JP4618902B2

JP4618902B2 - キャップの気密性検査装置及びその方法

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Publication number: JP4618902B2
Application number: JP2001031081A
Authority: JP
Inventors: 清明井上; 孝次中村
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 2001-02-07
Filing date: 2001-02-07
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2021-02-07
Also published as: JP2002236102A

Description

【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２Ｋｇ／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ＰＥＴ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１−２２６５８５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５〜１０μｍ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１７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３７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３ａ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１３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（ＴＣ）、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２５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４２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Ｓ１７）。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、１３…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。

Claims

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。
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。
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。
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。