WO2012081654A1 - 検査対象体の検査装置、スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法 - Google Patents

検査対象体の検査装置、スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法 Download PDF

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WO2012081654A1
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rear end
inspection
identification mark
spark plug
photographing
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PCT/JP2011/078998
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麻子 西野
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日本特殊陶業株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/58—Testing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49764—Method of mechanical manufacture with testing or indicating
    • Y10T29/49769—Using optical instrument [excludes mere human eyeballing]

Definitions

  • the present invention relates to an inspection object inspection apparatus for inspecting an identification mark formed on an inspection object, a spark plug inspection method, and a spark plug manufacturing method.
  • an identification mark corresponding to the type is written on the spark plug so that the operator can easily select the type of spark plug corresponding to the engine to which the vehicle is attached.
  • the identification mark is marked on the rear end face of the terminal fitting so that it can be easily confirmed when or after the spark plug is attached.
  • a spark plug in which a mark indicating the direction of attachment to the engine is written (for example, see Patent Document 1).
  • the identification mark is formed on the rear end surface of the metal terminal fitting by, for example, printing, it may cause chipping or fading.
  • it can be sufficiently recognized depending on the degree of the chipping or fading, so that there is no problem in assembling the automobile. Therefore, conventionally, an inspector has visually inspected whether or not the identification mark can be recognized after printing the identification mark.
  • the inspection by the inspector takes time and labor.
  • the degree of missing or fading of the identification mark determined to be recognizable varies depending on the person, the operator may not be able to recognize the identification mark determined to be recognizable by the inspector. Therefore, the inventors tried to inspect the identification mark using a known image processing technique by photographing the surface to be inspected.
  • the shot image is easily affected by the reflected light that is irregularly reflected by the illumination light that illuminates the rear end face of the terminal fitting during shooting. It was difficult to recognize the mark itself.
  • An object of the present invention is to provide an inspection object inspection apparatus, a spark plug inspection method, and a spark plug manufacturing method capable of accurately inspecting an identification mark formed on the inspection object.
  • an inspection object inspection apparatus for inspecting an identification mark formed on an inspection object surface made of a metal of the inspection object, wherein a direction orthogonal to the inspection object surface is set.
  • An imaging unit that images the inspection target surface along the imaging direction, and a distance between the imaging unit and the inspection target surface in the imaging direction is a predetermined distance.
  • a holding means for holding an inspection object and an illuminating means having a light source and illuminating the inspection object surface with irradiation light emitted from the light source, the inspection object surface and the imaging means in the imaging direction Illumination in which the light source is arranged at a position between which the reflected light that is regularly reflected by the inspection target surface when the irradiation light is applied to the inspection target surface is not incident on the imaging unit Means and said photographing Image processing means for performing image processing on a captured image captured by the stage, and acquiring characteristic information relating to characteristics of the identification mark from an image of the identification mark in the captured image, and an image of a reference mark serving as a reference It is determined whether the identification mark and the reference mark are the same mark by comparing the characteristic information on the characteristic of the reference mark obtained in advance from the characteristic information of the identification mark. And a discriminating means for providing an inspection object inspection apparatus.
  • the illuminating unit is disposed at a position where the reflected light that is regularly reflected by the inspection target surface does not enter the imaging unit.
  • the reflected light due to regular reflection does not surely enter the imaging means, but also the reflected light due to irregular reflection on the surface to be inspected can be reduced. Therefore, in the photographing means, the influence of the reflected light with high brightness reflected on the surface to be inspected is reduced, and the scattered light having relatively low brightness scattered on the surface of the identification mark is photographed more reliably by the photographing means. be able to.
  • the light source of the illuminating means may be arranged at a position where the irradiation light is irradiated from a direction that makes an angle of 45 degrees or less with respect to the inspection target surface. If the irradiation light is irradiated from an orientation that forms an angle of 45 degrees or less with respect to the inspection target surface, the regular reflection light is also emitted in a direction that forms an angle of 45 degrees or less with respect to the inspection target surface. It is possible to ensure that the light does not enter the imaging means.
  • the illuminating means may be configured such that one or a plurality of the light sources are continuously or intermittently arranged along a circumferential direction with respect to the photographing direction. Since the light source is disposed so as to surround the outer periphery of the inspection target surface, uneven illumination on the inspection target surface can be reduced, and a clear captured image can be obtained.
  • the inspection target surface of the inspection target object has a maximum diameter or diagonal length of 10 mm or less
  • the illumination means includes the light source arranged in an annular shape
  • the minimum inner diameter may be 10 mm. Since the light source is not arranged in the direction perpendicular to the inspection target surface, it is possible to increase the degree of freedom in the positional relationship between the light source, the inspection target surface, and the imaging unit so that the reflected light due to regular reflection does not enter the imaging unit. it can. Furthermore, in this case, the distance between the surface to be inspected and the light source of the illumination unit in the imaging direction may be 10 mm or less.
