JP6241054B2

JP6241054B2 - 紙カップ検査装置

Info

Publication number: JP6241054B2
Application number: JP2013081996A
Authority: JP
Inventors: 大介坂口
Original assignee: Toppan Inc
Current assignee: Toppan Inc
Priority date: 2013-04-10
Filing date: 2013-04-10
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2033-04-10
Also published as: JP2014202731A

Description

本発明は紙カップ検査装置であって、特に、紙カップの外面、底面、内面の検査を行う装置に関するものである。

従来よりカップは清涼飲料、コーヒー等の飲料、アイスクリーム、ヨーグルト、納豆等の容器として広く使用されている。図１に示すように、カップの一例である紙カップ９は、例えば、プレカット又は原紙ウエブよりダイカットされた胴紙１の一方の端縁２をもう一方の端縁３に重ね合わせて胴部貼り合わせ部４を形成させて円筒形状の胴部材５とし（矢印１０１）、これに別の原紙ウエブよりパンチングで成形した円形状の底紙６を外周縁部７を下向きに起立させて底部材８とし（矢印１０２）、前記胴部材５の下部内面に底部材の外周縁部の外面を接合させ、更に外周縁部を覆うように胴部材の下端縁部を内方に折り曲げ、底部材の外周縁部外面に接合させて環状脚部１２を形成し、胴部材５はその上端縁１０を折り返してフランジ部１１を形成して（矢印１０３）製造される。

上記紙カップの不良としては、原紙ウエブに最初からあった汚れやピンホール、上記各形成時に発生するしわ不良やシール不良、製造工程全体（印刷工程、加工工程、保管、等）において発生する印刷インキや機械油やススの汚れ、等がある。

ところが近年は、紙カップの外面、底面、内面の全てに対して上記不良を検査することが要求されている。

従来の紙カップ検査装置の一例を図２に示す（特許文献１）。図２に示される紙カップ検査装置１００では、紙カップ９は検査のために金型２０に設置される。内側底部照明手段２４によって紙カップ９の内側における底部を照明する。また外側底部照明手段２２によって紙カップ９の上方から底部を照明する。このように照明された紙カップ９の底部は外側撮像手段２３によって撮像され、撮像画像はデータ処置部２５で画像処理され良否判定される。

外側撮像手段２３は、内側底部照明手段２４と組み合わせて使用するとき、紙カップ９の底部を透過する内側底部照明手段２４の照明の光を撮像する。この撮像で得られる透過光撮像画像に基づいて紙カップの底部におけるピンホールの有無の検査が行なわれる。

また外側撮像手段２３は、外側底部照明手段２２と組み合わせて使用するとき、紙カップ９の底部を反射する外側底部照明手段２２の照明の光を撮像する。この撮像で得られる反射光撮像画像に基づいて紙カップにおける底成型不良の有無の検査が行なわれる。

このようにして、紙カップの底部におけるピンホールの有無と、底成型不良の有無の検査が行われる。

図３に上記図２に示される紙カップ検査装置とは別の検査装置の一例を示す（特許文献２）。

図３に示される紙カップ検査装置２００は、紙カップの下方に設けられた透過照明手段３３と紙カップ９の上方に設けられた反射照明手段３２とで照明され、反射照明手段３２の更に上方に設けられた撮像手段３１で撮像される。撮像された画像は図示しないデータ処理部で画像処理され、凸しわ４１、凹しわ４２、ピンホール４３、汚れ４４、原反不良
４５を検出する。

特開２００２−４８７２９号公報特開２００３−２８８０９号公報

ところが近年は、紙カップの外面、底面、内面の全てを検査することが要求されているものの、図２、図３に示す従来の紙カップ検査機では全ての検査機能を有していない。即ち図２に示す紙カップ検査機では紙カップの外面、内面が検査できず、図３に示す紙カップ検査機では紙カップの外面が検査できない。そのためそれぞれの検査機能（上記外面、底面、内面を検査する検査機能）を有する検査機を単独で設置しなければならず、また単独で設置された検査機には紙カップの搬送装置が必要であるため、多大な設置場所を要するなどの問題がある。

