JP4699621B2

JP4699621B2 - キャップの気密性非破壊検査方法及びその装置

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Publication number: JP4699621B2
Application number: JP2001067555A
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: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2021-03-09
Also published as: JP2002267621A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内容物を充填した金属製容器や金属製ボトル型缶等の口部に嵌合させた金属製キャップによる密閉性の良否をＸ線を利用して非破壊で検査するための方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ボトル型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、ボトル型缶の底蓋を切り取り、缶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で６分間放置し、その後、水洗すると共にオーブン乾燥する。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否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否かの検査を行っていた。
【０００３】
一方、特開昭６３−２７４８５１号公報や特開平９−２１０６６２号公報には缶巻締部の寸法を測定する装置として、軟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。また、特開昭６３−２７４８５１号公報には、缶蓋平面に対し所定の傾斜角をもってＸ線を照射して缶巻縮部を検査する方法が記載されている。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ボトルのキャップ部にＸ線を照射し、金属または樹脂キャップが、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、缶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って外す前記の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、検査の回数を増やして検査精度を上げるに伴い検査のためのロス時間が増えるという不都合が生じる。また、缶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、元の状態に復元して商品とすること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】
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缶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缶の口部に密着させ、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。この方法で缶の口部にキャップを冠着するとした場合、その缶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、キャップと缶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。
【０００６】
つまり、缶の口部は、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、缶の口部先端におけるライナー部材の接触状態が気密性に微妙に影響することになる。
【０００７】
また、ビールや炭酸飲料などを充填することにより容器内圧が大気圧より高くなる飲料缶では、キャップの天板部が外方へ膨出し易く、さらに、またキャップと缶との軸芯のばらつきによりライナー部材の缶の口部との接触部分のシール圧が低くなり易い。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モールド成形されると同時に熱溶着、あるいはその他の手段で接合する際に生じ易いライナー部材表面の半径方向に発生し易い成形不良、さらにはサイドシール圧を加える際にライナー部材の放射方向に発生しやすい波打ちや皺等が生じ、これが原因となって、このような飲料缶では、ＰＥＴボトルでは普通起こりにくいとされているスローリークと呼ばれるような微小漏れにつながる気密性不良が生じ易くなる。
【０００８】
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良否を判別する際に、ライナー部材の成形不良あるいは微小幅の欠陥等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方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、金属缶の口部に螺着され、その口部をライナー部材を介して密封した金属製キャップの気密性をＸ線を利用して非破壊で検査する方法であって、Ｘ線の照射方向で手前側の前記ライナー部材のＸ線透視画像と後側の前記ライナー部材のＸ線透視画像とが重合しない角度まで、前記缶の軸線をＸ線照射中心軸に対して傾斜させて撮像することにより、前記金属製キャップ嵌合部における前記ライナー部材の透視画像を得、そのＸ線透視画像のキャップ外周部と缶エッジ部で囲まれた所定領域のＸ線透視画像を２値化データに変換し、その透視画像の２値化データに基づき気密性の良否を判別することを特徴とする方法である。
