特表 2024-522219 パッケージ品質検査ステーション及びパッケージの品質検査方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-06-11

(54)【発明の名称】パッケージ品質検査ステーション及びパッケージの品質検査方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/89 20060101AFI20240604BHJP

   B65G 15/14 20060101ALI20240604BHJP

   B65G 47/52 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

G01N21/89 T

B65G15/14

B65G47/52 A

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023577211

(86)(22)【出願日】2022-05-04

(85)【翻訳文提出日】2023-12-13

(86)【国際出願番号】 EP2022061979

(87)【国際公開番号】W WO2022263051

(87)【国際公開日】2022-12-22

(31)【優先権主張番号】21180220.2

(32)【優先日】2021-06-18

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】391053799

【氏名又は名称】テトラ ラバル ホールディングス アンド ファイナンス エス エイ

【住所又は居所原語表記】７０ Ａｖｅｎｕｅ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｇｕｉｓａｎ，ＣＨ－１００９ Ｐｕｌｌｙ，Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100151105

【弁理士】

【氏名又は名称】井戸川 義信

(72)【発明者】

【氏名】メランドリ、アントニオ

(72)【発明者】

【氏名】スカラベッリ、パオロ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィオラ、マッシモ

(72)【発明者】

【氏名】ベレイ、レンツォ

(72)【発明者】

【氏名】パニーニ、フランシスコ

(72)【発明者】

【氏名】マッティア、ベラサーニ

【テーマコード（参考）】

2G051

3F023

3F044

【Ｆターム（参考）】

2G051AA11

2G051AB07

2G051BA01

2G051CA04

2G051CB01

2G051DA06

3F023AA04

3F023BB06

3F023BC01

3F023EA01

3F023FA02

3F044CD02

(57)【要約】

パッケージ品質検査ステーション(１００)が提供される。ステーション（１００）は、パッケージ（１０６）の底部（１０４）に接するように配置された第１のコンベアベルト（１０２）と第２のコンベアベルト（１０８）とを備える。第２のコンベヤベルト（１０８）は、隙間（１１０）が形成されるように、第１のコンベヤベルト（１０２）から距離（Ｄ）をおいて配置される。パッケージ（１０６）を保持するように配置された第１及び第２の側方ベルト構成（１１４、１１６）を備えるベルトブレーキ（１１２）が、隙間（１１０）を橋渡しするように設けられ、隙間（１１０）を越えて搬送されたときに、上部部分（１６０）及び底部部分（１０４）が見えるようにパッケージ（１０６）を保持する。上部カメラ（１３２）は、上部部分（１６０）を描写する上部画像データ（１３４）を撮像するように構成され、底部カメラ（１３６）は、底部部分（１０４）を描写する底部画像データ（１３８）を撮像するように構成される。コントローラ（１４２）は、上部画像データ（１３４）及び底部画像データ（１３８）を受信し、上部画像データ（１３４）及び底部画像データ（１３８）の組み合わせに基づいてパッケージ（１０６）に関連する品質問題を特定するように構成される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

搬送経路（Ｐ）に沿って搬送される際に、パッケージ（１０６）の底部（１０４）に当接するように配置された第１のコンベヤベルト（１０２）と、
前記搬送経路（Ｐ）に沿って搬送される際に、前記パッケージ（１０６）の前記底部（１０４）に当接するように配置された第２のコンベヤベルト（１０８）と、
前記第２のコンベヤベルト（１０８）は、隙間（１１０）が形成されるように、前記第１のコンベヤベルト（１０２）から距離（Ｄ）をおいて配置され、
前記搬送経路（Ｐ）に沿って搬送される際に、前記パッケージ（１０６）の第１の側方セクション（１１８）及び第２の側方セクション（１２０）を介して前記パッケージ（１０６）を保持するように配置された、第１の側方ベルト構成（１１４）及び第２の側方ベルト構成（１１６）を備えるベルトブレーキ（１１２）と、
前記搬送経路（Ｐ）の第１のコンベヤセクション（１２２）では、前記パッケージ（１０６）は、第１のコンベヤベルト（１０２）のみによって搬送され、前記搬送経路（Ｐ）の第１の受け渡しセクション（１２４）では、前記パッケージ（１０６）は、前記ベルトブレーキ（１１２）と前記第１のコンベヤベルト（１０２）の組み合わせによって搬送され、前記搬送経路（Ｐ）のベルトブレーキセクション（１２６）では、前記パッケージ（１０６）は、前記ベルトブレーキ（１１２）のみによって搬送され、前記搬送経路（Ｐ）の第２の受け取りセクション（１２８）では、前記パッケージ（１０６）は前記ベルトブレーキ（１１２）と前記第２のコンベヤベルト（１０８）との組み合わせによって搬送され、前記搬送経路（Ｐ）の第２のコンベヤセクション（１３０）では、前記パッケージ（１０６）は、前記第２のコンベヤベルト（１０８）のみによって搬送され、
前記搬送経路（Ｐ）の上方に配置され、前記パッケージ（１０６）の上部部分（１６０）を描写する上部画像データ（１３４）をキャプチャするように構成された上部カメラ（１３２）と、
前記ベルトブレーキセクション（１２６）の下方であって、前記第１のコンベヤベルト（１０２）及び前記第２コンベヤベルト（１０８）の間の隙間（１１０）に配置され、前記パッケージ（１０６）の底部（１０４）を描写する底部画像データ（１３８）をキャプチャするように構成された底部カメラ（１３６）と、
前記上部画像データ（１３４）及び底部画像データ（１３８）を受信し、上部画像データ（１３４）及び底部画像データ（１３８）の組み合わせに基づいて、前記パッケージ（１０６）に関連する品質問題を特定するように構成されたコントローラ（１４２）と、
を備える、パッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項2】

