JPH1062232A

JPH1062232A - 缶内液面検出装置

Info

Publication number: JPH1062232A
Application number: JP23845196A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Masuda; 正行増田
Original assignee: Daiwa Can Co Ltd
Current assignee: Daiwa Can Co Ltd
Priority date: 1996-08-20
Filing date: 1996-08-20
Publication date: 1998-03-06
Anticipated expiration: 2016-08-20
Also published as: JP3420895B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】応答性に優れたＸ線を用いつつ、入味量検査
を正確に行うことができる缶内液面検出装置を提供す
る。【解決手段】連続的に搬送される缶１１０の一側方に
配置され、内液面近傍にＸ線を面状に照射するＸ線照射
手段１２０と、被検査缶を挟みＸ線照射手段１２０と対
向して配置され、缶透過Ｘ線の撮像を行う撮像手段１２
２と、撮像手段１２２からのＸ線透過量に対応した濃淡
画像を表示する画像表示手段と、画像表示手段に表示さ
れた濃淡画像のヘッドスペース部分と液面下部分の間に
ウインドウを設定するウインドウ設定手段と、ウインド
ウ設定手段により設定されたウインドウ内の濃淡画像を
画像計測処理し、各走査線毎にウインドウの上端部と下
端部の映像濃度および液面レベルを検出する画像処理手
段１２４と、判定手段１２６と、を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は缶内液面検出装置、
特にＸ線を用いた缶内液面検出装置の改良に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】各種缶の入味量検査装置として、応答性
の速さなどからＸ線を用いた缶内液面検出装置が汎用さ
れている。すなわち、従来の缶内液面検査装置は、連続
的に搬送される缶の一側面側にＸ線照射手段を配置し、
他側面側にＸ線受光ダイオードアレイを上下方向に向け
て配置し、缶内の液面下を通過したＸ線位置と缶のヘッ
ドスペース部分を透過したＸ線位置を検出し、液面レベ
ルの適否判定を行うものである（特開昭６２−２３５０
３２、実開昭５９−５４８２０等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のＸ線を用いた缶内液面検出装置では、検出性能に問
題があることが明らかになった。すなわち、図１に示す
ように内容物が充填され、密封された缶１０が矢印１２
方向に移動し、液面上限位置を透過するＸ線１４と、液
面下限位置を透過するＸ線１６を用いて液面適否判定を
行う場合、缶１０内の液面１８が安定した状態であれば
問題は少ない。

【０００４】しかしながら、図２に示すように缶１０を
搬送するベルトコンベアの振動、傾斜あるいは若干の速
度変化などにより、液面が傾いたり乱れたりした場合に
は、Ｘ線１４，１６の照射位置によって、正常な入味量
の缶であるにも拘わらず入味量過多と判断したり、ある
いは入味量過小と判断することがある。

【０００５】この結果、缶１０の搬送を極めて安定した
状態で行わなければならず、搬送制御が困難であると共
に、前述したように入味量が適正であるにも拘わらず不
適と判断したり、あるいは入味量が不適であるにも拘わ
らず適正と判断したりする誤検出を除外し得ないもので
あった。

【０００６】ところで、近年、ビールの消費量が増加す
るのに伴い、ビール缶の充填ラインは、処理能力の高速
化が進み、例えば３５０ｍｌ缶の充填ラインにおいては
通常１５００缶／分の処理能力を有し、最高速は１７５
０缶／分となる。しかしながら、ラインの処理能力を高
速化するためには、缶を搬送するベルトコンベアの速度
を高速化する必要があり、例えばラインの処理能力を１
７５０缶／分としたとき、ベルトコンベアの速度は約１
３０ｍ／分となる。ベルトコンベアの速度を速くする
と、缶の液面が傾いたり乱れやすくなり、前述したよう
に誤検出を除外し得ない問題が著しくなる場合がある。

【０００７】また、ビール缶は充填直後においては発泡
しやすい状態にあり、入味量を検査するのには好ましく
ないが、ラインの処理能力を高速化するため、充填直後
のビール缶を検査することとなる。この結果、ベルトコ
ンベアの振動、傾斜あるいは若干の速度変化などにより
缶内に泡が発生すると、Ｘ線１４，１６の照射位置によ
っては、入味量が不適であるにも拘わらず、内液面近傍
の泡粒により入味量が適正であると判断してしまうこと
がある。

【０００８】また、従来の缶内液面検出装置において
は、例えば内容物を充填するフィラーバルブに異常が発
生し、缶の入味量にばらつきが生じたとしても、これを
詳しく作業者に知らせる配慮が実質的に何等なされてい
ないものであった。この結果、作業者は異常が発生した
フィラーバルブを確認するのに時間がかかり、異常対処
処理を迅速に行えない場合がある。

