況にも拘らず、検査処理数量を増加するため、キャップ１を支持して自転させる支持台１２の数を２倍にし、かつ２台の支持台１２を対（ペア）として間欠搬送する方式である。ところが、このように支持台１２の数を２倍にした場合に、対（ペア）をなす２台の支持台１２を近接した位置に配置しなければならない。この場合、キャップ外側面の汚れや異物付着の有無等を検査するキャップ外側面の外観検査を行う際、キャップ１つに対し１つのリング型照明を設ければ、キャップ外側面を均一に照明することができるが、２つのキャップは接近していてリング型照明を２つ設けることが困難であった。そこで、本発明の照明装置２０においては、対をなす２個の支持台１２上の２個のキャップ１の上方に、リング型ＲＧＢ照明２１を配置している。ところが、２つのキャップに対し、１つのリング型照明を設ける場合、キャップ外側面を均一に照明することができず、照明ムラが生じるという問題点がある。

本発明は、単一のリング型ＲＧＢ照明２１を用いるにも拘らず、２つのキャップ１の外側面を照明ムラなく均一に照明するため、照明装置に種々の工夫を施したものである。リング型ＲＧＢ照明２１は、内外径、傾斜角、ＬＥＤ数等に応じて選定することが可能な一般的に市販されているものを使用することができる。

本発明の創案に至る過程を図６乃至図９を参照して説明する。図６は、リング型ＲＧＢ照明２１と対をなす２個のキャップ１との配置関係を示す図である。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のVI-VI線断面図である。図６においては、リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏは、２個の支持台１２上の２個のキャップ１の中間を通るＸ軸と、２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを通るＹ軸との交点に位置している。すなわち、リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏは、２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点に位置している。リング型ＲＧＢ照明２１は、キャップ１のカメラ側の外側面を照明すれば良いので、リング型ＲＧＢ照明２１の直下にリング型ＲＧＢ照明２１の下面の略半分を覆うように矩形の板状体からなる第１遮光板２２を配置している。

図６に示す配置構成において、図６（ａ）に示す下側のキャップ１に着目すると、リング型ＲＧＢ照明２１により照明することにより、キャップ１の外側面上の領域Ａ１およびその近傍には強い光が当たり、キャップ１の外側面上の領域Ａ２およびその近傍には弱い光が当たる。これは、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、図６（ａ）において下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１からの光ばかりでなく、上側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２からの光が入射し、さらに隣接するキャップ１からの反射光が入射するのに対し、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、図６（ａ）において下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３からの光のみが入射するためである。

上述の点について、図６（ｂ）を参照して更に説明する。なお、リング型ＲＧＢ照明２１の上部からキャップ１に当たる照明を上部照明といい、リング型ＲＧＢ照明２１の下部からキャップ１に当たる照明を下部照明という。キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、上側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２の照明（山越えの照明（上部照明））＋下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１の照明（下部照明）＋隣接キャップの反射光が入射するため、強い照明となり、例えば強度を５段階で表せば最上位の「５」となる。これに対して、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３の照明（下部照明）のみが入射するため、弱い照明となり、強度は「１」となる。

以上のように、リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏが検査対象の２個のキャップの軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点に位置するようにリング型ＲＧＢ照明２１を配置した場合には、キャップ１の外側面上の領域Ａ２およびその近傍の照明が他の領域に比べてきわめて弱くなり、照明ムラが生じるという問題点がある。

図７は、リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏが２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点からカメラ側（図７において右側）にオフセット（偏倚）するようにリング型ＲＧＢ照明２１を配置した構成を示す図である。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のVII-VII線断面図である。図７においては、リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏは、２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点からカメラ側にオフセット（偏倚）している。リング型ＲＧＢ照明２１は、キャップ１のカメラ側の外側面を照明すれば良いので、リング型ＲＧＢ照明２１の直下にリング型ＲＧＢ照明２１の下面の略半分を覆うように矩形の板状体からなる第１遮光板２２を配置した構成は、図６と同様である。

図７に示す配置構成において、図７（ａ）の下側のキャップ１に着目すると、リング型ＲＧＢ照明２１により照明することにより、キャップ１の外側面上の領域Ａ１およびその近傍には依然として強い光が当たるが、図６における場合に比べると光の強度は弱まる。キャップ１の外側面上の領域Ａ２およびその近傍に当たる光は他の領域に比べると依然として弱いが、図６における場合に比べると光の強度は少し強まる。図７（ａ）において、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１からの光と上側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２からの光とが入射するのに対し、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３からの光が入射する。

