容器入り液体の中身検査方法及び中身検査装置、容器入り液体食品の製造方法
【課題】生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる容器入り液体の中身検査方法を提供すること。
【解決手段】容器内の液体は、撮像工程、画像認識工程、基準画素数設定工程及びフロック発生判定工程を経て検査される。撮像工程では、流動している液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する。画像認識工程では、画像データの時間的変化を解析して気泡及びフロックを含む微小浮遊物を認識し、微小浮遊物の量を画素数として認識する。基準画素数設定工程では、液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た画像データに基づいて、基準画素数を設定する。フロック発生判定工程では、画像認識工程にて認識した画素数と、基準画素数設定工程にて設定した基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定する。
【解決手段】容器内の液体は、撮像工程、画像認識工程、基準画素数設定工程及びフロック発生判定工程を経て検査される。撮像工程では、流動している液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する。画像認識工程では、画像データの時間的変化を解析して気泡及びフロックを含む微小浮遊物を認識し、微小浮遊物の量を画素数として認識する。基準画素数設定工程では、液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た画像データに基づいて、基準画素数を設定する。フロック発生判定工程では、画像認識工程にて認識した画素数と、基準画素数設定工程にて設定した基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器入り液体の中身検査方法及び中身検査装置、容器入り液体食品の製造方法に係り、特に、フロックの発生の判定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、容器入り液体食品の品質検査を行うために様々な方法が提案されている。特に、液体食品への異物混入は大きな問題であるため、液体中の異物を検査する異物検査方法が種々提案されている。異物検査方法としては、目視による方法、Ｘ線による方法、カメラで撮像した画像を解析する方法などが挙げられるが、これらの中でも、特に画像解析がよく用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、画像解析を行う異物検査においては、容器の傷や模様を異物と区別する方法が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２２５５０号公報
【特許文献２】特公平４−６９００号公報
【特許文献３】特開平８−１５９９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、酒類、酢類等の液体食品では、容器内に液体を充填する充填工程においてフロック（液体の一部が凝固したもの）が発生することがある。このフロックは、異物ではないものの、許容量を超えて人の目で認識できるようになると、見た目が悪くなって品質上問題となるため、お客様に対するイメージ低下につながるおそれがある。しかしながら、フロックの発生を検査する装置は従来提案されていない。また、従来提案されている異物検査方法を用いたとしても、生産の時間経過に伴うフロックの発生を把握することはできない。
【０００４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる容器入り液体の中身検査方法及び中身検査装置を提供することにある。また、第２の目的は、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる容器入り液体食品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
洗浄した液体充填装置を用いて容器内に液体を充填し、容器入り液体食品を製造する場合、生産開始時にフロックが発生することは殆どない。しかしながら、生産が進むに従って徐々にフロックが発生してくることがある。そして、発生当初のフロックは極めて小さなものであるが、フロックは次第に大きなものとなる傾向がある。一方、気泡は、生産開始時から発生するものであるが、特に生産条件を変えなければ、生産が進んだとしても、気泡の量は基本的に変化しない。気泡は、容器の搬送や、充填時に液体が落下する際の衝撃などにより発生し、製造ロットによっても変化する。なお、気泡の量は、液体の充填速度、液体の充填温度、容器の搬送速度などによって変化する場合がある。
【０００６】
ところが、極めて小さなフロックは、人の目で認識することが難しい大きさであり（１００μｍ以下）、通常異物として認識されるレベル（２００μｍ以上）よりも小さい。この極めて小さなフロックは異物という訳ではないため、品質上問題とならない場合もあるが、小さなフロックの段階でフロックの発生を把握しておくことが大きなフロックの発生を食い止めるためには必要となる。また、極めて小さなフロックを画像処理によって認識する場合、液体を撮像するカメラなどの精度を高くする必要があるが、小さなフロックと容器の傷や気泡などとの判別が困難である。
【０００７】
上記課題に鑑みて本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、液体の充填を開始する当初においてはフロックが発生しない（または極めて少ない）ことに着目した。そして、充填開始当初に気泡を含む液体以外の微小浮遊物を撮像・記憶した状態で、その後の微小浮遊物の発生傾向を監視し、充填開始当初の微小浮遊物とその後の微小浮遊物とを比較した値が許容量を逸脱すれば、フロックの発生を検知できることを新規に知見した。そして、この新規な知見に基づいて、本発明者らは下記の優れた発明を完成させるに至ったのである。
【０００８】
即ち、請求項１に記載の発明は、容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する撮像工程と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識工程と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定工程と、前記画像認識工程において認識した前記画素数と、前記基準画素数設定工程において設定した前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定工程とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法をその要旨とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の発明によると、画像認識工程において認識した画素数と基準画素数設定工程において設定した基準画素数とを比較し、フロック発生判定工程による判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。
【００１０】
なお、フロックには、詰口フロック及び二次沈殿の２種類が存在する。「詰口フロック」とは、例えば液体充填装置内のタンクに溜められた液体の液面とタンクの壁面との接触部分において、温度等の条件により液体の一部（たんぱく質等）が凝集して生じるものであり、液体充填装置を用いて液体を充填する際に容器内に混入すると想定されるものである。一方、「二次沈殿」とは、容器内に液体を充填してから一定日数を経過した後において、液体の一部が凝集して沈殿物・澱として発生するものである。なお、本発明のフロックは詰口フロックである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記基準画素数設定工程では、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することをその要旨とする。
【００１２】
即ち、請求項２に記載の発明では、液体の充填速度、液体の充填温度、及び、充填後の容器の搬送速度が変化すると、気泡の状態・数が変化することに着目し、各要素の少なくとも１つを加味してフロックを検知する基準となる基準画素数を設定している。このため、気泡の状態・数が変化する原因となる要素が変化したとしても、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記撮像工程では、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることをその要旨とする。
【００１４】
即ち、請求項３に記載の発明では、フロック及び気泡が異物のように１つまたは少数のみ発生するのではなく、液体全体に均一に発生することに着目し、液体が入った容器全体ではなく、胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ている。これにより、容器全体を撮像する場合に比べて、画像の同一面積当りの画素数を多くすることができるため、画像の解像度が高くなり、フロックの発生を把握できる精度が向上する。また、容器の底部ではなく胴部を視野として画像を得ているため、例えば液体が容器の軸線方向に対して時計回り方向に流動する場合、液体（フロック）が移動する様子がより明確に現われた画像を得ることができる。ゆえに、容器の底部を視野として画像を得る場合に比べて、フロックの発生をより高精度に把握できる。さらに、液体の画像を撮像する撮像手段の小型化などが可能となるため、フロックを検査する検査装置の簡略化が可能となる。
【００１５】
なお、請求項３では、胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ているが、好ましくは、胴部における１ｃｍ２以上２０ｃｍ２以下、さらに好ましくは、胴部における１０ｃｍ２以上２０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることがよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、容器内に液体を充填する充填工程を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器入り液体の中身検査方法による検査を行って、容器入り液体食品を製造することを特徴とする容器入り液体食品の製造方法をその要旨とする。
【００１７】
従って、請求項４に記載の発明によると、画像認識工程において認識した画素数と基準画素数設定工程において設定した基準画素数とを比較し、フロック発生判定工程による判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。ゆえに、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置をその要旨とする。
【００１９】
従って、請求項５に記載の発明によると、フロック発生判定手段が、画像認識手段において認識した画素数と基準画素数設定手段において設定した基準画素数とを比較して、判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。また、画像認識手段は、画像データの時間的変化を解析して液体中における微小浮遊物を認識するとともに、微小浮遊物の量を画素数として認識している。このため、画像認識手段が、時間の経過に伴って移動しない容器の傷などを認識したり、容器の傷などの量を画素数として認識することを防止できる。ゆえに、フロックの発生をより的確に把握できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によると、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。また、請求項４に記載の発明によると、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。さらに、請求項５に記載の発明によると、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる中身検査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、容器入り液体の中身検査方法を実施するための中身検査システムに具体化した一実施形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００２２】
図１，図２に示されるように、中身検査システム１は、搬入コンベア３、搬送コンベア２及び搬出コンベア４が順番に配置された搬送ラインを備えている。搬入コンベア３は、液体（液体食品）が充填された容器３１を搬送コンベア２側に搬送するようになっている。搬送コンベア２は、搬入コンベア３から搬送されてきた容器３１を搬出コンベア４側に搬送し、搬出コンベア４は、搬送コンベア２から搬送されてきた容器３１を中身検査システム１から搬出するようになっている。なお、本実施形態の各コンベア２，３，４はベルトコンベアである。即ち、各コンベア２，３，４は、始端及び終端にそれぞれ設けられた回転軸７と、両回転軸７間に巻回され、容器３１を底面側から支持する無端状のベルト８と、ベルト８を駆動するモータ９とを有している。
【００２３】
図２に示されるように、搬送ライン（本実施形態では搬送コンベア２）には、容器検出センサ１０が設けられている。本実施形態の容器検出センサ１０は、互いに対向する発光部１０ａと受光部１０ｂとを搬送コンベア２の両側にそれぞれ備えている。容器検出センサ１０は、搬送コンベア２を通過する容器３１を非接触状態で検知するようになっている。具体的に言うと、容器検出センサ１０は、発光部１０ａからの光を容器３１が遮って受光部１０ｂが受光不能となる場合に容器３１を検知し、容器検知信号を制御装置４１のＣＰＵ４４に出力する。また、容器検出センサ１０は、発光部１０ａからの光を受光部１０ｂが受光可能となる場合には容器３１を検知せず、容器検知信号を出力しない。なお、容器検出センサ１０は、搬送コンベア２を通過する容器３１を接触状態で検知するものでもよい。例えば、容器３１が接触したときに容器３１を検知するタッチセンサでもよいし、検知部が容器３１に押圧されたときに容器３１を検知する機械式スイッチ（メカスイッチ）でもよい。
【００２４】
また、中身検査システム１は、液体充填装置６１、容器回転装置１１及び中身検査装置２１などを備えている。図１に示されるように、液体充填装置６１は、搬入コンベア３の上流側に設けられており、空の容器３１内に液体を充填するようになっている。なお、液体充填装置６１の内部には充填温度計６２が設けられている。充填温度計６２は、液体充填装置６１内のタンクに溜められた液体の温度を測定して、制御装置４１のＣＰＵ４４に温度測定信号を出力するようになっている。また、液体が充填された容器３１には、図示しない打栓機によってキャップが取り付けられるようになっている。
【００２５】
図１，図２に示されるように、容器回転装置１１は、搬入コンベア３の下流部分から搬送コンベア２の上流部分までの範囲、及び、搬送コンベア２の下流部分から搬出コンベア４の上流部分までの範囲に亘ってそれぞれ設けられている。容器回転装置１１は一対のベルトコンベア１２からなっており、前記搬送ライン上を通過する容器３１を両ベルトコンベア１２によって側方から挟持するようになっている。なお、図２に示されるように、両ベルトコンベア１２のベルトは、対向する面において容器３１の通過方向と同一方向に動くようになっている。そして、一方のベルトコンベア１２のベルトの速度は、他方のベルトコンベア１２のベルトの速度よりも高くなっている。これにより、容器回転装置１１を通過する容器３１は、例えば容器３１の軸線方向に対して時計回り方向に回転するようになる。これに伴い、容器３１内に充填された液体は、容器３１の回転方向と同一方向（本実施形態では、容器３１の軸線方向に対して時計回り方向）に流動する。なお、容器回転装置１１を通過した後に容器３１の回転が停止したとしても、容器３１内の液体は、惰性により容器３１の軸線方向に対して時計回り方向に回転し続ける。