【００１０】
従って、請求項１に記載された発明では、金属製キャップと缶の口部との間に介在されているライナー部材のＸ線透視画像を得る場合、缶の軸線がＸ線の照射方向に対して傾斜させられる。その傾斜方向は、撮影対象部位に対してＸ線の照射方向で手前側及び後側の画像が重合しない傾斜方向である。こうして得られたＸ線透視画像のうちキャップ外周部と缶エッジ部とで囲まれた所定の領域の画像が２値化データに変換され、そのデータに基づいて気密性の良否が判断される。その判断の基礎とされる画像は、ライナー部材の半径方向あるいは厚さ方向に対して斜めにＸ線を透過させた対面方向からの透視画像であるから、ライナー部材に生じている微小幅の欠陥などの画像も得ることができ、その結果、気密性の良否の判別精度が向上する。
【００１１】
また、請求項２に記載された発明は、被検査缶の口部に螺着され、その被検査缶の口部をライナー部材を介して密封した金属製キャップの気密性を検査するにあたり、Ｘ線源と撮像管との間に前記被検査缶を位置させてＸ線を照射することにより、そのキャップ嵌合部の気密性の良否を判別する検査装置であって、前記被検査缶を受け取って検査位置まで搬送する搬送手段と、前記被検査缶を把持して所定角度回転させ、前記金属製キャップと前記口部との嵌合部を複数に分割撮像可能にする回転手段と、Ｘ線源と撮像管との間に前記被検査缶を保持し、Ｘ線照射方向に対して上下方向および左右方向に移動可能で、かつＸ線照射方向に金属製キャップを傾斜させる缶位置決め手段と、前記ライナー部材をＸ線照射方向に対して傾斜させて得られたＸ線透視画像の濃度変化を検出し、前記キャップ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。
【００１２】
従って請求項２に記載された発明では、被検査缶が搬送手段によって検査位置まで搬送され、かつ被検査缶は回転手段で回転させられ、前記嵌合部を複数に分割して撮像することが可能になる。さらに被検査缶のＸ線源及び撮像管に対する位置決めは、缶位置決め手段によっておこなわれる。この缶位置決め手段は、Ｘ線照射方向に対して傾斜状態となる。そのため、被検査缶は、その嵌合部に対して金属製キャップのライナー部材を厚さ方向あるいは半径方向に斜めにＸ線が対面する方向から透過するように保持される。こうして得られたライナー部材を含む所定領域のＸ線透視画像が画像解析手段によって解析され、金属製キャップによる気密性の良否が判断される。
【００１３】
【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（Ａ）にライナー部材１００を介した金属製ボトル型缶（以下、単に缶と記す）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。本実施の形態の金属製キャップ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、キャップ径は直径２８ｍｍのピルファー・プルーフキャップを用いている。天板３ｃの内面と缶３の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）からなり、缶３のカール頂部とその近傍に接触するような形状と厚みと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。
【００１４】
缶３は板厚の薄い樹脂被膜アルミニウム合金板を用い、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を加えて首部を形成し、そこにねじ成形及びカール成形を加えて口部を形成している。
【００１５】
図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＸ線透視画像である。この様に缶３の口部表面と相接するライナー部材１００の表面に上述のような形成不良を起こし、その境界部分に欠陥部Ｆがライナー部材１００のほぼ半径方向に沿って形成された状態でキャッピングされた嵌合部は、その欠陥部Ｆ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で大きく変化し、透視画像に白く現れる。即ち、ライナー部材１００のほぼ半径方向に沿って形成された欠陥部Ｆと略同一方向からのＸ線照射となる透視画像は、その欠陥部Ｆを横断する方向からのＸ線透視画像よりも、濃度差が大きく現れるため、微小幅の欠陥であっても検出が可能となる。
【００１６】
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（撮像管）２が互いに対向して配置され、その間に缶３がＸ線照射中心軸に対し缶軸を所定角度θ（６度前後）傾斜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。
【００１７】
これらのＸ線発生器１とカメラ２との間に、検査対象である缶３を載せる第１検査テーブル４が設けられている。この第１検査テーブル４は図３及び図４に示すように、矩形形状であり、先ず缶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キャップ３ａの接線方向にＸ線が照射されるように第１検査テーブル４上に載せられるように構成されており、この位置で通常の各部寸法計測が行われた後、後述する検査が続けて行われるようになっている。
