JP5324415B2 - 缶の凹凸検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、缶の凹凸検出装置に関する。

飲料等の内容物が充填される容器として、雄ねじを有する口金部にキャップが螺着されるアルミニウム合金製のボトル形状の缶が知られている。缶は、アルミニウム合金板を絞り加工およびしごき加工（ＤＩ成形）により底板と円筒状側面とが一体である有底円筒体に成形し、その内外面に塗装を施した後、開口部にいわゆるネックイン加工を施して肩部および口金部を形成し、この口金部にねじ成形加工やカール部形成加工等を施すことにより製造される。

このような缶における内面塗膜は、エポキシアクリル系樹脂やポリエステル系樹脂等の熱硬化性樹脂により、充填物に対する耐腐食性を缶に具備させる等のために形成される（特許文献１参照）。内面塗膜は、絞り・しごき加工後、ネックイン加工前に内面に塗料を吹き付けることにより形成されるが、塗料が周囲に飛散したり、缶の外表面に付着して微小な突起体を形成してネックイン加工時にしわを発生させる起点となったりする問題が生じるおそれがある。

カール部は、口金部の上端を外周側に折り曲げることにより形成されており、内面の塗膜が表面に形成されている。缶は、このカール部にライナーを押しつけるようにキャップが装着されることにより密封される（特許文献２参照）。したがって、カール部の表面、特に天面に、前述のような塗膜によるしわなどの凹凸が形成されていると、内容物が漏洩するおそれがある。

このため、しわ等の凹凸がカール部の天面に形成されていないことが重要であるとともに、凹凸が形成された場合にはこれを検査工程で検出して欠陥品として確実に排除することが求められる。
また、カール部の表面には、口金部の成形およびカール部の成形の際に内面の塗膜がよれて皺となることによる凹凸が形成される場合がある。

たとえば、缶の外面に生じる微細な凹凸（皺等）を検出する方法として、缶胴の接平面（外面の接線方向に沿う面）に対して斜めに照明光を照射し、皺による反射光や陰を接平面方向に沿って観察することにより皺を検出する方法が提案されている（特許文献３参照）。

特開２００７−８４０４１号公報 特開２００４−８３１２８号公報 特開２００４−２６４１３２号公報

しかしながら、特許文献３に記載された検出方法は、缶胴表面の検出方法であって、被検査体である缶を回転させる必要があり、従来の製造ラインに備えられた単列コンベアにおける検査ができないので、検査時に缶を回転させる搬送装置を増設しなければならず、コストが増大し、製造スピードが低下するという問題がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、検査用搬送装置の増設等が不要であり、検査コストの増大を抑えながら、迅速に欠陥品を検出できる缶の凹凸検出装置を提供することを目的とする。

本発明は、ライナー付キャップを被嵌するために開口端を外方へ向かってカールさせたカール部が設けられた口金部を有し、単列搬送される缶について、前記口金部の天面の凹凸を検出する装置であって、前記缶の側方から、前記口金部の前記天面に対して略水平に第１照明光を照射する第１照明手段と、前記缶の上方から、前記口金部の前記天面に対して略垂直に第２照明光を照射する第２照明手段と、前記缶の上方に配置され、前記口金部の前記天面を撮影し、この天面における反射光を検出する撮影装置とを備え、前記第１照明手段は、前記口金部の外周側に、その周方向に略等間隔をおいて３個以上配置され、各第１照明手段から照射される前記第１照明光は、各光軸が前記口金部の側方から前記天面上に略水平にかつ前記口金部の円筒面接線方向に沿うように、各光軸が互いに一致しないように照射される。

この検出装置によれば、第１照明手段によって天面に対して光軸を面方向に沿わせて光を照射することにより、凹凸部分に乱反射や陰を生じさせる。また、第２照明手段によって天面全体を平面的に照明することにより、たとえばアルミニウム材の圧延模様、ＤＩ成形時におけるパンチ模様や汚れのような凹凸のない色模様が凹凸として検出されるのを防止できる。これにより、密封性を低下させる口金部の凹凸を、単列搬送中に迅速かつ確実に検出することができる。