そこで本発明は、紙カップの外面、底面、内面の全てを検査することを可能とする紙カップ検査装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る発明は、
紙カップの外面、底面、内面の全てを検査する検査装置であって、
３つの検査ユニットと、２つの紙カップ搬送部と、を備え、
前記３つの検査ユニットは、紙カップの外面を検査する第一の検査ユニットと、紙カップの底面を検査する第二の検査ユニットと、紙カップの内面を検査する第三の検査ユニットと、で構成され、
２つの紙カップ搬送部は、第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部と、で構成され、且つ、第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部は共にロータリー機であり、
紙カップを前記２つの紙カップ搬送部で搬送して前記３つの検査ユニットで連続して検査を行う紙カップ検査装置であって、
前記第一の紙カップ搬送部は、紙カップをマンドレルに装着して搬送しており、少なくとも、検査される紙カップを受け入れるためのステーションＡと、紙カップの外面を検査するステーションＢと、紙カップの底面を検査するステーションＣと、検査した紙カップを第二の紙カップ搬送部に受け渡すステーションＤと、をこの順で備え、
前記第二の紙カップ搬送部は、紙カップの底部を吸引しながら搬送しており、少なくとも、検査された紙カップを前記ステーションＤから受け入れるためのステーションＥと、紙カップの内面を検査するステーションＦと、検査された紙カップの内、不良品の紙カップを排出するステーションＧと、良品をシューターに排出するステーションＨと、をこの順で備え、
前記ステーションＤから前記ステーションＥへ紙カップの向きが変わることなく受け渡しがなされていることを特徴とする紙カップ検査装置である。

本発明の請求項２に係る発明は、前記第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部は共に間欠動作を行い、停止した時点で検査が行われることを特徴とする請求項１に記載の紙カップ検査装置である。

本発明による紙カップ検査装置によれば、紙カップの外面、底面、内面の検査をそれぞれ単独の検査装置を設置せずに行うが出来るため従来のように多大な設置場所を必要としない。

紙カップの製造工程の一例を示す図。従来の紙カップ検査装置の一例を示す図。図２に示される紙カップ検査装置とは別の検査装置の一例を示す図。本発明の紙カップ検査装置の概略構成を示す模式図。本発明に係る第一の紙カップの搬送部の一例を示す図。本発明に係る第一の検査ユニットを示す図。本発明に係る第二の検査ユニットを示す図。本発明に係る第三の検査ユニットを示す図。本発明に係る撮像カメラが撮像したカップの内面の画像の一例を示す図。

以下、図面を参照して本発明の紙カップ検査装置を実施するための形態を説明する。

図４は本発明の紙カップ検査装置の概略構成を示す模式図である。本発明の紙カップ検査装置は紙カップの外面、底面、内面の全てを検査する検査装置であり、３つの検査ユニットと、２つの紙カップ搬送部と、を備えている。３つの検査ユニットは、紙カップの外面を検査する第一の検査ユニット５１と、紙カップの底面を検査する第二の検査ユニット５２と、紙カップの内面を検査する第三の検査ユニット５３と、で構成されている。

２つの紙カップ搬送部は、第一の紙カップ搬送部５４と、第二の紙カップ搬送部５５と、で構成されている。第一の紙カップ搬送部５４と第二の紙カップ搬送部５５は共に矢印７０、７１で示される方向に回転するロータリー機である。

第一の紙カップ搬送部５４と第二の紙カップ搬送部５５は共に間欠動作を行い、停止した時点で検査が行われる。尚、第一の紙カップ搬送部５４と第二の紙カップ搬送部５５は同期して間欠動作する。

第一の紙カップ搬送部５４は、少なくとも検査される紙カップをディスペンサーから受け入れるためのステーションＡ５６と、紙カップの外面を検査するステーションＢ５７と、紙カップの底面を検査するステーションＣ５８と、検査した紙カップを第二の紙カップ搬送部５５に受け渡すステーションＤ５９と、をこの順で備えている。紙カップは例えばマンドレルに装着して搬送すれば良い。図４の場合は上記４つのステーションのほかに符号６０、６１、６２、６３のステーションを備えた場合を示しているが、ステーションの数は４つ以上であれば限定されるものではなく、図５に示す４つのステーションを備えた第一の搬送部５４ａでも良い。例えば図４に示す場合では、ステーション６０によって紙カップをマンドレルの正確な位置に押し込むステーションとすることが出来る。