前記上部カメラ（１３２）は、前記底部カメラ（１３６）の上方に垂直に配置されている、
請求項１に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項3】

フォトセル（１４０）が、前記上部カメラ（１３２）を用いた前記上部画像データ（１３４）の撮像又は前記底部カメラ（１３６）を用いた前記底部画像データ（１３８）の撮像をトリガするように、前記搬送経路（Ｐ）における前記上部カメラ（１３２）又は前記底部カメラ（１３６）の上流側に設けられている、
請求項１又は２に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項4】

前記コントローラ（１４２）は、前記上部画像データ（１３４）に含まれるテキスト（１４６）をテキストデータセットに変換するように構成されたテキスト認識モジュール（１４４）を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項5】

前記コントローラ（１４２）は、前記上部画像データ（１３４）に描かれた識別コード（１５２）を識別データセット（１５４）に変換するように構成された識別コード認識モジュール（１５０）を備える、
請求項１～４のいずれか一項に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項6】

前記コントローラ（１４２）は、前記上部画像データ（１３４）に描かれたパッケージ（１０６）の上部（１６０）に設けられた上部フラップ等の上部特徴（１５８）を評価するように構成された上部形成評価モジュール（１５６）を備える、
請求項１～５のいずれか一項に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項7】

前記コントローラ（１４２）は、前記底部画像データ（１３８）に描かれたパッケージ（１０６）の底部（１０４）に設けられた底部フラップ等の底部特徴（１６４）を評価するように構成された底部形成評価モジュール（１６２）を備える、
請求項１～６のいずれか一項に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項8】

前記上部形成評価モジュール（１５６）は、前記上部特徴評価データ（１６６）を前記底部形成評価モジュール（１６２）に供給するように構成され、前記底部形成評価モジュール（１６２）は、前記上部特徴評価データ（１６６）と組み合わせて前記底部画像データ（１３８）に基づいて前記底部特徴（１６４）を評価するように構成される、
請求項７に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項9】

前記コントローラ（１４２）は、前記パッケージ（１０６）の識別データセット（１５４）、前記上部画像データ（１３４）、前記底部画像データ（１３８）をサーバ（１７６）上のデータベース（１７８）に転送するように構成されたデータ通信モジュール（１７０）をさらに備え、
前記サーバ（１７６）は、オペレータパネル（１７４）からオペレータ特徴評価データ（１７２）及び前記識別データセット（１５４）を受信し、前記識別データセット（１５４）を介して前記オペレータ特徴評価データ（１７２）を前記上部画像データ（１３４）及び前記底部画像データ（１３８）にリンクするようにさらに構成され、前記オペレータ特徴評価データ（１７２）は、前記パッケージ（１０６）が前記上部特徴（１５８）に関して特徴品質要件を満たすか否かを特定し、
前記上部画像データ（１３４）、前記底部画像データ（１３６）及び前記オペレータ特徴評価データ（１７２）の組み合わせが、前記上部形成評価モジュール（１５６）及び／又は前記底部形成評価モジュール（１６２）によって使用される人工知能（ＡＩ）エンジン（１８０）のための特徴学習データとして使用される、
請求項８に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項10】

前記上部カメラ（１３２）は、３Ｄキャップ画像データ（１８２）を生成する３Ｄカメラ構成を備え、前記コントローラ（１４２）は、前記上部画像データ（１３４）に描かれたパッケージ（１０６）の上部部分（１６０）に適用されたキャップ（１８５）を評価するように構成されたキャップ適用評価モジュール（１８４）を備える、
請求項１～９のいずれか一項に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項11】

前記データ通信モジュール（１７０）は、前記３Ｄキャップ画像データ（１８２）を前記サーバ（１７６）上のデータベース（１７８）に転送するように構成され、
前記サーバ（１７６）は、オペレータパネル（１７４）からオペレータキャップ評価データ（１８６）を受信し、前記オペレータキャップ評価データ（１８６）を前記３Ｄキャップ画像データ（１８２）にリンクするようにさらに構成され、
前記オペレータキャップ評価データ（１８６）は、前記パッケージ（１０６）上へのキャップ（１８５）の適用がキャップ適用品質要件を満たすか否かを特定し、
前記３Ｄキャップ画像データ(１８２)と前記オペレータキャップ評価データ(１８６)の組み合わせが、前記キャップ適用評価モジュール(１８４)で使用されるＡＩエンジン(１８０)のキャップ適用トレーニングデータとして使用される、
請求項１０に記載のパッケージ品質検査ステーション（１００）。

