JP2002236102A - キャップの気密性検査装置及びその方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属製ボトルと金属製キャップとの嵌合部の
ライナー部材の成形不良に起因する気密性不良の箇所を
非破壊で正確に判別する。 【解決手段】 基準ブロック１３と共にボトル缶３をＸ
線発生器と映像管との間に垂直に位置させ、Ｘ線発生器
からＸ線を基準ブロックとボトル缶３に投射して、前記
ボトル缶３の口部とキャップ３ａとの嵌合部の適否を判
別するキャップの気密性検査装置であって、所定角度毎
に回転させて前記嵌合部の断面を複数に分割映像可能に
し、基準ブロック１３の透視画像に基づき前記嵌合部の
各測定部位の寸法を求め、ライナー部材１００の面画像
の濃度変化を検出し、前記ライナー部材１００と前記口
部との気密性を判別する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ボトルの口部とラ
イナー部材を介して密封するキャップとの嵌合部の測定
及び密着性の適否をＸ線を利用して非破壊で総合的に検
査するための装置及びその方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ボトル缶に内容物を充填し、キャ
ッピングした製品でキャップのライナー部の気密性を検
査するために、気密性促進浸透試験が行われている。こ
の試験では、先ず、ボトル缶の底蓋を切り取り、ボトル
とキャップとの嵌合部を下側にして容器内に浸透液（メ
チルバイオレット）を入れ、缶内圧２００ＫＰａ（約２
Ｋｇ／ｃｍ^２ ）で６分間放置し、その後、水洗しオー
ブン乾燥する。そして、キャップ側面から外周部を糸鋸
等で切断解体して、キャップのライナー部分に浸透液が
流れた痕跡がないかどうかを目視で検査する。具体的に
は、ライナー部材に気密性不良を招く窪み部や微細なキ
ズがないかどうかの検査を行っていた。

【０００３】一方、特開平９−２１０６６２号公報に
は、軟Ｘ線を利用した缶巻締部の寸法を測定する装置と
して、Ｘ線を利用して、缶胴と缶蓋との結合部分である
缶巻締部の厚さや各部の諸寸法などを非破壊で総合的に
計測する装置が記載されている。また、実用新案登録第
３０５８７６１号公報には、コンベアー上を流れるＰＥ
Ｔボトルとキャップとの嵌合部にＸ線を照射し、金属又
は樹脂キャップが樹脂ボトルに密着しているか否かを検
査することが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ボトル
とキャップとの嵌合部からライナー部分を天板と共に取
り外す気密性促進浸透試験では、人による手作業が必要
となり、一缶当たりの検査時間に多くの時間を費やさね
ばならず、迅速な検査が難しい。そのため、試験の回数
を増やし試験精度を上げるに伴い試験のためのロス時間
が増えるという不都合が生じる。また、ボトルとキャッ
プとの嵌合部からライナー部分を天板と共に取り外した
後は、もとの状態に復元して商品としての使用は不可能
であるから、製品歩留まりが低下し、また廃材が増える
などの問題が生じる。

【０００５】また、特開平９−２１０６６２号公報、あ
るいは実用新案登録第３０５８７６１号公報に記載のあ
るＸ線を利用した測定部の寸法を計測する機構を使用し
た場合、ボトルとキャップとの嵌合部の測定部位の成形
寸法を非破壊で計測することが一応は可能である。しか
しながら、このような各測定部位の寸法を測定するだけ
では、ライナー部材の成形不良、つまりライナー表面の
局部的な波打ち等の成形不良等に伴う欠陥情報は得られ
ない。

【０００６】さらに、キャップを取り付ける方法として
プラスチック製キャップのねじ込み式の方法以外に、金
属製キャップのロールオン式キャッピングがあり、この
ロールオン式キャッピング方法は、例えば特開平１−２
２６５８５号公報、特開平１−９９９８９号公報及び特
願２０００−８１０１３号の願書に添付された明細書に
記載されているように、ねじなしキャップをボトルの口
部に冠着させてその天板内面に接合されているライナー
部材をボトルの口部に密着させ、その状態で、キャップ
の筒状部にねじ切りローラを圧接してねじ付けする方法
である。この方法で金属製ボトルにキャップを冠着する
とした場合、その金属製ボトルの口部が薄肉であって先
端部がカール形状に成形され、また筒状部の側面からロ
ーラを圧接するため、キャップとボトルの口部の軸線と
が芯ズレを起こし易く、そのためにサイドシール部によ
るシール圧が全周で不均一な状態でキャッピングされ易
い。

【０００７】つまり、金属製ボトルの口部は、ＰＥＴボ
トルのように平坦で幅広の口部先端面とは異なり、板厚
が薄いため、先端エッジを断面円筒形状にカール成形し
てライナー部材との接触面を確保するように形成され
る。従って、金属製ボトルの口部先端におけるライナー
部材の接触状態が微妙に気密性に影響することになる。

【０００８】また、ビールや炭酸飲料など容器内圧が大
気圧より高くなる場合には、キャップの天板部が外方へ
膨出し易いこと、さらに、キャップとボトルとの軸芯の
ばらつきによりライナー部材の容器口部との接触部分の
シール圧が低くなり易く、そのため、ライナー部材の表
面の微細な欠損や傷付き、或いは皺傷（フローラインと
呼ばれている）等のキャップの天板に接合する際に生じ
易いライナー部材の成形不良、さらにはサイドシール圧
を加える際にライナー部材の成形不良を助長する皺等に
起因して、ＰＥＴボトルでは起こりにくいスローリーク
と呼ばれるような漏れにつながる気密性不良が生じ易く
なる。