【００２６】
なお、容器３１としては、光（白色光や赤外線など）が乱反射することなく透過するものであれば特に限定されることはなく、例えばガラスビンやプラスチックボトルなどを挙げることができる。また、容器３１内に充填される液体も、光が乱反射することなく透過するものであれば特に限定されることはなく、例えば、液体調味料（醤油、つゆ、ポン酢、みりんなど）やジュースなどを挙げることができる。
【００２７】
図１，図２に示される前記中身検査装置２１は、容器３１の中身（液体）を検査するための装置である。中身検査装置２１は、中身検査システム１全体を統括的に制御するための制御装置４１を備えている。制御装置４１は、ＣＰＵ４４、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４６、Ａ／Ｄ変換部４２、２値化変換回路４３及び入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ４４は、前記各コンベア２，３，４のモータ９、前記液体充填装置６１、前記容器回転装置１１、不良品排出装置５及び警報装置６などに電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。また、ＣＰＵ４４には、入力手段であるキーボード４７や、表示手段であるディスプレイ４８が接続されている。キーボード４７は、生産開始時であることの条件となる容器３１の数（本実施形態では、生産を開始してから１０００本目まで）などの情報をＣＰＵ４４に入力するためのものである。ディスプレイ４８は、搬送ライン上に存在する容器３１の数、容器３１の生産量、どの容器３１に許容量を超えるフロックが発生したかなどを表示するようになっている。なお、ディスプレイ４８は、中身検査システム１の動作状態を簡略化した正面図（図１参照）や平面図（図２参照）を表示してもよい。また、キーボード４７及びディスプレイ４８はなくてもよい。
【００２８】
図１，図２に示される中身検査装置２１は、容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３を備えている。容器側面用照明装置５２は、搬送コンベア２の中央部の側方に設けられ、容器３１の側方から光を照射するようになっている。一方、容器底面用照明装置５３は、搬送コンベア２と搬出コンベア４との間において２個設けられ、容器３１の下方から光を照射するようになっている。本実施形態の容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３は、常時点灯している。ここで、照射する光としては白色光や赤外線などが挙げられるが、液体が透明の液体である場合には白色光を用いることが好ましく、液体が色の濃い液体（例えば、醤油、つゆ、ポン酢など）である場合には赤外線を用いることが好ましい。
【００２９】
なお、容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３の設置箇所は本実施形態に限定されるものではない。例えば、容器側面用照明装置５２を、容器３１の側方から光を照射する位置に設置するのではなく、容器３１の斜め下方もしくは斜め上方から光を照射する位置に設置してもよい。この場合、フロックに反射した光をフロック検知用モノクロカメラ５１ａが取り込むことにより、フロックが検出される。この方法を採用すると、フロックが白色や薄い色の場合には、フロックを精度良く検出できる。
【００３０】
なお、穀物酢、米酢等の比較的透明な製品で発生するフロックは白色または薄い色である場合が多いため、この方法が有効である。一方、黒酢などの製品で発生するフロックは色が濃いため、本実施形態のような透過照明方式が有効である。このように、照明装置やカメラの設置箇所は、容器３１内の液体に発生するフロックの性質や色に応じて、最適なものを選択することが好ましい。
【００３１】
図１，図２に示されるように、中身検査装置２１は、２個のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（撮像手段）、２個の側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ（撮像手段）、及び、２個の底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃ（撮像手段）を備えている。各フロック検知用モノクロカメラ５１ａ及び各側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは、搬送コンベア２を挟んで容器側面用照明装置５２と対向配置されている。各フロック検知用モノクロカメラ５１ａは、搬送コンベア２の搬送方向に沿って２箇所に配置されている。各側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは、各フロック検知用モノクロカメラ５１ａの下流側において、搬送コンベア２の搬送方向に沿って２箇所に配置されている。また、図２に示されるように、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂが見ている方向（カメラ光軸方向）と、搬送コンベア２の搬送方向（図２の水平方向）とがなす角度は、６０°程度である。上流側の２箇所に配置されたフロック検知用モノクロカメラ５１ａは斜め後方を向いており、下流側の２箇所に配置された側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは斜め前方を向いている。そして、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の側方から容器３１内の液体を撮像するようになっている。詳述すると、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１を透過した光によって生じる陰影を撮像するようになっている。本実施形態では、上流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａと、上流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂとを用いて、１つの容器３１を撮像する。さらに、下流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａと、下流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂとを用いて、１つの容器３１を撮像する。また、モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像するようになっている。具体的に言うと、まず、上流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて、下流側に移動してきた同じ容器３１内の液体を再度撮像する。同様に、上流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを用いて、下流側に移動してきた同じ容器３１内の液体を再度撮像する。これにより、容器３１内の液体の画像が時間差で撮像される。なお、各コンベア２，３，４を停止した状態で、上流側または下流側に位置するモノクロカメラ５１ａ，５１ｂのみを用いて容器３１内の液体の画像を撮像するようにしてもよい。
【００３２】
図１，図２に示されるように、各底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、各容器底面用照明装置５３の下側にそれぞれ配置されており、容器３１の下方から容器３１内の液体を撮像するようになっている。また、底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像するようになっている。具体的に言うと、まず、上流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて、同じ容器３１内の液体を再度撮像する。これにより、容器３１内の液体の画像が時間差で撮像される。なお、各コンベア２，３，４を停止した状態で、上流側または下流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃのみを用いて容器３１内の液体の画像を撮像するようにしてもよい。
【００３３】
ところで、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて画像処理による異物検査を行う場合、容器３１全体を撮像する必要がある。仮に、容器３１の一部（例えば容器３１の胴部３２の半分程度）のみを撮像したとしても、撮像していない箇所の異物を発見できないためである。この問題は、容器３１内の液体が流動している状態で複数枚撮像すればある程度は解消されるが、完全に解消できるとは言い切れない。
【００３４】
一方、フロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて画像処理によるフロック７１（図３（ａ），（ｂ）参照）の発生を把握する検査を行う場合、容器３１の一部のみを撮像したとしても、フロック７１の発生傾向を十分に把握できる。従って、本実施形態のフロック検知用モノクロカメラ５１ａは、容器３１の胴部３２における３０ｃｍ２以下（本実施形態では１５ｃｍ２程度）の領域を視野として画像を得るようになっている。このようにすれば、容器３１全体を撮像する場合に比べて、画像の同一面積当りの画素数を多くすることができるため、フロック７１の発生を把握できる精度が向上する。ゆえに、フロック検知用モノクロカメラ５１ａとして高感度のものを用いなくても済む。
【００３５】
そして、図１，図２に示される各モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを、撮像信号として前記Ａ／Ｄ変換部４２に出力するようになっている。具体的に言うと、モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、１つの容器３１内の液体を撮像して得た画像データを、第１撮像信号として出力する。さらに、モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、所定時間経過後に同じ容器３１内の液体を撮像して得た画像データを、第２撮像信号として出力する。なお、各撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部４２によってデジタル変換され、前記２値化変換回路４３に出力される。
【００３６】
２値化変換回路４３は、デジタル変換された第１撮像信号及び第２撮像信号に基づいて、画像データを「０」（光検出の白画素）または「１」（光非検出の黒画素）に２値化する２値化処理を行うようになっている。具体的に言うと、フロック７１、気泡７２、異物７３、容器３１の傷７４などの存在により光を検出せずに黒くなっている画素（図３（ａ），（ｂ）の斜線部分参照）を「１」とし、液体しか存在しないために光を検出して白くなっている画素（図３（ａ），（ｂ）の非斜線部分参照）を「０」とするようになっている。そして、２値化変換回路４３は、２値化処理された画像データを２値化処理信号として前記ＣＰＵ４４に出力するようになっている。
【００３７】
なお本実施形態では、第１撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第１画像（図３（ａ）参照）と、第２撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第２画像（図３（ｂ）参照）との間において、フロック７１、気泡７２及び異物７３が左から右へ２画素分移動している。それに対して、傷７４は全く移動していない。また、異物７３は、フロック７１や気泡７２よりも大きい塊である。本実施形態では、３画素以上３４画素以下のものを１つの微小浮遊物（フロック７１または気泡７２）とカウントし、３５画素以上のものを１つの異物７３とカウントしている。
【００３８】
図１に示されるＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における液体以外の微小浮遊物（フロック７１及び気泡７２を含む）を認識するようになっている。例えば、ＣＰＵ４４は、第１画像（図３（ａ）参照）と第２画像（図３（ｂ）参照）とを重ねあわせ、両者の差を検出する。具体的に言うと、特定の画素が両方の画像で「１」となる場合、画素を「０」とする。これにより、容器３１の傷７４は画素数として認識されなくなる。また、特定の画素が一方の画像で「１」となり他方の画像で「０」となる場合、画素を「１」とする。さらに、特定の画素が両方の画像で「０」となる場合、画素を「０」とする。そして、ＣＰＵ４４は、微小浮遊物存在領域の面積を画素数（「１」となる画素の数）として認識するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『画像認識手段』としての機能を有している。
【００３９】
また、図１に示されるＣＰＵ４４は、液体中にフロック７１が全くまたは殆ど含まれない状態、即ち、液体中に気泡７２以外のものが全くまたは殆ど生じない状態で前記フロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像して得た画像データに基づいて、基準画素数を設定するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『基準画素数設定手段』としての機能を有している。なお、基準画素数を設定するための画像データは、生産を開始して生産が安定した頃に取得することが好ましい。例えば、液体が充填された容器３１を１０万本生産する場合、生産を開始してから１００本目までは画像データを取得せず、それ以降の１０００本の容器３１において画像データを取得する。なお、取得するデータは、少なくとも５本以上の容器３１から取得することがよいが、好ましくは１０本以上、さらには５０本以上の容器３１から取得することがよい。ここで、「取得するデータ」とは、第１画像（図３（ａ）参照）と第２画像（図３（ｂ）参照）との差から認識される画素数のデータである。そして、基準画素数は、取得した画像データに基づいて算出されるが、要求される精度などに応じて算出することができる。例えば、前記微小浮遊物存在領域の面積（画素数）の平均値を基準画素数としてもよいし、画素数の最大値を基準画素数としてもよい。そして、ＣＰＵ４４は、設定された基準画素数をＲＡＭ４６に記憶するようになっている。即ち、ＲＡＭ４６は、『基準画素数記憶手段』としての機能を有している。
【００４０】
ところで、前記容器３１内への液体の充填が滞りなく行われている場合、同一の製造ロットであれば気泡７２の量は安定する。しかし、容器３１内への液体の充填速度、液体の充填温度、充填後の容器３１の搬送速度などが変化すると、気泡７２の量が変化する可能性が高く、フロック７１の検出精度も低下してしまう。特に、充填速度が変化すると気泡７２の量は大きく変化するため、フロック７１の検出精度低下は顕著になる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、充填速度、充填温度及び搬送速度の少なくとも１つの要素が変化した場合に、図１に示されるＣＰＵ４４が基準画素数を補正するようになっている。例えば、充填速度が変化した場合、ＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。まず、安定時（充填速度が変化しない状態）の充填速度での気泡７２の量（画素数）を把握しておく。そして、充填速度が遅くなると気泡７２が減少するため、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を減少させる。一方、充填速度が速くなると気泡７２が増加するため、ＣＰＵ４４は基準画素数を増加させる。例えば、安定時の充填速度が３００本／分であり、その場合に気泡７２として認識した画素数（基準画素数）が４００画素であった場合、充填速度が２００本／分と遅くなった際に基準画素数を３００画素に補正する。この場合、基準画素数の減少量は、液体の性質などに基づき、経験則やデータ解析などによって求められる。また、充填から撮像までの時間差を考慮して気泡７２の量（基準画素数）を設定することがより好ましい。なお本実施形態において、充填速度は、ＣＰＵ４４が液体充填装置６１を駆動制御する際の出力に基づいて算出される。