【請求項12】

パッケージ(１０６)の品質検査のための方法(２００)であって、当該方法は、
前記パッケージ（１０６）の底部（１０４）が第１のコンベヤベルト（１０２）上に載るように前記パッケージ（１０６）を前記第１のコンベヤベルト（１０２）上に載置させることによって、搬送経路（Ｐ）に沿って前記パッケージ（１０６）を前記第１のコンベヤベルト（１０２）上に搬送し（２０２）、
前記底部（１０４）が前記第１のコンベヤベルト（１０２）上に静止し、前記パッケージ（１０６）の第１及の側方セクション（１１８）及び第２の側方セクション（１２０）がそれぞれ第１の側方ベルト構成（１１４）及び第２の側方ベルト構成（１１６）と相互作用し、前記パッケージ（１０６）を前記搬送経路（Ｐ）に沿って搬送し、前記パッケージ（１０６）を前記第１のコンベヤベルト（１０２）から前記第１の側方ベルト構成（１１４）及び前記第２の側方ベルト構成（１１６）を備えるベルトブレーキ（１１２）に引き渡し（２０４）、
前記パッケージ（１０６）が前記第１の側方ベルト構成（１１４）及び前記第２の側方ベルト構成（１１６）と相互作用することによって、前記搬送経路（Ｐ）において前記第１のコンベヤベルト（１０２）と前記第１のコンベヤベルト（１０２）の下流に配置された前記第２のコンベヤベルト（１０８）との間に形成された隙間（１１０）を越えて前記パッケージ（１０６）搬送し（２０６）、
前記隙間（１１０）を越えて前記パッケージ（１０６）を搬送するステップ（２０６）中に、上部カメラ（１３２）を使用して、前記パッケージ（１０６）の上部部分（１６０）を描写する上部画像データ（１３４）をキャプチャし（２０８）、
前記隙間（１１０）を越えて前記パッケージ（１０６）を搬送するステップ（２０６）中、底部カメラ（１３６）を使用して、前記パッケージ（１０６）の底部（１０４）を描写する底部画像データ（１３８）をキャプチャし（２１０）、
前記底部（１０４）が前記第２のコンベヤベルト（１０８）上に静止し、前記パッケージ（１０６）の前記第１の側方部分（１１８）及び前記第２の側方部分（１２０）がそれぞれ第１の側方ベルト構成（１１４）及び前記第２の側方ベルト構成（１１６）と相互作用し、前記パッケージ（１０６）を前記搬送経路（Ｐ）に沿って搬送し、前記ベルトブレーキ（１１２）から前記第２のコンベヤベルト（１０８）に前記パッケージ（１０６）を引き渡し（２１２）、
前記パッケージ（１０６）の前記底部（１０４）が前記第２コンベヤベルト（１０８）上に静止するように前記パッケージ（１０６）を前記第２コンベヤベルト（１０８）上に載置させることにより、前記搬送経路（Ｐ）に沿って前記パッケージ（１０６）を前記第２コンベヤベルト（１０８）上に搬送し（２１４）、
前記上部画像データ（１３４）及び前記底部画像データ（１３８）をコントローラ（１４２）に供給し（２１６）、
前記コントローラ（１４２）を使用して、前記上部画像データ（１３４）及び前記底部画像データ（１３８）を組み合わせて、前記パッケージ（１０６）に関連する品質問題を特定する（２１８）、
ことを備える方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、一般に食品パッケージに関し、より具体的には、パッケージ品質検査ステーション及びパッケージ品質検査方法に関する。

【背景技術】

【0002】

現在、包装業界では、生産されるパッケージの品質を継続的に評価することが一般的である。最も単純な形式では、担当者がサンプルパッケージの品質を評価することで実現できる。この方法は、場合によっては信頼できる品質評価方法であることが証明されているが、同一の品質問題に対して異なる担当者が異なる評価を行うというリスクがあり、その結果、品質評価の信頼性が疑われる場合がある。

【0003】

手作業による品質評価に伴うリスクを克服するために、自動品質評価も選択肢となり得る。パッケージを評価する人員を配置する代わりに、自動品質ステーションは、パッケージを描写する画像データをキャプチャするカメラと、特定のパッケージに関連する逸脱（deviation）を検出できるように画像データを取り込むように構成されたコントローラを備え得る。例えば、予め設定された品質基準に従ってキャップの装着工程が行われていることが確認されている他のパッケージと比較して、キャップが正しく適用されていない場合、自動品質ステーションによって検出され、オペレータに通知が送信される。通知を受け取ったオペレータは、手動で品質検査を行い、キャップ適用工程を調べることにより、キャップ適用が適切かどうか確認することができる。

【0004】

現在、利用可能なカメラベースの品質管理ステーションは、パッケージの品質管理の一貫性を向上させているものの、品質問題をより早く、また信頼性を向上させて検出できるような、さらに優れた品質管理ステーションが必要である。逸脱の早期発見と信頼性向上により、コストを削減できる良好な効果が得られる。言い換えれば、不適当なパッケージをより早く発見することにより、廃棄するパッケージをより少なくすることができる。品質管理が改善されれば、廃棄される食品が減る2で、品質管理ステーションの改善はＣＯ_２排出量にも良好な効果をもたらす。

【0005】

特許文献ＴＷＭ５４２１３９Ｕは、搬送ユニットで搬送中のボトルを検査するための複数のカメラを備えた画像データベースの検査システムを開示している。

【0006】

特許文献ＵＳ６１５８１９３Ａは、カメラを使ってパッケージ、特にタバコのパックをチェックし、不良パックを選別するシステムを開示している。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明の目的は、従来技術の上記のような１つ以上の限界を少なくとも部分的に克服することである。特に、カートンパッケージ等のパッケージの品質問題を迅速かつ確実に検出できる品質管理検査ステーションを提供することが目的である。

【0008】

第１の態様によれば、
搬送経路に沿って搬送される際に、パッケージの底部に当接するように配置された第１のコンベヤベルトと、
搬送経路に沿って搬送される際に、パッケージの底部に接するように配置された第２のコンベヤベルトと、
ここで、第２のコンベヤベルトは、隙間が形成されるように、第１のコンベヤベルトから距離を置いて配置されてもよく、
搬送経路に沿って搬送される際に、パッケージの第１の側方セクション及び第２の側方セクションを介してパッケージを保持するように配置された、第１の側方ベルト構成及び第２の側方ベルト構成を備えるベルトブレーキと、
ここで、搬送経路の第１のコンベアセクションでは、パッケージは、第１のコンベアベルトのみによって搬送され、搬送経路の第１の受け渡しセクションでは、パッケージは、ベルトブレーキと組み合わせて第１のコンベアベルトによって搬送され、搬送経路のベルトブレーキセクションでは、パッケージは、ベルトブレーキのみによって搬送され、搬送経路の第２の受け渡しセクションでは、パッケージは、第２のコンベアベルトと組み合わせてベルトブレーキによって搬送され、搬送経路の第２のコンベアセクションでは、パッケージは、第２のコンベアベルトのみによって搬送されてもよく、
搬送経路の上方に配置され得る、パッケージの上部を描写する上部画像データをキャプチャするように構成された上部カメラと、
ベルトブレーキセクションの下方であって、第１コンベヤベルトと第２コンベヤベルトとの間の隙間に配置され得る、パッケージの底部を描写する底部画像データをキャプチャするように構成された底部カメラと、
上部画像データと底部画像データを受信し、上部画像データと底部画像データの組み合わせに基づいて、パッケージに関連する品質問題を特定するように構成されたコントローラと、
を備える、パッケージ品質検査ステーションが提供される。