【０００９】また、従来の缶内液面検出装置において
は、被検査缶の液面レベルの適否判定を行うものの、こ
の液面レベルの値は例えばディスプレイにリアルタイム
に表示されるものでない。この結果、作業者は液面レベ
ルの値を容易に確認することができず、被検査缶の入味
量の適否判定が適正に行われているかどうかを知りたい
とき、すぐに知ることができない。

【００１０】本発明は前記従来技術の課題に鑑みなされ
てたものであり、その目的は応答性に優れたＸ線を用い
つつ、入味量検査を正確に行うことができる缶内液面検
出装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明にかかる缶内液面検出装置は、Ｘ線照射手段
と、撮像手段と、画像表示手段と、計測ウインドウ設定
手段と、画像処理手段と、判定手段と、を備えたことを
特徴とする。

【００１２】Ｘ線照射手段は、連続的に搬送される缶の
一側方に配置され、内液面近傍にＸ線を面状に照射す
る。撮像手段は、前記Ｘ線照射手段と対向して配置さ
れ、缶透過Ｘ線の撮像を行う。画像表示手段は、前記撮
像手段からのＸ線透過量に対応した濃淡画像を表示す
る。計測ウインドウ設定手段は、前記画像表示手段に表
示された濃淡画像のヘッドスペース部分と液面下部分の
間に計測ウインドウを設定する。

【００１３】画像処理手段は、前記計測ウインドウ設定
手段により設定された計測ウインドウ内の濃淡画像を画
像計測処理し、各走査線毎に計測ウインドウの上端部と
下端部の映像濃度および液面レベルを検出する。

【００１４】判定手段は、前記画像処理手段により得ら
れた各走査線の計測ウインドウの上端部と下端部の映像
濃度および液面レベルが、

【数１】なる条件式を満足するとき、被検査缶を満缶と
して判断し、

【数２】

【数３】

【数４】なる条件式のうち、少なくとも１の条件式を満
足するとき、被検査缶を空缶として判断する。

【００１５】ここで、満缶とは、計測ウインドウから見
たときに液面線が計測ウインドウ上端よりも上にある被
検査缶のことであり、空缶とは計測ウインドウから見た
ときに液面線が計測ウインドウ下端よりも下にある被検
査缶のことである。

【００１６】なお、前記Ｘ線照射手段の前段に設けら
れ、被検査缶に内容物を充填したバルブ番号を対応させ
るバルブ番号検知手段を備え、前記画像処理手段は、前
記撮像手段からの濃淡画像を充填バルブ番号毎に画像計
測処理し、各充填バルブ特性を前記画像表示手段にリア
ルタイムに表示させることが好適である。また、前記画
像処理手段は、濃淡画像の各走査線の液面レベルより平
均値を算出し、これを前記画像表示手段にリアルタイム
に表示させることが好適である。

【００１７】

【発明の実施形態】本発明にかかる缶内液面検出装置
は、前述したように、缶透過Ｘ線画像より液面情報を検
出し、さらに入味量の判定に前記各判定式を採用するこ
ととしたので、例えば缶内液面に乱れ或いは傾きを生じ
た場合にも、缶内液面検出を極めて正確に行うことが可
能となる。しかも、缶透過Ｘ線を撮像手段で撮像するこ
とにより、缶検査の高速処理が可能となる。

【００１８】なお、撮像手段からの濃淡画像を充填バル
ブ毎に画像計測処理し、該充填バルブ特性を画像表示手
段にリアルタイムに表示することにより、各充填バルブ
特性を容易に監視することができるので、例えば充填バ
ルブに何らかの異常が発生した場合も、迅速に異常対処
することが可能となる。また、濃淡画像の各走査線の液
面レベルより平均値を算出し、これを画像表示手段にリ
アルタイムに表示させることにより、作業者は缶内液面
の状態を容易に把握することが可能となる。

【００１９】以下、図面に基づき本発明の一実施態様に
ついて説明する。図３には本発明の一実施態様にかかる
缶内液面検出装置の概略構成が示されている。

【００２０】同図に示す缶内液面検出装置１００は、Ｘ
線照射手段１２０と、ＣＣＤカメラ１２２と、画像処理
手段１２４と、判定手段１２６とを有し、Ｘ線照射手段
１２０とＣＣＤカメラ１２２の間にはベルトコンベア１
２８によって図面に直交する方向に搬送される缶１１０
が位置している。なお、缶１１０とＣＣＤカメラ１２２
の間にはＸ線可視化パネル１３０が配置され、該Ｘ線可
視化パネル１３０を裏面よりＣＣＤカメラ１２２で撮影
することにより、Ｘ線画像１３２を得ている。

【００２１】すなわち、Ｘ線照射手段１２０は、缶１１
０のほぼ上半分にわたってＸ線を照射している。この結
果、ＣＣＤカメラ１２２は、缶１１０のほぼ上半分にわ
たるＸ線透過画像１３２を撮影することとなる。そし
て、ＣＣＤカメラ１２２により撮影された被検査缶の缶
透過Ｘ線画像１３２を画像処理手段１２４により画像計
測処理し、判定手段１２６により入味量の適否の判定を
行う。