【０００９】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、ロールオン式キャップの気密性の適否を判別
する際に、各測定部位の寸法を測定すると共に、ライナ
ー部材の成形不良に起因する気密性不良の箇所を非破壊
で正確に判別できるように、ボトルの口部先端に接触す
るライナー部材の濃淡画像の濃度変化量を測定し判別す
るようにしたＸ線によるキャップの気密性検査装置及び
その方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記の目
的を達成するために、請求項１に記載された発明は、金
属製ボトルの口部に螺着され、該金属製ボトルの口部を
ライナー部材を介して密封する金属製キャップの密着性
を検査する際に、基準ブロックと共に前記金属製ボトル
の口部をＸ線発生器と映像管との間に垂直に位置させ、
Ｘ線発生器からＸ線を基準ブロックと前記金属製ボトル
の口部とに投射し、得られた画像に基づいて、前記金属
製ボトルの口部と金属製キャップとの嵌合部の適否を判
別するキャップの気密性検査装置において、前記金属製
ボトルの外周部を把持して、所定角度毎に回転させ、前
記嵌合部の断面を複数に分割映像可能にする回転手段
と、前記嵌合部と基準ブロックとの透視画像を撮像し、
得られた透視画像に基づいて各測定部位の寸法を求める
演算手段と、前記金属製キャップの天面と金属製ボトル
の口部表面との間に介在されている前記ライナー部材の
画像の濃淡に基づいて前記ライナー部材と前記口部との
間の気密性を判別する画像解析手段とを備えていること
を特徴とする装置である。

【００１１】従って、請求項１に記載された発明によれ
ば、金属製キャップの円周方向において所定の基準位置
から円周３６０度を所定角度に分割し、所定角度毎に金
属製ボトルの全周に亘ってＸ線透視画像の検査を行うた
め、所定角度一箇所だけＸ線透視画像の検査を行う場合
に比べ検査精度の向上を図ることが可能となる。また、
基準ブロックと金属製ボトルを併置することにより、基
準ブロックの寸法（水平基準寸法と垂直基準寸法）及び
画素数により画素１個当たりの大きさを求め、Ｘ線透視
画像の検査時に金属製ボトルの各測定部位の画素数を数
え、その画素数を基準ブロックに基づき求めた画素１個
当たりの大きさと乗算することにより各測定部位の寸法
を容易に求めることが可能になる。さらに、ライナー部
材の金属製キャップの天面と相接している部分から金属
製ボトルの口部表面と相接している部分の厚み方向にお
ける透視画像、特に金属製ボトルのカールさせた口部頂
面上の透視画像により、ライナー部材の気密性の適否を
容易に判別可能となる。また、気密性の適否を確実に行
うためにライナー部材の厚み方向で濃淡画像の濃度変化
量を測定することで、透視画像を併用して気密性不良の
判別をより正確にかつ自動検査することを可能にした。

【００１２】また、請求項２に記載された発明は、請求
項１に記載された構成に加え、前記回転手段が、前記金
属製ボトルを受け取って測定位置まで搬送すると共に、
前記Ｘ線発生器と前記映像管との間に前記金属製ボトル
を保持するための位置決め手段とを含んでいることを特
徴とする装置である。

【００１３】従って、請求項２に記載された発明によれ
ば、回転手段によって金属製ボトルの回転及び搬送の動
作を行うので、装置の全体としての構成をコンパクト化
することができ、さらには装置の無駄な動作を省いて金
属製ボトルの搬送を迅速に行うことが可能になる。

【００１４】さらに、請求項３に記載された発明は、金
属製ボトルの口部に螺着され、該金属製ボトルの口部を
ライナー部材を介して密封する金属製キャップの気密性
を検査するキャップの気密性検査方法において、前記金
属製ボトルの口部と前記金属製キャップとの嵌合部に近
接する位置に基準ブロックを併置し、前記金属製ボトル
の軸線に対して垂直方向からＸ線を照射し、前記嵌合部
と前記基準ブロックとの透視画像を映像管にて撮像し、
前記基準ブロックの透視画像による前記基準ブロックの
画素の大きさに基づいて前記嵌合部内部の各測定部位の
寸法を演算する工程と、前記金属製ボトルの口部の先端
部と前記金属製キャップの天板部とに挟まれた前記ライ
ナー部材の検査部位のＸ線透過量に対応した濃淡画像の
濃度変化量を２値化データに変換する工程と、前記金属
製のボトルの口部の先端部と前記金属製キャップの天板
部との間のライナー部材の厚み方向における濃度変化量
の上限値と下限値との差を求め、その値が予め定めた閾
値の範囲内にあるか否かを計測して前記金属製キャップ
による気密性の適否を判別するする工程とを含むことを
特徴とする方法である。

【００１５】従って、請求項３に記載にされた発明によ
れば、金属製ボトルの口部と金属製キャップとの嵌合部
の各測定部位の寸法を測定することに加えて、ライナー
部材の成形不良（ライナー表面の波打ち等の成形不良）
に起因する気密性不良も判別できるように、金属製ボト
ルの口部の先端面に接触するライナー部材の濃淡画像の
濃度変化量を測定し判別する。そのため、金属製ボトル
の口部表面と相接するライナー部材の表面との間に成形
不良部分が存在し、その境界部分に微小隙間を形成して
いる場合には、その隙間部分を通過したＸ線透過量が、
つまり透視画像の２値化データの変化量がその境界部分
で大きく変化する。つまり、Ｘ線透過量が多くなる。そ
の結果、各測定部位の寸法が適性範囲であっても、金属
製ボトルと金属製キャップとの嵌合部の気密性が不良と
して判別可能となる。