【0009】

隙間とパッケージを保持するベルトブレーキとを有することにより、上部の画像データと下部の画像データを同時に、又は短い時間内、例えば３秒以内、より好ましくは１秒以内に取り込むことが可能であるという利点がある。その効果として、上部部分と底部部分を同時に評価することが可能となる。ブランク又はウェブから形成されたカートンパッケージの場合、上部の位置ずれが底部の位置ずれにつながる可能性があり、その逆もまたしかりであるため、これは有利である。

【0010】

別の言い方をすれば、ベルトブレーキは、パッケージの上部及び底部がそれぞれ上部カメラ及び底部カメラにアクセス可能になるようにパッケージを保持できるよう提供される。上述したように、これは、ベルトブレーキが、パッケージの側部と相互作用することによってパッケージを保持することができる第１及び第２の側方ベルト構成を備えることによって可能である。したがって、本明細書では、ベルトブレーキは、必ずしもベルトコンベアを介して供給されるパッケージの速度を低下させるために使用されるのではなく、パッケージの上部及び下部がそれぞれ上部カメラ及び底部カメラの視野内に入るようにパッケージを保持するために使用される。

【0011】

上述したように、ウェブから形成されたパッケージやブランクから形成されたパッケージは、上述した品質検査システムの恩恵を受ける可能性がある。このようなパッケージに関するいくつかの品質問題は、パッケージの上部と底部の両方に見られる可能性が高い。例えば、パッケージの上部のフラップが揃わないようにパッケージの折り畳みが行われた場合、パッケージの底部のフラップが揃わない結果になる可能性がある。これは、包装材料が長方形やその他の予め設定された形状の包装材料から折り畳まれることと関連している。言い換えれば、上部の特徴は底部の特徴とリンクしており、その逆も同様であるため、上部と底部の画像データを組み合わせて使用すること、すなわち、２つの画像データが同じパッケージに関連するという知識を持って２つの画像データを評価することによって、パッケージの品質問題を特定することが有益であることが判明している。そうすることで、モデル、例えば統計モデルやＡＩ／ＭＬ（人工知能／機械学習）ベースのモデルは、より信頼性の高い品質検査を行うことができるというプラスの効果が得られる。

【0012】

一部のパッケージ、例えばカートンパッケージは、上部の特徴及び／又は底部の特徴が影響を受けるように変形する可能性があるため、上部の画像データと底部の画像データが同時にキャプチャされること、又は同時キャプチャを達成することが不可能な場合、少なくとも短い時間スパン内、例えば３秒未満でキャプチャされることを提供することが有益である。上部の画像データをキャプチャする時点と底部の画像データをキャプチャする時点との時間差を小さくすることで、２つの異なる画像データセットをキャプチャする時点の間に、上部及び／又は下部が何らかの影響を受けるリスクが少なくなる。したがって、２つの画像データセットを短い時間内に、又は同時にキャプチャすることにより、上部の特徴と下部の特徴の相関関係をより確実に決定することができる。

【0013】

上部カメラは、底部カメラの垂直上に配置されてもよい。

【0014】

フォトセル（ｐｈｏｔｏｃｅｌｌ）は、搬送経路の上流に設けられ、上部カメラを用いた上部画像データの撮像及び／又は底部カメラを用いた底部画像データの撮像をトリガすることができる。

【0015】

コントローラは、上部画像データに含まれるテキストをテキストデータセットに変換するように構成されたテキスト認識モジュールを含んでもよい。

【0016】

コントローラは、上部画像データに描かれた識別コードを識別データセットに変換するように構成された識別コード認識モジュールをさらに含んでもよい。

【0017】

識別データセットをパッケージにリンクできることは、コントローラの品質問題の識別が、パッケージにリンクされた他の情報、例えば機械データ、すなわちパッケージを製造するときに使用される充填機（包装機とも呼ばれる）で使用される設定から恩恵を得ることができるという利点を有する。

【0018】

コントローラは、上部画像データに描かれたパッケージの上部に設けられた上部フラップなどの上部特徴を評価するように構成された上部形成評価モジュールをさらに含んでもよい。

【0019】

コントローラは、底部画像データに描かれたパッケージの底部に設けられた底部フラップなどの底部特徴を評価するように構成された底部形成評価モジュールをさらに含んでもよい。

【0020】

上部形成評価モジュールは、上部特徴評価データを底部形成評価モジュールに供給するように構成されてもよく、底部形成評価モジュールは、上部特徴評価データと組み合わせて底部画像データに基づいて底部特徴を評価するように配置されてもよい。

【0021】

コントローラは、パッケージの識別データセット、上部画像データ、底部画像データをサーバ上のデータベースに転送するように構成されたデータ通信モジュールをさらに含んでもよく、
ここで、サーバは、オペレータパネルからオペレータ特徴評価データ及び識別データセットを受信し、識別データセットを介してオペレータ特徴評価データを上部画像データ及び底部画像データにリンクするようにさらに構成されてもよく、オペレータ特徴評価データは、パッケージが上部特徴に関して特徴品質要件を満たすか否かを指定してもよく、
その結果、上部画像データ、底部画像データ及びオペレータ特徴評価データの組み合わせが、上部形成評価モジュール及び／又は底部形成評価モジュールによって使用される人工知能エンジンの特徴学習データとして使用され得る。