【００２２】この画像処理手段１２４と判定手段１２６
について、図４に基づき説明する。同図に示すように画
像処理手段１２４は、Ａ／Ｄ変換器１３４と、フレーム
メモリ１３６と、計測ウインドウ設定メモリ１３８と、
合成手段１４０と、２値化処理部１４２と、液面座標検
出手段１４４と、座標メモリ１４６と、演算手段１４８
と、判定パラメータ設定メモリ１５０と、計測ウインド
ウ内処理用メモリ１５２とよりなる。

【００２３】そして、ＣＣＤカメラ１２２からのアナロ
グ信号はＡ／Ｄ変換器１３４によりデジタル信号に変換
され、該デジタル信号はフレームメモリ１３６に記憶さ
れる。計測ウインドウ設定メモリ１３８には、計測ウイ
ンドウの位置と大きさ情報が記憶される。作業者はコン
ピュータのキーボード１５４より、計測ウインドウ設定
メモリ１３８に計測ウインドウの位置と大きさを設定す
ることにより、計測ウインドウを設定することができ
る。また、計測ウインドウ設定メモリ１３８に記憶され
ている計測ウインドウの位置と大きさ情報を書き換える
ことにより、計測ウインドウの位置や大きさを変更する
ことができる。

【００２４】合成手段１４０は、計測ウインドウ設定メ
モリ１３８に記憶された計測ウインドウデータと、フレ
ームメモリ１３６に記憶された缶透過Ｘ線画像を重畳
し、これをＣＲＴディスプレイよりなる画像表示手段１
５６に表示させる。計測ウインドウ設定メモリ１３８に
記憶された計測ウインドウデータと、フレームメモリ１
３６に記憶された缶透過Ｘ線画像は、２値化処理部１４
２に入力される。２値化処理部１４２は、計測ウインド
ウ内処理用メモリ１５２に適宜アクセスすることによ
り、各走査線毎に計測ウインドウ上端部と下端部の映像
濃度を計測し、さらに計測ウインドウ内の画像データを
各走査線毎に２値化する。

【００２５】そして、この２値化処理部１４２により２
値化された画像データは、液面座標検出手段１４４に入
力される。液面座標検出手段１４４は、ウインドウ内処
理用メモリ１５２に適宜アクセスすることにより、２値
化処理部１４２により得られた２値化データより液面情
報を抽出し、その座標値を検出する。この液面情報検出
手段１４４により得られた液面座標値は、座標メモリ１
４６に記憶される。

【００２６】演算手段１４８は、この座標メモリ１４６
に記憶された各走査線の液面座標と、判定パラメータ設
定メモリ１５０に設定された各走査線毎の計測ウインド
ウ上端部と下端部の映像濃度および判定パラメータを判
定式に代入して演算処理する。そして、この演算手段１
４８により算出された検出結果は、判定手段１２６に入
力され、この判定手段１２６は、被検査缶１１０の入味
量の適否の判定を行う。

【００２７】また、判定手段１２６の出力は排除手段１
５８に指示され入味量が不適な缶に関しては、ベルトコ
ンベア１２８上に配置されたアーム（図示省略）を駆動
することによりラインからの排除を行う。

【００２８】本発明にかかる缶内液面検出装置１００は
概略以上のように構成され、つぎにその作用について図
５に基づき説明する。まず、作業者はコンピュータのキ
ーボード１５４より、下記〜に示す判定パラメータ
の設定を行う（ｓ３００）。空／満缶の判定％：被検査缶１１０の計測ウインドウ
上端部と下端部の濃度差の許容範囲を、正常缶の計測ウ
インドウ上端部と下端部の濃度差に対する割合で設定す
るためのパラメータである。空缶判定値：被検査缶の計測ウインドウ下端部の映像
濃度について許容範囲を設定するためのパラメータであ
る。

【００２９】すなわち、被検査缶１１０の計測ウインド
ウ下端部の映像濃度の平均値が、正常缶の計測ウインド
ウ下端部の映像濃度の平均値に空缶判定値を加算した値
より大きい場合、被検査缶を空缶として判断する（ｓ３
１０）。空／満缶判定本数：満缶の条件式を満足する走査線数
が予め設定しておいた空／満缶判定本数より大きい場
合、被検査缶を満缶として判断するためのパラメータで
ある（ｓ３０６）。

【００３０】また、空缶の条件式を満足する走査線数が
空／満缶判定本数より大きい場合、被検査缶を空缶とし
て判断するためのパラメータである（ｓ３０８）。１本毎判定値：空缶及び満缶の判定を走査線毎に行う
ための計測ウインドウ下端部濃度判定値である。液面ばらつき判定値：液面レベルのばらつきについて
判定値を設定するためのパラメータである。

【００３１】すなわち、数４の値が液面ばらつき判定値
より大きい場合、被検査缶を空缶として判断する（ｓ３
１２）。液面高さの上限設定値：液面高さについて許容範囲を
設定するためのパラメータである