【００１６】また、請求項４に記載に発明は、請求項３
に記載した構成に加え、前記閾値を金属製ボトルの部位
の基準点の透視画像の濃度から相対的に変化させること
を特徴とする方法である。

【００１７】従って、請求項４に記載の発明によれば、
ライナー部材の濃度差を、コントラスト調整（画像重ね
回数；通常の画像重ね回数は１００回程度）等の画像処
理に対応させて変化させることにより、キャップの気密
性をより正確に検査することが可能となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】つぎに図面を参照して本発明をよ
り具体的に説明する。図２にライナー部材１００を介し
たアルミニウム製もしくはその合金製の金属製ボトル
（以下、ボトル缶と記す）３と金属製キャップ３ａとの
嵌合部の上方部分が示されている。本実施の形態のキャ
ップ３ａは、アルミニウム製もしくはその合金製であ
り、天板３ｃと、その周縁から垂下する筒状部３ｄと、
開封時に破断するブリッジ部を介してその筒状部３ｄに
接続される裾部（不図示）とからなる。本実施の形態で
は、キャップ径はΦ２８のピルファー・プルーフキャッ
プを用いている。天板内面とボトル口部の表面との間に
介挿されたライナー部材１００は、樹脂材料（低密度ポ
リエチレン）からなる材質で、厚み約１ｍｍ（ボトル缶
のカール頂部と接触する部分の厚み）にモールド成形さ
れると同時にキャップ天面３ｂに熱溶着される。ボトル
缶３は板厚の薄いアルミニウム合金を用い、絞り成形と
しごき成形によってシームレス缶胴を形成した後、さら
に底部側に絞り成形によりねじ成形及びカール成形を加
えて口部を形成している。なお、ボトル缶３の内外面は
ポリエステル樹脂による被覆が施されている。またキャ
ップ天面３ｂが平坦ではなく、多少盛り上がった形状を
しているのは内圧による天板３ｃの膨出である。

【００１９】図１には本発明に係る装置の基本原理の概
要が示されている。軟Ｘ線を照射するＸ線発生器１とＸ
線透視画像を得るためのカメラ２が互いに対向して配置
されている。このＸ線発生器１は、Ｘ線焦点が５〜１０
μｍ程度のいわゆるマイクロフォーカスＸ線発生器であ
って、画像のボケの少ないものが使用されている。ま
た、カメラ２は分解能やコントラスト或いはＸ線感度に
優れたイメージ増強方式（イメージインテンシファイヤ
方式）のカメラ２としてＣＣＤカメラが採用されてい
る。さらに、カメラ２にはＸ線蛍光増倍管２ａが取り付
けられている。

【００２０】これらのＸ線発生器１とカメラ２との間
に、計測対象であるボトル缶３を載せる第１測定テーブ
ル４が設けられている。この第１測定テーブル４は図３
及び図４に示すように、矩形形状であり、ボトル缶３の
底部側を閉鎖している底蓋巻締部が下となる状態で後述
する搬送手段によって載せられるように構成されてい
る。

【００２１】なお、図１及び図４に示すように、第１測
定テーブル４の位置は、その上に載せたボトル缶３のキ
ャップ３ａがＸ線発生器１からカメラ２に至るＸ線の照
射中心軸線Ｂとほぼ一致する高さに設定されている。ま
た図３に示すようにキャップ３ａの水平方向の位置は、
Ｘ線の照射中心軸線Ｂが第１測定テーブル４上のボトル
缶３におけるキャップ３ａに対して接線方向となりキャ
ップ部断面（図２参照）と垂直となる位置に設定されて
いる。

【００２２】Ｘ線の照射中心軸線Ｂに対し平行な方向に
おいて、図５及び図６に示すように、第１測定テーブル
４には、ボトル缶３を挟む位置に位置決め板５と位置決
めプッシャ６とが、互いに対向して設置されている。位
置決め板５は固定面としてボトル缶３の外周面に当接さ
せてボトル缶３を第１測定箇所に位置決めするためのも
のである。また、位置決めプッシャ６は当て板手段とし
て、第１測定テーブル４上に載せたボトル缶３を位置決
め板５に対して押し付けて位置決めするためのものであ
って、先端部は図５に示すように、Ｖ字状に開いた形状
とされており、エアーシリンダなどの直動型のアクチュ
エータ８の駆動ロッド９の先端部に取り付けられてい
る。

【００２３】基準ブロック１３は、図７に示すように、
コ字状の形状をなす薄い板状の金属部材であり、Ｘ線の
照射中心軸線Ｂに対して直交する方向に配置されること
になる（図３参照）。特に、基準ブロック１３の配置さ
れる位置はボトル缶３の口部と前記キャップ３ａとの嵌
合部に近接し、位置決めされたボトル缶３の軸線の上方
位置になる。そして、ボトル缶３が拡大測定位置イ（第
１測定テーブル４上）に位置決めされた後、基準ブロッ
ク１３は下降してキャップ天面３ｂに当接又はストッパ
ーによりキャップ天面３ｂに隣接した位置に停止できる
ようにリニアスライダ１３ａに上下動可能に設置されて
いる。ただし、基準ブロック１３は後述する全形透視時
である全体検査位置では使用されないので拡大測定位置
イだけに設けられている。