上記図４に示す第一の紙カップ搬送部５４であっても、図５に示す第一の紙カップ搬送部５４ａであっても検査速度に変わりはなく、第一の検査ユニット５１、紙カップの底面を検査する第二の検査ユニット５２、紙カップの内面を検査する第三の検査ユニット５３の内、検査処理が律速となる検査ユニットの速度に合わせてディスペンサーから紙カップを供給すれば良い。

第二の紙カップ搬送部５５は、少なくとも検査された紙カップを上記ステーションＤ５
９から受け入れるためのステーションＥ６４と、紙カップの内面を検査するステーションＦ６５と、検査された紙カップの内、不良品の紙カップを排出するステーションＧ６６と、良品をシューターに排出するステーションＨ６７と、をこの順で備えている。第二の紙カップ搬送部５５では紙カップの底部を吸引しながら搬送すれば良い。尚、この第二の紙カップ搬送部５５は、図４では上記４つのステーションを有する場合を示したが、ステーションの数はこれに限定されるものではない。

３つの検査ユニットについて説明する。

図６に第一の検査ユニット５１を示す。検査ユニット５１は、図４に示すようにステーションＢ５７で紙カップの外面を検査する。第一の検査ユニット５１は照明装置５１ｂで照明された紙カップ９の外面を撮像カメラ５１ａで撮像する。撮像画像データは画像処理装置に送られ良否の判定が行われる。マンドレル７２が矢印７３で示す方向に回転することによって撮像カメラ５１ａは紙カップ９の外面の全てを撮像することが出来る。また、この場合、被検査面は全周にわたっているので撮像カメラ５１ａはエリアセンサカメラよりもラインセンサカメラが望ましい。紙カップの外面は通常、印刷が行われているので、撮像した画像データは一般的に用いられている画像処理装置で予め記憶された良品の画像データと比較処理され、良否の判定が行われる。

図７に第二の検査ユニット５２を示す。検査ユニット５２は、図４に示すようにステーションＣ５８で紙カップの底面を検査する。第二の検査ユニット５２は照明装置５２ｂで照明された紙カップ９の底面を撮像カメラ５２ａで撮像する。撮像画像データは画像処理装置に送られ良否の判定が行われる。この場合は、紙カップ９はマンドレル７２に装着されたまま静止しており、撮像カメラ５２ａには２次元カメラを用いることが出来る。紙カップ９の底面は白地であるので、白地上の黒欠陥を検出すれば良い。

図８に第三の検査ユニット５３を示す。検査ユニット５３は、図４に示すようにステーションＧ６５で紙カップの内面を検査する。第三の検査ユニット５３は照明装置５３ｂで照明された紙カップ９の内面を撮像カメラ５３ａで撮像する。撮像画像データは画像処理装置に送られ良否の判定が行われる。この場合は、紙カップ９はその底部が紙カップ搬送部５５によって吸着されたまま静止しており、撮像カメラ５３ａには２次元カメラを用いることが出来る。紙カップ９の内面は白地であるので、白地上の黒欠陥を検出すれば良いが、図９は撮像カメラ５３ａが撮像した画像の一例を示すが、底部材８と胴部材５（図１参照）の貼り合わせ部９ａが輪郭状になっているので、この部分をマスキングして画像処理する必要がある。

上記３つの検査ユニットのよって検査された紙カップは、そのいずれかで不良品と判定された場合は、不良品の紙カップを排出するステーションＧ６６（図４参照）で排出される。一方、良品の紙カップはステーションＨ６７でシューターに送り込まれ、その後例えば箱詰めされる。