【００４２】
充填温度が変化した場合、図１に示されるＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。充填温度が高くなると気泡７２が増加するため、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を増加させる。一方、充填温度が低くなると気泡７２が減少するため、ＣＰＵ４４は、基準画素数を減少させる。なお本実施形態において、充填温度は、前記充填温度計６２から入力された前記温度測定信号に基づいて、ＣＰＵ４４により検出される。
【００４３】
また、前記搬送速度が変化した場合、ＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。搬送速度が速くなると、液体が充填されてから前記フロック検知用モノクロカメラ５１ａに撮像されるまでの時間が短くなるので殆ど消泡されず、搬送時の振動も大きくなるため、気泡７２が増加する。この場合、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を増加させる。一方、搬送速度が遅くなると、液体が充填されてからフロック検知用モノクロカメラ５１ａに撮像されるまでの時間が長くなるのでかなり消泡され、搬送時の振動も小さくなるため、気泡７２が減少する。この場合、ＣＰＵ４４は、基準画素数を減少させる。なお本実施形態において、搬送速度は、ＣＰＵ４４が前記各コンベア２，３，４のモータ９を駆動制御する際の出力に基づいて算出される。
【００４４】
図１に示されるＣＰＵ４４は、現在搬送ライン上にある前記容器３１内の液体をフロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像することにより認識された画素数と、前記ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数とを比較するようになっている。そして、ＣＰＵ４４は、画素数の差が許容量を超えているか否か、即ち、許容量を超えるフロック７１が発生しているか否かを判定するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『フロック発生判定手段』としての機能を有している。なお本実施形態では、気泡７２の量としては異常であるという画素数をあらかじめ決めておき、許容量に達した場合にフロック７１の発生と認識する。本実施形態では、気泡７２の量が４００画素である場合、画素数が５００画素以上１０００画素未満である場合にフロック７１の発生を認識する。なお、画素数が４５０画素を超えたものが３０％以上になった場合にフロック７１の発生を認識してもよいし、画素数が連続して４３０画素を超えた場合や、画素数が１回でも５００画素を超えた場合に、フロック７１の発生を認識してもよい。即ち、許容量は、使用者の求める精度や、許容される誤動作の範囲などにより自由に設定できる。
【００４５】
画素数の差が許容量を超えていると判定された場合、図１に示されるＣＰＵ４４は、不良品検出信号を前記不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を前記警報装置６に出力する。そして、ＣＰＵ４４は、不良品検出信号に基づいて不良品排出装置５を作動させ、フロック７１の発生が検出された容器３１を不良品として排出させる制御を行う。このとき、ＣＰＵ４４は、不良品となった容器３１が搬送されてくるタイミングに併せて、不良品排出装置５を作動させる。また、ＣＰＵ４４は、前記警報装置６に警報音や光を出力させる制御を行う。
【００４６】
次に、容器入り液体食品の製造方法を説明する。容器入り液体食品は、容器３１内に液体を充填する充填工程を行った後、容器入り液体の中身検査を行うことにより製造される。以下、容器入り液体の中身検査方法を説明する。
【００４７】
液体の充填された容器３１が搬送され、容器回転装置１１に到達すると、容器３１は、容器回転装置１１によって時計回り方向に回転させられ、容器３１内の液体は時計回り方向に流動する（流動工程）。そして、容器３１が容器回転装置１１を通過した後、フロック検知用モノクロカメラ５１ａ、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを撮像信号としてＣＰＵ４４に出力する（撮像工程）。具体的には、容器３１が容器側面用照明装置５２の側方に到達した際に、その容器３１をフロック検知用モノクロカメラ５１ａ及び側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂにより撮像する。モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の側方の容器側面用照明装置５２から照射された光が容器３１を透過した光を捉えることにより、画像を撮像する。一方、容器３１が容器底面用照明装置５３の上方に到達した際に、その容器３１を底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃにより撮像する。底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１の下方に位置する容器底面用照明装置５３から照射された光が液体中に含まれるフロック７１などに反射した反射光を捉えることにより、画像を撮像する。
【００４８】
モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃにより撮像された画像は、撮像信号としてＡ／Ｄ変換部４２に出力され、デジタル変換されて２値化変換回路４３に出力される。２値化変換回路４３は、撮像信号を「０」（光検出の白画素、図３（ａ），（ｂ）の非斜線部分参照）、または、「１」（光非検出の黒画素、図３（ａ），（ｂ）の斜線部分参照）に２値化して２値化処理信号を生成し、２値化処理信号をＣＰＵ４４に出力する。なお、本実施形態のＡ／Ｄ変換部４２や２値化変換回路４３は、ＣＰＵ４４とは別々に設けられているが、両者の機能をＣＰＵ４４に持たせるようにしてもよい。
【００４９】
次に、フロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて画像処理によるフロック７１の発生を把握する検査を行う場合に、制御装置４１のＣＰＵ４４によって行われる処理について説明する。
【００５０】
図４に示されるステップＳ１０の処理において、ＣＰＵ４４は、液体充填装置６１による液体の充填速度が変化したか否かを判定する。充填速度が変化していなければ（ステップＳ１０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２０の処理へ移行する。ステップＳ２０において、ＣＰＵ４４は、充填温度計６２から出力された温度測定信号に基づいて、液体の充填温度が変化したか否かを判定する。充填温度が変化していなければ（ステップＳ２０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ３０の処理へ移行する。ステップＳ３０において、ＣＰＵ４４は、充填後の容器３１の搬送速度が変化したか否かを判定する。充填速度が変化していなければ（ステップＳ３０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ５０の処理へ移行する。
【００５１】
なお、充填速度、充填温度及び搬送速度の少なくとも１つが変化した場合（ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ４０の処理へ移行する。ステップＳ４０において、ＣＰＵ４４は、ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数を補正し、ステップＳ５０の処理へ移行する。
【００５２】
ステップＳ５０において、ＣＰＵ４４は、フロック検知用モノクロカメラ５１ａからの撮像信号に基づいて生成された２値化処理信号が入力されたか否かを判定する。ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力されていない場合（ステップＳ５０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０〜Ｓ１１０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力された場合（ステップＳ５０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０の処理へ移行する。
【００５３】
ステップＳ６０において、ＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における液体以外の微小浮遊物を認識する。そして、ＣＰＵ４４は、フロック７１及び気泡７２を含む微小浮遊物の量（微小浮遊物存在領域の面積）を画素数として認識する（画像認識工程）。
【００５４】
続くステップＳ７０において、ＣＰＵ４４は、生産開始時か否かを判定する。具体的に言うと、ＣＰＵ４４は、容器検出センサ１０からの容器検知信号の入力回数が、所定回数（本実施形態では「１０００」）に到達していないか否かを判定する。なお、生産開始時か否かを判定する方法は、上記の容器検出センサ１０を用いた方法に限定されない。例えば、１本目の容器３１に液体を充填する際にカウントを開始するタイマを設け、生産開始から１０００本の容器３１が通過するまでの時間が経過していないか否かをＣＰＵ４４によって判定するようにしてもよい。生産開始時である場合（ステップＳ７０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ８０の処理へ移行する。ステップＳ８０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０にて認識された画素数を基準画素数としてＲＡＭ４６に記憶し（基準画素数設定工程）、ここでの処理を終了する。
【００５５】
一方、生産開始時ではない場合（ステップＳ７０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ９０の処理へ移行する。ステップＳ９０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０にて認識した画素数と、ステップＳ８０にてＲＡＭ４６に記憶した基準画素数とを比較する。そして、ステップＳ１００において、ＣＰＵ４４は、画素数の差が許容量を越えているか否か、即ち、許容量を超えるフロック７１が発生しているか否かを判定する（フロック発生判定工程）。画素数の差が許容量を超えていない場合（ステップＳ１００：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ１１０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、画素数の差が許容量を超えている場合（ステップＳ１００：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ１１０の処理へ移行する。なお本実施形態では、後に異物検知用モノクロカメラ５１ｂ，５１ｃによる異物７３の検知を行うが、許容量を超えるフロック７１の発生を判定する際の基準として画素数の下限値だけを設定すると、上記のフロック発生判定工程においてフロック７１の発生と異物７３の発生とをまとめて検知してしまう。そこで本実施形態では、許容量を超えるフロック７１の発生を判定する際の基準として、画素数の下限値だけでなく上限値も設定した。具体的には、基準画素数が４００画素である場合、画素数が５００画素以上１０００画素未満である場合にフロック７１が発生していると判定する。
【００５６】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ４４は、不良品であることを示す不良品検出信号を不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を警報装置６に出力する。その結果、不良品排出装置５により、フロック７１の発生が検出された容器３１が不良品として排出され、警報装置６により、警報音や光が出力される。
【００５７】
次に、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて画像処理による異物検査を行う場合に、制御装置４１のＣＰＵ４４によって行われる処理について説明する。
【００５８】
図５に示されるステップＳ２１０の処理において、ＣＰＵ４４は、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃからの撮像信号に基づいて生成された２値化処理信号が入力されたか否かを判定する。ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力されていない場合（ステップＳ２１０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力された場合（ステップＳ２１０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０の処理へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２２０において、ＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における異物７３を認識する。そして、ＣＰＵ４４は、異物７３の量（異物存在領域の面積）を画素数として認識する。
【００６０】
続くステップＳ２３０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０にて認識された画素数が１０００画素以上か否かを判定する。画素数が１０００画素未満である場合（ステップＳ２３０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、液体中に異物７３が存在しないものと判定して、ステップＳ２４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、画素数が１０００画素以上である場合（ステップＳ２３０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、液体中に異物７３が存在していると判定して、ステップＳ２４０の処理へ移行する。ステップＳ２４０において、ＣＰＵ４４は、不良品であることを示す不良品検出信号を不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を警報装置６に出力する。その結果、不良品排出装置５により、フロック７１の発生が検出された容器３１が不良品として排出され、警報装置６により、警報音や光が出力される。
（実施例１）
【００６１】
本発明の効果を確認するために実施したより具体的な実施例１を以下に説明する。
【００６２】
まず、直径７２ｍｍ、高さ２０１ｍｍの容器３１（ガラスビン）に米酢（酸度４．５％）が５００ｍｌ入ったものを１０万本生産し、それらを４００本/分の充填速度及び搬送速度で搬送する。このとき、複数のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（図１，図２参照）を用いて容器３１内の液体を撮像する。
【００６３】