【００２４】図４に示すように、ローダー２２はＸ線の
照射中心軸線Ｂに対して平行に設けられているレール１
７上をリニアスライダ１５を介して移動可能に設けられ
ており、ボトル缶３の部分拡大検査位置イから全体検査
位置ロへの移動を迅速に行えるようになっている。ま
た、ローダー２２上にはケーブルベア（登録商標）１９
と、ボールタイプのピストンに準じた機構を備えている
ロッドレスシリンダ２１が並列して取り付けられてい
る。ロッドレスシリンダ２１にはアーム２３が取り付け
られており、アーム２３の端部には上下動用のアクチュ
エータ２５ａと把持用のアクチュエータ２５ｂとを備え
たハンド２５が設置されており、ハンド２５にはボトル
缶３を把持するためのチャック部２７が設けられている
（図８参照）。

【００２５】ハンド２５の詳細が、図９から図１１に示
されている。図９に示すように、チャック部２７は、ボ
トル缶３を把持する内側部分が左右対称な円弧形状をな
した二つのチャック部材２７ａ，２７ｂから構成されて
おり、把持用アクチュエータ２５ｂの動作により、チャ
ック部材２７ｂに対してチャック部材２７ａが近接離間
する。また、ボトル缶３を把持したときに接触する内側
部分の円弧形状は四つのローラからできている。

【００２６】チャック部材２７ａには、図９及び図１１
に示すように、パルスモータ３１が取り付けられてい
る。パルスモータ３１はチャック部材２７ａ内の一つの
ローラ２９と係合すると共に、中間体３３とも係合して
いる。そして、この中間体３３は他の一つのローラ２９
と係合している（図１０参照）。そのため、パルスモー
タ３１が回転すると、パルスモータ３１側の二つのロー
ラ２９が回転することになる。

【００２７】また、チャック部材２７ｂにはパルスモー
タ３１は取り付けられてはおらず、ローラ２９同士の間
にフォトセンサ３５が取り付けられている。このフォト
センサ３５により、チャック部２７にボトル缶３が存在
するか否かを判別することになる。さらに、チャック部
２７でボトル缶３を把持したときチャック部材２７ａ側
のローラ２９が回転することによりチャック部材２７ｂ
側のローラ２９もつ０れ回転することになり、ボトル缶
３を缶軸中心に回転させることが可能になる。

【００２８】全体検査位置ロである第２測定テーブル３
７は、図４及び図１２に示すように、第１測定テーブル
４と同様に、ボトル缶３の位置決めを行うためにボトル
缶３が位置決めされるべき位置を挟んで位置決め板４２
と位置決めプッシャ４４とが、互いに対向して配置され
ている。また、図１２に示すように、第２測定テーブル
３７は、第２測定テーブル３７の下部に設置されている
スライドテーブルである直動型アクチュエータ３９によ
って矢印方向に移動可能になっている。直動型アクチュ
エータ３９の端部はサンプリング＆リジェクトコンベア
４７に隣接する位置（ボトル缶３の出口側）まで延びて
いる。直動型アクチュエータ３９の端部に対向してロー
タリーアクチュエータ４３が設置されている。ロータリ
ーアクチュエータ４３には返却ポケットレバー４５が取
り付けられており、ロータリーアクチュエータ４３の中
央部を中心にサンプリング＆リジェクトコンベア４７の
方へ回動可能になっている。返却ポケットレバー４５の
先端には返却ポケットレバークランプ４１が設けられて
おり、直動型アクチュエータにより移動してきた第２測
定テーブル３７上のボトル缶３をシリンダ４１ａの操作
により把持することが可能となっている。

【００２９】つぎに、本発明のキャップの気密性検査装
置の計測室５０内の機器の配置と接続状況を説明する。
図１３には計測室５０内の各機器間の接続状況（信号の
送受状況）が示されている。計測室５０の温度を一定に
保つために計測室５０の上部にはクーラー５９が設けら
れている。ハンドリングユニット５１の動作を外から確
認できるように窓ガラス（図示せず）が設けられてい
る。その隣にはハンドリングユニット（回転手段及び搬
送手段）等を操作するための操作パネル６１が設置され
ている。また、計測室５０の下方にはＸ線発生器１を制
御するためのＸ線制御装置６２が設けられている。シー
ケンサ５３の指令をＸ線制御装置６２へ伝達するための
制御ユニット６３もＸ線制御装置６２に隣接して設けら
れている。

【００３０】制御室５２は計測室５０内の機器を制御す
る働きを果たしている。シーケンサ５３は制御ユニット
６３及びハンドリングユニット５１を制御するために設
けられている。パソコン５６はプリンター６４、シーケ
ンサ５３及び画像処理装置５７を制御するために設けら
れている。また、画像処理装置５７はＣＣＤカメラのビ
デオ出力信号を取り込み、デジタルデータに変換後、コ
ントラスト調整、輪郭強調処理、及び画質改善処理など
の画像整形処理をパソコン５６からの指令により行う。
また、画像整形された映像をビデオ映像出力コネクター
端子よりパソコン５６のビデオチャプチャーボード（図
示せず）に入力し測定処理が行れることになる。