ステーションＢ５７では紙カップの外面を検査するが、この場合の不良としては異品種のカップが混入している不良が考えられるため、このステーションで不良品と判定された場合には第一の紙カップ搬送部５４と第二の紙カップ搬送部５５を停止して、異品種混入によるものか否かを確認しても良い。

以上のように本発明の紙カップ検査装置によれば、１つの搬送装置の中で外面、底面、内面を検査する検査機を設置することによって、従来問題となっていた多大な設置場所を要するといった課題を解決することが出来る。また、その結果検査装置の設備費用を抑えることが出来る。

１・・・胴紙
２・・・端縁
３・・・端縁
４・・・胴部貼り合わせ部
５・・・胴部材
６・・・底紙
７・・・底紙の外周縁部
８・・・底部材
９・・・紙カップ
９ａ・・・底部材８と胴部材５の輪郭状の貼り合わせ部
１０・・・胴部材の上端縁
１１・・・フランジ部
１２・・・環状脚部
２０・・・金型
２２・・・外側底部照明手段
２３・・・外側撮像手段
２４・・・内側底部照明手段
２５・・・データ処置部
３１・・・撮像手段
３２・・・反射照明手段
３３・・・透過照明手段
４１・・・凸しわ
４２・・・凹しわ
４３・・・ピンホール
４４・・・汚れ
４５・・・原反不良
５１・・・第一の検査ユニット
５１ａ・・・第一の検査ユニットの撮像カメラ
５１ｂ・・・第一の検査ユニットの照明装置
５２・・・第二の検査ユニット
５２ａ・・・第二の検査ユニットの撮像カメラ
５２ｂ・・・第二の検査ユニットの照明装置
５３・・・第三の検査ユニット
５３ａ・・・第三の検査ユニットの撮像カメラ
５３ｂ・・・第三の検査ユニットの照明装置
５４・・・第一の紙カップ搬送部
５５・・・第二の紙カップ搬送部
５６・・・ステーションＡ
５７・・・ステーションＢ
５８・・・ステーションＣ
５９・・・ステーションＤ
６０、６１、６２、６３・・・他のステーション
６４・・・ステーションＥ
６５・・・ステーションＦ
６６・・・ステーションＧ
６７・・・ステーションＨ
７０、７１・・・第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部の回転方向
７２・・・マンドレル
７３・・・マンドレル７２の回転方向
１００・・・従来の紙カップ検査装置の一例
２００・・・従来の紙カップ検査装置１００とは別の紙カップ検査装置

Claims

紙カップの外面、底面、内面の全てを検査する検査装置であって、
３つの検査ユニットと、２つの紙カップ搬送部と、を備え、
前記３つの検査ユニットは、紙カップの外面を検査する第一の検査ユニットと、紙カップの底面を検査する第二の検査ユニットと、紙カップの内面を検査する第三の検査ユニットと、で構成され、
２つの紙カップ搬送部は、第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部と、で構成され、且つ、第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部は共にロータリー機であり、
紙カップを前記２つの紙カップ搬送部で搬送して前記３つの検査ユニットで連続して検査を行う紙カップ検査装置であって、
前記第一の紙カップ搬送部は、紙カップをマンドレルに装着して搬送しており、少なくとも、検査される紙カップを受け入れるためのステーションＡと、紙カップの外面を検査するステーションＢと、紙カップの底面を検査するステーションＣと、検査した紙カップを第二の紙カップ搬送部に受け渡すステーションＤと、をこの順で備え、
前記第二の紙カップ搬送部は、紙カップの底部を吸引しながら搬送しており、少なくとも、検査された紙カップを前記ステーションＤから受け入れるためのステーションＥと、紙カップの内面を検査するステーションＦと、検査された紙カップの内、不良品の紙カップを排出するステーションＧと、良品をシューターに排出するステーションＨと、をこの順で備え、
前記ステーションＤから前記ステーションＥへ紙カップの向きが変わることなく受け渡しがなされていることを特徴とする紙カップ検査装置。
前記第一の紙カップ搬送部と第二の紙カップ搬送部は共に間欠動作を行い、停止した時点で検査が行われることを特徴とする請求項１に記載の紙カップ検査装置。