すなわち、天面の凹凸を検出するには、缶の側方から口金部の天面の像を撮影することが考えられるが、この場合、口金部の天面全体を検査するためには、缶を回転させながら複数回撮影することが必要となる。しかしながら、缶を回転させる機構は、通常、製造ラインの搬送装置には備えられていないので、回転装置の増設によるコスト増が問題となる。また、缶を回転させるので検査に時間がかかり、製造速度が低下するという問題もある。

これに対して、本発明の検出装置では、口金部の周囲の複数方向からおよび上方からの照明光によって口金部の天面を照明し、上方から天面全体を撮影するだけで凹凸を検出可能な画像を得ることができるので、低コストで迅速な検査が可能である。

さらに、この検出装置において、前記第１照明光および前記第２照明光はいずれも単色光であり、互いに補色の関係を有することが好ましい。この場合、第２照明光によって天面が均一に照明された状態で、側方からの第１照明光が補色で照明することによって凹凸の陰影や乱反射を生じさせるので、第１照明光と第２照明光とが混ざった反射光を分離し、第１照明光の反射光により凹凸を明確に検出できるとともに、アルミニウム材の圧延模様、ＤＩ成形時におけるパンチ模様や汚れ等がより検出されにくくなる。

本発明の缶の凹凸検出装置によれば、検査用搬送装置の増設等が不要であり、検査コストの増大を抑えながら、口金部の天面に凹凸のある欠陥品を迅速に検出できる。

本発明の缶の凹凸検出装置を示す側面図である。 図１に示す凹凸検出装置および缶を示す上面図である。 突出部が形成された缶の天面を示す上面図である。 缶の天面に形成された突出部を示す断面図である。

以下、本発明に係る缶の凹凸検出装置の実施形態について説明する。
凹凸検出装置１０で検査される缶２０は、円筒部にネジ部が形成された口金部２１（たとえば直径３８ｍｍ）を有し、製造ラインにおいてコンベア１１によって単列搬送されている。この缶２０の製造ラインにおける単列搬送路の途中に、凹凸検出装置１０が備えられている。すなわち、この凹凸検出装置１０は、搬送中の缶２０を停止させたり回転させたりせずに、口金部２１の凹凸を検出できる装置である。

図１に示すように、凹凸検出装置１０には、缶２０の側方から口金部２１の天面２１ａに対して略水平に第１照明光を照射する複数の第１照明手段３０と、缶２０の上方から口金部２１の天面２１ａに対して略垂直に第２照明光を照射する第２照明手段４０と、缶２０の上方に配置され、口金部２１の天面２１ａを撮影する撮影装置５０とを備える。

各第１照明手段３０は、たとえば複数本の光ファイバにより幅８ｍｍ、高さ１ｍｍのライン状の照明光を均一に照射可能な光源であり、図２に示すように、口金部２１の外周側に、その周方向に略等間隔をおいて３個以上（本実施形態では８個）配置されている。第１照明手段３０の個数は、第１照明手段３０の照射する照明光の幅や照射角度に応じて、口金部２１の全面を照明できるように適宜選択される。

これら各第１照明手段３０は、図１に示すように各光軸が口金部２１の側方から天面２１ａ上に略水平に、かつ図２に示すように各光軸が口金部２１の円筒面接線方向に沿うように、各光軸が互いに一致しないように第１照明光を照射する。この第１照明光は、たとえば赤色等の単色光である。

第２照明手段４０は、たとえば複数本の光ファイバにより均一なリング状の照明光を照射可能な光源であり、缶２０の口金部２１と同心状に配置され、上方から口金部２１の天面２１ａに対して略垂直に単色の第２照明光を均一に照射する。第２照明光は、第１照明光の補色光である。たとえば第１照明光の光色が赤色である場合、第２照明光の光色は青色であって、第１照明光と第２照明光とが重なる部分（すなわち天面２１ａに形成された凹凸の一部）における反射光は紫色となる。補色関係の２色の光を用いるのは、両色が混じり合っても後で分離しやすいからである。