なお、撮像して記録される内容は、画像データを２値化処理した上で、液体以外の物質と特定してからカウントされる、微小浮遊物の数である。本実施例では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体において、微小浮遊物の発生具合の平均を記録しておく。具体的には、ＣＰＵ４４が、１０００本の容器３１における微小浮遊物の量を示す画素数の平均値を算出し、ＲＡＭ４６に記憶しておく。ここで、撮像手段として、１４０万画素のフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用い、容器３１の側方から光を透過させる容器側面用照明装置５２として、高輝度白色照明を用いた。また、撮像範囲は、容器３１の胴部３２の１５ｃｍ２（５ｃｍ×３ｃｍ）の範囲（即ち、約１３２万画素分）とし、３画素（面積０．００３４ｍｍ２）以上のものを１つの微小浮遊物とカウントした。
【００６４】
その結果、生産開始時１０００本にて記憶された微小浮遊物の数（生産開始時は気泡７２のみ）は、６２〜１３７個、平均９３個であった。このため、生産開始から１０００本以降の生産品においては、１４０個以上の微小浮遊物がカウントされた場合に、フロック７１が発生したものとして不良品検出信号及び警報信号を出力するように設定した。本実施例１では、フロック７１の発生を容易にするために、液体充填装置６１内のタンクの液面の高さを一定時間保つなどしてあらかじめ調整しておいた結果、およそ生産開始２時間後（本実施形態ではおよそ４８０００本目）の容器３１に微小浮遊物が１５０個以上カウントされたものが検出された。ここで、搬送コンベア２上の容器３１内の液体を確認したところ、液体中にフロック７１が発生していることが確認された。なお、これ以降は、液体中にフロック７１が発生する頻度が徐々に高くなった。
【００６５】
なお、上記実施例１では、搬送速度を４００本/分に設定しているが、搬送速度はこれより速くてもよいし遅くてもよい。また、上記実施例１では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体の状態を記録していたが、容器３１の数は１０００本に限定されるものではなく、液体の種類によって増減されてもよい。さらに、上記実施例１では、１４０万画素のモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃにて撮像を行い、容器３１の側方または下方から光を透過させ、撮像範囲は１５ｃｍ２としたが、これらに限定されるものではなく、容器３１や液体の種類に応じてそれぞれ条件を変更してもよい。
（実施例２）
【００６６】
次に、本発明の効果を確認するために実施したより具体的な実施例２を以下に説明する。
【００６７】
まず、上記実施例１と同じ容器３１に米酢（酸度４．５％）が５００ｍｌ入ったものを１０万本生産し、それらを３００本／分の充填速度及び搬送速度で搬送する。このとき、複数のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（図１，図２参照）を用いて容器３１内の液体を撮像する。なお、撮像して記録される内容、撮像手段、容器側面用照明装置５２、撮像範囲などは、上記実施例１と同じである。
【００６８】
その結果、生産開始時１０００本にて記憶された微小浮遊物の数（生産開始時は気泡７２のみ）は、５３〜１０４個、平均７２個であった。そして、搬送コンベア２の速度が途中で変化した場合を考慮し、あらかじめ算出しておいた値Ｘ，Ｙの関係に基づいて、Ｙ＝Ｘ−（ｔ−５）×１４の式を設定（ＲＯＭ４５に記憶）した。ここで、Ｘは、生産開始時の微小浮遊物（気泡７２）の数（実施例２では「１１０」）を示し、上記微小浮遊物の数（５３〜１０４個）から設定したものである。また、Ｙは、フロック７１が発生したものとして不良品検出信号及び警報信号を出力する閾値を示している。さらに、ｔは、液体を充填してから中身検査を開始するまでの時間（秒）を示している。但し、上記閾値Ｙが１０以下の数値になった場合は、閾値Ｙ＝１０に設定する。
【００６９】
本実施例２では、フロック７１の発生を容易にするために、液体充填装置６１内のタンクの液面の高さを一定時間保つなどしてあらかじめ調整しておいた結果、およそ生産開始２時間後（本実施形態ではおよそ３６０００本目）の容器３１に微小浮遊物が閾値以上カウントされたものが検出された。ここで、搬送コンベア２上の容器３１内の液体を確認したところ、液体中にフロック７１が発生していることが確認された。なお、これ以降は、液体中にフロック７１が発生する頻度が徐々に高くなった。
【００７０】
なお、上記実施例２では、搬送速度を最高３００本/分に設定しているが、搬送速度はこれより速くてもよいし遅くてもよい。また、上記実施例２では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体の状態を記録していたが、容器３１の数は１０００本に限定されるものではなく、液体の種類によって増減されてもよい。さらに、上記実施例２では、１４０万画素のフロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像を行い、容器３１の側方または下方から光を透過させ、撮像範囲は１５ｃｍ２としたが、これらに限定されるものではなく、容器３１や液体の種類に応じてそれぞれ条件を変更してもよい。また、本実施例２では計算式を用いたが、これは本実施例２の場合にのみ最適な計算式であり、条件に応じて適宜計算式を変更し、最適な閾値を設定してもよい。
【００７１】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００７２】
（１）本実施形態の容器入り液体の中身検査方法では、ステップＳ６０において認識した画素数と、ステップＳ８０においてＲＡＭ４６に記憶した基準画素数とを比較し、ステップＳ１００の判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロック７１の発生を的確に把握できる。ゆえに、フロック７１の混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。
【００７３】
（２）ところで、液体中に異物７３が発生した場合は、液体が充填された容器３１を１本も製品として採用できないため、精度を厳しく設定することが求められる。しかし、本実施形態では、異物７３と比べると画素数がかなり少なくなるフロック７１（図３（ａ），（ｂ）参照）が液体中に発生した時点で、フロック７１の増加状況を確認したうえで、不良品排出装置５による不良品の排出及び警報装置６による警報音や光の出力を行っている。従って、液体中のフロック７１をチェックできるだけでなく、液体中の異物７３も確実にチェックできる。
【００７４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００７５】
・上記実施形態のＣＰＵ４４は、フロック検知用モノクロカメラ５１ａからの撮像信号に基づいて認識された画素数と、ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数との差が許容量に達した場合にフロック７１の発生を認識していた。しかし、ＣＰＵ４４は、上記の画素数の差がさらに特定量まで広がった場合に、フロック７１及び気泡７２よりも大きい異物７３の発生を認識するようにしてもよい。例えば、気泡７２の量が４００画素である場合、画素数が５００画素以上（画素数の差が１００画素以上）である場合にフロック７１または異物７３の発生を認識し、画素数が１０００画素以上（画素数の差が６００画素以上）である場合に異物７３の発生を認識するようにしてもよい。具体的には、図４に示すステップＳ５０の処理の後に、画素数が１０００画素以上であるか否かを判定する処理を追加する。そして、画素数が１０００画素未満であれば、ステップＳ６０〜Ｓ１１０の処理を実行させ、画素数が１０００画素以上であれば、図５に示すステップＳ２２０，Ｓ２４０の処理を順番に実行させるようにする。
【００７６】
このようにすれば、フロック検知用モノクロカメラ５１ａにより、フロック７１に加えて異物７３の発生も検知できる。よって、異物検査装置にフロック７１の発生を検知する機能を持たせて上記実施形態の中身検査装置２１を構成する場合、プログラムを変更するだけで済み、カメラを増やすなどせずに既存の構成をそのまま流用できる。
【００７７】
・上記実施形態では、フロック７１が検出された場合に、ＣＰＵ４４は、不良品排出装置５によって不良品を排出させる制御を行うとともに、警報装置６から警報音や光を出力させる制御を行っていた（図４のステップＳ７０参照）。しかし、フロック７１が検出された場合、ＣＰＵ４４は、液体充填装置６１による液体の充填速度を遅くする制御を行ってもよいし、搬送ラインを完全に停止させる（各コンベア２，３，４のモータ９を停止させる）制御を行ってもよい。
【００７８】
・上記実施形態では、液体が充填された容器３１を容器回転装置１１で回転させることにより、液体を容器３１内で流動させていたが、容器３１を容器回転装置１１で回転させなくてもよい。容器３１を容器回転装置１１で回転させなくても、液体を充填した直後や容器３１の搬送中に、液体が自然に流動している可能性が高いためである。
【００７９】
・上記実施形態におけるモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃの数や組み合わせ等を適宜変更してもよい。例えば、フロック検知用モノクロカメラ５１ａや側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを、搬送コンベア２の搬送方向に沿って上下２個ずつ配置してもよい。この場合、モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の胴部３２の上部及び下部をそれぞれ撮像し、それぞれについてフロック７１の発生を判定するため、生産の時間経過に伴うフロック７１の発生をより的確に把握できる。また、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂのカメラ光軸方向と搬送コンベア２の搬送方向とを直交させ、フロック検知用モノクロカメラ５１ａ群と側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ群とを上下にそれぞれ配置してもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、撮像手段としてモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃが用いられていたが、カラーカメラなどを撮像手段として用いてもよい。なお、撮像手段は、管球式撮像管を用いたカメラであってもよいし、画像を第１撮像信号及び第２撮像信号に変換する固体イメージセンサを用いたカメラであってもよい。固体イメージセンサとしては、ＭＯＳ型固体イメージセンサや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）などが挙げられる。
【００８１】
・上記実施形態では、微小浮遊物の画像認識精度を向上させるために、前処理において画像データに対する２値化処理を行っていた。しかし、画像データに対してフィルタリング、平滑化、鮮鋭化などの処理を行うことにより、微小浮遊物の画像認識精度を向上させてもよい。
【００８２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８３】
（１）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記撮像工程の前に、容器内の液体を流動させる流動工程を実施することを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８４】
（２）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、警報手段に警報を行わせる警報実施工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８５】
（３）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、不良品排出手段に不良品を排出させる不良品排出工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８６】
（４）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、前記容器を搬送する搬送ラインを停止させる搬送ライン停止工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８７】
（５）請求項５において、前記容器は、前記液体が前記容器の軸線方向に対して回転している状態で搬送され、前記撮像手段は、前記容器の側方または下方から前記液体を撮像することを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００８８】
（６）請求項５において、前記撮像手段は複数設けられていることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００８９】
（７）容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備え、前記基準画素数設定手段は、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００９０】
（８）容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備え、前記撮像手段は、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００９１】
（９）容器内の液体を流動させる容器流動手段と、前記液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査システム。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態の中身検査システムを示す正面図。
【図２】中身検査システムを示す平面図。
【図３】（ａ）は第１撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第１画像を示す図、（ｂ）は第２撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第２画像を示す図。
【図４】制御装置のＣＰＵにて行われる処理を示すフローチャート。
【図５】制御装置のＣＰＵにて行われる処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９３】
２１…中身検査装置
３１…容器
３２…胴部
４４…画像認識手段、基準画素数設定手段及びフロック発生判定手段としてのＣＰＵ
４６…基準画素数記憶手段としてのＲＡＭ
５１ａ…撮像手段としてのフロック検知用モノクロカメラ
５１ｂ…撮像手段としての側面側異物検知用モノクロカメラ
５１ｃ…撮像手段としての底面側異物検知用モノクロカメラ
７１…フロック
７２…気泡
【技術分野】
【０００１】
本発明は、容器入り液体の中身検査方法及び中身検査装置、容器入り液体食品の製造方法に係り、特に、フロックの発生の判定に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、容器入り液体食品の品質検査を行うために様々な方法が提案されている。特に、液体食品への異物混入は大きな問題であるため、液体中の異物を検査する異物検査方法が種々提案されている。異物検査方法としては、目視による方法、Ｘ線による方法、カメラで撮像した画像を解析する方法などが挙げられるが、これらの中でも、特に画像解析がよく用いられている（例えば、特許文献１参照）。また、画像解析を行う異物検査においては、容器の傷や模様を異物と区別する方法が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
【特許文献１】特開２００２−１２２５５０号公報
【特許文献２】特公平４−６９００号公報