【００３２】すなわち、被検査缶の各走査線の液面レベ
ルの平均値が上限設定値より大きい場合、被検査缶を入
味量過多として判断する（ｓ３１４）。液面高さの下限設定値：前記液面高さの上限設定値と
同様に、液面高さについて許容範囲を設定するためのパ
ラメータであり、被検査缶の各走査線の液面レベルの平
均値が下限設定値より小さい場合、被検査缶を入味量過
少として判断する（ｓ３１６）。

【００３３】キーボード１５４より入力された各判定パ
ラメータは、演算手段１４８に入力され、判定パラメー
タ設定メモリ１５０に記憶される。そして、各判定パラ
メータが設定されると、まず、入味量が適正な缶のＸ線
透過画像１３２を撮影し、このＸ線透過画像１３２を画
像処理手段１２４により画像計測処理する（ｓ３０
２）。すなわち、Ｘ線可視化パネル１３０に表示された
ウインドウ内の濃淡画像データ１３２は、図６に示すよ
うに９０度反転状態でフレームメモリ１２４に記憶され
る。

【００３４】同図に示すように濃淡画像１３２は、Ｘ線
透過度の高い部分ほど淡く、低い部分ほど濃く表示され
る。すなわち、缶１１０の巻締部分と完全な液面下部分
はＸ線透過度が低いため、濃く表示される。一方、ヘッ
ドスペース部分はＸ線透過度が比較的に高いため、淡く
表示される。

【００３５】また、図７に示すように液面下部分とヘッ
ドスペース部分の間は傾斜液面部分であり、該傾斜液面
部分は、液面下部分とヘッドスペース部分の両者をＸ線
が透過するため、ヘッドスペース部分から液面下部分に
かけては両者の中間の濃度で表示される。

【００３６】しかしながら、同図より明らかなように、
この傾斜液面部分はある程度の幅を有するので、缶１１
０の入味量を正確に反映した液面レベルがどこにあるの
かを検出することができない。そこで、本実施態様にお
いては、図６に示すように、ヘッドスペース部分と液面
下部分の間に計測ウインドウ１６０を設定し、この計測
ウインドウ１６０内の画像について画像計測処理する。

【００３７】まず、この計測ウインドウ設定工程につい
て、同図に基づき説明する。すなわち、計測ウインドウ
１６０は、縦計測視野（図中ｘ方向）と横計測視野（図
中ｙ方向）の大きさ情報により構成されている。作業者
がキーボード１５４より、ヘッドスペース部分と液面下
部分の間に計測ウインドウ１６０を、例えば２０(図中
ｙ方向)×２８(図中ｘ方向)ｍｍの大きさで設定する
と、画像処理手段は、この計測ウインドウ１６０の中で
画像計測処理を実行することとなる。

【００３８】このように作業者はコンピュータのキーボ
ード１５４より、計測ウインドウ１６０の大きさを容易
に設定したり変更することができるので、被検査缶１１
０の種類に応じた計測ウインドウ１６０の設定を行うこ
とができる。そして、計測ウインドウ１６０が計測ウイ
ンドウ設定メモリ１３８に設定されると、この計測ウイ
ンドウ１６０内を各ｙ値毎にｘ方向に走査し、各ｙ値毎
に計測ウインドウ１６０上端部における映像濃度（α）
と下端部における映像濃度（β）を検出する。

【００３９】つぎに、計測ウインドウ１６０内を各ｙ値
毎にｘ方向に走査し、計測ウインドウ１６０上端部の映
像濃度（a1、a2…ai…an）と下端部の映像濃度（b1、b2
…bi…bn）がすべて検出されると、これらを演算手段に
より演算処理して上端部の映像濃度の平均値（ａ）と下
端部の映像濃度の平均値（ｂ）を算出する。

【００４０】また、計測ウインドウ１６０内の画像計測
処理により得られた各ｙ値（例えば図中左側よりｉ番
目）の計測ウインドウ１６０上端部の映像濃度（ai）お
よび下端部の映像濃度（bi）と、予め設定された２値化
パーセントを用いることにより、各対応走査線の２値化
レベル（ｉ番目の走査線）を、２値化レベル（ｉ番目の走査線）＝（ai−bi）／１００
×（二値化パーセント）＋bi により決定する。

【００４１】なお、２値化パーセントは、缶１１０の種
類に応じて任意に設定可能であり、被検査缶にビール缶
を用いた場合、この２値化パーセントを例えば２０〜３
０パーセントに設定するのが好ましい。そして、各走査
線毎に２値化レベルが決定されると、計測ウインドウ内
処理用メモリ１５２に記憶された画像データを、２値化
処理部により２値化処理する。