【0022】

上部画像データと底部画像データをオペレータの特徴評価と組み合わせることで、自動的にキャプチャされたデータを手動の品質評価データと効率的に組み合わせることができる。この利点は、異なるソースからのデータを例えばＡＩエンジンで使用できることであり、その結果、より信頼性の高い品質検査を実現できる。

【0023】

上部カメラは、３Ｄキャップ画像データを生成する３Ｄカメラ構成であってもよく、コントローラは、上部画像データに描かれたパッケージの上部部分に適用されたキャップを評価するように構成されたキャップ適用評価モジュールを含んでもよい。

【0024】

データ通信モジュールは、３Ｄキャップ画像データをサーバ上のデータベースに転送するように構成されてもよく、
ここで、サーバは、オペレータパネルからオペレータキャップ評価データを受信し、オペレータキャップ評価データを３Ｄキャップ画像データにリンクするようにさらに構成されてもよく、オペレータキャップ評価データは、パッケージ上へのキャップの適用がキャップ適用品質要件を満たすか否かを特定し、
３Ｄキャップ画像データとオペレータキャップ評価データの組み合わせは、キャップ適用評価モジュールによって使用されるＡＩエンジン用のキャップ適用トレーニングデータとして使用されてもよい。

【0025】

第２の態様によれば、パッケージの品質検査方法が提供され、当該方法は、
パッケージの底部が第１のコンベヤベルト上に載るようにパッケージを第１のコンベヤベルト上に載せることによって、パッケージを搬送経路に沿って第１のコンベヤベルト上に搬送すること、
底部が第１のコンベヤベルト上に静止し、パッケージの第１及び第２の側方部分がそれぞれ第１及び第２の側方ベルト構成と相互作用し、搬送経路に沿ってパッケージを搬送することによって、パッケージを第１のコンベヤベルトから第１及び第２の側方ベルト構成からなるベルトブレーキに引き渡すこと、
パッケージを第１及び第２ベルト構成と相互作用させることによって、第１コンベヤベルトと、搬送経路において第１コンベヤベルトの下流に配置された第２コンベヤベルトとの間に形成された隙間を越えてパッケージを搬送すること、
隙間を越えてパッケージを輸送するステップの間に、上部カメラを使用してパッケージの上部を描写する上部画像データをキャプチャすること、
隙間を越えてパッケージを輸送するステップの間に、底部カメラを使用してパッケージの底部を描写する底部画像データをキャプチャすること、
底部が第２のコンベヤベルト上に静止し、パッケージの第１及び第２の側方セクションがそれぞれ第１及び第２の側方ベルト構成と相互作用することによって、搬送経路に沿ってパッケージを搬送することによって、ベルトブレーキから第２のコンベヤベルトにパッケージを引き渡すこと、
パッケージの底部が第２のコンベヤベルト上に載るようにパッケージを第２のコンベヤベルト上に載せることによって、パッケージを搬送経路に沿って第２のコンベヤベルト上に搬送すること、
上部画像データと底部画像データをコントローラに供給すること、
コントローラを使用して、上部画像データと底部画像データを組み合わせて、パッケージに関連する品質問題を特定すること、
備える。

【0026】

第１の態様に関連して述べた特徴や利点は、第２の態様にも当てはまる。

【0027】

本発明のさらに他の目的、特徴、態様及び利点は、以下の詳細な説明及び図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0028】

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0029】

【図1A】パッケージ品質検査ステーションの概略的な側面図を示す。

【図1B】パッケージ品質検査ステーションを上から見た概略図を示す。

【図2】パッケージの上面図を示す。

【図3】パッケージの底面図を示す。

【図4】パッケージの品質検査方法を示すフローチャートを示す。

【発明を実施するための形態】

【0030】

図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、例として、パッケージ品質検査ステーション１００が示されている。図１Ａはパッケージ品質検査ステーション１００の側面図を示し、図１Ｂはその上面図を示す。

【0031】

パッケージ品質検査ステーション１００は、パッケージ１０６の底部１０４と相互作用するように配置された第１コンベアベルト１０２を備える。図示されているように、第１のコンベヤベルト１０４はベルト駆動式であってもよいが、搬送経路Ｐに沿ってパッケージ１０６を搬送するための他の技術を使用してもよい。第１のコンベヤベルト１０４の下流には、第２のコンベヤベルト１０８を設ける。第１及び第２のコンベアベルト１０２、１０８は、隙間１１０が形成されるように、互いに距離Ｄをおいて配置される。隙間１１０を越えてパッケージ１０６を搬送するために、ベルトブレーキ１１２を使用する。これは、パッケージ１０６を挟むことができる第１の側方ベルト構成１１４及び第２の側方ベルト構成を備える。より詳細には、パッケージ１０６は、第１側方パネル等のパッケージ１０６の第１の側方セクション１１８が第１の側方ベルト構成１１４と相互作用すると同時に、第２側方パネル等のパッケージ１０６の第２の側方セクション１２０が第２の側方ベルト構成１１６と相互作用することによって、ベルトブレーキ１１２によって保持され得る。別の言い方をすれば、パッケージ１０６が隙間１１０を越えて持ち上げられるように、パッケージ１０６を第１の側方ベルト構成１１４及び第２の側方ベルト構成１１６の間にクランプする。