【特許文献３】特開平８−１５９９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、酒類、酢類等の液体食品では、容器内に液体を充填する充填工程においてフロック（液体の一部が凝固したもの）が発生することがある。このフロックは、異物ではないものの、許容量を超えて人の目で認識できるようになると、見た目が悪くなって品質上問題となるため、お客様に対するイメージ低下につながるおそれがある。しかしながら、フロックの発生を検査する装置は従来提案されていない。また、従来提案されている異物検査方法を用いたとしても、生産の時間経過に伴うフロックの発生を把握することはできない。
【０００４】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その第１の目的は、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる容器入り液体の中身検査方法及び中身検査装置を提供することにある。また、第２の目的は、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる容器入り液体食品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
洗浄した液体充填装置を用いて容器内に液体を充填し、容器入り液体食品を製造する場合、生産開始時にフロックが発生することは殆どない。しかしながら、生産が進むに従って徐々にフロックが発生してくることがある。そして、発生当初のフロックは極めて小さなものであるが、フロックは次第に大きなものとなる傾向がある。一方、気泡は、生産開始時から発生するものであるが、特に生産条件を変えなければ、生産が進んだとしても、気泡の量は基本的に変化しない。気泡は、容器の搬送や、充填時に液体が落下する際の衝撃などにより発生し、製造ロットによっても変化する。なお、気泡の量は、液体の充填速度、液体の充填温度、容器の搬送速度などによって変化する場合がある。
【０００６】
ところが、極めて小さなフロックは、人の目で認識することが難しい大きさであり（１００μｍ以下）、通常異物として認識されるレベル（２００μｍ以上）よりも小さい。この極めて小さなフロックは異物という訳ではないため、品質上問題とならない場合もあるが、小さなフロックの段階でフロックの発生を把握しておくことが大きなフロックの発生を食い止めるためには必要となる。また、極めて小さなフロックを画像処理によって認識する場合、液体を撮像するカメラなどの精度を高くする必要があるが、小さなフロックと容器の傷や気泡などとの判別が困難である。
【０００７】
上記課題に鑑みて本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、液体の充填を開始する当初においてはフロックが発生しない（または極めて少ない）ことに着目した。そして、充填開始当初に気泡を含む液体以外の微小浮遊物を撮像・記憶した状態で、その後の微小浮遊物の発生傾向を監視し、充填開始当初の微小浮遊物とその後の微小浮遊物とを比較した値が許容量を逸脱すれば、フロックの発生を検知できることを新規に知見した。そして、この新規な知見に基づいて、本発明者らは下記の優れた発明を完成させるに至ったのである。
【０００８】
即ち、請求項１に記載の発明は、容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する撮像工程と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識工程と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定工程と、前記画像認識工程において認識した前記画素数と、前記基準画素数設定工程において設定した前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定工程とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法をその要旨とする。
【０００９】
従って、請求項１に記載の発明によると、画像認識工程において認識した画素数と基準画素数設定工程において設定した基準画素数とを比較し、フロック発生判定工程による判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。
【００１０】
なお、フロックには、詰口フロック及び二次沈殿の２種類が存在する。「詰口フロック」とは、例えば液体充填装置内のタンクに溜められた液体の液面とタンクの壁面との接触部分において、温度等の条件により液体の一部（たんぱく質等）が凝集して生じるものであり、液体充填装置を用いて液体を充填する際に容器内に混入すると想定されるものである。一方、「二次沈殿」とは、容器内に液体を充填してから一定日数を経過した後において、液体の一部が凝集して沈殿物・澱として発生するものである。なお、本発明のフロックは詰口フロックである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記基準画素数設定工程では、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することをその要旨とする。
【００１２】
即ち、請求項２に記載の発明では、液体の充填速度、液体の充填温度、及び、充填後の容器の搬送速度が変化すると、気泡の状態・数が変化することに着目し、各要素の少なくとも１つを加味してフロックを検知する基準となる基準画素数を設定している。このため、気泡の状態・数が変化する原因となる要素が変化したとしても、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２において、前記撮像工程では、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることをその要旨とする。
【００１４】
即ち、請求項３に記載の発明では、フロック及び気泡が異物のように１つまたは少数のみ発生するのではなく、液体全体に均一に発生することに着目し、液体が入った容器全体ではなく、胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ている。これにより、容器全体を撮像する場合に比べて、画像の同一面積当りの画素数を多くすることができるため、画像の解像度が高くなり、フロックの発生を把握できる精度が向上する。また、容器の底部ではなく胴部を視野として画像を得ているため、例えば液体が容器の軸線方向に対して時計回り方向に流動する場合、液体（フロック）が移動する様子がより明確に現われた画像を得ることができる。ゆえに、容器の底部を視野として画像を得る場合に比べて、フロックの発生をより高精度に把握できる。さらに、液体の画像を撮像する撮像手段の小型化などが可能となるため、フロックを検査する検査装置の簡略化が可能となる。
【００１５】
なお、請求項３では、胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ているが、好ましくは、胴部における１ｃｍ２以上２０ｃｍ２以下、さらに好ましくは、胴部における１０ｃｍ２以上２０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることがよい。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、容器内に液体を充填する充填工程を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器入り液体の中身検査方法による検査を行って、容器入り液体食品を製造することを特徴とする容器入り液体食品の製造方法をその要旨とする。
【００１７】
従って、請求項４に記載の発明によると、画像認識工程において認識した画素数と基準画素数設定工程において設定した基準画素数とを比較し、フロック発生判定工程による判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。ゆえに、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置をその要旨とする。
【００１９】
従って、請求項５に記載の発明によると、フロック発生判定手段が、画像認識手段において認識した画素数と基準画素数設定手段において設定した基準画素数とを比較して、判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。また、画像認識手段は、画像データの時間的変化を解析して液体中における微小浮遊物を認識するとともに、微小浮遊物の量を画素数として認識している。このため、画像認識手段が、時間の経過に伴って移動しない容器の傷などを認識したり、容器の傷などの量を画素数として認識することを防止できる。ゆえに、フロックの発生をより的確に把握できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によると、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる。また、請求項４に記載の発明によると、フロックの混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。さらに、請求項５に記載の発明によると、生産の時間経過に伴うフロックの発生を的確に把握できる中身検査装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、容器入り液体の中身検査方法を実施するための中身検査システムに具体化した一実施形態を図１〜図４に基づき説明する。
【００２２】
図１，図２に示されるように、中身検査システム１は、搬入コンベア３、搬送コンベア２及び搬出コンベア４が順番に配置された搬送ラインを備えている。搬入コンベア３は、液体（液体食品）が充填された容器３１を搬送コンベア２側に搬送するようになっている。搬送コンベア２は、搬入コンベア３から搬送されてきた容器３１を搬出コンベア４側に搬送し、搬出コンベア４は、搬送コンベア２から搬送されてきた容器３１を中身検査システム１から搬出するようになっている。なお、本実施形態の各コンベア２，３，４はベルトコンベアである。即ち、各コンベア２，３，４は、始端及び終端にそれぞれ設けられた回転軸７と、両回転軸７間に巻回され、容器３１を底面側から支持する無端状のベルト８と、ベルト８を駆動するモータ９とを有している。
【００２３】
図２に示されるように、搬送ライン（本実施形態では搬送コンベア２）には、容器検出センサ１０が設けられている。本実施形態の容器検出センサ１０は、互いに対向する発光部１０ａと受光部１０ｂとを搬送コンベア２の両側にそれぞれ備えている。容器検出センサ１０は、搬送コンベア２を通過する容器３１を非接触状態で検知するようになっている。具体的に言うと、容器検出センサ１０は、発光部１０ａからの光を容器３１が遮って受光部１０ｂが受光不能となる場合に容器３１を検知し、容器検知信号を制御装置４１のＣＰＵ４４に出力する。また、容器検出センサ１０は、発光部１０ａからの光を受光部１０ｂが受光可能となる場合には容器３１を検知せず、容器検知信号を出力しない。なお、容器検出センサ１０は、搬送コンベア２を通過する容器３１を接触状態で検知するものでもよい。例えば、容器３１が接触したときに容器３１を検知するタッチセンサでもよいし、検知部が容器３１に押圧されたときに容器３１を検知する機械式スイッチ（メカスイッチ）でもよい。
【００２４】
また、中身検査システム１は、液体充填装置６１、容器回転装置１１及び中身検査装置２１などを備えている。図１に示されるように、液体充填装置６１は、搬入コンベア３の上流側に設けられており、空の容器３１内に液体を充填するようになっている。なお、液体充填装置６１の内部には充填温度計６２が設けられている。充填温度計６２は、液体充填装置６１内のタンクに溜められた液体の温度を測定して、制御装置４１のＣＰＵ４４に温度測定信号を出力するようになっている。また、液体が充填された容器３１には、図示しない打栓機によってキャップが取り付けられるようになっている。
【００２５】
図１，図２に示されるように、容器回転装置１１は、搬入コンベア３の下流部分から搬送コンベア２の上流部分までの範囲、及び、搬送コンベア２の下流部分から搬出コンベア４の上流部分までの範囲に亘ってそれぞれ設けられている。容器回転装置１１は一対のベルトコンベア１２からなっており、前記搬送ライン上を通過する容器３１を両ベルトコンベア１２によって側方から挟持するようになっている。なお、図２に示されるように、両ベルトコンベア１２のベルトは、対向する面において容器３１の通過方向と同一方向に動くようになっている。そして、一方のベルトコンベア１２のベルトの速度は、他方のベルトコンベア１２のベルトの速度よりも高くなっている。これにより、容器回転装置１１を通過する容器３１は、例えば容器３１の軸線方向に対して時計回り方向に回転するようになる。これに伴い、容器３１内に充填された液体は、容器３１の回転方向と同一方向（本実施形態では、容器３１の軸線方向に対して時計回り方向）に流動する。なお、容器回転装置１１を通過した後に容器３１の回転が停止したとしても、容器３１内の液体は、惰性により容器３１の軸線方向に対して時計回り方向に回転し続ける。
【００２６】
なお、容器３１としては、光（白色光や赤外線など）が乱反射することなく透過するものであれば特に限定されることはなく、例えばガラスビンやプラスチックボトルなどを挙げることができる。また、容器３１内に充填される液体も、光が乱反射することなく透過するものであれば特に限定されることはなく、例えば、液体調味料（醤油、つゆ、ポン酢、みりんなど）やジュースなどを挙げることができる。
【００２７】
図１，図２に示される前記中身検査装置２１は、容器３１の中身（液体）を検査するための装置である。中身検査装置２１は、中身検査システム１全体を統括的に制御するための制御装置４１を備えている。制御装置４１は、ＣＰＵ４４、ＲＯＭ４５、ＲＡＭ４６、Ａ／Ｄ変換部４２、２値化変換回路４３及び入出力回路等により構成されている。ＣＰＵ４４は、前記各コンベア２，３，４のモータ９、前記液体充填装置６１、前記容器回転装置１１、不良品排出装置５及び警報装置６などに電気的に接続されており、各種の駆動信号によってそれらを制御する。また、ＣＰＵ４４には、入力手段であるキーボード４７や、表示手段であるディスプレイ４８が接続されている。キーボード４７は、生産開始時であることの条件となる容器３１の数（本実施形態では、生産を開始してから１０００本目まで）などの情報をＣＰＵ４４に入力するためのものである。ディスプレイ４８は、搬送ライン上に存在する容器３１の数、容器３１の生産量、どの容器３１に許容量を超えるフロックが発生したかなどを表示するようになっている。なお、ディスプレイ４８は、中身検査システム１の動作状態を簡略化した正面図（図１参照）や平面図（図２参照）を表示してもよい。また、キーボード４７及びディスプレイ４８はなくてもよい。
【００２８】
図１，図２に示される中身検査装置２１は、容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３を備えている。容器側面用照明装置５２は、搬送コンベア２の中央部の側方に設けられ、容器３１の側方から光を照射するようになっている。一方、容器底面用照明装置５３は、搬送コンベア２と搬出コンベア４との間において２個設けられ、容器３１の下方から光を照射するようになっている。本実施形態の容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３は、常時点灯している。ここで、照射する光としては白色光や赤外線などが挙げられるが、液体が透明の液体である場合には白色光を用いることが好ましく、液体が色の濃い液体（例えば、醤油、つゆ、ポン酢など）である場合には赤外線を用いることが好ましい。
【００２９】
なお、容器側面用照明装置５２及び容器底面用照明装置５３の設置箇所は本実施形態に限定されるものではない。例えば、容器側面用照明装置５２を、容器３１の側方から光を照射する位置に設置するのではなく、容器３１の斜め下方もしくは斜め上方から光を照射する位置に設置してもよい。この場合、フロックに反射した光をフロック検知用モノクロカメラ５１ａが取り込むことにより、フロックが検出される。この方法を採用すると、フロックが白色や薄い色の場合には、フロックを精度良く検出できる。