【００４２】すなわち、２値化処理部１４２は、計測ウ
インドウ内処理用メモリ１５２に記憶された画像データ
のうち、ｉ番目の映像濃度レベルが、対応２値化レベル
以上のものを１に、２値化レベル未満のものを０に２値
化し、これを計測ウインドウ内処理用メモリ１５２に再
度書き込む。そして、この２値化処理が１番目の映像濃
度レベルからｎ番目の映像濃度レベルについて行われ、
計測ウインドウ内処理用メモリ１５２に記憶されると、
液面座標検出手段１４４により各走査線における液面レ
ベルを検出する。

【００４３】すなわち、図８に示すように液面座標検出
手段１４４は、ウインドウ１６０の各ｙ値毎にｘ方向に
走査することにより、ｘ方向の０と１の変化点がどこに
あるかを検出し、これをｉ番目の走査線の液面レベル
（fi）を指し示す座標値（fi,ｉ）として判断する。

【００４４】そして、この液面座標検出手段１４４によ
り得られた各走査線の液面レベル（f1,１）（f2,２）…
（fi,ｉ）…（fn,ｎ）が座標メモリに記憶されると、画
像処理手段１２４は入味量の適正な缶の画像計測処理を
終了し、つぎに被検査缶の画像計測処理を、前記入味量
の適正な缶の画像計測処理と同様に行う（ｓ３０４）。

【００４５】そして、被検査缶の画像計測処理が終了す
ると、判定パラメータ設定メモリ１５０に設定された各
判定パラメータと入味量の適正な缶の検出結果を用い、
被検査缶の画像計測処理の検出結果を演算手段１４８に
より演算処理する。すなわち、演算手段１４８は、被検
査缶の画像計測処理の検出結果を、次式数９〜数１２に
代入し演算処理する。

【００４６】

【数９】

【数１０】

【００４７】

【数１１】

【数１２】

【００４８】ここで、演算手段１４８は、入味量の適正
な缶の各走査線の液面レベルより平均値を算出し、これ
を図６に示すように液面線として表示させることができ
る。この場合、演算手段１４８は、入味量の適正な缶の
液面線と共に、座標メモリ１４６に記憶された被検査缶
の各走査線の液面レベル（f1,f2…fi…fn）を画像表示
手段１５６に表示させることにより、作業者は入味量の
適正な缶と被検査缶の検出結果を容易に比較することが
できる。

【００４９】また、画像表示手段１５６上における液面
高さの座標値と、実際の缶の液面高さの座標値は異なる
ので、本実施態様においては、演算手段１４８が、例え
ば実際の缶の画像表示手段１５６への変換比に基づき、
画像表示手段１５６における液面高さを実際の液面高さ
（例えば１３０.２ｍｍ）に変換し、これを図９に示す
ように画像表示手段１５６に表示させることもできる。

【００５０】同図に示すように、測定値の欄において
は、演算手段１４８により得られた液面高さが、０．１
ｍｍ単位で表示されており、それによって作業者は測定
値（実際の液面高さ）を容易に把握することができる。

【００５１】そして、入味量の適正な缶と被検査缶の画
像計測処理の検出結果が、演算手段１４８によりにより
演算処理されると、この演算結果に基づき、被検査缶の
入味量が適正であるかどうかを判定手段１２６により判
断する。すなわち、判定手段１２６は、まず、数９に示
すように被検査缶が満缶であるかどうかを判定する（ｓ
３０６）。

【００５２】ここで、同式より明らかなように、被検査
缶の計測ウインドウの上端部と下端部の映像濃度の差
が、判定パラメータ設定メモリ１５０に設定された正常
缶の計測ウインドウの上端部と下端部の映像濃度の差
に、空／満缶判定％（例えば７０％）を乗算した値より
小さく、かつ被検査缶の計測ウインドウ下端部の各走査
線の映像濃度が、判定パラメータ設定メモリ１５０に設
定された正常缶の計測ウインドウ下端部の映像濃度の平
均値に１本毎判定値を加えた値より小さくなる走査線数
が、やはり判定パラメータ設定メモリ１５０に予め設定
された空／満缶判定本数（例えば２５本）以上ある場
合、被検査缶を満缶として判断する。

【００５３】つぎに、判定手段１２６は、前段にて満缶
として判定されなかった被測定缶が空缶であるかどうか
を、数１０により判定する（ｓ３０８）。

【００５４】ここで、同式より明らかなように、被検査
缶の計測ウインドウの上端部と下端部の映像濃度の差
が、判定パラメータ設定メモリ１５０に予め設定された
正常缶の計測ウインドウの上端部と下端部の映像濃度の
差に、空／満缶判定％（例えば７０％）を乗算した値よ
り小さく、かつ被検査缶の計測ウインドウ下端部の各走
査線の映像濃度が、判定パラメータ設定メモリ１５０に
予め設定された正常缶の計測ウインドウ下端部の映像濃
度の平均値に１本毎判定値を加えた値より大きい値の走
査線数が、やはり判定パラメータ設定メモリ１５０に設
定された空／満缶判定本数以上ある場合、被検査缶を空
缶として判断する。そして、判定手段は、前段にて空缶
として判定されなかった被検査缶が空缶であるかどうか
を前段のように数１０ではなく、数１１により判定する
（ｓ３１０）。