【００３１】つぎに上述したキャップの気密性検査装置
の動作を図１４に示すフローチャートに基づいて説明す
る。キャップの気密性検査装置に隣接して設けられたサ
ンプリング＆リジェクトコンベヤー４７上を搬送されて
所定位置で停止しているボトル缶３は、ハンド２５のチ
ャック部２７によってその外周部で把持される。このと
き、チャック部２７のフォトセンサ３５によりボトル缶
３を把持しているか否か判定される（ステップＳ１）。
そして、ボトル缶３を把持していればチャック部２７は
ハンド２５によって引き上げられた状態で、第１測定テ
ーブル４の上方に移動し、ここでハンド２５が下降動作
することによりボトル缶３が第１測定テーブル４の上に
載せられる（ステップＳ２）。この状態でＸ線発生器１
より軟Ｘ線をボトル缶３に照射すると共に、ボトル缶３
をチャック部２７で把持し、回転させることにより、ボ
トル缶３とキャップ３ａとの嵌合部のねじ開始位置を検
出し（ステップＳ３）、軟Ｘ線の照射を停止する。具体
的には、画像処理装置５７を用いてねじ山個数を認識す
るイメージセンサ（不図示）によりねじ開始位置の検出
が行われる。

【００３２】チャック部２７によるボトル缶３の外周部
の把持が解除された後、位置決めプッシャ６がアクチュ
エータ８によって動作させられて位置決め板５側に移動
する。そして、ボトル缶３の外周面を位置決めプッシャ
６によって押すことによって、その反対側の外周面を位
置決め板５に押し付けてボトル缶３の位置決めが終了す
る（ステップＳ４）。このとき嵌合部のねじ開始位置が
基準位置としてＸ線発生器１からカメラ２に至る軟Ｘ線
の照射中心軸線にほぼ一致させられ、ボトル缶３の位置
決めが行われることになる。そして、ボトル缶３の位置
決めが完了した後に第１測定テーブル４の側面に設けら
れたリニアスライダ１３ａに取り付けられた基準ブロッ
ク１３が下降してキャップ嵌合部３ａの近傍であるキャ
ップ天面３ｂの上方に併置される。

【００３３】このようにしてボトル缶３の拡大測定位置
イでの位置決めが完了すると、ボトル缶３とキャップ３
ａとの嵌合部はＸ線発生器１からカメラ２に至る軟Ｘ線
の照射中心軸線にほぼ一致しており、この状態で軟Ｘ線
は、嵌合部の接線方向に向けて照射されることになる
（ステップＳ５）。そして、画像処理装置５７により画
像整形処理、画像改善及びコントラスト強調が行われる
（ステップＳ６）。ここで、画像整形処理とは、一般的
に画像の積分処理（重ね合わせ）によるノイズの除去処
理を意味しており、画像改善とは、一般に画像データの
積分処理やエッジ処理（輪郭強調）などの画像を改善す
る処理を意味しており、コントラスト強調とは、一般に
エンハンス処理と呼ばれる処理で、明暗処理の再設定に
よる不明瞭部を明瞭にする処理を意味している。

【００３４】以上の処理が終了すると、つぎに画像処理
装置５７によりキャリブレーションが行われる（ステッ
プＳ７）。キャリブレーションとは、一般に画像処理で
使う画素単位のスケーリング（寸法）の較正処理を意味
している。そして、このキャリブレーションは測定中は
定期的に行われ安定した測定精度を保つ。実際のキャリ
ブレーションでは、画像処理装置５７によるキャップ嵌
合部３ａのＸ線透視画像の取り込みの際に、図７（Ａ）
に示すように、同時に基準ブロック１３の画像も取り込
み基準ブロック１３の水平基準部（Ｘ軸）及び垂直基準
部（Ｙ軸）の画素数を数える。その際、基準ブロック１
３の水平基準寸法と垂直基準寸法は予め定められている
ので、それぞれの基準寸法を画素数で除算して水平方向
（Ｘ軸方向）及び垂直方向（Ｙ軸方向）の画素１個当た
りの大きさ（ｍｍ／画素）が算出される。

【００３５】そして、各測定個所の画素数を数え、その
画素数にキャリブレーション処理で求めた画素１個当た
りの大きき（ｍｍ／画素）を乗算して、各測定個所の寸
法を算出することになる（ステップＳ８）。具体的な測
定個所としてはキャップ天面高さ（Ｔ）、口部カール外
径（Ｄ）、カール高さ（Ｈ）、トップクリアランス（Ｔ
Ｃ）、サイドクリアランス（ＳＣ）、傾斜クリアランス
（ＡＣ）、サイドシール部コーナーのＸ−Ｙ座標であ
る。これらの演算は、パソコン５６により予め定められ
たプログラムに従って実行される。

【００３６】つぎに、金属製ボトルの口部とライナー部
材との接触面の気密状態を検査する処理工程に入る。こ
こでは、Ｘ線透過映像を２値化した数値を用い、例えば
数値０（暗い）から２５４（明るい）で変化させること
になる。この数値は映像信号であるアナログ信号を２値
化（デジタル信号）データに変換したものである。この
処理工程では、カール天面３ｆからキャップ天面３ｂま
での画像をチェックする（ステップＳ９）。さらに閾値
の範囲内に２置化データがあるか否かが判断される（ス
テップＳ９−１）。