【００１８】
この第１検査テーブル４について具体的に説明すると、この第１検査テーブル４は、図５ないし図７に示すように、缶３を載せて回動し、また第１検査テーブル４はその上に載せた缶３をＸ線照射中心軸に対し傾斜させるために、Ｘ線照射方向に揺動可能なように構成されている。すなわち図示しないフレームなどの所定の固定部に取り付けられた上下用のアクチュエータ（図示せず）と一体化されている台座部４ａ上に回転台４ｂが設けられており、この回転台４ｂは、台座部４ａ上に突設したピン４ｃを介して台座部４ａに回動自在に連結されている。
【００１９】
また、台座部４ａ上で前記ピン４ｃから離れた位置に、一対のストッパーブロック４ｄが固定されている。これらのストッパーブロック４ｄは、直方体状の部材であって、前記ピン４ｃを中心とした円弧に沿って配置されている。これに対して回転台４ｂの下面には、ストッパーブロック４ｄの図での上端部を挿入させた溝４ｅが形成されている。これらの溝４ｅは前記ピン４ｃを中心とした円弧に沿う方向に延びた矩形断面の溝であって、回転台４ｂの幅方向での中心側でそれらの溝４ｅは閉じている。すなわち、これらの溝４ｅの長手方向の端部に前記ストッパーブロック４ｄが当接することにより、回転台４ｂが回動する角度範囲を規定するように構成されている。これはＸ線がキャップ嵌合部を透過する位置を検査項目に応じて変えられるようにするためである。なお、この回転台４ｂを回動させるためのアクチュエータとしてエアーシリンダ４ｆが設けられており、そのロッドの先端部が回転台４ｂの側部に連結され、かつそのエアーシリンダ４ｆの後端部が図示しない固定部に連結されている。
【００２０】
更に、上記の回転台４ｂの上側に傾斜台４ｇが配置されている。この傾斜台４ｇは前記Ｘ線発生器１から照射されたＸ線の照射軸線に対して直交する方向に沿う軸線を水平軸線を中心に揺動回転して傾斜するようになっている。すなわち、回転台４ｂの上側には、Ｘ線の照射軸線に対して直交する方向に沿うように配置された軸４ｈが保持されるとともに、傾斜台４ｇがこの軸４ｈを中心に揺動回転して缶の中心軸を傾斜させるように軸４ｈに係合している。
【００２１】
また、傾斜台４ｇの下面でその軸４ｈから離れた位置にストッパーピン４ｉが突設されている。そのストッパーピン４ｉの長さは、回転台４ｂに対する前記軸４ｈを介した保持高さとほぼ等しく、従ってストッパーピン４ｉが回転台４ｂの上面に当接することにより、傾斜台４ｇが回転台４ｂに対してほぼ平行に、すなわちほぼ水平に保持されるようになっている。
【００２２】
さらに、回転台４ｂの上面と傾斜台４ｇの下面との間で、前記軸４ｈを挟んで前記ストッパーピン４ｉとは反対側に、回転台４ｂと傾斜台４ｇとの間隔を広げるように弾性力を生じるスプリング４ｊが設けられている。すなわち、傾斜台４ｇを傾斜状態から水平状態に戻すためのいわゆるリターンスプリングである。
【００２３】
傾斜台４ｇをいわゆる水平状態から傾斜状態にするためのアクチュエータとしてエアーシリンダ４ｋが設けられている。すなわち、回転台４ｂにおける前記スプリング４ｊとは反対側の端部に、エアーシリンダ４ｋが回転自在に取り付けられている。そして、そのエアーシリンダ４ｋのロッドの先端部が、傾斜台４ｇにおける前記スプリング４ｊとは反対側の端部に回転自在に連結されている。
【００２４】
従ってこのエアーシリンダ４ｋが伸長することにより、傾斜台４ｇがスプリング４ｊを圧縮しつつ軸４ｈを中心に回動して傾斜するようになっている。その傾斜角度θは、エアーシリンダ４ｋのストロークエンドによって規定され、この実施の形態では６度に設定されている。また、エアーシリンダ４ｋから排気することにより、スプリング４ｊの弾性力で傾斜台４ｇが元の水平状態に復帰するようになっている。
【００２５】
被検査缶である缶３を保持するための機構が、上記の傾斜台４ｇの上面に設けられている。すなわち、傾斜台４ｇの上面には、位置決め板５と位置決めプッシャ６とが、Ｘ線の照射中心軸線Ｂに対し平行な方向で互いに対向して設置されている。その位置決め板５は、缶３の下端部の外周面を当接させて缶３を第１検査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、第１検査テーブル４上に載せた缶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、先端部が図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。
【００２６】
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、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とロッドレスシリンダ２１とが並列に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）。
【００２７】
ハンド２５の詳細が、図９ないし図１１に示されている。図９に示すように、チャック部２７は、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、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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も回転することになり、缶３を缶軸中心に回転させることが可能になる。
【００３０】