【００５５】ここで、同式より明らかなように、被検査
缶１１０の計測ウインドウ下端部の映像濃度の平均値
が、判定パラメータ設定メモリ１５０に設定された正常
缶の計測ウインドウ下端部の映像濃度の平均値に空缶判
定値（例えば１０）を加算した値より大きい場合、被検
査缶を空缶として判断する。そして、判定手段は、前段
にて空缶として判定されなかった被検査缶が空缶である
かどうかを、前段のように数１０や数１１ではなく、数
１２により判定する（ｓ３１２）。

【００５６】ここで、数２より明らかなように同式の値
が、判定パラメータ設定メモリ１５０に設定された液面
ばらつき判定値より大きい場合、被検査缶を空缶として
判断する。なお、既述した様に、ここにいう満缶とは、
計測ウインドウ内が内溶液により満たされたものをい
い、空缶とは、空気や泡で満たされたものをいう。

【００５７】つぎに、判定手段は、前段にて満缶あるい
は空缶として判定されなかった被検査缶の入味量が適正
であるかどうかを判定する。すなわち、被検査缶の各走
査線の液面レベルの平均値が判定パラメータ設定メモリ
１５０に設定された上限設定値より大きい場合、被検査
缶を入味量過多として判断する（ｓ３１４）。

【００５８】つぎに、判定手段は、前段にて入味量過多
として判定されなかった被検査缶の各走査線の液面レベ
ルの平均値が、判定パラメータ設定メモリ１５０に設定
された下限設定値より小さい場合、被検査缶を入味量過
少として判断する（ｓ３１６）。ここで、ビール缶の入
味量検査において作業者が特に注意すべき点は、フィラ
ーの状態と、内容物の種類により泡の状態が微妙に異な
るという点である。

【００５９】すなわち、空缶となる不良缶には大別して
２つの場合が考えられる。１つはフィラーバルブのガス
ケットと缶フランジの間に間隙が生じ、缶内のビールが
大気圧との内圧差により外部に吹きこぼれてしまい、ヘ
ッドスペース部分が比較的に大きい泡粒で満たされる場
合であり、これを図１１（ａ）に示す。もう１つはガス
ケットと缶のシーリングには問題がないが、充填ノズル
等の動作不良により缶内とフィラーボールの間に微妙な
圧力差が生じてしまい、ヘッドスペース部分が細かい泡
粒で満たされる場合であり、これを図１１（ｂ）に示
す。

【００６０】このように、後者の不良缶については正常
缶との識別に特に注意を必要とするため、本実施態様に
おいては、前述したようにｓ３０６〜ｓ３１６に従い、
缶検査を行うのである。そして、判定手段１２６により
被検査缶が満缶、空缶、入味量過多あるいは過少の不良
缶として判断されると、その異常は直ちに排除手段１５
８に出力され、排除手段１５８によりラインからの排除
が行われ、ｓ３０６〜ｓ３１６の検査に合格した被検査
缶のみが入味量が適正な正常缶として判断される。

【００６１】このようにして、図５に示すフローチャー
トの処理内容に従い、被検査缶の入味量が適正であるか
どうかを検査することにより、缶内液面検出を極めて正
確に行うことができる

【００６２】図１２（ａ），（ｂ）には本実施態様にか
かる缶内液面検出装置とは異なり、排除手段を有しない
装置の設置状態が示されている。同図より明らかなよう
に、いずれの場合もシーマー２００のすぐ後段に缶内液
面検出装置１００が設定されており、それによって、フ
ィラー２０２における異常を早期に発見することができ
る。

【００６３】排除手段を有しない理由は、同図（ａ）と
（ｂ）に示すラインにおいては、缶内液面検出装置１０
０がシーマー２００のすぐ後段だけに設置されるのでは
なく、ウォーマー２０４の後段においても設置されてお
り、温められて泡が少なくなり、泡の影響が少なく状態
であれば、入味量の適否判定を適正に行うことができる
ものと考えられていたからである。

【００６４】しかしながら、同図に示すように缶内液面
検出装置１００を２〜４台設置することにより、工程が
複雑化してしまうという問題点があった。本実施形態に
おいては、図１２（ｃ）に示すように、シーマー２００
の直後の缶内液面検出装置１００の後に排除手段１５８
を有するが、この缶内液面検出装置１００により入味量
不良缶を正確に判別できるので、充填直後の状態におい
てもビールのフィラー２０２における異常の早期発見だ
けでなく、不良缶のラインからの排除もウォーマー２０
４前にて可能となり、ウォーマー２０４後の缶内液面検
出装置は不必要になる。

【００６５】さらに図１３に示すように、本実施態様に
かかるラインは、缶ストッパー３０１と、フィラー２０
２と、シーマー２００と、フィラーバルブ転送ユニット
３０２と、缶内液面検出装置１００とを含む。

