JP2002365231A

JP2002365231A - 角型紙カップ外観検査装置

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Publication number: JP2002365231A
Application number: JP2001174732A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 博佐藤; Naoki Hosoi; 直樹細井; Akizo Kinoshita; 彰三木下; Hideto Sakata; 英人坂田
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-06-08
Filing date: 2001-06-08
Publication date: 2002-12-18
Anticipated expiration: 2021-06-08
Also published as: JP4641120B2

Abstract

(57)【要約】【課題】角型紙カップのフランジにおける形状不良とひ
び割れの検査を、１つの検査ステーションで検査できる
ようにする。【解決手段】角型紙カップのフランジにおける外観を検
査する角型紙カップ外観検査装置であって、反射鏡とエ
リアセンサカメラと処理部とを具備し、前記反射鏡は前
記フランジの角の表面を前記エリアセンサカメラに対し
映し出すように配置され、エリアセンサカメラは前記フ
ランジをその表面に対して水平方向から撮像するととも
にその撮像領域を区分して同時に前記反射鏡に映し出さ
れた前記角の表面を撮像し撮像信号を出力し、前記処理
部は前記撮像信号に基づいて前記フランジにおける水平
性と前記角におけるひび割れの有無とを同時に検査する
処理を行なうようにした角型紙カップ外観検査装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は角型紙カップの外観
検査を自動で行なう技術分野に属する。特に、角型紙カ
ップのフランジにおける水平性と、その角におけるひび
割れの有無とを検査する角型紙カップ外観検査装置に関
する。

【０００２】

【従来技術】角型紙カップにおける主要な欠陥として
は、角型紙カップの内面における汚れや異物の付着、底
面における底紙と胴紙の貼合不良、フランジにおける形
状不良、ひび割れ、等が存在する。特に、角型紙カップ
においてはフランジの成型が難しく、その成型時に発生
する欠陥の検査は不可欠となっている。

【０００３】従来の角型紙カップ外観検査装置において
は、それらの欠陥を、それぞれの欠陥の検出に適合する
複数の検査ステーションに分けて検査することが行なわ
れる。たとえば、図６に示すように、（Ａ）水平性検査
ステーション、（Ｂ）ひび割れ検査ステーション、
（Ｃ）内面、外面検査ステーションの３つの検査ステー
ションが設けられる。角型紙カップのフランジにおける
形状不良は、（Ａ）水平性検査ステーションで行なわ
れ、フランジにおけるひび割れは、（Ｂ）ひび割れ検査
ステーションで行なわれる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、このように
複数の検査ステーションを設けることは、角型紙カップ
外観検査装置の装置コストを高くするだけでなく、それ
らが良好に動作するように、角型紙カップに合わせて調
整し維持するための負担が大きくなる。また、それらを
角型紙カップ成型装置に組み込むときに、スペースを確
保することが不可能であったり、困難となることが多
い。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するために
なされたものである。その目的は、角型紙カップのフラ
ンジにおける形状不良とひび割れの検査を、１つの検査
ステーションで検査できるようにすることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は下記の本発
明によって解決される。すなわち、本発明の請求項１に
係る角型紙カップ外観検査装置は、角型紙カップのフラ
ンジにおける外観を検査する角型紙カップ外観検査装置
であって、反射鏡とエリアセンサカメラと処理部とを具
備し、前記反射鏡は前記フランジの角の表面を前記エリ
アセンサカメラに対し映し出すように配置され、前記エ
リアセンサカメラは前記フランジをその表面に対して水
平方向から撮像するとともにその撮像領域を区分して同
時に前記反射鏡に映し出された前記角の表面を撮像し撮
像信号を出力し、前記処理部は前記撮像信号に基づいて
前記フランジにおける水平性と前記角におけるひび割れ
の有無とを同時に検査する処理を行なうようにしたもの
である。