【００３０】
なお、穀物酢、米酢等の比較的透明な製品で発生するフロックは白色または薄い色である場合が多いため、この方法が有効である。一方、黒酢などの製品で発生するフロックは色が濃いため、本実施形態のような透過照明方式が有効である。このように、照明装置やカメラの設置箇所は、容器３１内の液体に発生するフロックの性質や色に応じて、最適なものを選択することが好ましい。
【００３１】
図１，図２に示されるように、中身検査装置２１は、２個のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（撮像手段）、２個の側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ（撮像手段）、及び、２個の底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃ（撮像手段）を備えている。各フロック検知用モノクロカメラ５１ａ及び各側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは、搬送コンベア２を挟んで容器側面用照明装置５２と対向配置されている。各フロック検知用モノクロカメラ５１ａは、搬送コンベア２の搬送方向に沿って２箇所に配置されている。各側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは、各フロック検知用モノクロカメラ５１ａの下流側において、搬送コンベア２の搬送方向に沿って２箇所に配置されている。また、図２に示されるように、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂが見ている方向（カメラ光軸方向）と、搬送コンベア２の搬送方向（図２の水平方向）とがなす角度は、６０°程度である。上流側の２箇所に配置されたフロック検知用モノクロカメラ５１ａは斜め後方を向いており、下流側の２箇所に配置された側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂは斜め前方を向いている。そして、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の側方から容器３１内の液体を撮像するようになっている。詳述すると、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１を透過した光によって生じる陰影を撮像するようになっている。本実施形態では、上流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａと、上流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂとを用いて、１つの容器３１を撮像する。さらに、下流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａと、下流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂとを用いて、１つの容器３１を撮像する。また、モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像するようになっている。具体的に言うと、まず、上流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置するフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて、下流側に移動してきた同じ容器３１内の液体を再度撮像する。同様に、上流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置する側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを用いて、下流側に移動してきた同じ容器３１内の液体を再度撮像する。これにより、容器３１内の液体の画像が時間差で撮像される。なお、各コンベア２，３，４を停止した状態で、上流側または下流側に位置するモノクロカメラ５１ａ，５１ｂのみを用いて容器３１内の液体の画像を撮像するようにしてもよい。
【００３２】
図１，図２に示されるように、各底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、各容器底面用照明装置５３の下側にそれぞれ配置されており、容器３１の下方から容器３１内の液体を撮像するようになっている。また、底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像するようになっている。具体的に言うと、まず、上流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて、容器３１内の液体を撮像する。次に、所定時間経過後、下流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて、同じ容器３１内の液体を再度撮像する。これにより、容器３１内の液体の画像が時間差で撮像される。なお、各コンベア２，３，４を停止した状態で、上流側または下流側に位置する底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃのみを用いて容器３１内の液体の画像を撮像するようにしてもよい。
【００３３】
ところで、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて画像処理による異物検査を行う場合、容器３１全体を撮像する必要がある。仮に、容器３１の一部（例えば容器３１の胴部３２の半分程度）のみを撮像したとしても、撮像していない箇所の異物を発見できないためである。この問題は、容器３１内の液体が流動している状態で複数枚撮像すればある程度は解消されるが、完全に解消できるとは言い切れない。
【００３４】
一方、フロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて画像処理によるフロック７１（図３（ａ），（ｂ）参照）の発生を把握する検査を行う場合、容器３１の一部のみを撮像したとしても、フロック７１の発生傾向を十分に把握できる。従って、本実施形態のフロック検知用モノクロカメラ５１ａは、容器３１の胴部３２における３０ｃｍ２以下（本実施形態では１５ｃｍ２程度）の領域を視野として画像を得るようになっている。このようにすれば、容器３１全体を撮像する場合に比べて、画像の同一面積当りの画素数を多くすることができるため、フロック７１の発生を把握できる精度が向上する。ゆえに、フロック検知用モノクロカメラ５１ａとして高感度のものを用いなくても済む。
【００３５】
そして、図１，図２に示される各モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを、撮像信号として前記Ａ／Ｄ変換部４２に出力するようになっている。具体的に言うと、モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、１つの容器３１内の液体を撮像して得た画像データを、第１撮像信号として出力する。さらに、モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃは、所定時間経過後に同じ容器３１内の液体を撮像して得た画像データを、第２撮像信号として出力する。なお、各撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部４２によってデジタル変換され、前記２値化変換回路４３に出力される。
【００３６】
２値化変換回路４３は、デジタル変換された第１撮像信号及び第２撮像信号に基づいて、画像データを「０」（光検出の白画素）または「１」（光非検出の黒画素）に２値化する２値化処理を行うようになっている。具体的に言うと、フロック７１、気泡７２、異物７３、容器３１の傷７４などの存在により光を検出せずに黒くなっている画素（図３（ａ），（ｂ）の斜線部分参照）を「１」とし、液体しか存在しないために光を検出して白くなっている画素（図３（ａ），（ｂ）の非斜線部分参照）を「０」とするようになっている。そして、２値化変換回路４３は、２値化処理された画像データを２値化処理信号として前記ＣＰＵ４４に出力するようになっている。
【００３７】
なお本実施形態では、第１撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第１画像（図３（ａ）参照）と、第２撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第２画像（図３（ｂ）参照）との間において、フロック７１、気泡７２及び異物７３が左から右へ２画素分移動している。それに対して、傷７４は全く移動していない。また、異物７３は、フロック７１や気泡７２よりも大きい塊である。本実施形態では、３画素以上３４画素以下のものを１つの微小浮遊物（フロック７１または気泡７２）とカウントし、３５画素以上のものを１つの異物７３とカウントしている。
【００３８】
図１に示されるＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における液体以外の微小浮遊物（フロック７１及び気泡７２を含む）を認識するようになっている。例えば、ＣＰＵ４４は、第１画像（図３（ａ）参照）と第２画像（図３（ｂ）参照）とを重ねあわせ、両者の差を検出する。具体的に言うと、特定の画素が両方の画像で「１」となる場合、画素を「０」とする。これにより、容器３１の傷７４は画素数として認識されなくなる。また、特定の画素が一方の画像で「１」となり他方の画像で「０」となる場合、画素を「１」とする。さらに、特定の画素が両方の画像で「０」となる場合、画素を「０」とする。そして、ＣＰＵ４４は、微小浮遊物存在領域の面積を画素数（「１」となる画素の数）として認識するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『画像認識手段』としての機能を有している。
【００３９】
また、図１に示されるＣＰＵ４４は、液体中にフロック７１が全くまたは殆ど含まれない状態、即ち、液体中に気泡７２以外のものが全くまたは殆ど生じない状態で前記フロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像して得た画像データに基づいて、基準画素数を設定するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『基準画素数設定手段』としての機能を有している。なお、基準画素数を設定するための画像データは、生産を開始して生産が安定した頃に取得することが好ましい。例えば、液体が充填された容器３１を１０万本生産する場合、生産を開始してから１００本目までは画像データを取得せず、それ以降の１０００本の容器３１において画像データを取得する。なお、取得するデータは、少なくとも５本以上の容器３１から取得することがよいが、好ましくは１０本以上、さらには５０本以上の容器３１から取得することがよい。ここで、「取得するデータ」とは、第１画像（図３（ａ）参照）と第２画像（図３（ｂ）参照）との差から認識される画素数のデータである。そして、基準画素数は、取得した画像データに基づいて算出されるが、要求される精度などに応じて算出することができる。例えば、前記微小浮遊物存在領域の面積（画素数）の平均値を基準画素数としてもよいし、画素数の最大値を基準画素数としてもよい。そして、ＣＰＵ４４は、設定された基準画素数をＲＡＭ４６に記憶するようになっている。即ち、ＲＡＭ４６は、『基準画素数記憶手段』としての機能を有している。
【００４０】
ところで、前記容器３１内への液体の充填が滞りなく行われている場合、同一の製造ロットであれば気泡７２の量は安定する。しかし、容器３１内への液体の充填速度、液体の充填温度、充填後の容器３１の搬送速度などが変化すると、気泡７２の量が変化する可能性が高く、フロック７１の検出精度も低下してしまう。特に、充填速度が変化すると気泡７２の量は大きく変化するため、フロック７１の検出精度低下は顕著になる。
【００４１】
そこで、本実施形態では、充填速度、充填温度及び搬送速度の少なくとも１つの要素が変化した場合に、図１に示されるＣＰＵ４４が基準画素数を補正するようになっている。例えば、充填速度が変化した場合、ＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。まず、安定時（充填速度が変化しない状態）の充填速度での気泡７２の量（画素数）を把握しておく。そして、充填速度が遅くなると気泡７２が減少するため、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を減少させる。一方、充填速度が速くなると気泡７２が増加するため、ＣＰＵ４４は基準画素数を増加させる。例えば、安定時の充填速度が３００本／分であり、その場合に気泡７２として認識した画素数（基準画素数）が４００画素であった場合、充填速度が２００本／分と遅くなった際に基準画素数を３００画素に補正する。この場合、基準画素数の減少量は、液体の性質などに基づき、経験則やデータ解析などによって求められる。また、充填から撮像までの時間差を考慮して気泡７２の量（基準画素数）を設定することがより好ましい。なお本実施形態において、充填速度は、ＣＰＵ４４が液体充填装置６１を駆動制御する際の出力に基づいて算出される。
【００４２】
充填温度が変化した場合、図１に示されるＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。充填温度が高くなると気泡７２が増加するため、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を増加させる。一方、充填温度が低くなると気泡７２が減少するため、ＣＰＵ４４は、基準画素数を減少させる。なお本実施形態において、充填温度は、前記充填温度計６２から入力された前記温度測定信号に基づいて、ＣＰＵ４４により検出される。
【００４３】
また、前記搬送速度が変化した場合、ＣＰＵ４４は以下のような処理を行う。搬送速度が速くなると、液体が充填されてから前記フロック検知用モノクロカメラ５１ａに撮像されるまでの時間が短くなるので殆ど消泡されず、搬送時の振動も大きくなるため、気泡７２が増加する。この場合、ＣＰＵ４４は、気泡７２と認識する画素数（基準画素数）を増加させる。一方、搬送速度が遅くなると、液体が充填されてからフロック検知用モノクロカメラ５１ａに撮像されるまでの時間が長くなるのでかなり消泡され、搬送時の振動も小さくなるため、気泡７２が減少する。この場合、ＣＰＵ４４は、基準画素数を減少させる。なお本実施形態において、搬送速度は、ＣＰＵ４４が前記各コンベア２，３，４のモータ９を駆動制御する際の出力に基づいて算出される。
【００４４】
図１に示されるＣＰＵ４４は、現在搬送ライン上にある前記容器３１内の液体をフロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像することにより認識された画素数と、前記ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数とを比較するようになっている。そして、ＣＰＵ４４は、画素数の差が許容量を超えているか否か、即ち、許容量を超えるフロック７１が発生しているか否かを判定するようになっている。即ち、ＣＰＵ４４は、『フロック発生判定手段』としての機能を有している。なお本実施形態では、気泡７２の量としては異常であるという画素数をあらかじめ決めておき、許容量に達した場合にフロック７１の発生と認識する。本実施形態では、気泡７２の量が４００画素である場合、画素数が５００画素以上１０００画素未満である場合にフロック７１の発生を認識する。なお、画素数が４５０画素を超えたものが３０％以上になった場合にフロック７１の発生を認識してもよいし、画素数が連続して４３０画素を超えた場合や、画素数が１回でも５００画素を超えた場合に、フロック７１の発生を認識してもよい。即ち、許容量は、使用者の求める精度や、許容される誤動作の範囲などにより自由に設定できる。
【００４５】