【００６６】そして、本実施態様においては、フィラー
バルブ転送ユニット３０２が、図中缶ストッパーの開
信号と、フィラーバルブ先頭缶信号と、フィラーピ
ッチ信号と、シーマー缶検出信号とを、入力信号とし
て得ることにより、被測定缶に充填バルブ番号を対応さ
せることができる。

【００６７】そして、本実施形態においては、図１３中
の缶ストッパー開信号とフィラーバルブ先頭缶信号
により、これら信号を受け取ったフィラーバルブ転送ユ
ニット３０２がフィラーに充填される先頭のバルブ番号
を検出し、さらにフィラーピッチ信号とシーマー部
における缶胴検出信号により、これら信号を受け取った
フィラーバルブ転送ユニット３０２が缶抜けの有無を検
出することにより、被測定缶に充填した充填バルブ番号
を対応させることができる。被検査缶１１０より得られ
た画像計測処理の検出結果を充填バルブ番号毎に集計
し、各対応バルブの特性を解析処理する。

【００６８】つぎに、この解析機能について説明する。平均値昇順表示機能：演算手段１４８は、缶の入味量
を表す各走査線の液面レベルの平均値を各充填バルブ毎
に算出し、さらに標準偏差を算出する。これを図１０に
示すように画像表示手段１５６に表示させる。すなわ
ち、充填バルブ特性を平均値の小さい順に一覧表示する
ことができる。ここで、平均値について異常値や警報値
を判定パラメータメモリに設定することにより、判定手
段１２６が装置異常と判断した場合、判定手段１２６の
出力が外部に出力され、例えば警報あるいは装置の停止
などの異常対処動作を行うこともできる。

【００６９】平均値降順表示機能：充填バルブ特性を
平均値の大きい順に一覧表示することができる。標準偏差表示機能：充填バルブ特性を標準偏差の大き
い順に一覧表示することができる。バルブ状態一覧表示機能：検出値の平均値を充填バル
ブ番号順に９５パーセントの信頼区間でグラフにより一
覧表示することができる。

【００７０】また、作業者はキーボードより、充填バル
ブ番号を指定すると、検出値の分布をヒストグラムとし
て確認することができる。このようにして、作業者は充
填バルブの表示順序を変更することにより、知りたいバ
ルブ特性を容易に把握することができる。

【００７１】ここで、フィラーバルブ特性を例えばグラ
フで表示することにより、知りたい情報をより容易に把
握することができる。また、装置に異常があっても作業
者はその異常が発生した充填バルブ番号を容易に確認す
ることができるので、異常対処動作を迅速に行うことが
できる。

【００７２】本実施態様にかかる缶内液面検出装置は、
上述した機能の他に、信頼性、操作性およびメンテナン
ス性を向上させるため、さらに下記〜に示す機能を
有する。

【００７３】リジェクトミス検出機能：判定手段１２
６の出力は、排除手段１５８に指示されるが、この判定
手段１２６は、入味量が不適な缶を検出したとき、この
不良缶がラインから実際に排除されたかどうかを確認す
ることもできる。ここで、判定手段１２６は不良缶の排
除が行われなかったことを確認すると、前述したように
例えば警報あるいは装置の停止等の異常対処動作を行う
ことができる。

【００７４】異常検出機能：判定手段１２６は、光電
センサ、Ｘ線管球、イメージインテンシファイアよりな
るＸ線可視化パネル１３０、ＣＣＤ１２２カメラおよび
画像処理手段１２４の異常を検知することもできる。ま
た、例えば計測ウインドウ１６０の設定不良や計測タイ
ミングの不良も検知し、異常内容を画像表示手段１５６
に表示させたり、警報あるいは装置の停止等の異常対処
動作を行うことができる。

【００７５】自動高さ調整機構：作業者がコンピュー
タのキーボード１５４より被検査缶１１０の種類を選択
すると、判定手段１２６はパルスモータを駆動すること
により、Ｘ線検出ヘッドの高さを被検査缶のほぼ高さに
あうように自動調節することができる。

【００７６】このように本実施態様にかかる缶内液面検
出装置１００は、各種異常を検知するための検知手段を
設けることにより、入味量の適否判定の信頼性をより向
上させることができる。また、装置に何らかの異常があ
った場合も、作業者はその異常内容を容易に把握ことが
できるので、異常対処動作を迅速に行うことができる。

【００７７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる缶
内液面検出装置によれば、缶透過Ｘ線画像より液面情報
を検出し、さらに入味量の判定に前記各判定式を採用す
ることとしたので、例えば、フィラーのトラブルにより
異常フォーミングを生じ、液面検検出が不安定になった
場合にも、入味量が不良の缶検出を極めて正確に行うこ
とができる。しかも、缶透過Ｘ線を撮像手段で撮像する
ことにより、缶検査を高速処理することができる。