  • the inspection object may be a spark plug terminal fitting, and the identification mark may be formed on a rear end surface of the terminal fitting by printing. If the identification mark is formed by printing, more uniform ink can be applied to the surface to be inspected, so that it is easy to suppress the formation of irregularities on the surface of the identification mark, and the surface of the identification mark Since the degree of scattering of scattered light can be reduced, a clear photographed image with no unevenness can be obtained.
  • a spark plug inspection method for inspecting an identification mark formed on a rear end face of a spark plug terminal fitting, wherein the photographing is performed for photographing the rear end face of the terminal fitting.
  • a holding step in which the spark plug is held so that a distance between the means and the rear end surface is a predetermined distance in a photographing direction orthogonal to the rear end surface; and the light source of the illuminating unit having a light source.
  • the reflected light that is regularly reflected on the rear end surface when the rear end surface is irradiated with the irradiation light irradiated from the light source at a position between the rear end surface and the photographing unit in the photographing direction.
  • An illuminating process in which the rear end face is illuminated with the irradiation light, and a photographing process in which the rear end face is photographed along the photographing direction by the photographing means;
  • An image processing step in which image processing is performed on a captured image captured by the imaging unit, and feature information regarding the characteristics of the identification mark is acquired from an image of the identification mark in the captured image, and serves as a reference
  • the feature information related to the features of the reference mark obtained in advance from the image of the reference mark is compared with the feature information of the identification mark, and whether the identification mark and the reference mark are the same mark
  • a determination step for determining whether or not, a spark plug inspection method is provided.
  • the illuminating unit is disposed at a position where the reflected light that is regularly reflected by the rear end face does not enter the photographing unit.
  • the photographing means the influence of the reflected light having a high luminance reflected from the rear end face is reduced, and the scattered light having a relatively low luminance scattered on the surface of the identification mark is more reliably photographed by the photographing means. Can do.
  • the said irradiation light may be irradiated from the direction which makes an angle within 45 degrees with respect to the said rear end surface. If the irradiation light is irradiated from an orientation that makes an angle of 45 degrees or less with respect to the rear end face, the specular reflection light is also emitted in an orientation that makes an angle of 45 degrees or less with respect to the rear end face. It can be prevented from entering the imaging means.
  • the illuminating means may be configured such that one or a plurality of the light sources are continuously or intermittently arranged along a circumferential direction with respect to the photographing direction. Since the light source is disposed so as to surround the outer periphery of the rear end surface, uneven illumination on the rear end surface can be reduced and a clear captured image can be obtained.
  • the rear end surface of the terminal fitting has a maximum diameter or diagonal length of 10 mm or less
  • the illumination means includes the light source arranged in an annular shape, and its minimum The inner diameter may be 10 mm. Since the light source is not arranged in the direction perpendicular to the rear end face, the degree of freedom of the positional relationship among the light source, the rear end face, and the photographing means can be increased so that the reflected light by regular reflection does not enter the photographing means. Further, in this case, the distance between the rear end surface in the photographing direction and the light source of the illumination unit may be 10 mm or less.
  • a spark plug manufacturing method a manufacturing step of manufacturing a spark plug by assembling an insulator holding a tip end portion of a terminal fitting to a metal shell, and a rear end face of the terminal fitting.
  • the holding step of holding the spark plug so that the distance is a predetermined distance in the shooting direction orthogonal to the rear end surface, and the light source of the illuminating means having a light source includes the rear in the shooting direction.
  • Reflected light that is specularly reflected at the rear end surface when the rear end surface is irradiated with light irradiated from the light source at a position between the end surface and the photographing unit is incident on the photographing unit.
  • Image processing is performed on the image, and an image processing step in which feature information regarding the characteristics of the identification mark is acquired from the image of the identification mark in the captured image, and an image of the reference mark as a reference is obtained in advance.
  • a determination step in which feature information related to the characteristic of the reference mark and the characteristic information of the identification mark are compared to determine whether or not the identification mark and the reference mark are the same mark A method of manufacturing a spark plug is provided.
  • the arrangement position of the illumination unit is set to a position where the reflected light that is regularly reflected by the rear end face does not enter the imaging unit.
  • the photographing means the influence of the reflected light having a high luminance reflected from the rear end face is reduced, and the scattered light having a relatively low luminance scattered on the surface of the identification mark is more reliably photographed by the photographing means. Can do.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an inspection apparatus 100 in a state where a spark plug 1 as an inspection object is held by a work holder 110.
  • FIG. It is a figure which shows the identification mark 70 marked on the rear-end surface 41 of the terminal metal fitting 40 of the spark plug 1.
  • FIG. It is a perspective view of the illuminating device 120.
  • FIG. 4 is a flowchart of a program for inspecting an identification mark 70. It is a figure which shows an example of a stamp pattern. It is a figure which shows a picked-up image. It is a figure which shows the state which performed the color shading process to the picked-up image. It is a figure which shows the state which performed the pattern matching from the picked-up image.