全体検査位置ロである第２検査テーブル３７は、図４及び図１２に示すように、第１検査テーブル４と同様に、缶３の位置決めを行うために缶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検査テーブル３７は、第２検査テーブル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（缶３の出口側）まで延びている。
【００３１】
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検査テーブル３７上の缶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。
【００３２】
つぎに、本発明のキャップの気密性検査装置の検査室５０内の機器の配置と接続状況を説明する。図１３には検査室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。検査室５０の温度を一定に保つために検査室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、搬送手段及び缶位置決め手段）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、検査室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。
【００３３】
制御室５２は検査室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２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われる。
【００３４】
つぎに上述したキャップの気密性検査方法、すなわちこの発明の装置の作用を説明する。先ず、缶３の搬入及び撮像の操作について説明する。サンプリング＆リジェクトコンベア４７上にローダー２２が待機しており、サンプリング＆リジェクトコンベア４７によって搬送された缶３が、ローダー２２における一対のチャック部材２７ａ，２７ｂによって把持される。その状態でロッドレスシリンダ２１が動作して、缶３を把持したチャック部材２７ａ，２７ｂが部分拡大検査位置イに移動し、第１検査テーブル４上に缶３を載せ替える。
【００３５】
チャック部材２７ａ，２７ｂが缶３の把持を解除した後、位置決めプッシャ６がアクチュエータ８によって前進させられ、その結果、缶３がその下端部を位置決めプッシャ６と位置決め板５との間に挟み込まれて第１検査テーブル４における傾斜台４ｇの上に位置決めされる。その状態において、キャップ嵌合部の各部の寸法の計測ができるように缶３の中心とＸ線の照射中心軸線Ｂとがずれた状態、つまりキャップ３ａの接線方向にＸ線が照射されているが、回転台４ｂの側部に連結されているエアーシリンダ４ｆが動作することにより回転台４ｂが傾斜台４ｇと共に前記ピン４ｃを中心に図５における反時計方向に回転する。そして、回転台４ｂの下面に形成されている溝４ｅの端部がストッパーブロック４ｄに当接することにより回転限界位置が決まり、傾斜台４ｇ上の缶３の中心がＸ線の照射中心軸線Ｂに一致する。
【００３６】
この状態でキャップ３ａの天板３ｃがＸ線の照射中心軸線Ｂより僅か上に突き出している。従って、エアーシリンダ４ｋを動作させて傾斜台４ｇと共に缶３を図７に示すように傾斜させると、キャップ３ａのコーナー部の一部が最も高い位置となり、その部分をＸ線の照射中心軸線Ｂが貫通する状態となる。このようないわゆる前傾による傾斜角度は、図に示す缶３を対象とする場合には、４度ないし８度程度（好ましくは６度程度）である。
【００３７】
この状態でＸ線発生器１からＸ線を照射すると、キャップ３ａのコーナー部すなわちその天板３ｃと缶３の口部との間に挟み込まれた状態のライナー部材１００の一部を、その半径方向もしくは厚さ方向にＸ線が透過し、カメラ２に像を結ぶ。すなわち、缶３は、その検査対象箇所である前記コーナー部の円周方向に対して、Ｘ線照射方向で手前側及び後側に映像が重合しない状態に傾斜させられ、その円周方向に存在するコーナー部の一部が面画像として撮像される。
【００３８】
ついで、傾斜台４ｇ及び回転台４ｂが元の状態に戻され、その状態の傾斜台４ｇ上の缶３をチャック部材２７ａ，２７ｂが把持するとともに、パルスモータ３１が所定角度回転して、缶３が所定の角度（４５度）回転させられ、その後、傾斜台４ｇ上に固定される。すなわち、１回の撮像が完了する都度、缶３が所定角度ずつ割り出され、ライナー部材１００が複数回に分けて、部分ごとに撮像される。その撮像範囲が中心角度で４５度の場合には、８回に分けて撮像及び検査がおこなわれる。
【００３９】
Ｘ線を１回照射することにより得られる面画像は、例えば前述した図２（Ｂ）に示す白黒の濃淡のある画像であり、これを２値化して検査がおこなわれる。その一例を図１４にフローチャートで示してある。先ず、キャップ外周部（Ｙ２）が検出される（ステップＳ１）。これは、面画像の最上部である。ついで、缶エッジ部（Ｙ１）が検出される。これは、面画像の第２周部である。なお、このような各部の検出及び以下に述べる画像のチェックは、Ｘ線を照射する光学系で決まる角度範囲（例えば４５度＝正面位置±２２．５度＋α（ラップ幅））の全体に亘っておこなわれる。
【００４０】
さらに、内周部の初期設定（スタート位置の設定）がおこなわれる（ステップＳ３）。その後、缶エッジ部Ｙ１からキャップ外周部Ｙ２までのライナー部材１００の画像がチェックされる（ステップＳ４）。これは、画像の濃淡を０（暗い）から２５４（明るい）に区分し、正常品の濃淡レベル範囲を、例えば８０〜１００に設定しておき、チェックした各ドットの濃淡のレベルがその範囲に入るか否かを比較判断することによりおこなわれる。