画素数の差が許容量を超えていると判定された場合、図１に示されるＣＰＵ４４は、不良品検出信号を前記不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を前記警報装置６に出力する。そして、ＣＰＵ４４は、不良品検出信号に基づいて不良品排出装置５を作動させ、フロック７１の発生が検出された容器３１を不良品として排出させる制御を行う。このとき、ＣＰＵ４４は、不良品となった容器３１が搬送されてくるタイミングに併せて、不良品排出装置５を作動させる。また、ＣＰＵ４４は、前記警報装置６に警報音や光を出力させる制御を行う。
【００４６】
次に、容器入り液体食品の製造方法を説明する。容器入り液体食品は、容器３１内に液体を充填する充填工程を行った後、容器入り液体の中身検査を行うことにより製造される。以下、容器入り液体の中身検査方法を説明する。
【００４７】
液体の充填された容器３１が搬送され、容器回転装置１１に到達すると、容器３１は、容器回転装置１１によって時計回り方向に回転させられ、容器３１内の液体は時計回り方向に流動する（流動工程）。そして、容器３１が容器回転装置１１を通過した後、フロック検知用モノクロカメラ５１ａ、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１内の液体が流動している状態で液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを撮像信号としてＣＰＵ４４に出力する（撮像工程）。具体的には、容器３１が容器側面用照明装置５２の側方に到達した際に、その容器３１をフロック検知用モノクロカメラ５１ａ及び側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂにより撮像する。モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の側方の容器側面用照明装置５２から照射された光が容器３１を透過した光を捉えることにより、画像を撮像する。一方、容器３１が容器底面用照明装置５３の上方に到達した際に、その容器３１を底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃにより撮像する。底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃは、容器３１の下方に位置する容器底面用照明装置５３から照射された光が液体中に含まれるフロック７１などに反射した反射光を捉えることにより、画像を撮像する。
【００４８】
モノクロカメラ５１ａ〜５１ｃにより撮像された画像は、撮像信号としてＡ／Ｄ変換部４２に出力され、デジタル変換されて２値化変換回路４３に出力される。２値化変換回路４３は、撮像信号を「０」（光検出の白画素、図３（ａ），（ｂ）の非斜線部分参照）、または、「１」（光非検出の黒画素、図３（ａ），（ｂ）の斜線部分参照）に２値化して２値化処理信号を生成し、２値化処理信号をＣＰＵ４４に出力する。なお、本実施形態のＡ／Ｄ変換部４２や２値化変換回路４３は、ＣＰＵ４４とは別々に設けられているが、両者の機能をＣＰＵ４４に持たせるようにしてもよい。
【００４９】
次に、フロック検知用モノクロカメラ５１ａを用いて画像処理によるフロック７１の発生を把握する検査を行う場合に、制御装置４１のＣＰＵ４４によって行われる処理について説明する。
【００５０】
図４に示されるステップＳ１０の処理において、ＣＰＵ４４は、液体充填装置６１による液体の充填速度が変化したか否かを判定する。充填速度が変化していなければ（ステップＳ１０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２０の処理へ移行する。ステップＳ２０において、ＣＰＵ４４は、充填温度計６２から出力された温度測定信号に基づいて、液体の充填温度が変化したか否かを判定する。充填温度が変化していなければ（ステップＳ２０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ３０の処理へ移行する。ステップＳ３０において、ＣＰＵ４４は、充填後の容器３１の搬送速度が変化したか否かを判定する。充填速度が変化していなければ（ステップＳ３０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ５０の処理へ移行する。
【００５１】
なお、充填速度、充填温度及び搬送速度の少なくとも１つが変化した場合（ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ４０の処理へ移行する。ステップＳ４０において、ＣＰＵ４４は、ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数を補正し、ステップＳ５０の処理へ移行する。
【００５２】
ステップＳ５０において、ＣＰＵ４４は、フロック検知用モノクロカメラ５１ａからの撮像信号に基づいて生成された２値化処理信号が入力されたか否かを判定する。ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力されていない場合（ステップＳ５０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０〜Ｓ１１０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力された場合（ステップＳ５０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０の処理へ移行する。
【００５３】
ステップＳ６０において、ＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における液体以外の微小浮遊物を認識する。そして、ＣＰＵ４４は、フロック７１及び気泡７２を含む微小浮遊物の量（微小浮遊物存在領域の面積）を画素数として認識する（画像認識工程）。
【００５４】
続くステップＳ７０において、ＣＰＵ４４は、生産開始時か否かを判定する。具体的に言うと、ＣＰＵ４４は、容器検出センサ１０からの容器検知信号の入力回数が、所定回数（本実施形態では「１０００」）に到達していないか否かを判定する。なお、生産開始時か否かを判定する方法は、上記の容器検出センサ１０を用いた方法に限定されない。例えば、１本目の容器３１に液体を充填する際にカウントを開始するタイマを設け、生産開始から１０００本の容器３１が通過するまでの時間が経過していないか否かをＣＰＵ４４によって判定するようにしてもよい。生産開始時である場合（ステップＳ７０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ８０の処理へ移行する。ステップＳ８０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０にて認識された画素数を基準画素数としてＲＡＭ４６に記憶し（基準画素数設定工程）、ここでの処理を終了する。
【００５５】
一方、生産開始時ではない場合（ステップＳ７０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ９０の処理へ移行する。ステップＳ９０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ６０にて認識した画素数と、ステップＳ８０にてＲＡＭ４６に記憶した基準画素数とを比較する。そして、ステップＳ１００において、ＣＰＵ４４は、画素数の差が許容量を越えているか否か、即ち、許容量を超えるフロック７１が発生しているか否かを判定する（フロック発生判定工程）。画素数の差が許容量を超えていない場合（ステップＳ１００：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ１１０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、画素数の差が許容量を超えている場合（ステップＳ１００：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ１１０の処理へ移行する。なお本実施形態では、後に異物検知用モノクロカメラ５１ｂ，５１ｃによる異物７３の検知を行うが、許容量を超えるフロック７１の発生を判定する際の基準として画素数の下限値だけを設定すると、上記のフロック発生判定工程においてフロック７１の発生と異物７３の発生とをまとめて検知してしまう。そこで本実施形態では、許容量を超えるフロック７１の発生を判定する際の基準として、画素数の下限値だけでなく上限値も設定した。具体的には、基準画素数が４００画素である場合、画素数が５００画素以上１０００画素未満である場合にフロック７１が発生していると判定する。
【００５６】
ステップＳ１１０において、ＣＰＵ４４は、不良品であることを示す不良品検出信号を不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を警報装置６に出力する。その結果、不良品排出装置５により、フロック７１の発生が検出された容器３１が不良品として排出され、警報装置６により、警報音や光が出力される。
【００５７】
次に、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃを用いて画像処理による異物検査を行う場合に、制御装置４１のＣＰＵ４４によって行われる処理について説明する。
【００５８】
図５に示されるステップＳ２１０の処理において、ＣＰＵ４４は、側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ及び底面側異物検知用モノクロカメラ５１ｃからの撮像信号に基づいて生成された２値化処理信号が入力されたか否かを判定する。ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力されていない場合（ステップＳ２１０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０〜Ｓ２４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、ＣＰＵ４４に２値化処理信号が入力された場合（ステップＳ２１０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０の処理へ移行する。
【００５９】
ステップＳ２２０において、ＣＰＵ４４は、２値化変換回路４３から入力された２値化処理信号が示す画像データの時間的変化を解析して、液体中における異物７３を認識する。そして、ＣＰＵ４４は、異物７３の量（異物存在領域の面積）を画素数として認識する。
【００６０】
続くステップＳ２３０において、ＣＰＵ４４は、ステップＳ２２０にて認識された画素数が１０００画素以上か否かを判定する。画素数が１０００画素未満である場合（ステップＳ２３０：Ｎ）、ＣＰＵ４４は、液体中に異物７３が存在しないものと判定して、ステップＳ２４０の処理を行わずに、ここでの処理を終了する。一方、画素数が１０００画素以上である場合（ステップＳ２３０：Ｙ）、ＣＰＵ４４は、液体中に異物７３が存在していると判定して、ステップＳ２４０の処理へ移行する。ステップＳ２４０において、ＣＰＵ４４は、不良品であることを示す不良品検出信号を不良品排出装置５に出力するとともに、警報信号を警報装置６に出力する。その結果、不良品排出装置５により、フロック７１の発生が検出された容器３１が不良品として排出され、警報装置６により、警報音や光が出力される。
（実施例１）
【００６１】
本発明の効果を確認するために実施したより具体的な実施例１を以下に説明する。
【００６２】
まず、直径７２ｍｍ、高さ２０１ｍｍの容器３１（ガラスビン）に米酢（酸度４．５％）が５００ｍｌ入ったものを１０万本生産し、それらを４００本/分の充填速度及び搬送速度で搬送する。このとき、複数のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（図１，図２参照）を用いて容器３１内の液体を撮像する。
【００６３】
なお、撮像して記録される内容は、画像データを２値化処理した上で、液体以外の物質と特定してからカウントされる、微小浮遊物の数である。本実施例では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体において、微小浮遊物の発生具合の平均を記録しておく。具体的には、ＣＰＵ４４が、１０００本の容器３１における微小浮遊物の量を示す画素数の平均値を算出し、ＲＡＭ４６に記憶しておく。ここで、撮像手段として、１４０万画素のフロック検知用モノクロカメラ５１ａを用い、容器３１の側方から光を透過させる容器側面用照明装置５２として、高輝度白色照明を用いた。また、撮像範囲は、容器３１の胴部３２の１５ｃｍ２（５ｃｍ×３ｃｍ）の範囲（即ち、約１３２万画素分）とし、３画素（面積０．００３４ｍｍ２）以上のものを１つの微小浮遊物とカウントした。
【００６４】
その結果、生産開始時１０００本にて記憶された微小浮遊物の数（生産開始時は気泡７２のみ）は、６２〜１３７個、平均９３個であった。このため、生産開始から１０００本以降の生産品においては、１４０個以上の微小浮遊物がカウントされた場合に、フロック７１が発生したものとして不良品検出信号及び警報信号を出力するように設定した。本実施例１では、フロック７１の発生を容易にするために、液体充填装置６１内のタンクの液面の高さを一定時間保つなどしてあらかじめ調整しておいた結果、およそ生産開始２時間後（本実施形態ではおよそ４８０００本目）の容器３１に微小浮遊物が１５０個以上カウントされたものが検出された。ここで、搬送コンベア２上の容器３１内の液体を確認したところ、液体中にフロック７１が発生していることが確認された。なお、これ以降は、液体中にフロック７１が発生する頻度が徐々に高くなった。
【００６５】
なお、上記実施例１では、搬送速度を４００本/分に設定しているが、搬送速度はこれより速くてもよいし遅くてもよい。また、上記実施例１では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体の状態を記録していたが、容器３１の数は１０００本に限定されるものではなく、液体の種類によって増減されてもよい。さらに、上記実施例１では、１４０万画素のモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃにて撮像を行い、容器３１の側方または下方から光を透過させ、撮像範囲は１５ｃｍ２としたが、これらに限定されるものではなく、容器３１や液体の種類に応じてそれぞれ条件を変更してもよい。
（実施例２）
【００６６】
次に、本発明の効果を確認するために実施したより具体的な実施例２を以下に説明する。
【００６７】
まず、上記実施例１と同じ容器３１に米酢（酸度４．５％）が５００ｍｌ入ったものを１０万本生産し、それらを３００本／分の充填速度及び搬送速度で搬送する。このとき、複数のフロック検知用モノクロカメラ５１ａ（図１，図２参照）を用いて容器３１内の液体を撮像する。なお、撮像して記録される内容、撮像手段、容器側面用照明装置５２、撮像範囲などは、上記実施例１と同じである。
【００６８】
その結果、生産開始時１０００本にて記憶された微小浮遊物の数（生産開始時は気泡７２のみ）は、５３〜１０４個、平均７２個であった。そして、搬送コンベア２の速度が途中で変化した場合を考慮し、あらかじめ算出しておいた値Ｘ，Ｙの関係に基づいて、Ｙ＝Ｘ−（ｔ−５）×１４の式を設定（ＲＯＭ４５に記憶）した。ここで、Ｘは、生産開始時の微小浮遊物（気泡７２）の数（実施例２では「１１０」）を示し、上記微小浮遊物の数（５３〜１０４個）から設定したものである。また、Ｙは、フロック７１が発生したものとして不良品検出信号及び警報信号を出力する閾値を示している。さらに、ｔは、液体を充填してから中身検査を開始するまでの時間（秒）を示している。但し、上記閾値Ｙが１０以下の数値になった場合は、閾値Ｙ＝１０に設定する。
【００６９】
