JP5827028B2 - ボトル缶の口金部検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、ボトル缶の口金部検査装置に関する。

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。

ネジ部やその下方のスカート部における傷や凹凸は、開栓トルクや締め付けトルクに影響し、内圧による破損の原因となるおそれもある。また、口金部上端のカール部における凹凸は密閉性を低下させる原因となる。このため、口金部には傷や凹凸が形成されていないことが重要であるとともに、傷や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。

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２参照）。

また、異なる色の光を異なる方向からボトル缶天面に対して照射し、汚れと凹凸とを判別する検査装置も提案されている（特許文献３参照）。

特開２００７−８４０８１号公報 特開２００４−２６４１３２号公報 特開２００３−２１５０５５号公報

しかしながら、特許文献２，３に記載された検出方法は、平坦な缶胴表面あるいは天面の検査方法であるので、ネジ形状の凹凸が形成されたネジ部における傷等の凹凸形状の検査に適用すると、ねじ山などを検出してしまい、良品を欠陥品と判断してしまうおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ボトル缶のネジ部において、ねじ山とは区別して傷等の形状を検出できる口金部検査装置を提供することを目的とする。

本発明は、口金部にネジ部を有するボトル缶の前記口金部における凹凸を前記ネジ部による凹凸形状と区別して検出する装置であって、前記ボトル缶の缶軸に平行に延びるように前記口金部に設定されたライン状の検査エリアを撮像するカラーラインセンサカメラと、前記カラーラインセンサカメラを挟んで横方向に並ぶように配置され、前記検査エリアに対して横方向から、互いに異なる色の照明光を照射する２つの照明手段と、前記カラーラインセンサカメラおよび前記照明手段に対して前記ボトル缶を前記缶軸中心に回転させる回転手段と、前記凹凸を前記ネジ部による凹凸形状と区別して検出する手段と、を備え、２つの前記照明手段による各前記照明光は、いずれも単色光であり、互いに補色の関係を有し、前記区別して検出する手段は、前記凹凸により生じる縞模様を検出するものである。

この検査装置によれば、ねじ山によってさえぎられない横方向から異なる２色の照明光を照射して缶軸に平行な検査エリアを照明することにより、缶軸方向に延びるような凹凸形状が各照明光の色に応じた２色の縞状に観察されるので、ねじ山がある口金部においても表面の傷等を検出しやすい。

また、２つの前記照明手段による各前記照明光として、補色を用いることにより、凹凸形状により生じる縞模様が明確となるので、傷等がより明確に検出される。

さらに、本発明のボトル缶の口金部検査装置において、２つの前記照明手段による前記照明光のなす開き角度は、４５°以上１８０°以下であることが好ましい。２つの照明光がこのような角度で照射されることにより、検出すべき凹凸形状をより明確にすることができる。

本発明のボトル缶の口金部検査装置によれば、ボトル缶において、凹凸のあるネジ部の傷等をねじ山とは区別して検出し、良品を取り除くような検査ミスを防止しながら口金部を検査することが可能となる。

本発明のボトル缶の口金部検査装置を示す側面図である。 本発明のボトル缶の口金部検査装置を示す上面図である。 凹凸形状における一方の照明光による反射光の様子を示す断面図である。 凹凸形状における他方の照明光による反射光の様子を示す断面図である。 凹凸形状における２つの照明光による反射光の様子を示す断面図である。 ２つの照明光が照射された傷を示す模式図である。 口金部の全周を撮像した検査画像を示す図である。

以下、本発明に係るボトル缶の口金部検査装置の実施形態について説明する。
図１に示すように、口金部検査装置（以下、「検査装置」）１０で検査されるボトル缶２０は、円筒部にネジ部が形成された口金部２１を有し、製造ラインにおいて保持テーブル３０に載置され、コンベア（図示せず）によって単列搬送される。この単列搬送路の途中に、保持テーブル３０を回転させながら口金部２１を検査する検査装置１０が備えられている。

検査装置１０は、図１および図２に示すように、互いに異なる色の照明光Ａ，Ｂを互いに異なる照射方向に照射し、ボトル缶２０の缶軸Ｘに平行に延びるライン状の検査エリアＹを照明する２つの照明手段（第１ライン光源１１，第２ライン光源１２）と、第１ライン光源１１と第２ライン光源１２との間に備えられ、検査エリアＹを撮像するカラーラインセンサカメラ（以下、「カメラ」）１３とを備える。

カメラ１３は、光軸を検査エリアＹに直交させるように配置されている。検査エリアＹは、口金部２１の上端部に形成されたカール部２１ａと、カール部２１ａの下方に形成されたネジ部２１ｂと、ネジ部２１ｂの下方に形成されたスカート部２１ｃとを含むように、缶軸Ｘに沿って縦長のライン状に設定されている。

図２に示すように、第１ライン光源１１，第２ライン光源１２は、カメラ１３を挟んで横方向に並ぶように配置され、各照明光Ａ，Ｂは開き角度αが４５°以上１８０°以下（本実施形態では１２０°）をなしている。第１ライン光源１１，第２ライン光源１２からは、互いに補色の関係にある単色光（たとえば赤色と青色）の照明光Ａ，Ｂが、それぞれ検査エリアＹの全域をカバーするように照射される。