【００４１】
例えば図２（Ｂ）に示すように、幅０．２ｍｍ、深さ１ｍｍで半径方向に延びる欠陥部Ｆが存在すると、その部分の明度が高くなるので、濃淡のレベルが閾値（スライスレベル）の上限を越える。このような上限を越えた明度の高い箇所が缶エッジ部Ｙ１に接している場合には、ステップＳ５で不良ありの判断が成立する。また、濃淡のレベルが閾値の範囲に入っていたり、明度の高い箇所が存在しても、缶エッジ部Ｙ１に接していなければ、ステップＳ５で不良なしの判断が成立する。
【００４２】
不良がないことによりステップＳ５で肯定的に判断された場合には、画像のチェック部位が、キャップの外周部Ｙ２にまで到達したか否かが判断される（ステップＳ６）。これは、前述した画像上で、缶エッジ部Ｙ１からキャップ外周部Ｙ２を複数に分割し、その分割部分ごとに画像をチェックし、その都度、位置を示すカウント値（Ｙ）をインクリメントし、その結果、位置を示すカウント値がＹ２に到ったか否かによって判断することができる。
【００４３】
チェック部位がキャップ外周部Ｙ２に到っていないことによりステップＳ６で否定的に判断された場合には、ステップＳ４に戻り、次の部位での画像のチェックがおこなわれる。これに対してステップＳ６で肯定的に判断された場合には、缶エッジ部Ｙ１からキャップ外周部Ｙ２までの間におけるライナー部材、即ち嵌合部に欠陥がないことになり、従って良品の判断結果が出力される（ステップＳ７）。
【００４４】
また一方、前述したステップＳ５で肯定的に判断された場合には、嵌合部に欠陥が存在することになるので、気密性が不良であるとの判断結果が出力される（ステップＳ８）。
【００４５】
Ｘ線画像に基づく気密性の良否の検査が上記のようにして実行されると、その缶３は、次の工程に送られる。すなわち、傾斜台４ｇ及び回転台４ｂが元の状態に戻され、缶３を位置決めしていた位置決めプッシャ６の押圧が解除され、直動型のアクチュエータ８により位置決めプッシャ６を缶３から離す。ついでチャック部２７が缶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で把持された缶３が全体測定位置ロ（第２検査テーブル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。そして、ハンド２５が第２検査テーブル３７に向って下降する。第２測定テーブル３７の缶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が開き缶３を離し、缶３を第２測定テーブル３７上に缶３の軸をＸ線照射中心軸線Ｂに対し直交となるように載せられる。
【００４６】
缶３が第２測定テーブル３７の位置決め箇所に移動させられると、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と同様の働きをする位置決め板４２及び位置決めプッシャ４４を作動させ、缶３を所定の位置に位置決めする。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、缶３の外周面を位置決めプッシャ４４によって押して、缶３の反対側の外周面を位置決め板４２に押し付けて缶３の位置決めを終了し、缶３の保持が完了する。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１５を介してスライドレール１７上を移動して第１検査テーブル４の位置に戻る。
【００４７】
一方、缶３を載せた第２検査テーブル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、缶３の軸がＸ線発生器１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。缶３の軸が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３ａ全体がＸ線透視画像として撮影される。以上で缶３とキャップ３ａとの嵌合部の撮影が終了する（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、缶３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。
【００４８】
つぎに、第２検査テーブル３７は直動型アクチュエータ３９により缶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。そして、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が缶３の方へ回動する。缶３の位置で返却ポケットレバークランプ４１が缶３を把持できるように、ピストン部４１ａが後退して缶３を挟み込む。
【００４９】
缶３を挟み込むと、返却ポケットレバークランプ４１は缶３を把持した状態で返却ポケットレバー４５の上昇、回動によりサンプリング＆リジェクトコンベア４７に向かう。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、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。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。
【００５０】
また、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検査テーブル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。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缶３を把持する。以上の動作を繰り返すことにより、複数の缶３の全てについての検査が行われる。