上述の点について、図７（ｂ）を参照して更に説明する。キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、上側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２の照明（山越えの照明（上部照明））＋下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１の照明（下部照明）が入射するため、依然として強い照明となり、強度を５段階で表せば「４」となる。これに対して、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３（下部照明）のみが入射するため、依然として弱い照明であるが、リング型ＲＧＢ照明２１がカメラ側に偏倚しているので、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍にリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３以外からも光が廻り込むため、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍に当たる光量が少し増加し、強度は「２」となる。従って照明ムラの問題点はやや改善されつつも依然として存在する。

図８は、図７の配置構成に第２の遮光板２３を追加した配置構成を示す図である。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIIIA-VIIIA断面図であり、図８（ｃ）は図８（ａ）のVIIIB-VIIIB線断面図である。図８に示す配置構成においては、リング型ＲＧＢ照明２１の直下から鉛直方向に延びるとともにリング型ＲＧＢ照明２１の外周縁のやや外側からリング型ＲＧＢ照明２１の中心部に向かって延びる矩形の板状体からなる第２遮光板２３が設けられている。リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏを２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点からカメラ側にオフセット（偏倚）させ、リング型ＲＧＢ照明２１の直下にリング型ＲＧＢ照明２１の下面の略半分を覆うように矩形の板状体からなる第１遮光板２２を配置した構成は、図７と同様である。

図８に示す配置構成において、図８（ａ）の下側のキャップ１に着目すると、リング型ＲＧＢ照明２１により照明することにより、キャップ１の外側面上の領域Ａ１およびその近傍に当たる光の一部は第２遮光板２３によって遮られる。すなわち、リング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２からの光は、第２遮光板２３により遮られるため、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には入射しない。キャップ１の外側面上の領域Ａ２およびその近傍に当たる光は、図７の場合と同一である。図８（ａ）において、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１からの光が入射し、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３からの光が入射する。

上述の点について、図８（ｂ）及び図８（ｃ）を参照して更に説明する。上側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ２の照明（山越えの照明（上部照明））は第２遮光板２３によって遮られ、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には入射しない。キャップ１の領域Ａ１およびその近傍には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ１からの光が入射するため、強度を５段階で表せば「３」となる。これに対して、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍には、図７における場合と同様に、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３（下部照明）からの光のみが入射するため、強度は「２」となる。したがって、照明ムラの問題は、撮影には支障が生じない程度に改善されている。

図９は、図８の配置構成に反射板２４を追加した配置構成を示す図である。図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX-IX線断面図である。図９に示す配置構成においては、対をなす２個のキャップ１の斜め下方に水平に配置された概略矩形の板状体からなる反射板２４が設けられている。反射板２４は、キャップ１の領域Ａ１に近接した側の幅Ｗ１は小さく、キャップ１の領域Ａ２に近接した側の幅Ｗ２は大きく設定されている。図９（ａ）において第２遮光板２３を境として、反射板２４の手前側は略Ｌ字状に形成されており、反射板２４の奥側は逆Ｌ字状に形成されている。リング型ＲＧＢ照明２１の中心Ｏを２個のキャップ１の軸心１ａ，１ａを結ぶ線分の中点からカメラ側にオフセット（偏倚）させ、リング型ＲＧＢ照明２１の直下にリング型ＲＧＢ照明２１の下面の略半分を覆うように矩形の板状体からなる第１遮光板２２を配置し、リング型ＲＧＢ照明２１の直下から鉛直方向に延びるとともにリング型ＲＧＢ照明２１の外周縁のやや外側からリング型ＲＧＢ照明２１の中心部に向かって延びる矩形の板状体からなる第２遮光板２３を配置した構成は、図８と同様である。なお、図９では反射板２４は一枚の矩形の板状体としているが、図５に示すように反射板２４は２枚に分かれていてもよい。また、一枚の矩形の板状体上に遮光板（図９において黒塗りで示す）を配置して、上記略Ｌ字状および逆Ｌ字状の２つの部分を形成している。

図９に示す配置構成において、図９（ａ）の下側のキャップ１に着目すると、反射板２４は幅Ｗ１を有した部分においてリング型ＲＧＢ照明２１からの光を反射して反射光をキャップ１の領域Ａ１およびその近傍の下部側に入射させる。これにより、キャップ１の領域Ａ１およびその近傍における下部側がやや明るくなり、下部側と上部側の照明が略同一の強度となる。また、反射板２４は、幅Ｗ２を有した部分においてリング型ＲＧＢ照明２１からの光を反射して反射光をキャップ１の領域Ａ２およびその近傍の上下部に入射させる。これにより、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍における上下部の照明の強度が向上する。