  • the spark plug 1 to be inspected includes an insulator 10 that holds the center electrode 20 on the front end side of the shaft hole and holds a metal terminal fitting 40 on the rear end side.
  • the metal shell 50 is surrounded and held by a metal shell 50.
  • the center electrode 20 and the terminal fitting 40 are electrically connected within the shaft hole of the insulator 10.
  • a ground electrode 30 is joined to the tip of the metal shell 50, and the ground electrode 30 is bent toward the center electrode 20 to form a spark discharge gap GAP between the ground electrode 30 and the center electrode 20. Has been.
  • an identification mark 70 is formed on the rear end face 41 made of metal of the terminal fitting 40 by applying ink such as printing or stamping.
  • the character “H” is used as the identification mark, but the character is not limited to a character, and may be a symbol or a figure.
  • the work holder 110 is a spark plug in a state where the rear end face 41 of the terminal fitting 40 of the spark plug 1 to be inspected is directed to the CCD camera 130 and the axis O direction of the spark plug 1 is aligned with the optical axis P direction of the CCD camera 130.
  • 1 is a jig for holding 1.
  • the CCD camera 130 is for photographing the rear end face 41 of the terminal fitting 40.
  • the CCD camera 130 is positioned and fixed in advance according to the arrangement position of the work holder 110 so that the optical axis P direction matches the axis O direction of the spark plug 1 held by the work holder 110. ing. Moreover, it is adjusted in advance so that the rear end face 41 of the terminal fitting 40 of the spark plug 1 held by the work holder 110 is in focus.
  • the CCD camera 130 is connected to the image processing apparatus 140, and an image captured by the CCD camera 130 is analyzed in accordance with image processing described later.
  • the illumination device 120 is disposed between the CCD camera 130 and the rear end face 41 of the terminal fitting 40 of the spark plug 1 held by the work holder 110.
  • the illumination device 120 uses ring illumination having a structure in which a plurality of white LEDs 121 are arranged on an annular base 122.
  • An annular diffusion plate 123 is provided on the front side (upper side in FIG. 3) of the plurality of LEDs 121 of the lighting device 120, and the unevenness of luminance is reduced by diffusing and irradiating the LED light to the outside. Is planned.
  • a hole 124 is formed at the center of the lighting device 120. As shown in FIG. 1, photographing of the identification mark 70 by the CCD camera 130 is performed through the hole 124 of the illumination device 120.
  • the image processing device 140 is a device that includes a known CPU, ROM, RAM, and external storage device (such as an HDD or a flash memory) and analyzes an input image.
  • an image captured by the CCD camera 130 is analyzed, the identification mark 70 is inspected according to a program (see FIG. 4) described later, and the result is output.
  • a console 145 that is used by an inspector to input operations of the image processing apparatus 140 is connected to the image processing apparatus 140.
  • a monitor 146 used for confirming a captured image of the CCD camera 130, an inspection result, an operation instruction, a setting, or the like is connected as an output device.
  • the terminal fitting 40 is made of metal, and the rear end face 41 serving as the inspection target surface is also made of metal. Therefore, the light is almost totally reflected at the rear end face 41, and thus the reflected light formed by reflecting the irradiated light is less likely to attenuate the light amount and has a high luminance.
  • the identification mark 70 on the surface of the identification mark 70, some wavelengths of light are scattered and others are absorbed. For this reason, the scattered light formed by scattering the irradiation light on the surface of the identification mark 70 has a relatively low luminance, and is susceptible to interference of reflected light having a relatively high luminance formed by the reflection of the irradiation light on the rear end face 41. . Therefore, in this embodiment, in order to reduce interference with scattered light on the surface of the identification mark 70, the following rules are provided.
  • reflected light (hereinafter also referred to as “regular reflected light”) L ⁇ b> 2 obtained by regular reflection of irradiation light L ⁇ b> 1 emitted from the illumination device 120 on the rear end surface 41 is applied to the CCD camera 130. It stipulates that no direct incidence occurs. Specifically, for the sake of simplification, it is assumed that the rear end surface 41 serving as the inspection target surface is a smooth surface, and the irradiation light L1 emitted from the light source of the illumination device 120 is incident on any part of the rear end surface 41.
  • the lens 131 of the CCD camera 130 does not have to be arranged in the traveling direction of the regular reflection light L2 in which the irradiation light L1 is regularly reflected.
  • the light source of the illumination device 120 is disposed between the lens 131 of the CCD camera 130 and the rear end surface 41 of the terminal fitting 40, the positional relationship between the three members (the lens 131, the rear end surface 41, and the light source) is A positional relationship that satisfies the above conditions is sufficient.
  • the light source of the illuminating device 120 is the LED 121 as described above.