【０００７】本発明によれば、反射鏡によりフランジの
角の表面がエリアセンサカメラに対し映し出すように配
置され、エリアセンサカメラによりフランジがその表面
に対して水平方向から撮像されるとともにその撮像領域
を区分して同時に反射鏡に映し出された角の表面が撮像
され撮像信号が出力され、処理部により撮像信号に基づ
いてフランジにおける水平性と前記角におけるひび割れ
の有無とを同時に検査する処理が行なわれる。したがっ
て、角型紙カップのフランジにおける形状不良とひび割
れの検査を、１つの検査ステーションで行なうことがで
きる。

【０００８】また本発明の請求項２に係る角型紙カップ
外観検査装置は、請求項１に係る角型紙カップ外観検査
装置において、前記エリアセンサカメラは、前記フラン
ジの角の各々に１台づつ設けられるようにしたものであ
る。本発明によれば、角型紙カップを回転して複数回の
撮像を行なうような機構を必要とせず、機構が簡略化さ
れるとともに、全範囲の撮像を１回の撮像で済ますこと
ができ撮像時間を短縮することができる。

【０００９】また本発明の請求項３に係る角型紙カップ
外観検査装置は、請求項１または２に係る角型紙カップ
外観検査装置において、前記反射鏡は凹面鏡であるよう
にしたものである。本発明によれば、ひび割れの発生し
易い部分を拡大して撮像することができ、検査精度を高
めることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に、本発明について実施の形態
を説明する。本発明の角型紙カップ外観検査装置におけ
る撮像部（検査ステーション）の構成の一例を斜視図と
して図１に示す。図１において、１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄはカメラ、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは鏡、１００は角
型紙カップ、１０１はフランジである。

【００１１】カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、２次元
の撮像領域を有するエリアセンサカメラである。たとえ
ば、カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、受光素子（画
素）を２次元配列したＣＣＤ（charge coupled devic
e）センサと、その駆動回路、結像光学系（レンズ）、
等から構成されたカメラである。結像光学系を介して撮
像対象の映像をセンサに結像すると、受光素子の各々の
受光面には明暗が生じる。その明暗に応じて受光素子に
蓄積される電荷量が変化する。カメラ１ａ，１ｂ，１
ｃ，１ｄは、受光素子を走査してその電荷量によって決
まる時系列の電圧波形（撮像信号）を生成し出力する。

【００１２】図１に一例を示すように、角型紙カップ１
００は、４つの角を有する４角形状の紙カップである。
４つのカメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各々は、その角
型紙カップ１００における４つのフランジの角の各々に
対向して配置されている。カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１
ｄの各々は、フランジの部分をその表面に対して水平方
向から撮像する。また、カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ
の各々は、フランジの角の各々を中心とするフランジの
周辺部分を撮像し、その周辺部分には鏡２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄの各々が撮像領域に含まれるように配置されて
いる。

【００１３】その鏡２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々は、
その角型紙カップ１００における４つのフランジの角の
表面の各々を、カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各々に
対し映し出すように反射面の角度が設定されている。し
たがって、カメラ１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの各々は、フ
ランジをその表面に対して水平方向から撮像するととも
に、その撮像領域を区分して同時に、鏡２ａ，２ｂ，２
ｃ，２ｄに映し出されたフランジの角の表面を撮像する
ことができる。

【００１４】鏡２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとしては、通常
は平面鏡を使用するが、凸面鏡、凹面鏡であってもよ
い。凸面鏡を使用すると、小さい鏡でも広い範囲を映し
出すことができる。凹面鏡を使用すると、狭い範囲を拡
大して映し出すことができる。特に、角型紙カップ１０
０における４つのフランジの角を拡大して、微細なひび
割れを映し出すためには凹面鏡が適合することが多い。

【００１５】上述の撮像部の構成は、図１に示すよう
に、角型紙カップ１００を４方向から撮像する構成とな
っている。この４方向における構成の各々は同様の構成
を有している。ここで、判り易いようにその１つを図２
に側面図として示してさらに説明する。図２において、
１ａはカメラ、１ｂは鏡、５０は撮像画像、６０は鏡
像、１００は角型紙カップ、１０１，１０１ａ，１０１
ｂはフランジ、１１０はひび割れである。図２に示す撮
像画像５０については、その拡大図を図４に示す。