【0032】

第１のコンベヤベルト１０２からベルトブレーキ１１０へ、及びベルトブレーキ１１０から第２のコンベヤベルト１０８へのスムーズな移行を保証するために、ベルトブレーキ１１０は、第２のコンベヤベルト１０８と同様に、第１のコンベヤベルト１０２上にも延在する。別の言い方をすれば、図示されているように、第１のコンベアセクション１２２において、パッケージ１０６は、ベルトブレーキ１１０と相互作用することなく、第１のコンベアベルト１０２上に載置され得る。第１コンベヤセクション１２２の下流に配置された第１の受け渡しセクション１２４では、パッケージ１０６の底部１０４が第１コンベヤベルト１０２と接触し、パッケージ１０６の第１及び第２の側方セクション１１８、１２０がそれぞれ第１及び第２の側方セクション１１８、１２０と接触することができるように、パッケージ１０６はベルトブレーキ１１０と接触する。次に、第１の受け渡しセクション１２４の下流に配置されたベルトブレーキセクション１２６において、パッケージ１０６は、ベルトブレーキ１１２、より詳細には第１及び第２の側方ベルト構成１１４、１１６のみによって保持されてもよく、それによって、パッケージ１０６の底部１０４が下方から見えるよう提供される。

【0033】

パッケージ１０６がベルトブレーキ１１２から第２のコンベヤベルト１０８に円滑かつ確実に移されることを保証するために、第２の受け渡しセクション１２８を設ける。この区間では、パッケージ１０６は、第２のコンベヤベルト１０８上に載置されるのと組み合わせて、ベルトブレーキ１１２によって保持される。第２の受け渡しセクション１２８の下流側には、第２コンベアセクション１３０を設ける。この第２のコンベヤセクション１３０では、パッケージ１０６は第２コンベヤベルト１０８のみによって搬送される。

【0034】

ベルトブレーキセクション１２６に設けられると、図２にさらに詳細に図示されるように、パッケージ１０６、より詳細にはパッケージ１０６の上面部分１６０は、上部画像データ１３４が生成され得るように、上部カメラ１３２の視野内に配置され得る。上部画像データ１３４は二次元画像データであってもよいが、三次元画像データであってもよい。後者の場合、追加のカメラ１３３を使用してもよい。しかし、ベルトブレーキの速度が既知である場合もあるので、異なる時点の画像データをキャプチャするために上部カメラ１３２を使用し、ベルトブレーキ１１２の既知の速度を利用することによって、異なる時点からの画像データを三次元画像データに結合することによって、三次元画像データを形成することも可能である。

【0035】

上部カメラ１３２及び追加の上部カメラ１３３は、同様の方法で構成されてもよいが、それらは、一例として、異なる分光特性を有する光を捕捉するように構成される、すなわち、異なる分光特性の光を捕捉するように構成された異なるフィルタ及び／又は画像センサを有するという点でも異なってもよい。さらに、図示されているように、上部カメラ１３２と追加の上部カメラ１３３は、異なるように傾けることができ、それにより、例えば、パッケージ１０６上の反射が、追加の上部カメラ１３３と比較して、上部カメラ１３２によって生成された画像データにおいて異なるように描写されることを提供する。図示されるように、上部カメラ１３２は角度αで傾けられてもよく、追加上部カメラ１３３は角度βで傾けられてもよく、角度βは角度αよりも大きい。さらに、上部照明装置１３５は、信頼できる品質評価を行うための基礎として使用することができる上部画像データ１３４を生成するために、上部カメラ１３２及び任意で追加の上部カメラ１３３に条件を提供するために使用する。

【0036】

底部カメラ１３６をベルトブレーキ部１２６の下方に配置してもよい。パッケージ１０６はベルトブレーキ１１２のみによって保持され、底部１０４は第１のコンベヤベルト１０２にも第２のコンベヤベルト１０８にも載っていないので、パッケージ１０６の底部１０４を描写する底部画像データ１３８をキャプチャすることが可能になる。底部カメラ１３６だけでなく、上部カメラ１３２、及びオプションとして追加の上部カメラ１３３を同じセクションに配置することの利点は、パッケージ１０６が、上部１６０及び底部１０４を評価するときに同じ状態を有することである。これら２つをほぼ同時に評価する可能性を持つことは、必ずしもこれらの部分に直接影響しないとしても、トップ部分１６０とボトム部分１０４が異なる時点で評価される場合と比較して、サイドパネルのへこみや、トップ部分とボトム部分に見られる可能性のある他の品質上の問題が検出しやすくなるという利点をもたらす。上部１６０と底部１０４を異なる時点で評価するリスクは、すなわち、パッケージ１０６がこれら２つの異なる時点の間で影響を受けていること、したがってパッケージの状態が同じでないことである。さらに、品質評価の基礎として使用できるような底部画像データ１３４を得る可能性を高める条件を提供するために、底部照明装置１３９を使用する。

【0037】

図示されているように、さらに、フォトセル１４０を上部カメラ１３２及び底部カメラ１３６の上流に設けることができ、それによって、トリガ信号を上部カメラ１３２、任意選択で追加の上部カメラ１３３、及び底部カメラ１３６に送信することによって、上部画像データ１３４及び底部画像データ１３８のキャプチャをトリガすることが可能になる。フォトセル１４０と上部カメラ１３２及び底部カメラ１３６との間の距離、ならびに第１のコンベヤベルト１０２、ベルトブレーキ１１２及び第２のコンベヤベルト１０８の速度は既知であるので、上部カメラ１３５及び底部カメラ１３６は、上部カメラ１３５及び底部カメラ１３６が構成される搬送経路Ｐの位置にパッケージ１０６が配置される時間に、上部画像データ１３４及び底部画像データ１３８を捕捉することができるように調整できる。例としてフォトセル１４０を挙げたが、これは画像取り込みをトリガする一つの方法とみなされるべきであり、フォトセル１４０の代替として、パッケージ１０６を検出するタスクを満たす他の技術を使用してもよい。