上述の点について、図９（ｂ）を参照して更に説明する。キャップ１の領域Ａ１およびその近傍は、図８の配置構成においては下部側が上部側よりわずかに暗かったが、反射板２４を設置することにより、反射板２４の幅Ｗ１の部分からの反射光によりこの照明ムラが改善される。これに対して、キャップ１の領域Ａ２およびその近傍の上下部には、下側のキャップ１に近接したリング型ＲＧＢ照明２１の領域Ｂ３（下部照明）からの光が入射し、さらに反射板２４によって反射した光が入射するため、強度は「３」となる。従って、照明ムラの問題は解消される。

次に、図５に示すように構成された照明装置２０および撮像装置３０を用いて種々の色のキャップ１を撮影した画像を図１０乃至図１４を参照して説明する。
従来、樹脂製キャップは白色が主流であったが、最近では白色に限らず、青色、赤色等の様々な色が用いられている。そのため、従来用いていたハロゲン照明と白黒のＣＣＤカメラとの組合せでは、画像上では欠陥としての特徴が得られない場合がある。そこで、本発明においては、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列したリング型ＲＧＢ照明２１を用いている。そして、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの点灯・消灯を適宜組合せることによって、所望の色調に調光することができる。すなわち、樹脂製キャップの色に応じて、欠陥が際立つようにコントラストが強調できるような配色に照明を調光でき、様々な色のキャップについて外側面の検査を行うことが可能である。

図１０は、白色のキャップの外側面に付着した茶色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。図１０は、リング型ＲＧＢ照明２１における青色ＬＥＤのみを点灯してキャップ１を撮像装置３０により撮影した画像を示す図であり、上側の画像は撮像装置３０により撮影した画像そのものであり、下側の画像は撮像装置３０により撮影した画像に検査領域（図示例では５個の検査領域）を設定し、欠陥部（茶色の汚れ）にロジック信号をのせてオーバレイ表示した検査用画像である。図１０に示すように、上下の画像ともに、欠陥部（茶色の汚れ）が明瞭に識別できる画像が得られている。
図４に示すように、撮像装置３０は、被写体であるキャップ１に対して、下から見上げるように上に向けて配置されている。すなわち、カメラアングルはローアングルに設定されているため、図１０に示すように、撮像装置３０により得られた画像の左側部分には点灯しているＬＥＤが撮影されている。図１０では、青色ＬＥＤ列のみが点灯している状態が示されている。

図１１は、赤色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。図１１は、リング型ＲＧＢ照明２１における赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤを点灯してキャップ１を撮像装置３０により撮影した画像を示す図であり、上側の画像は撮像装置３０により撮影した画像そのものであり、下側の画像は撮像装置３０により撮影した画像に検査領域（図示例では５個の検査領域）を設定し、欠陥部（黒色の汚れ）にロジック信号をのせてオーバレイ表示した検査用画像である。図１１に示すように、上下の画像ともに、欠陥部（黒色の汚れ）が明瞭に識別できる画像が得られている。
図１１に示すように、撮像装置３０により得られた画像の左側部分には点灯しているＬＥＤが撮影されている。図１１では、赤色ＬＥＤ列と青色ＬＥＤ列が点灯している状態が示されている。

図１２は、青色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。図１２は、リング型ＲＧＢ照明２１における赤色ＬＥＤと青色ＬＥＤを点灯してキャップ１を撮像装置３０により撮影した画像を示す図であり、上側の画像は撮像装置３０により撮影した画像そのものであり、下側の画像は撮像装置３０により撮影した画像に検査領域（図示例では５個の検査領域）を設定し、欠陥部（黒色の汚れ）にロジック信号をのせてオーバレイ表示した検査用画像である。図１２に示すように、上下の画像ともに、欠陥部（黒色の汚れ）が明瞭に識別できる画像が得られている。
図１２に示すように、撮像装置３０により得られた画像の左側部分には点灯しているＬＥＤが撮影されている。図１２では、赤色ＬＥＤ列と青色ＬＥＤ列が点灯している状態が示されている。

図１３は、灰色のキャップの外側面に付着した黒色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。図１３は、リング型ＲＧＢ照明２１における赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを点灯してキャップ１を撮像装置３０により撮影した画像を示す図であり、上側の画像は撮像装置３０により撮影した画像そのものであり、下側の画像は撮像装置３０により撮影した画像に検査領域（図示例では５個の検査領域）を設定し、欠陥部（黒色の汚れ）にロジック信号をのせてオーバレイ表示した検査用画像である。図１３に示すように、上下の画像ともに、欠陥部（黒色の汚れ）が明瞭に識別できる画像が得られている。
図１３に示すように、撮像装置３０により得られた画像の左側部分には点灯しているＬＥＤが撮影されている。図１３では、赤色ＬＥＤ列と緑色ＬＥＤ列と青色ＬＥＤ列が点灯している状態が示されている。