【００３７】図７（Ｂ）は２値化した濃度変化量を示
し、ａが閾値の範囲内であれば良とし、その範囲外のｂ
であれば不良であることを示している。そして、ボトル
缶３の口部表面と相接するライナー部材１００の表面と
の間の境界部分に成形不良部分、つまりその境界部分に
微小隙間Ｚが存在している場合には、その隙間部分Ｚを
通過した透視画像の２値化データの変化量がその境界部
分（カール天面３ｆ上）で大きく変化する（図７のｂの
幅の部分）。透視映像では、そのような微小隙間Ｚは白
く（明度が高く）現れる。このような微小隙間Ｚがボト
ルとキャップ３ａとの嵌合部に存在すれば、各測定部位
の寸法が適正範囲内であっても、嵌合部の気密性が不良
と判別されることになる（ステップＳ１０）。

【００３８】具体的には、アルミ缶の場合であれば閾値
（スライスレベル）である２値化データの上限値から下
限値の範囲としては５０から１００が正常品、１５０か
ら２００が不良品と設定される。ただし、この閾値は画
像処理装置５７によるコントラストの調整等の画像処理
の状態により変化するため、画像処理した後の所定の金
属製ボトルの基準点の濃度を計測することにより改めて
設定されることになる。

【００３９】そして、上記の各測定部位の寸法検査及び
キャップ嵌合部の気密状態の検査を一つのキャップ嵌合
部３ａに対して４５度毎に円周８箇所のそれぞれで行う
ことになる。そのため、ボトル缶３を位置決めしていた
位置決めプッシャ６の押圧を解除し、位置決めプッシャ
６をボトル缶３から離し、チャック部２７でボトル缶３
を把持しチャック部材２７ａに設置されているパルスモ
ータ３１によりローラ２９を回転させボトル缶３を所定
の角度（４５度）回転させる。そして、再度位置決めプ
ッシャ６の押圧によりボトル缶３を位置決めする。この
ような動作を上記の検査のために繰り返すことになる
（ステップＳ１１）。また、このように本実施の形態で
は円周８箇所（分割数８）について上記の検査を行って
いるが、これは円周３６０度のうち、４５度の範囲を１
回のＸ線透視画像で検査できる範囲に設定しているから
である。従って、４５度より狭い、例えば３０度の範囲
に拡大してＸ線透視画像で検査する場合には２値化の精
度が上がり、その分検査精度を向上させることができ
る。ただし、１回のＸ線透視画像で検査できる範囲を広
げると（検査範囲の角度を広げると）、それだけ分割数
も少なくなり、検査時間が短縮されるが、その反面検査
精度は低下する傾向にある。

【００４０】以上で第１測定テーブル４での計測（検
査）は終了する。ボトル缶３を位置決めしていた位置決
めプッシャ６の押圧を解除し、直動型のアクチュエータ
８により位置決めプッシャ６をボトル缶３から離す。チ
ャック部２７がボトル缶３を把持しハンド２５がアクチ
ュエータ２５ａの動作により上昇させられる。ハンド２
５を設置してあるローダー２２が、図４に示すように、
リニアスライダ１５を介してスライドレール１７上を矢
印の方向へ移動する。チャック部２７で把持されたボト
ル缶３が全形測定位置ロ（第２測定テーブル３７上）に
到達したところでローダー２２のスライドレール１７上
の移動が停止する。ハンド２５が第２測定テーブル３７
に向かい下降する。第２測定テーブル３７のボトル缶３
が位置決めされるべき位置に到達したときに、チャック
部２７のチャック部材２７ａ、２７ｂが開きボトル缶３
を離す（ステップＳ１２）。

【００４１】ボトル缶３が第２測定テーブル３７の位置
決め位置に配置されると、第１測定テーブル４に設置さ
れている位置決め板５及び位置決めプッシャ６と同様の
働きをなす位置決め板４２及び位置決めプッシャ４４を
作動させ、ボトル缶３を位置決め位置に保持する。具体
的には、位置決めプッシャ４４がアクチュエータ（不図
示）によって動作させられて位置決め板４２側に移動
し、ボトル缶３の外周面を位置決めプッシャ４４によっ
て押して、ボトル缶３の反対側の外周面を位置決め板４
２に押し付けてボトル缶３の位置決めを終了し、ボトル
缶３の保持が完了する（ステップＳ１３）。このように
第２測定テーブル３７で位置決め板４２及び位置決めプ
ッシャ４４がボトル缶３の位置決め、保持を行っている
間に、ローダー２２はリニアスライダ１８を介してスラ
イドレール１７上を移動して第１測定テーブル４の位置
に戻る（ステップＳ１４）。

【００４２】一方、ボトル缶３を載せた第２測定テーブ
ル３７は直動型アクチュエータ３９により移動（リニア
スライド移動）し、ボトル缶３とキャップ３ａとの嵌合
部がＸ線発生器とカメラ２との間のＸ線照射中心軸線Ｂ
とほぼ一致する位置になるように直動型アクチュエータ
３９により調整される（ステップＳ１５）。ボトル缶３
とキャップ３ａとの嵌合部がＸ線照射中心軸線Ｂとがほ
ぼ一致した位置に到達したときにキャップ全体がＸ線透
視画像として撮影される（ステップＳ１６）。以上でボ
トル缶３とキャップ３ａとの嵌合部の撮影は終了する
（Ｘ線発生器は「ＯＦＦ」となる）。この撮影により、
キャップ全形を観察し、ボトル缶の口部及びねじ部等の
成形不良、変形の有無を目視で確認できる。