  • the light emitted from the LED 121 is diffused by the diffusion plate 123 and emitted to the outside as irradiation light from the diffusion plate 123 as a base point. . Therefore, in the present embodiment, the LED 121 and the diffusion plate 123 are regarded as the light source of the lighting device 120.
  • Unevenness may remain on the surface of the rear end face 41 made of metal.
  • the rear end face 41 is irradiated with the irradiation light L1 emitted from the illumination device 120, not only the specular reflection light L2 but also the reflected light due to irregular reflection (hereinafter also referred to as “diffuse reflection light”) due to the unevenness of the surface of the rear end face 41 itself.
  • diffuse reflection light due to irregular reflection
  • the angle ⁇ 1 can be reduced.
  • the emission angle ⁇ 2 of the regular reflection light L2 specularly reflected by the rear end surface 41 is reduced, but also the emission angle of the irregular reflection light L3 irregularly reflected by the rear end surface 41 is likely to be reduced. Therefore, the irregularly reflected light L3 incident on the CCD camera 130 is reduced, and interference with scattered light on the surface of the identification mark 70 can be reduced.
  • the illuminating device 120 is arranged at a position where the irradiation light L1 of the illuminating device 120 is irradiated from a direction that forms an angle of 45 degrees or less with respect to the center of the rear end surface 41. ing. If the incident angle ⁇ 1 of the irradiation light L1 with respect to the rear end surface 41 is set to be within 45 degrees, the emission angle ⁇ 2 of the regular reflection light L2 from the rear end surface 41 is also within 45 degrees. Therefore, it is possible to reliably prevent the regular reflected light L2 from directly entering the CCD camera 130 disposed at a position substantially perpendicular to the rear end face 41. Further, the irregularly reflected light L3 incident on the CCD camera 130 can also be reliably reduced, and interference with scattered light on the surface of the identification mark 70 can be further reduced.
  • the spark plug 1 is an inspection target
  • the rear end surface 41 of the terminal fitting 40 as the inspection target surface generally has a maximum diameter C of 10 mm or less. Therefore, as the illuminating device 120 arranged between the CCD camera 130 and the rear end face 41, the hole 124 having the smallest inner diameter B of 10 mm is used. That is, the inner diameter B of the hole portion 124 is greater than or equal to the diameter C of the rear end surface 41.
  • the incident angle ⁇ 1 of the irradiation light L1 with respect to the rear end surface 41 is increased as the inner diameter B of the hole 124 is increased. Smaller angles.
  • the distance A between the rear end surface 41 of the terminal fitting 40 and the light source of the illumination device 120 is 10 mm or less in the photographing direction of the CCD camera 130 (that is, the optical axis P direction). It prescribes.
  • the position of the light source of the illumination device 120 here, the position of the diffusion plate 123
  • the incident angle ⁇ 1 of the irradiation light L1 with respect to the rear end surface 41 can be set to a smaller angle. Accordingly, it is possible to reliably prevent the regular reflection light L2 from directly entering the CCD camera 130, and it is possible to reliably reduce the irregular reflection light L3 as well, so that interference with scattered light on the surface of the identification mark 70 can be reduced. Further reduction can be achieved.
  • the regular reflection light L2 obtained by regular reflection of the irradiation light L1 emitted from the light source of the illumination device 120 on the rear end surface 41 of the terminal fitting 40 does not enter the CCD camera 130 and is irregularly reflected.
  • the light L3 the incidence on the CCD camera 130 is reduced and the surface to be inspected is photographed. Therefore, interference of the reflected light from the rear end face 41 with respect to the scattered light on the surface of the identification mark 70 can be reduced. Therefore, the image processing apparatus 140 can analyze the captured image of the CCD camera 130 described below. It can be performed with high accuracy.
  • the identification mark 70 is inspected by executing a program shown in the flowchart of FIG. 4 installed in an external storage device (not shown) of the image processing apparatus 140.
  • Various types of identification marks such as letters, symbols, and drawings, are prepared as inspection target identification patterns.
  • a pattern serving as a template is prepared for each identification mark, and is installed or registered together with a program.
  • the spark plug 1 in which the letter “H” is written as the identification mark 70 on the rear end surface 41 of the terminal fitting 40 is an inspection target.
  • the “H” pattern 80 shown in FIG. 5 is selected by the inspector.
  • a pattern center position 81 (indicated by x in FIG. 5) is set in advance for each pattern, including the “H” pattern 80. Further, the size of the pattern is affected by the resolution and shooting distance of the CCD camera 130, but before the inspection, a sample of the spark plug 1 on which the normal identification mark 70 is formed is shot and the shot image is taken. Is set as appropriate based on Furthermore, the size of the pattern frames 82 and 83 (see FIG. 11) used for calculating the overall area and the internal area, which will be described later, and the threshold values of the overall area and the internal area are also set to the size of the pattern of the photographed sample. It is adjusted accordingly.