【００７８】なお、撮像手段からの濃淡画像を充填バル
ブ毎に画像計測処理し、該充填バルブ特性を画像表示手
段にリアルタイムに表示することにより、各充填バルブ
特性を容易に監視することができるので、例えば充填バ
ルブに何らかの異常が発生した場合も、迅速に異常対処
することができる。また、濃淡画像の各走査線の液面レ
ベルより平均値を算出し、これを画像表示手段にリアル
タイムに表示させることにより、作業者は缶内液面の状
態を容易に把握することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の缶内液面検出機構の説明図である。

【図２】従来の缶内液面検出機構の説明図である。

【図３】本発明の一実施態様にかかる缶内液面検出装置
の概略構成図である。

【図４】図３に示した缶内液面検出装置の画像処理手段
の具体的構成を示すブロック図である。

【図５】図３に示した缶内液面検出装置による画像計測
処理の処理内容を示すフローチャートである。

【図６】図３に示した缶内液面検出装置による画像処理
状態の説明図である。

【図７】図３に示した缶内液面検出装置による画像処理
状態の説明図である。

【図８】図３に示した缶内液面検出装置による画像処理
状態の説明図である。

【図９】図３に示した装置による検出結果の１例である
缶内液面検出。

【図１０】図３に示した缶内液面検出装置による検出結
果の１例である。

【図１１】図３に示した缶内液面検出装置による検出結
果の１例である。

【図１２】（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は、従来の缶内液
面検出装置及び本発明の缶内液面検出装置の設置状態の
説明図である。

【図１３】図３に示した缶内液面検出装置の設置状態の
説明図である。

【符号の説明】

１００缶内液面検出装置１１０缶１２２ＣＣＤカメラ１２４画像処理手段１２６判定手段１２８ベルトコンベア１３０Ｘ線可視化パネル１３２缶透過Ｘ線画像

【数６】

【数７】

【数８】

【数５】

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年１０月２９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】すなわち、図１１（ａ），（ｂ）に示すよ
うに、空缶となる不良缶には大別して２つの場合が考え
られる。なお、同図（ａ），（ｂ）はビール缶詰の液面
付近のＸ線透視画像をディスプレイ上に表示したものの
写真である。１つはフィラーバルブのガスケットと缶フ
ランジの間に間隙が生じ、缶内のビールが大気圧との内
圧差により外部に吹きこぼれてしまい、ヘッドスペース
部分が比較的に大きい泡粒で満たされる場合であり、こ
れを図１１（ａ）に示す。もう１つはガスケットと缶の
シーリングには問題がないが、充填ノズル等の動作不良
により缶内とフィラーボールの間に微妙な圧力差が生じ
てしまい、ヘッドスペース部分が細かい泡粒で満たされ
る場合であり、これを図１１（ｂ）に示す。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図面の簡単な説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の缶内液面検出機構の説明図である。

【図２】従来の缶内液面検出機構の説明図である。

【図１１】同図（ａ），（ｂ）は、ビール缶詰の液面付
近のＸ線透視画像をディスプレイ上に表示したものの写
真である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】連続的に搬送される缶の一側方に配置さ
れ、内液面近傍にＸ線を面状に照射するＸ線照射手段
と、被検査缶を挟み前記Ｘ線照射手段と対向して配置され、
缶透過Ｘ線の撮像を行う撮像手段と、前記撮像手段からのＸ線透過量に対応した濃淡画像を表
示する画像表示手段と、前記画像表示手段に表示された濃淡画像のヘッドスペー
ス部分と液面下部分の間に計測ウインドウを設定する計
測ウインドウ設定手段と、前記計測ウインドウ設定手段により設定された計測ウイ
ンドウ内の濃淡画像を画像計測処理し、各走査線毎に計
測ウインドウの上端部と下端部の映像濃度および液面レ
ベルを検出する画像処理手段と、前記画像処理手段により得られた各走査線の計測ウイン
ドウの上端部と下端部の映像濃度および液面レベルが、【数１】なる条件式を満足するとき、被検査缶を満缶として判断
し、【数２】【数３】【数４】なる条件式のうち、少なくとも１の条件式を満足すると
き、被検査缶を空缶として判断する判定手段と、を備えたことを特徴とする缶内液面検出装置。
【請求項２】請求項１記載の缶内液面検出装置におい
て、前記Ｘ線照射手段の前段に設けられ、被検査缶に内
容物を充填したバルブ番号を対応させる検知手段を備
え、前記画像処理手段は、前記撮像手段からの濃淡画像
をバルブ番号毎に画像計測処理し、各充填バルブ特性を
前記画像表示手段にリアルタイムに表示させることを特
徴とする缶内液面検出装置。
【請求項３】請求項１又は２記載の缶内液面検出装置
において、前記画像処理手段は、濃淡画像の各走査線の
液面レベルより平均値を算出し、これを前記画像表示手
段にリアルタイムに表示させることを特徴とする缶内液
面検出装置。