図１４は、黄緑色のキャップの外側面に付着した青色の汚れを検出する場合の画像を示す図である。図１４は、リング型ＲＧＢ照明２１における緑色ＬＥＤと青色ＬＥＤを点灯してキャップ１を撮像装置３０により撮影した画像を示す図であり、上側の画像は撮像装置３０により撮影した画像そのものであり、下側の画像は撮像装置３０により撮影した画像に検査領域（図示例では５個の検査領域）を設定し、欠陥部（青色の汚れ）にロジック信号をのせてオーバレイ表示した検査用画像である。図１４に示すように、上下の画像ともに、欠陥部（青色の汚れ）が明瞭に識別できる画像が得られている。
図１４に示すように、撮像装置３０により得られた画像の左側部分には点灯しているＬＥＤが撮影されている。図１４では、緑色ＬＥＤ列と青色ＬＥＤ列が点灯している状態が示されている。

以上説明したように、本発明においては、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列したリング型ＲＧＢ照明２１を用い、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤの点灯・消灯を適宜組合せることによって、所望の色調に調光することができる。すなわち、樹脂製キャップの色に応じて、欠陥が際立つようにコントラストが強調できるような配色に照明を調光でき、様々な色のキャップについて外側面に付着した様々な色の汚れを検出することが可能である。

これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。

１ 樹脂製キャップ
１ａ 軸心
２ シュート
３ 定間隔形成用スターホイール
４ 検査用スターホイール
５ 回転割出装置（ロータリインデックスシステム）
６ 検査用スターホイール
７ 排出用スターホイール
８ コンベア
９ 不良品用貯留部
１０ タレット板
１１ 支持ユニット
１２ 支持台
１２ａ 溝
１２ｈ 孔
１３ ロータリジョイント
１４ チューブ
１５ 回転ベルト
１６ プーリ
２０ 照明装置
２１ リング型ＲＧＢ照明
２２ 第１遮光板
２３ 第２遮光板
２４ 反射板
３０ 撮像装置
３０ｘ 光軸
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６，Ｓ７ 検査ステーション

Claims (6)

1. 樹脂製キャップを円形軌道に沿って間欠的に搬送し、停止位置にある検査ステーションで樹脂製キャップを側方から撮像する撮像装置により樹脂製キャップを検査する検査機の検査ステーションに設置される照明装置において、
   対をなす２個の樹脂製キャップの上方に水平に配置されたリング型ＲＧＢ照明と、
   前記リング型ＲＧＢ照明の直下に配置されるとともに、前記リング型ＲＧＢ照明の略半分を覆うように前記撮像装置から離間した側に配置される第１遮光板と、
   前記リング型ＲＧＢ照明の直下に鉛直に配置されるとともに、前記リング型ＲＧＢ照明の外周縁から中心部に向かって樹脂製キャップの搬送方向と略直交する方向に延びる第２遮光板とを備え、
   前記リング型ＲＧＢ照明は、リング型ＲＧＢ照明の中心が前記対をなす２個のキャップの軸心を結ぶ線分の中点から撮像装置側に偏倚するように配置されていることを特徴とする樹脂製キャップの照明装置。
2. 前記対をなす２個の樹脂製キャップの斜め下方に配置されるとともに、前記撮像装置側に配置され、前記リング型ＲＧＢ照明から入射した光を前記対をなす２個の樹脂製キャップに向けて反射させる反射板を備えたことを特徴とする請求項１記載の樹脂製キャップの照明装置。
3. 前記リング型ＲＧＢ照明は、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤをリング状に配列した照明からなることを特徴とする請求項１又は２記載の樹脂製キャップの照明装置。
4. 前記反射板は、対をなす２個の樹脂製キャップの斜め下方に水平に配置された略矩形状の板状体からなり、樹脂製キャップに近接した部分の幅は小さく、樹脂製キャップから離間した部分の幅は大きく設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂製キャップの照明装置。
5. 対をなす２個の樹脂製キャップを支持する２台の支持台を支持する複数の支持ユニットを間欠的に搬送する回転割出装置と、
   請求項１乃至４のいずれか１項に記載の照明装置と、
   前記２台の支持台上の対をなす２個の樹脂製キャップに対応して設置された撮像装置とを備えたことを特徴とする樹脂製キャップの外観検査機。
6. 前記撮像装置は、白黒のＣＣＤカメラからなることを特徴とする請求項５記載の樹脂製キャップの外観検査機。

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