撮影装置５０は、いわゆるエリアカメラであって、缶２０の上方から、第２照明手段４０の内側を通じて口金部２１の天面２１ａ全体を撮影し、天面２１ａにおける第１照明光および第２照明光の反射光を検出する。撮影した画像から第１照明光だけを抜き出し、凹凸が明確になるように２値化される。

このように構成された凹凸検出装置１０を用いた缶２０の検査について説明する。
図１に示すように、缶２０は、コンベア１１によって搬送されながら、凹凸検出装置１０を通過する。このとき、凹凸検出装置１０は、第１照明手段３０および第２照明手段４０によって缶２０の口金部２１の天面２１ａを照明し、撮影装置５０によって天面２１ａを撮影する。

撮影した画像は、図３に示すように、第１照明光だけを抜き出して天面２１ａの凹凸が明確になるように２値化される。これにより、天面２１ａに、たとえば絞り・しごき加工により内面塗膜２３がよれるなどして突出部２２が形成されている場合には、この突出部２２の画像が得られるので、この画像をたとえば口金部２１の周方向にスキャンすることにより、突出部２２を発見することができる。

突出部２２が明確に検出される画像を得るために、凹凸検出装置１０は第１照明手段３０および第２照明手段４０を備え、２方向から天面２１ａを照明している。すなわち、上方からまたは側方からの照明光のみで天面２１ａを照明した場合、突出部２２が明確にならなかったり、また突出部２２によって生じる乱反射や陰影などだけでなく、アルミニウム材２４の圧延模様、ＤＩ成形時におけるパンチ模様や汚れのように凹凸のない色彩の差などが検出されたりするおそれがある。

これに対して、この凹凸検出装置１０では、図４に矢印Ａで示すように第２照明手段４０で天面２１ａ全体に対して撮影方向に沿って単色の第２照明光を照射することにより、アルミニウム材２４の圧延模様、ＤＩ成形時におけるパンチ模様や汚れ等の色彩を弱めているとともに、矢印Ｂで示すように第１照明手段３０によって第１照明光を側方から照射することにより、第１照明光を突出部２２によって反射させている。この第１照明光と第２照明光とが補色の関係にあることから、その一方だけを取り出す処理が容易であり、図３に示すように突出部２２の鮮明な画像が明確に確認できる。

以上説明したように、凹凸検出装置１０によれば、口金部２１の天面２１ａ全体を撮影して凹凸を確認するので、缶２０を回転させる必要がなく検査コストの増大を抑えることができるとともに、検査時間が短く製造速度を低下させることなく、欠陥品の発見が可能となる。また、２方向からの照明光を用いることにより、凹凸のみを明確に検出できるので、アルミニウム材の圧延模様、ＤＩ成形時におけるパンチ模様や汚れなどを不良として検出してしまうことを防止できる。

なお、本発明は前記実施形態の構成のものに限定されるものではなく、細部構成においては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

１０ 凹凸検出装置
１１ コンベア
２０ 缶
２１ 口金部
２１ａ 天面
２２ 突出部
２３ 内面塗膜
２４ アルミニウム材
３０ 第１照明手段
４０ 第２照明手段
５０ 撮影装置

Claims (2)

1. ライナー付キャップを被嵌するために開口端を外方へ向かってカールさせたカール部が設けられた口金部を有し、単列搬送される缶について、前記口金部の天面の凹凸を検出する装置であって、
   前記缶の側方から、前記口金部の前記天面に対して略水平に第１照明光を照射する第１照明手段と、
   前記缶の上方から、前記口金部の前記天面に対して略垂直に第２照明光を照射する第２照明手段と、
   前記缶の上方に配置され、前記口金部の前記天面を撮影し、この天面における反射光を検出する撮影装置とを備え、
   前記第１照明手段は、前記口金部の外周側に、その周方向に略等間隔をおいて３個以上配置され、
   各第１照明手段から照射される前記第１照明光は、各光軸が前記口金部の側方から前記天面上に略水平にかつ前記口金部の円筒面接線方向に沿うように、各光軸が互いに一致しないように照射されることを特徴とする缶の凹凸検出装置。
2. 前記第１照明光および前記第２照明光は、いずれも単色光であり、互いに補色の関係を有することを特徴とする請求項１に記載の缶の凹凸検出装置。

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