本実施例２では、フロック７１の発生を容易にするために、液体充填装置６１内のタンクの液面の高さを一定時間保つなどしてあらかじめ調整しておいた結果、およそ生産開始２時間後（本実施形態ではおよそ３６０００本目）の容器３１に微小浮遊物が閾値以上カウントされたものが検出された。ここで、搬送コンベア２上の容器３１内の液体を確認したところ、液体中にフロック７１が発生していることが確認された。なお、これ以降は、液体中にフロック７１が発生する頻度が徐々に高くなった。
【００７０】
なお、上記実施例２では、搬送速度を最高３００本/分に設定しているが、搬送速度はこれより速くてもよいし遅くてもよい。また、上記実施例２では、生産開始時の１０００本の容器３１内の液体の状態を記録していたが、容器３１の数は１０００本に限定されるものではなく、液体の種類によって増減されてもよい。さらに、上記実施例２では、１４０万画素のフロック検知用モノクロカメラ５１ａにて撮像を行い、容器３１の側方または下方から光を透過させ、撮像範囲は１５ｃｍ２としたが、これらに限定されるものではなく、容器３１や液体の種類に応じてそれぞれ条件を変更してもよい。また、本実施例２では計算式を用いたが、これは本実施例２の場合にのみ最適な計算式であり、条件に応じて適宜計算式を変更し、最適な閾値を設定してもよい。
【００７１】
従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００７２】
（１）本実施形態の容器入り液体の中身検査方法では、ステップＳ６０において認識した画素数と、ステップＳ８０においてＲＡＭ４６に記憶した基準画素数とを比較し、ステップＳ１００の判定を行うことにより、生産の時間経過に伴うフロック７１の発生を的確に把握できる。ゆえに、フロック７１の混入による品質低下がない容器入り液体食品を製造できる。
【００７３】
（２）ところで、液体中に異物７３が発生した場合は、液体が充填された容器３１を１本も製品として採用できないため、精度を厳しく設定することが求められる。しかし、本実施形態では、異物７３と比べると画素数がかなり少なくなるフロック７１（図３（ａ），（ｂ）参照）が液体中に発生した時点で、フロック７１の増加状況を確認したうえで、不良品排出装置５による不良品の排出及び警報装置６による警報音や光の出力を行っている。従って、液体中のフロック７１をチェックできるだけでなく、液体中の異物７３も確実にチェックできる。
【００７４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
【００７５】
・上記実施形態のＣＰＵ４４は、フロック検知用モノクロカメラ５１ａからの撮像信号に基づいて認識された画素数と、ＲＡＭ４６に記憶されている基準画素数との差が許容量に達した場合にフロック７１の発生を認識していた。しかし、ＣＰＵ４４は、上記の画素数の差がさらに特定量まで広がった場合に、フロック７１及び気泡７２よりも大きい異物７３の発生を認識するようにしてもよい。例えば、気泡７２の量が４００画素である場合、画素数が５００画素以上（画素数の差が１００画素以上）である場合にフロック７１または異物７３の発生を認識し、画素数が１０００画素以上（画素数の差が６００画素以上）である場合に異物７３の発生を認識するようにしてもよい。具体的には、図４に示すステップＳ５０の処理の後に、画素数が１０００画素以上であるか否かを判定する処理を追加する。そして、画素数が１０００画素未満であれば、ステップＳ６０〜Ｓ１１０の処理を実行させ、画素数が１０００画素以上であれば、図５に示すステップＳ２２０，Ｓ２４０の処理を順番に実行させるようにする。
【００７６】
このようにすれば、フロック検知用モノクロカメラ５１ａにより、フロック７１に加えて異物７３の発生も検知できる。よって、異物検査装置にフロック７１の発生を検知する機能を持たせて上記実施形態の中身検査装置２１を構成する場合、プログラムを変更するだけで済み、カメラを増やすなどせずに既存の構成をそのまま流用できる。
【００７７】
・上記実施形態では、フロック７１が検出された場合に、ＣＰＵ４４は、不良品排出装置５によって不良品を排出させる制御を行うとともに、警報装置６から警報音や光を出力させる制御を行っていた（図４のステップＳ７０参照）。しかし、フロック７１が検出された場合、ＣＰＵ４４は、液体充填装置６１による液体の充填速度を遅くする制御を行ってもよいし、搬送ラインを完全に停止させる（各コンベア２，３，４のモータ９を停止させる）制御を行ってもよい。
【００７８】
・上記実施形態では、液体が充填された容器３１を容器回転装置１１で回転させることにより、液体を容器３１内で流動させていたが、容器３１を容器回転装置１１で回転させなくてもよい。容器３１を容器回転装置１１で回転させなくても、液体を充填した直後や容器３１の搬送中に、液体が自然に流動している可能性が高いためである。
【００７９】
・上記実施形態におけるモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃの数や組み合わせ等を適宜変更してもよい。例えば、フロック検知用モノクロカメラ５１ａや側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂを、搬送コンベア２の搬送方向に沿って上下２個ずつ配置してもよい。この場合、モノクロカメラ５１ａ，５１ｂは、容器３１の胴部３２の上部及び下部をそれぞれ撮像し、それぞれについてフロック７１の発生を判定するため、生産の時間経過に伴うフロック７１の発生をより的確に把握できる。また、各モノクロカメラ５１ａ，５１ｂのカメラ光軸方向と搬送コンベア２の搬送方向とを直交させ、フロック検知用モノクロカメラ５１ａ群と側面側異物検知用モノクロカメラ５１ｂ群とを上下にそれぞれ配置してもよい。
【００８０】
・上記実施形態では、撮像手段としてモノクロカメラ５１ａ〜５１ｃが用いられていたが、カラーカメラなどを撮像手段として用いてもよい。なお、撮像手段は、管球式撮像管を用いたカメラであってもよいし、画像を第１撮像信号及び第２撮像信号に変換する固体イメージセンサを用いたカメラであってもよい。固体イメージセンサとしては、ＭＯＳ型固体イメージセンサや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）などが挙げられる。
【００８１】
・上記実施形態では、微小浮遊物の画像認識精度を向上させるために、前処理において画像データに対する２値化処理を行っていた。しかし、画像データに対してフィルタリング、平滑化、鮮鋭化などの処理を行うことにより、微小浮遊物の画像認識精度を向上させてもよい。
【００８２】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００８３】
（１）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記撮像工程の前に、容器内の液体を流動させる流動工程を実施することを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８４】
（２）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、警報手段に警報を行わせる警報実施工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８５】
（３）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、不良品排出手段に不良品を排出させる不良品排出工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８６】
（４）請求項１乃至３のいずれか１項において、前記フロック発生判定工程において許容量を超えるフロックを発生していると判定された場合に、前記容器を搬送する搬送ラインを停止させる搬送ライン停止工程を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【００８７】
（５）請求項５において、前記容器は、前記液体が前記容器の軸線方向に対して回転している状態で搬送され、前記撮像手段は、前記容器の側方または下方から前記液体を撮像することを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００８８】
（６）請求項５において、前記撮像手段は複数設けられていることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００８９】
（７）容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備え、前記基準画素数設定手段は、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００９０】
（８）容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備え、前記撮像手段は、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【００９１】
（９）容器内の液体を流動させる容器流動手段と、前記液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段とを備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査システム。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本実施形態の中身検査システムを示す正面図。
【図２】中身検査システムを示す平面図。
【図３】（ａ）は第１撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第１画像を示す図、（ｂ）は第２撮像信号から生成された２値化処理信号が示す第２画像を示す図。
【図４】制御装置のＣＰＵにて行われる処理を示すフローチャート。
【図５】制御装置のＣＰＵにて行われる処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９３】
２１…中身検査装置
３１…容器
３２…胴部
４４…画像認識手段、基準画素数設定手段及びフロック発生判定手段としてのＣＰＵ
４６…基準画素数記憶手段としてのＲＡＭ
５１ａ…撮像手段としてのフロック検知用モノクロカメラ
５１ｂ…撮像手段としての側面側異物検知用モノクロカメラ
５１ｃ…撮像手段としての底面側異物検知用モノクロカメラ
７１…フロック
７２…気泡
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する撮像工程と、
前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識工程と、
前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定工程と、
前記画像認識工程において認識した前記画素数と、前記基準画素数設定工程において設定した前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定工程と
を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【請求項２】
前記基準画素数設定工程では、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することを特徴とする請求項１に記載の容器入り液体の中身検査方法。
【請求項３】
前記撮像工程では、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の容器入り液体の中身検査方法。
【請求項４】
容器内に液体を充填する充填工程を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器入り液体の中身検査方法による検査を行って、容器入り液体食品を製造することを特徴とする容器入り液体食品の製造方法。
【請求項５】
容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、
前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、
前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、
前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、
前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段と
を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【請求項１】
容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像し、得た画像データを出力する撮像工程と、
前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識工程と、
前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定工程と、
前記画像認識工程において認識した前記画素数と、前記基準画素数設定工程において設定した前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定工程と
を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査方法。
【請求項２】
前記基準画素数設定工程では、前記容器内への前記液体の充填速度、前記液体の充填温度、及び、充填後の前記容器の搬送速度の少なくとも１つの要素を加味して、前記基準画素数を設定することを特徴とする請求項１に記載の容器入り液体の中身検査方法。
【請求項３】
前記撮像工程では、前記容器の胴部における３０ｃｍ２以下の領域を視野として画像を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の容器入り液体の中身検査方法。
【請求項４】
容器内に液体を充填する充填工程を行った後、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の容器入り液体の中身検査方法による検査を行って、容器入り液体食品を製造することを特徴とする容器入り液体食品の製造方法。
【請求項５】
容器内の液体が流動している状態で前記液体の画像を時間差で撮像して得た画像データを出力する撮像手段と、
前記画像データの時間的変化を解析して前記液体中における液体以外の微小浮遊物を認識するとともに、気泡及びフロックを含む前記微小浮遊物の量を画素数として認識する画像認識手段と、
前記液体中にフロックが全くまたは殆ど含まれない状態で撮像して得た前記画像データに基づいて、基準画素数を設定する基準画素数設定手段と、
前記基準画素数設定手段によって設定された前記基準画素数を記憶する基準画素数記憶手段と、
前記画像認識手段により認識された前記画素数と、前記基準画素数記憶手段に記憶されている前記基準画素数とを比較して、許容量を超えるフロックが発生しているか否かを判定するフロック発生判定手段と
を備えることを特徴とする容器入り液体の中身検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２００８−２９１７（Ｐ２００８−２９１７Ａ）
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１７１９５４（Ｐ２００６−１７１９５４）
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（３９８０６５５３１）株式会社ミツカングループ本社 (157)
【出願人】（３０１０５８３３３）株式会社ミツカンサンミ (13)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月２１日（２００６．６．２１）
【出願人】（３９８０６５５３１）株式会社ミツカングループ本社 (157)
【出願人】（３０１０５８３３３）株式会社ミツカンサンミ (13)
【Ｆターム（参考）】
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