【００４３】つぎに、第２測定テーブル３７は直動型ア
クチュエータ３９によりボトル缶３の出口側に移動（リ
ニアスライド移動）し、サンプリング＆リジェクトコン
ベア４７に隣接する位置で停止する（ステップＳ１
７）。そして、ボトル缶３を位置決めしていた位置決め
プッシャ４４の押圧を解除し、位置決めプッシャ４４を
ボトル缶３の外周部から離す。ロータリーアクチュエー
タ４３に取り付けられた返却ポケットレバー４５がボト
ル缶３の方へ回動する。ボトル缶３の位置で返却ポケッ
トレバークランプ４１がボトル缶３を把持できるよう
に、ピストン部４１ａが後退してボトル缶３を挟み込む
（ステップＳ１８）。

【００４４】ボトル缶３を挟み込むと、返却ポケットレ
バークランプ４１はボトル缶３を把持した状態で返却ポ
ケットレバー４５の上昇、回動によりリジェクトコンベ
ア４７に向かう（ステップＳ１９）。サンプリング＆リ
ジェクトコンベア４７上に到達した返却ポケットレバー
４５は下降し、返却ポケットレバークランプ４１ではピ
ストン部４１ａが後退し、返却ポケットレバークランプ
４１が開き、ボトル缶３がサンプリング＆リジェクトコ
ンベア４７に返却される。ボトル缶３の返却が完了する
と返却ポケットレバー４５は上昇し、回動することによ
って元の位置に戻る（ステップＳ２０）。

【００４５】また、ボトル缶３の返却と同時にローダー
２２も最初の位置へ戻る動作を並行して行うことがで
き、１台のローダー２２で搬入、排出するよりも検査効
率が上がる。第１測定テーブル４の位置に戻ったローダ
ー２２ではローダー２２に取り付けられたハンド２５が
上昇した状態でロッドレスシリンダ２１上を移動し、サ
ンプリング＆リジェクトコンベヤ４７の手前で停止する
（ステップＳ２１）。そのとき、ハンド２５が下降しチ
ャック部２７が開きサンプリング＆リジェクトコンベヤ
４７上に載っている新たなボトル缶３を把持する（ステ
ップＳ２２）。以上の測定（検査）を測定すべき複数の
ボトル缶３全てに行うためにこのような動作を繰り返す
ことになる。

【００４６】なお、この発明は上述した具体例に限定さ
れないのであって、測定対象である金属製ボトルの形状
は、要は、口部が胴部に相当する部分から突出し、その
口部にキャップが、ライナー部材を挟んで取り付けられ
るボトルであればよい。また、ライナー部材表面の成形
不良部分を検出するだけであれば、閾値を設定せず、微
分処理で隣合うデータの輝度変化量の最大値を求めるよ
うにしても良いが、測定部位の寸法を計測する場合に
は、スライスレベルを設定した方が有利である。なおま
た、ボトル缶がスチール製の場合にも適用可能である。

【００４７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、キャッ
プねじ開始位置を基準位置としているため、基準位置に
基づいて各金属製ボトルのＸ線透視画像の比較を行うこ
とになるので各金属製ボトルの同じ測定部位の比較が可
能になり測定不良の見極めが容易になる。また、金属製
ボトルの円周３６０度を所定角度に分割し、その所定角
度毎にＸ線透視画像の検査を行うため、所定角度だけ一
箇所につきＸ線透視画像の検査を行う場合に比べ検査量
が増し正確な検査を行うことができる。さらに、基準ブ
ロックの寸法（水平基準寸法と垂直基準寸法）及び画素
数により画素１個当たりの大きさを求め、Ｘ線透視画像
の検査時に金属製ボトルの各測定部位の画素数を数え、
その画素数を基準ブロックに基づき求めた画素１個当た
りの大きさと乗算することにより各測定部位の寸法を容
易に求めることできる。また、ライナー部材の金属製キ
ャップの天面と相接している部分から金属製ボトルの口
部表面と相接している部分の厚み方向における透視画
像、特に金属製ボトルのカールさせた口部の透視画像に
より、ライナー部材の気密性の適否を容易に判別可能と
なる。また、気密性の適否を確実に行うためにライナー
部材の厚み方向で濃淡画像の濃度変化量を測定すること
で、透視画像を併用して気密性不良を、非破壊でより正
確にかつ自動検査することができる。

【００４８】また、請求項２に記載された発明によれ
ば、金属製ボトルの回転及び搬送の動作を人手を介さず
全自動で行え、また、装置全体のコンパクト化を図るこ
とができる。

【００４９】さらに、請求項３に記載された発明によれ
ば、金属製ボトルの口部と金属製キャップとの嵌合部の
各測定部位を測定できると共に、金属製ボトルの口部の
先端面に接触するライナー部材の濃淡画像の濃度変化量
を測定し、ライナー部材の成形不良（ライナー表面の波
打ち等の成形不良）に起因する気密性不良も判別でき
る。そのため、金属製ボトルの口部表面と相接するライ
ナー部材の表面との間に成形不良部分が存在し、その境
界部分に微小隙間を形成している場合には、その隙間部
分を通過したＸ線透過量が、つまり透視画像の２値化デ
ータの変化量がその境界部分で大きく変化し、Ｘ線透過
量が多くなる。その結果、各測定部位の寸法が適性範囲
あるかどうかに拘わらず、広角的にボトルとキャップと
の嵌合部の気密性を不良として判別することができる。