【００５１】
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、検査対象である金属製ボトル型缶の形状は、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金属製容器であればよい。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。さらに缶軸の傾斜は、Ｘ線の照射方向の前側あるいは後側のいずれの傾斜であってもよい。また本実施例ではＸ線照射方向に対して缶軸を傾斜させているが、X線照射方向を缶軸に対して傾斜させても良い。要は、相対的に傾斜していればよい。そしてまた、この発明における被検査缶の傾斜角度は、６度に限定されないのであって、被検査缶のキャップ寸法や形状に応じて適宜の角度とすることができる。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載された発明によれば、Ｘ線照射方向に対し缶軸を傾斜させて嵌合部を対面方向から検出することにより、缶の口部と接触するライナー部材がＸ線照射方向の前後で重ならないＸ線透視画像として得られ、その透視画像を２値化データに変換することにより、口部頂面及びその近傍と接触するライナー部材において、微小幅の欠陥の有無を対面方向から略平面的に検出可能となり、微小欠陥に起因する気密性不良品を精度良く検出可能となる。
【００５３】
即ち、缶軸をＸ線照射中心軸線に対して相対的に傾斜させたことにより、嵌合部を対面方向からの略平面的なＸ線透視画像として捉えて、その面画像の２値化データから、微小幅の欠陥の有無を濃度差として検出することが可能であり、この微小幅欠陥の深さ方向をＸ線透視画像濃度に反映させた画像計測処理が行え、しかも円周方向に広い視野角で検出可能となる。その為、ライナー部材のカール部先端面との接触状態及び気密性の適否を確実に検出し判別させ、微小欠陥の検出精度が向上する効果がある。また非破壊検査であるから、廃材及び歩留まりの削減にも効果がある。
【００５４】
また、請求項２に記載された発明によれば、被検査缶を載せる缶位置決め手段が、Ｘ線照射方向に対し上下方向及び左右方向に移動できかつ前後方向に傾動できるようになっており、嵌合部の拡大位置での缶軸をＸ線照射方向に対して容易に傾斜することができる。その結果、金属製キャップの気密性検査をより確実に、しかも自動的に行うことができ、検査の信頼性を高められ、また検査装置のコンパクト化が図れ、さらには検査時間の短縮化及び省人化などにも効果がある。
【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】（Ａ）はライナー部材を介した缶とキャップとの嵌合部の断面図である。（Ｂ）は（Ａ）のＸ線斜め透視画像図である。
【図３】本発明のキャップの気密性検査装置を示す平面図である。
【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】第１検査テーブルの平面図である。
【図６】第１検査テーブルの側面図である。
【図７】缶を傾斜させた状態の第１検査テーブルの側面図である。
【図８】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】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）を示すブロック図である。
【図１４】本発明によるＸ線画像に基づく不良箇所の検出過程を説明する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…缶、４…第１検査テーブル、４ｂ…回転台、４ｇ…傾斜台、５…位置決め板、６…位置決めプッシャ、２２…ローダー。

Claims

金属缶の口部に螺着され、その口部をライナー部材を介して密封した金属製キャップの気密性をＸ線を利用して非破壊で検査する方法であって、
Ｘ線の照射方向で手前側の前記ライナー部材のＸ線透視画像と後側の前記ライナー部材のＸ線透視画像とが重合しない角度まで、前記缶の軸線をＸ線照射中心軸に対して傾斜させて撮像することにより、前記金属製キャップ嵌合部における前記ライナー部材の透視画像を得、そのＸ線透視画像のキャップ外周部と缶エッジ部とで囲まれた所定領域のＸ線透視画像を２値化データに変換し、その透視画像の２値化データに基づき気密性の良否を判別することを特徴とするキャップの気密性非破壊検査方法。
金属製の被検査缶の口部に螺着され、その被検査缶の口部をライナー部材を介して密封した金属製キャップの気密性を検査するにあたり、Ｘ線源と撮像管との間に前記被検査缶を位置させてＸ線を照射することにより、そのキャップ嵌合部の気密性の良否を判別する検査装置であって、
前記被検査缶を受け取って検査位置まで搬送する搬送手段と、
前記被検査缶を把持して所定角度回転させ、前記金属製キャップと前記口部との嵌合部を複数に分割撮像可能にする回転手段と、
Ｘ線源と撮像管との間に前記被検査缶を保持し、Ｘ線照射方向に対して上下方向および左右方向に移動可能で、かつＸ線照射方向に金属製キャップを傾斜させる缶位置決め手段と、
前記ライナー部材をＸ線照射方向に対して傾斜させて得られたＸ線透視画像の濃度変化を検出し、前記金属製キャップ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非破壊検査装置。