  • a printing defect such as a chip 71, a hole 72, a bleeding 73, and a protrusion 74 has occurred in the identification mark 70 made up of the letter “H” is shown.
  • noise for example, a fine hole 75 in the identification mark 70 or a fine point 76 outside the identification mark 70 appears on the identification mark 70 of the captured image 60 due to the irregularly reflected light L3.
  • a known color extraction process (first color extraction process) is performed on the photographed image 60 to perform color extraction based on the ink color of the identification mark 70 and its approximate color.
  • the rear end face 41 and the identification mark 70 can be easily distinguished in the captured image 60.
  • a known pattern detection process is performed using the “H” pattern 80 shown in FIG. 5 as a template (S13).
  • template matching processing is performed.
  • the captured image 60 and the template are overlapped while changing the position of the template (pattern 80) (the position of the center position 81) and the direction (rotation angle), and the correlation value between the template and the captured image 60 is obtained. And search for the portion with the highest correlation value.
  • the part having the highest correlation value is recognized as the part where the identification mark 70 is formed.
  • the position and orientation (rotation angle) of the identification mark 70 in the captured image 60 are obtained.
  • the position of the identification mark 70 in the captured image 60 is corrected based on the position and orientation of the obtained identification mark 70 (S15). Specifically, as shown in FIG. 9, the captured image is such that the center position 81 of the pattern 80 is in the center of the captured image 60, and the orientation of the pattern 80 is the default orientation (rotation angle 0 °).
  • image position correction is performed.
  • expansion / contraction process S17
  • a known color extraction process (second color extraction process) is performed on the photographed image 60 to extract the color of the ink of the identification mark 70 and its approximate color. Is performed again with a setting different from that of the first color extraction process (of course, the result of the first color extraction process may be used as it is).
  • the captured image 60 is binarized with a threshold that is more permissive than in the first color extraction process so as not to affect the shading unevenness caused by the shooting.
  • FIG. 10 shows binarization of the photographed image 60, in which pixels constituting the identification mark 70 are indicated by black dots, and pixels constituting the background are indicated by white dots.
  • a known expansion / contraction process is performed on the binarized captured image 60.
  • Noise appearing as microscopic holes 75 and microscopic points 76 in the captured image 60 shown in FIG. 6 may remain in the image as pixels isolated from surrounding pixel groups occupied by the same color when binarized. is there.
  • isolated pixels can be removed from the surrounding pixel group as shown in FIG.
  • the entire area and internal area of the identification mark 70 are obtained (S19).
  • pattern frames 82 and 83 corresponding to a preset “H” pattern 80 are superimposed on the photographed image 60 subjected to the binarization processing or the like in S ⁇ b> 17.
  • the pattern frame 82 is a frame used for calculating the total area.
  • the entire identification mark 70 is accommodated in the frame, and further, the bleeding mark 73 and the protrusion 74 generated in the identification mark 70 are also accommodated in the frame. It is set for each pattern as a frame larger than the outline. In the present embodiment, the pattern frame 82 is set as a rectangular frame in which the entire identification mark 70 is accommodated.
  • the pattern frame 82 may be a frame in which the entire identification mark 70 is separated from the center of the captured image 60 by a certain distance. Alternatively, it may be a frame that surrounds the outline of the contour line at a certain distance from the contour line of the pattern 80.
  • the total area is obtained by calculating the number of pixels (black dots) constituting the identification mark 70 in the pattern frame 82.
  • the area of the identification mark 70 required as the entire area is reduced by the area of the portion of the chip 71 and the perforated 72 compared to the area that can be taken by the identification mark 70 in the normal case, while the portion of the bleeding 73 and the protrusion 74 The area is increased.
  • the pattern frame 83 is a frame used for calculation of the internal area, and is composed of the outline of the identification mark 70. Similarly to the above, the internal area is obtained by calculating the number of pixels (black dots) constituting the identification mark 70 in the pattern frame 83. In addition, the area of the identification mark 70 required as the internal area is a reduced area of the portion of the chip 71 and the perforated 72 with respect to the area that can be taken by the identification mark 70 in the normal case, and the bleeding 73 and the protrusion 74 are obtained. This part is not affected (the image processing step).
  • the obtained total area value is compared with a preset total area threshold value (S21).
  • An upper limit value and a lower limit value are set for the threshold of the entire area. For example, if the protrusion 74 greatly exceeds the upper limit value or the perforated 72 greatly falls below the lower limit value and does not fall within the range defined as the threshold value (S21: NO), the entire area is inspected. A failure determination is made as not passing (S27). If the entire area falls within the range defined as the threshold value (S21: YES), then the internal area value obtained in S19 is set to the preset internal area threshold value. Comparison is made (S23). A lower limit is set for the internal area threshold.
  • the identification mark 70 has a protruding 74 portion, and although the area of the portion is large, the identification mark 70 has a large perforated 72 portion at the same time, and the entire area is within the range of the upper limit value and the lower limit value. Even in such a case, the abnormality can be detected by inspection of the internal area.