【0038】

上部カメラ１３２及び底部カメラ１３６によって生成されたデータは、コントローラ１４２に供給され得る。これは、データを扱うことができる任意のデータ処理装置であってよく、単一のユニットであっても、複数のユニットによって具現化されてもよい。コントローラ１４２は、上部画像データ１３４を受け取り、上部画像データ１３４に描かれたパッケージ１０６上のテキスト１４６をテキストデータセットに変換するように構成されたテキスト認識モジュール１４４を含んでもよい。

【0039】

コントローラ１４２は、上部画像データ１３４を介して、パッケージ１０６の上部部分１６０に印刷されたＱＲコード（登録商標）等の識別コード１５２を受信するように構成された識別コード認識モジュール１５０をさらに含んでもよい。識別コード１５２に基づいて、識別データセット１５４を決定する。例えば、識別コード１５２は、図２に示されるように、ＱＲコード（登録商標）又は文字と数字の組み合わせからなるコードとして具現化され得る。識別コード認識モジュール１５０では、上部画像データ１３４に描かれたこのコードを解釈して、番号の形式であってもよい識別データセット１５４に変換する。識別データセット１５４は番号の形式であるため、識別データセット１５４は他のデータと容易に比較することができ、また効率的に保存できる。

【0040】

さらに、コントローラ１４２は、上部特徴１５８が描かれた上部画像データ１３４を受信するように構成された上部形成評価モジュール１５６を含んでもよい。上部画像データ１３４に基づいて、ここでは上部フラップとして図示される上部特徴部１５８上の位置、へこみ等が特定されてもよく、位置、へこみ等が品質基準からの逸脱と見なされる場合、これらは品質問題であると判定されてもよい。さらに後述するように、品質基準は、以前に評価されたパッケージから収集されたデータに基づいてもよい。

【0041】

底部画像データ１３８も利用できるため、底部形成評価モジュール１６２も設けることができる。底部画像データ１３８には、図３に示された底部特徴１６４が描かれることがあり、上部形成評価モジュール１５６と同様に、底部形成評価モジュール１６２は、底部特徴１６４を見て品質基準と比較した偏差を検出するように構成される。上部形成評価モジュール１５６と同様に、底部形成評価モジュール１６２は、サンプルパッケージ、すなわち評価されるパッケージの底部特徴１６４を、品質基準を満たすことが確認された以前に評価されたパッケージと比較してもよい。

【0042】

上部特徴部１５８と底部特徴部１６４の評価は、特に、パッケージ１０６が図２及び図３に示されるようなロール供給式包装機によって製造されるカートンパッケージである場合には、相互に関連することができる。ロール供給式包装機によって製造されたパッケージ１０６を有することは、すなわち、パッケージ１０６の一端、例えば上端部分１６０における位置ずれが、他端、例えば下端部分１０４においても位置ずれを生じさせる可能性があることを伴う。上部の特徴を見て行われた評価が、底部の特徴を評価するときに使用されることを提供するために、上部の特徴評価データ１６６が、上部形成評価モジュール１５６から底部形成評価モジュール１６２に転送されてもよい。図示されていないが、その逆、すなわち、底部形成評価モジュール１６２から頂部形成評価モジュール１５６に底部特徴評価データを転送してもよい。このようにデータを共有することにより、品質評価の信頼性がさらに向上し、今日の品質検査ステーションでは考慮されていない上部１６０と底部１０４の相互関係が考慮される。

【0043】

このように、パッケージ１０６の上部と底部の間の関係に基づいて、パッケージ１０６の品質問題を特定するとき、上部と底部の画像データ１３４、１３８を組み合わせて評価する。別の言い方をすれば、２組の画像データが同じパッケージ１０６に関連し、このため、上側部分１６０の品質問題が下側部分１０４の品質問題と相関する可能性があることが考慮される。

【0044】

コントローラ１４２は、データ通信モジュール１７０を含んでもよい。このモジュールを有する利点は、データを他の装置と交換できることであり、それにより、多数の異なるパッケージ品質検査ステーション１００からの情報を利用することが可能になる。品質評価をさらに向上させるために、オペレータパネル１７４を介して収集された情報も考慮できる。例えば、上部画像データ１３４、底部画像データ１３８、及び識別データセット１５４は、データ通信モジュール１７０を使用して、コントローラ１４２からデータベース１７８を含むサーバ１７６に転送できる。並行して、オペレータ上部特徴評価データ１７２、すなわち、オペレータによって行われた上部特徴１５８の評価に関するデータ、及び識別データセット１５４が、オペレータパネル１７４からサーバ１７６及びデータベース１７８に転送されてもよい。識別データセット１５４は、コントローラ１４２及びオペレータパネル１７４の両方を介して提供されるので、オペレータ特徴評価データ１７２は、コントローラ１４２を介して提供される上部画像データ１３４及び底部画像データ１３８にリンクされ得る。コントローラ１４２及びオペレータパネル１７４を介して提供されるデータをリンクする可能性を有することによって、データベース１７８は、自動的にキャプチャされたデータだけでなく、手動でキャプチャされたデータも含むことができる。上部カメラ１３２と底部カメラ１３６の両方、及びオペレータパネル１７４からキャプチャされたデータを有する利点は、パッケージ１０６の異なる側面がカバーされ、さらなる分析のための改善された基礎が形成され得ることである。ニューラルネットワークなどのＡＩエンジン１８０を使用することによって、オペレータパネル１７４からサーバ１７６に供給され得る品質承認又は品質不承認、すなわちパッケージ１０６が品質基準を満たしている又は満たしていないというデータと組み合わせてサーバ１７６に供給されたデータは、パッケージ１０６の他の部分と同様に、上部特徴部１５８及び／又は底部特徴部１６４を評価するために使用されるモデルを継続的に改善するために使用され得る。