この照明光Ａ，Ｂの検査エリアＹにおける反射光について説明する。たとえば照明光Ａが赤色、照明光Ｂが青色として、検査エリアＹが平坦である場合、照明光Ａ，Ｂは検査エリアＹ全体から反射し、混合色である紫色の反射光Ｌがカメラ１３に入射する。しかしながら、検査エリアＹに照明光Ａ，Ｂの入射を妨げる凹凸形状がある場合には、各照明光Ａ，Ｂが異なる方向から照射されていることから、凹凸形状に応じていずれか一方の照明光のみが反射する部分が生じる。

たとえば、検査エリアＹに図３に示すような凹み２２がある場合、照明光Ａは凹み２２の内面の非反射部２２ａに照射されない。このため、照明光Ａによる赤色の反射光Ｍはこの非反射部２２ａが陰となってカメラ１３に入射する。一方、図４に示すように、照明光Ａとは異なる方向から照射される照明光Ｂは、凹み２２の内面の非反射部２２ｂに照射されない。このため、照明光Ｂによる青色の反射光Ｎは、この非反射部２２ｂが陰となってカメラ１３に入射する。

これら照明光Ａ，Ｂが同時に照射された場合、図５および図６に示すように、検査エリアＹの凹凸形状のない平坦な部分からは照射光Ａ，Ｂを混合した紫色の反射光Ｌが観察される一方で、凹み２２の内面からは、照射光Ａと照射光Ｂの各色に応じて赤色の反射光Ｍおよび青色の反射光Ｎが観察される。したがって、このように照射光Ａ，Ｂの各色に応じた単色の反射光Ｍ，Ｎが検出された部分に、凹み２２のような凹凸形状が生じていることがわかる。特に、照射光Ａ，Ｂは互いに補色の関係を有することから、単色の反射光Ｍ，Ｎが明確に検出されるので、凹凸形状を確実に検出することができる。

なお、ボトル缶２０の口金部検査においては、カール部２１ａの形状やネジ部２１ｂのねじ山、スカート部２１ｃの形状、塗膜端部の微小な段差形状、アルミニウム材の圧延模様、ヘアライン、ＤＩ成形時のパンチ模様、単なる汚れなどは、傷等の不具合形状とは区別して検出しないことが求められる。これに対して、本発明の検査装置１０では、２色の照明光Ａ，Ｂを異なる横方向から照射するので、ねじ山のように横方向に段差のない形状は傷のような形状と区別することができる。

図７に、保持テーブル３０によって回転されるボトル缶２０の口金部２１の全周をカメラ１３によって撮像した画像を示す。この画像を用いて、横方向（すなわち口金部２１の周方向）に沿って色の強度を比較し、所定の閾値を越える変化がある部分に凹凸形状があると判定できる。

このように検査する場合、周方向に一様な形状を有するカール部２１ａおよびスカート部２１ｃにおいては、傷等がなければほぼ均一な反射光Ｌが観察され、色強度の変化は生じない。このため、カール部２１ａおよびスカート部２１ｃの検査画像において色強度の変化がある場合には、傷等の凹凸形状があると容易に判断できる。

これに対し、ねじ山が形成されているネジ部２１ｂにおいては、ねじ山によって各照射光Ａ，Ｂの照射が妨げられるため、ねじ山周辺（図６においてハッチングで示す部分）に色強度の変化が生じる。しかしながら、ねじ山のような輪郭が比較的曖昧な形状による色強度の変化は、凹み２２のような形状による色強度の変化に比較すると小さい。このため、閾値を適切に設定することにより、ねじ山の凹凸形状と傷等の凹凸形状とを区別することができる。また、ねじ山によって色強度が変化している部分は、傷等の凹凸形状と比較すると周方向に幅広であることなどからも、ねじ山と傷等を区別することができる。

以上説明したように、本発明の検査装置によれば、ねじ山によってさえぎられにくい横方向から異なる２色の照明光を照射して検査エリアを照明することにより、缶軸方向に延びるような凹凸形状が各照明光の色に応じた２色の縞状に観察されるので、ねじ山がある口金部においても表面の傷等を検出できる。

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 口金部検査装置
２０ ボトル缶
２１ 口金部
２１ａ カール部
２１ｂ ネジ部
２１ｃ スカート部
２２ 凹み
２２ａ，２２ｂ 非反射部
３０ 保持テーブル
Ａ，Ｂ 照明光
Ｌ 反射光
Ｘ 缶軸
Ｙ 検査エリア
α 開き角度

Claims (2)

1. 口金部にネジ部を有するボトル缶の前記口金部における凹凸を前記ネジ部による凹凸形状と区別して検出する装置であって、
   前記ボトル缶の缶軸に平行に延びるように前記口金部に設定されたライン状の検査エリアを撮像するカラーラインセンサカメラと、
   前記カラーラインセンサカメラを挟んで横方向に並ぶように配置され、前記検査エリアに対して横方向から、互いに異なる色の照明光を照射する２つの照明手段と、
   前記カラーラインセンサカメラおよび前記照明手段に対して前記ボトル缶を前記缶軸中心に回転させる回転手段と、
   前記凹凸を前記ネジ部による凹凸形状と区別して検出する手段と、を備え、
   ２つの前記照明手段による各前記照明光は、いずれも単色光であり、互いに補色の関係を有し、
   前記区別して検出する手段は、前記凹凸により生じる縞模様を検出するものであることを特徴とするボトル缶の口金部検査装置。
2. ２つの前記照明手段による前記照明光のなす開き角度は、４５°以上１８０°以下であることを特徴とする請求項１に記載のボトル缶の口金部検査装置。

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