  • a pass determination is made (S25) (determination step), assuming that the inspection of the entire area and the internal area is passed.
  • the determination result is displayed on the monitor 146 (S29), and the inspection of the spark plug 1 is completed.
  • the pass / fail judgment of the identification mark 70 is performed based on the entire area and the internal area, so that even if the shape of the identification mark 70 has a defect such as some chipping or protrusion, the recognition of the identification mark 70 ( If the defect is such that it can be considered (identification), the inspection will not be rejected, and the yield can be increased.
  • the present invention can be modified in various ways.
  • the illumination device 120 may be provided integrally with the CCD camera 130 as long as the CCD camera 130 can focus and shoot at a position close to the identification mark 70.
  • the illuminating device 120 used LED as the light source, you may use not only LED but a cyclic
  • a polarizing filter may be used for the CCD camera 130 if sufficient luminance can be obtained for the illumination device 120.
  • the pattern detection process is performed in S13 to recognize the position and orientation of the identification mark 70, the correction is made to be placed at the center in the photographed image 60 in S15, and the whole is performed in S21 and S23. Since the inspection based on the area and the internal area was performed, detection of the rear end face 41 of the terminal fitting 40 could be omitted. Thereby, the load concerning the image processing for the rear end face 41 recognition in the image processing apparatus 140 can be reduced. Of course, the rear end face 41 may be detected. In this case, the pass / fail inspection is performed after the pattern frames 82 and 83 are aligned with the position and orientation of the identification mark 70 in the rear end face 41. Need not be corrected to rearrange the image at the center of the captured image 60.
  • a determination unit that determines that the degree is large and omits the processing of S15 to S23 and performs the failure determination of S27 may be provided.
  • the identification mark 70 protrudes greatly from the rear end face 41. It is also possible to provide a determination means for performing the determination of failure in S27 without the processing of S15 to S23.

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Abstract

ワークホルダ（１１０）にスパークプラグ（１）を保持し、その端子金具（４０）の金属からなる後端面（４１）と、ＣＣＤカメラ（１３０）のレンズ（１３１）との間に、照明装置（１２０）を配置する。光源から出射される照射光（Ｌ１）が後端面（４１）で正反射した正反射光（Ｌ２）がレンズ（１３１）に入射しないよう、後端面（４１）、レンズ（１３１）、光源の位置関係を設定する。後端面（４１）を撮影するにあたり、レンズ（１３１）には、正反射光（Ｌ２）が入射しないだけでなく、後端面（４１）の表面の凹凸によって生ずる乱反射光（Ｌ３）の入射も低減され、撮影画像における反射光による干渉を低減することができる。

Description

検査対象体の検査装置、スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法
　本発明は、検査対象体に形成された識別標章を検査する検査対象体の検査装置、スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法に関する。
　混合気の点火に用いられるスパークプラグは、取り付け先の内燃機関の種類に応じて様々な種類のものが用意されている。そこで、例えば自動車の組み立て過程において、作業者が、取り付け先のエンジンに対応した種類のスパークプラグを容易に選択できるように、スパークプラグには、種類に応じた識別マーク（標章）が記されている。識別マークは、スパークプラグの取り付け時や取り付け後に確認しやすいように、端子金具の後端面に記されている。また、エンジンへの取り付け向きを示すマークが記されたスパークプラグもある（例えば特許文献１参照。）。