【0045】

パッケージ１０６がキャップ１８５を備える場合、上部カメラは、３Ｄキャップ画像データ１８２を生成する３Ｄカメラ配置であってもよい。３Ｄキャップ画像データ１８２は、コントローラ１４２上のキャップ適用評価モジュール１８４に転送されてもよく、このモジュールではキャップ１８５の適用が評価され、例えば、キャップがパッケージの上部の割り当てられた領域に適用されているかどうかが評価される。また、３Ｄキャップ画像データ１８２は、コントローラ１４２からサーバ１７６に転送されてもよい。さらに、キャップの適用がオペレータによって評価され、オペレータパネル１７４を介して、オペレータキャップ評価データ１８６がサーバ１７６に転送され、ＡＩエンジン１８０が３Ｄキャップ画像データ１８２及びオペレータキャップ評価データ１８６によって学習されてもよい。

【0046】

図２は、レンガ形カートンパッケージとして具現化されたパッケージ１０６を例示的に示している。図示されているように、パッケージ１０６は、第１の側方セクション１１８を形成する第１の側方パネルと、第２の側方セクション１２０を形成する第２の側方パネルとを備え得る。この特定の例では、本明細書では上部フラップとして示される上部特徴１５８が、第１及び第２の側方セクション１１８、１２０上に折り畳まれる。図１Ａに示されるように上部カメラ１３２を傾斜させることにより、上部画像データ１３４は、図２に示されるように側方パネル上に折り畳まれていても上部特徴部１５８を評価することができるように、パッケージ１０６の上部パネルだけでなく側方パネルの一部もカバーすることができ、これは、カートンパッケージ、例えばＴｅｔｒａ Ｐａｋ（登録商標）によって販売されているＴｅｔｒａ Ｂｒｉｋ（登録商標）パッケージの一般的に知られている折り畳み方法に従っている。

【0047】

テキスト１４６は、図２に例示する例では、賞味期限及び充填機識別コードに関するコードとして描かれている。識別コード１５２は、文字と数字の組み合わせからなるコードとして例示される。上述したように、コードはまた、ＱＲコード（登録商標）又は他の二次元コード又は他の非テキスト形式の形態で提供されてもよい。

【0048】

キャップ１８５は、この例では、ベース上に設けられた蓋の組み合わせとして図示されている。ベースはパッケージ１０６に接着することができる。キャップの基部とパッケージとの間に漏れや位置ずれがないことを保証するために、基部の位置は品質評価において評価される特徴の一部を形成してもよい。ベースの縁が直線状であることは、例えばキャップ１８５がパッケージ１０６の上部パネルの縁と適切に位置合わせされているかどうかを評価するなど、位置合わせに関連する比較を容易にする可能性があるため、利点となり得る。

【0049】

図３は、パッケージ１０６の底部１０４を例示している。図２に例示した例と同様に、図３に例示したパッケージ１０６は、ロール供給式充填機によって製造されるカートンパッケージである。図２に例示した上部１６０の折り畳みとは異なり、ここでは底部フラップによって例示される底部特徴１６４は、パッケージ１０６の側面図から底部フラップが見えないように、内側に、底部パネルに向かって折り畳まれる。上部の折り畳み原理が一般に知られているのと同様に、図３に示される底部１０４の折り畳みについても同様である。しかしながら、底部特徴部が内側に折り畳まれていることの影響は、底部１０４の視覚的外観を考慮しない品質評価、より詳細には、パッケージ１０６の下地表面と接触するように配置されている部分が、図１Ａ及び図１Ｂに図示されるパッケージ品質検査ステーション１００と比較して、同じ方法で底部特徴部１６４を評価することができず、潜在的に信頼性が低くなることである。

【0050】

図４は、例えば図１Ａ及び図１Ｂに示したパッケージ品質検査ステーション１００を用いたパッケージ１０６の品質検査方法２００を示すフローチャートである。

【0051】

第１のステップ２０２において、パッケージは、第１のコンベアベルト１０２上で搬送される。その後、上述したとおり、第２のステップ２０４において、パッケージ１０６をベルトブレーキ１１２と組み合わせて第１のコンベヤベルト１０２上で搬送することによって、パッケージ１０６が第１のコンベヤベルト１０２からベルトブレーキ１１２に引き渡しされる。引き渡し後、第３のステップ２０６において、パッケージ１０６は、第１のコンベアベルト１０２と第２のコンベアベルト１０８の間に形成された隙間１１０を越えて搬送され得る。隙間１１０を越えて搬送される間、第４のステップ２０８において、上部カメラ１３２を使用して上部画像データ１３４をキャプチャする。また、隙間１１０を越えて搬送されている間に、第５のステップ２１０において、底部カメラ１３６を用いて底部画像データ１３８をキャプチャする。その後、第６のステップ２１２において、パッケージ１０６がベルトブレーキ１１２から第２のコンベヤベルト１０８に引き渡しされる。引き渡し後、第７のステップ２１４において、パッケージ１０６は第２のコンベヤベルト１０８によって搬送され得る。第８のステップ２１６において、上部画像データ１３４及び底部画像データ１３８は、データが処理されるようにプロセッサ及びメモリを備えるコントローラ１４２に供給され得る。第９のステップ２１８において、上部画像データ１３４と底部画像データ１３８の組み合わせに基づいて、パッケージ１０６に関連する品質問題を特定する。

【0052】

特定の順序で説明されている場合であっても、他の順序が適用され得る。

【0053】

以上の説明から、本発明の様々な実施形態を説明し示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、以下の特許請求の範囲に定義される主題の範囲内で他の方法で具体化してもよい。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】