【００１６】角型紙カップ１００の上部はフランジ１０
１となっている。紙カップ１００は、その上部において
蓋をするため、フランジ１０１の表面は、その蓋の平ら
な表面と合致するように平であること、すなわち、１つ
の平面内に存在することが必要である。カメラ１ａの目
的の１つは、そのフランジ１０１が平であるか否かを検
査するための画像を撮像することにある。図２に示すよ
うに、カメラ１ａは、フランジ１０１をその表面に対し
て水平方向から撮像する。したがって、フランジ１０１
が平であるときには、フランジ１０１は、ほぼ直線状に
撮像される。図２、図４において、撮像画像５０のフラ
ンジ１０１ａがそのことを示している。

【００１７】また、角型紙カップ１００におけるフラン
ジ１０１の４つの角は、欠陥の１つである「ひび割れ」
が発生し易い個所である。カメラ１ａの目的の１つは、
そのフランジ１０１の４つの角において、ひび割れの有
無を検査するための画像を撮像することにある。鏡２ａ
は、フランジ１０１の角の表面をカメラ１ａに対し映し
出すような反射角度で配置されている。カメラ１ａの撮
像領域には、その鏡２ａが存在している。したがって、
カメラ１ａは、鏡２ａに映し出されたフランジ１０１の
角の表面を撮像する。図２、図４において、撮像画像５
０における鏡像６０は、鏡２ａの輪郭と、映し出された
フランジ１０１ｂとそこに存在するひび割れ１１０とを
示している。

【００１８】次に、本発明の角型紙カップ外観検査装置
における処理部の構成の一例をブロック図として図３に
示す。図３において、１ａはカメラ、１ｂは鏡、２０は
処理部、２１は画像入力部、２２は検査処理部、２３は
結果出力部である。処理部２０は、画像処理装置、パー
ソナルコンピュータ、等のデータ処理装置のハードウェ
アとソフトウェアによって構成することができる。処理
部２０は、撮像信号に基づいて、角型紙カップ１００の
フランジ１０１における水平性と、フランジ１０１の角
におけるひび割れの有無とを同時に検査する処理を行な
う。

【００１９】処理部２０における画像入力部２１は、カ
メラ１ａが出力する。撮像信号を入力し、Ａ／Ｄ（anal
og-to-digital）変換して撮像画像５０（図２、図４参
照）を生成する処理を行なう。

【００２０】処理部２０における検査処理部２２は、そ
の撮像画像に基づいて欠陥を抽出する処理を行なう。ま
た、抽出した欠陥の種類、数量、寸法、等に基づいて許
容できる範囲であるか否かを判定する処理、すなわち、
角型紙カップ１００が良品であるか不良品であるかを判
定する処理を行なう。

【００２１】処理部２０における結果出力部２３は、検
査処理部２２における判定対象の角型紙カップ１００
が、良品「ＯＫ」であるか、不良品「ＮＧ（no goo
d）」であるかを区別する出力を行なう。結果出力部２
３の出力に基づいて、たとえば、警報装置、不良除去装
置、出来高計数装置、等を動作させる。結果出力部２３
は、それらの装置とのインタフェースとしての役割を果
たす。

【００２２】上述した撮像部と処理部の構成において、
次に、本発明の角型紙カップ外観検査装置における検査
処理部２２の動作について、一例を図４と図５を参照し
て説明する。検査処理部２２は、図４に示す撮像画像５
０において、検査領域１と検査領域２を設定する。この
設定には撮像画像５０そのものを用いることができる。
たとえば、撮像画像５０の適当な個所（複数個所）にお
いて垂直方向の微分を行い水平方向の線分を抽出するこ
とでフランジ１０１ａ，１０１ｂの輪郭を抽出する。そ
の輪郭に基づいて、所定の範囲を検査領域１と検査領域
２に設定する。

【００２３】検査領域１におけるフランジ１０１ａの水
平性を検出する処理と、検査領域２におけるフランジ１
０１ｂの角におけるひび割れを検出する処理とは、同一
の処理方法を適用することができる。その処理の過程を
図５に示す。まず、図５のステップＳ１において、検査
領域１または検査領域２に対して水平方向の微分を行な
い水平微分画像を得る。水平微分画像においては、水平
方向の線分は消去され、それ以外の方向の線分において
も水平方向の成分比率だけ薄くなる。言い換えると、垂
直方向の線分が抽出される。