　ところで、識別マークは、金属からなる端子金具の後端面に、例えば印刷によって形成されるため、欠けやかすれ等を生ずる場合がある。もっとも、識別マークに多少の欠けやかすれがあっても、欠けやかすれの程度によっては十分に認識可能であるため、自動車の組み立て作業において支障は生じない。そこで従来は、識別マークの印刷後に、識別マークが認識可能か否かについて、検査者が目視で検査していた。しかし、検査者の目視による検査は時間や手間がかかる。また、認識可能と判断される識別マークの欠けやかすれの程度が人によって異なるため、検査者が認識可能と判断した識別マークを作業者が認識できない場合がある。そこで発明者らは、検査対象面を撮影し、公知の画像処理技術を用いた識別マークの検査を試みた。
特開２００４－９２４１０号公報
　しかしながら、端子金具の後端面は金属面であり細かな凹凸が残るため、撮影の際に端子金具の後端面を照らす照明光が乱反射した反射光の影響を撮影画像が受けやすく、画像処理では識別マーク自体の認識が難しかった。
　本発明は、検査対象体に形成された識別標章の検査を精度よく行うことができる検査対象体の検査装置、スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明の第１態様によれば、検査対象体の金属からなる検査対象面上に形成された識別標章を検査する検査対象体の検査装置であって、前記検査対象面と直交する方向を撮影方向とし、前記撮影方向に沿って前記検査対象面を撮影する撮影手段と、前記撮影方向において、前記撮影手段と前記検査対象面との距離が、あらかじめ定められた距離となるように、前記検査対象体を保持する保持手段と、光源を有し、前記光源から照射される照射光で前記検査対象面を照らす照明手段であって、前記撮影方向において前記検査対象面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記照射光が前記検査対象面に照射されたときに前記検査対象面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に、前記光源が配置される照明手段と、前記撮影手段が撮影した撮影画像に画像処理を施し、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報を取得する画像処理手段と、基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とを比較して、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かを判別する判別手段と、を備えた検査対象体の検査装置が提供される。
　検査対象体の検査対象面は、金属からなるため、光源から照射される照射光を検査対象面で正反射した反射光は、光量が減衰しづらく輝度が高い。そこで第１態様では、照明手段の配置位置を、照射光が検査対象面にて正反射された反射光が撮影手段に入射しない位置とした。これにより、正反射による反射光が確実に撮影手段に入射しないだけでなく、検査対象面での乱反射による反射光についても、撮影手段に入射するものを低減することができる。よって、撮影手段において、検査対象面で反射した輝度の高い反射光の影響が低減し、識別標章の表面で散乱した、比較的輝度の低い散乱光を、より確実に、撮影手段で撮影することができる。
　第１態様において、前記照射光が前記検査対象面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射される位置に、前記照明手段の前記光源を配置してもよい。照射光が検査対象面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射されれば、正反射光も、検査対象面に対し４５度以内の角度をなす向きに出射されるので、正反射光が確実に撮影手段に入射しないようにすることができる。
　第１態様において、前記照明手段は、１または複数の前記光源を、前記撮影方向に対する周方向に沿って連続または断続的に配置した形態をなすものであってもよい。光源が、検査対象面の外周を囲うように配置されることになるので、検査対象面の照明のムラを低減し、鮮明な撮影画像を得ることができる。
　上記の場合において、前記検査対象体の前記検査対象面は、最大となる径または対角線の長さが１０ｍｍ以下の大きさのものであり、前記照明手段は、前記光源が円環状に配置され、その最小内径が１０ｍｍの大きさのものであってもよい。検査対象面の垂直方向に光源が配置されないので、正反射による反射光が撮影手段に入射しないようにするための、光源と検査対象面と撮影手段との位置関係の自由度を高くすることができる。さらに、この場合において、前記撮影方向における前記検査対象面と前記照明手段の前記光源との距離を１０ｍｍ以下としてもよい。このようにすれば、確実に、正反射による反射光が撮影手段に入射しないようにすることができるだけでなく、乱反射による反射光の撮影手段への入射も抑制することができる。よって、比較的輝度の低い識別標章の表面での散乱光を、より確実に捉え、鮮明な撮影画像を得ることができる。
　第１態様において、前記検査対象体は、スパークプラグの端子金具であり、前記識別標章は、前記端子金具の後端面に印刷によって形成されてもよい。識別標章を印刷で形成すれば、検査対象面へ、より均一なインクの塗布を行うことができるので、識別標章の表面に凹凸が生ずることを抑制しやすく、識別標章の表面での散乱光の散乱度合いを低減できるので、ムラのない鮮明な撮影画像を得ることができる。
　本発明の第２態様によれば、スパークプラグの端子金具の後端面に形成された識別標章を検査するスパークプラグの検査方法であって、前記端子金具の前記後端面を撮影するための撮影手段と前記後端面との距離が、前記後端面と直交する撮影方向において、あらかじめ定められた距離となるように、前記スパークプラグが保持される保持工程と、光源を有する照明手段の前記光源が、前記撮影方向において前記後端面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記光源から照射される照射光が前記後端面に照射されたときに前記後端面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に配置され、前記照射光で前記後端面が照らされる照明工程と、前記撮影手段によって、前記撮影方向に沿って前記後端面が撮影される撮影工程と、前記撮影手段によって撮影された撮影画像に画像処理が施され、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報が取得される画像処理工程と、基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とが比較され、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かが判別される判別工程と、を備えたスパークプラグの検査方法が提供される。