【００５０】そして、請求項４に記載の発明によれば、
コントラスト調整（画像重ね回数；通常の画像重ね回数
は１００回程度）等の画像処理にライナー部材の濃度差
を対応させて変化させることにより、キャップの気密性
をより正確に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明のキャップの気密性検査装置の基本原
理を示す側面図である。

【図２】 ライナー部材を介したボトルとキャップとの
嵌合部の断面図である。

【図３】 本発明のキャップの気密性検査装置の平面図
である。

【図４】 本発明のキャップの気密性検査装置の側面図
である。

【図５】 ボトル缶の位置決め手段の正面図である。

【図６】 ボトル缶の位置決め手段の側面図である。

【図７】 （Ａ）は基準ブロックと、ライナー部材を介
したボトルとキャップとの嵌合部の部分拡大透視画像を
示す図、（Ｂ）は２値化変換した濃度変化量を示す図で
ある。

【図８】 ボトル缶を測定位置まで搬送する搬送手段の
側面図である。

【図９】 回転手段の平面図である。

【図１０】 回転手段の側面図である。

【図１１】 回転手段の正面図である。

【図１２】 ボトル缶を排出する搬送手段の平面図であ
る。

【図１３】 各機器間の接続状況（信号の送受状況）が
示すブロック図である。

【図１４】 本発明のキャップの気密性検査装置の動作
のフローチャートである。

【符号の説明】

１…Ｘ線発生器、 ２…カメラ、 ３…ボトル缶、 ４
…第１測定テーブル、５…位置決め板、 ６…位置決め
プッシャ、 ７…直線ガイド７、 ８…直動型のアクチ
ュエータ、 ９…駆動ロッド、 １０…ガイド軸、 １
３…基準ブロック、 １５…リニアスライダ、 １７…
スライドレール、 ２１…ロッドレスシリンダ、 ２２
…ローダー、 ２５…ハンド、 ２７…チャック部、
２９…ローラ、 ３１…パルスモータ、 ３７…第２測
定テーブル、 ４１…返却ポケットレバークランプ、
４３…ロータリーアクチュエータ、 ４５…返却ポケッ
トレバー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G001 AA01 BA11 CA01 DA01 DA09 GA17 HA13 JA07 JA11 JA16 KA20 LA02 LA20 PA01 PA03 PA11 PA13 3E080 AA08 CE02 EE01 EE04 EE05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製ボトルの口部に螺着され、該金属
   製ボトルの口部をライナー部材を介して密封する金属製
   キャップの密着性を検査する際に、基準ブロックと共に
   前記金属製ボトルの口部をＸ線発生器と映像管との間に
   垂直に位置させ、Ｘ線発生器からＸ線を基準ブロックと
   前記金属製ボトルの口部とに投射し、得られた画像に基
   づいて、前記金属製ボトルの口部と金属製キャップとの
   嵌合部の適否を判別するキャップの気密性検査装置にお
   いて、 前記金属製ボトルの外周部を把持して、所定角度毎に回
   転させ、前記嵌合部の断面を複数に分割映像可能にする
   回転手段と、 前記嵌合部と基準ブロックとの透視画像を撮像し、得ら
   れた透視画像に基づいて各測定部位の寸法を求める演算
   手段と、 前記金属製キャップの天面と金属製ボトルの口部表面と
   の間に介在されている前記ライナー部材の画像の濃淡に
   基づいて前記ライナー部材と前記口部との間の気密性を
   判別する画像解析手段とを備えていることを特徴とする
   キャップの気密性検査装置。
2. 【請求項２】 前記回転手段は、前記金属製ボトルを受
   け取って測定位置まで搬送すると共に、前記Ｘ線発生器
   と前記映像管との間に前記金属製ボトルを保持するため
   の位置決め手段とを含んでいることを特徴とする請求項
   １に記載のキャップの気密性検査装置。
3. 【請求項３】 金属製ボトルの口部に螺着され、該金属
   製ボトルの口部をライナー部材を介して密封する金属製
   キャップの気密性を検査するキャップの気密性検査方法
   において、 前記金属製ボトルの口部と前記金属製キャップとの嵌合
   部に近接する位置に基準ブロックを併置し、前記金属製
   ボトルの軸線に対して垂直方向からＸ線を照射し、前記
   嵌合部と前記基準ブロックとの透視画像を映像管にて撮
   像し、前記基準ブロックの透視画像による前記基準ブロ
   ックの画素の大きさに基づいて前記嵌合部内部の各測定
   部位の寸法を演算する工程と、 前記金属製ボトルの口部の先端部と前記金属製キャップ
   の天板部とに挟まれた前記ライナー部材の検査部位のＸ
   線透過量に対応した濃淡画像の濃度変化量を２値化デー
   タに変換する工程と、 前記金属製ボトルの口部の先端部と前記金属製キャップ
   の天板部との間のライナー部材の厚み方向における濃度
   変化量の上限値と下限値との差を求め、その値が予め定
   めた閾値の範囲内にあるか否かを計測して前記金属製キ
   ャップによる気密性の適否を判別するする工程とを含む
   ことを特徴とするキャップの気密性検査方法。
4. 【請求項４】 前記閾値を金属製ボトルの部位の基準点
   の透視画像の濃度から相対的に変化させることを特徴と
   する請求項３に記載のキャップの気密性検査方法。