【００２４】次に、ステップＳ２において、その水平微
分画像を所定の閾値で２値化し２値化画像を得る。２値
化画像においては、水平方向から外れている度合いの大
きな線分だけが残される。その度合いは、閾値によって
調節することができる。これにより、フランジ１０１ｂ
における水平性から外れた部分が抽出される。また、フ
ランジ１０１ａにおけるひび割れた部分が抽出される。

【００２５】次に、ステップＳ３において、２値化画像
において残された線分の画素数を計数し、その画素数を
所定の閾値と比較し、大小判定を行なう。そして、所定
の閾値よりもその画素数が少ないときには、その判定対
象の角型紙カップ１００を良品と判定する。一方、所定
の閾値よりもその画素数が多いときには、その判定対象
の角型紙カップ１００を不良品と判定する。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおりであるから、本発明の請求
項１に係る角型紙カップ外観検査装置によれば、角型紙
カップのフランジにおける形状不良とひび割れの検査
を、１つの検査ステーションで行なうことができる。ま
た本発明の請求項２に係る角型紙カップ外観検査装置に
よれば、機構が簡略化されるとともに、全範囲の撮像を
１回の撮像で済ますことができ撮像時間を短縮すること
ができる。また本発明の請求項３に係る角型紙カップ外
観検査装置によれば、ひび割れの発生し易い部分を拡大
して撮像することができ、検査精度を高めることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の角型紙カップ外観検査装置における撮
像部（検査ステーション）の構成の一例を斜視図として
示す図である。

【図２】本発明の角型紙カップ外観検査装置における撮
像部（４つの撮像方向の１つ）の構成の一例を側面図と
して示す図である。

【図３】本発明の角型紙カップ外観検査装置における処
理部の構成の一例をブロック図として示す図である。

【図４】撮像画像の拡大図を示す図である。

【図５】フランジの水平性を検出する処理とひび割れを
検出する処理共通のの過程を示す図である。

【図６】従来の角型紙カップ外観検査装置にける複数の
検査ステーションを示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄカメラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ鏡５０撮像画像６０鏡像１００角型紙カップ１０１，１０１ａ，１０１ｂフランジ

フロントページの続き (72)発明者木下彰三東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内 (72)発明者坂田英人東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号大日本印刷株式会社内Ｆターム(参考） 2F065 AA47 AA49 AA51 BB08 CC00 DD06 FF04 FF42 JJ03 JJ05 JJ08 JJ09 JJ26 LL12 QQ07 QQ13 QQ21 RR05 RR06 SS09 TT03 2G051 AA21 AB03 AB05 BB11 CA03 CA08 CB01 DA13 EA08 EA11 EB01 ED07 5B057 AA01 BA02 CA12 CA16 CE12 DA03 DB02 DC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】角型紙カップのフランジにおける外観を検
査する角型紙カップ外観検査装置であって、反射鏡とエ
リアセンサカメラと処理部とを具備し、前記反射鏡は、前記フランジの角の表面を前記エリアセ
ンサカメラに対し映し出すように配置され、前記エリアセンサカメラは、前記フランジをその表面に
対して水平方向から撮像するとともに、その撮像領域を
区分して同時に前記反射鏡に映し出された前記角の表面
を撮像し撮像信号を出力し、前記処理部は、前記撮像信号に基づいて、前記フランジ
における水平性と、前記角におけるひび割れの有無とを
同時に検査する処理を行なう、ことを特徴とする角型紙カップ外観検査装置。
【請求項２】請求項１記載の角型紙カップ外観検査装置
において、前記エリアセンサカメラは、前記フランジの
角の各々に１台づつ設けられることを特徴とする角型紙
カップ外観検査装置。
【請求項３】請求項１または２記載の角型紙カップ外観
検査装置において、前記反射鏡は凹面鏡であることを特
徴とする角型紙カップ外観検査装置。