　スパークプラグの端子金具は金属からなるため、光源から照射される照射光を後端面で正反射した反射光は、光量が減衰しづらく輝度が高い。そこで第２態様では、照明手段の配置位置を、照射光が後端面にて正反射された反射光が撮影手段に入射しない位置とした。これにより、正反射による反射光が確実に撮影手段に入射しないだけでなく、後端面での乱反射による反射光についても、撮影手段に入射するものを低減することができる。よって、撮影手段において、後端面で反射した輝度の高い反射光の影響が低減し、識別標章の表面で散乱した、比較的輝度の低い散乱光を、より確実に、撮影手段で撮影することができる。
　第２態様において、前記照明工程では、前記照射光が前記後端面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射されてもよい。照射光が後端面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射されれば、正反射光も、後端面に対し４５度以内の角度をなす向きに出射されるので、正反射光が確実に撮影手段に入射しないようにすることができる。
　第２態様において、前記照明手段は、１または複数の前記光源が、前記撮影方向に対する周方向に沿って連続または断続的に配置された形態をなすものであってもよい。光源が、後端面の外周を囲うように配置されることになるので、後端面の照明のムラを低減し、鮮明な撮影画像を得ることができる。
　上記の場合において、前記端子金具の前記後端面は、最大となる径または対角線の長さが１０ｍｍ以下の大きさのものであり、前記照明手段は、前記光源が円環状に配置され、その最小内径が１０ｍｍの大きさのものであってもよい。後端面の垂直方向に光源が配置されないので、正反射による反射光が撮影手段に入射しないようにするための、光源と後端面と撮影手段との位置関係の自由度を高くすることができる。さらに、この場合において、前記撮影方向における前記後端面と前記照明手段の前記光源との距離を１０ｍｍ以下としてもよい。このようにすれば、確実に、正反射による反射光が撮影手段に入射しないようにすることができるだけでなく、乱反射による反射光の撮影手段への入射も抑制することができる。よって、比較的輝度の低い識別標章の表面での散乱光を、より確実に捉え、鮮明な撮影画像を得ることができる。
　本発明の第３態様によれば、スパークプラグの製造方法であって、端子金具の先端部を保持した絶縁碍子を主体金具に組み付けてスパークプラグを製造する製造工程と、前記端子金具の後端面に識別標章を形成する形成工程と、前記識別標章を検査する検査工程と、を備え、前記検査工程は、前記端子金具の前記後端面を撮影するための撮影手段と前記後端面との距離が、前記後端面と直交する撮影方向において、あらかじめ定められた距離となるように、前記スパークプラグが保持される保持工程と、光源を有する照明手段の前記光源が、前記撮影方向において前記後端面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記光源から照射される照射光が前記後端面に照射されたときに前記後端面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に配置され、前記照射光で前記後端面が照らされる照明工程と、前記撮影手段によって、前記撮影方向に沿って前記後端面が撮影される撮影工程と、前記撮影手段によって撮影された撮影画像に画像処理が施され、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報が取得される画像処理工程と、基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とが比較され、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かが判別される判別工程と、を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法が提供される。
　スパークプラグの端子金具は金属からなるため、光源から照射される照射光を後端面で正反射した反射光は、光量が減衰しづらく輝度が高い。そこで第３態様のスパークプラグの製造方法における検査工程では、照明手段の配置位置を、照射光が後端面にて正反射された反射光が撮影手段に入射しない位置とした。これにより、正反射による反射光が確実に撮影手段に入射しないだけでなく、後端面での乱反射による反射光についても、撮影手段に入射するものを低減することができる。よって、撮影手段において、後端面で反射した輝度の高い反射光の影響が低減し、識別標章の表面で散乱した、比較的輝度の低い散乱光を、より確実に、撮影手段で撮影することができる。
検査対象体としてのスパークプラグ１をワークホルダ１１０に保持した状態の検査装置１００の概略的な構成を示す図である。 スパークプラグ１の端子金具４０の後端面４１に記された識別マーク７０を示す図である。 照明装置１２０の斜視図である。 識別マーク７０の検査のためのプログラムのフローチャートである。 捺印パターンの一例を示す図である。 撮影画像を示す図である。 撮影画像にカラー濃淡処理を施した状態を示す図である。 撮影画像からパターンマッチングを行った状態を示す図である。 検出された識別マークの位置補正を行った状態を示す図である。 撮影画像に対し二値化処理および膨張・収縮処理を行った状態を示す図である。 識別マークの全体面積および内部面積の算出について説明するための図である。
　以下、本発明の一実施の形態について、検査対象体の検査装置としてスパークプラグ１の検査を行う検査装置１００を例に挙げ、図面を参照して説明する。なお、参照する図面は、本発明が採用しうる技術的特徴を説明するために用いられるものであり、記載されている装置の構成、各種処理のフローチャート等は、特に特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例である。
　図１に示す、スパークプラグ１の検査装置１００は、スパークプラグ１の端子金具４０の後端面４１に形成される識別マーク７０（図２参照）の検査を行う装置である。ここで、検査対象となるスパークプラグ１は、公知のように、軸孔の先端側に中心電極２０を保持し、後端側に、金属からなる端子金具４０を保持する絶縁碍子１０を、筒状の主体金具５０で取り囲んで保持する構造を有する。中心電極２０と端子金具４０とは、絶縁碍子１０の軸孔内で、電気的に接続されている。また、主体金具５０の先端部には接地電極３０が接合されており、接地電極３０は中心電極２０へ向けて曲げられて、接地電極３０と中心電極２０との間に火花放電ギャップＧＡＰが形成されている。スパークプラグ１は、端子金具４０と主体金具５０との間に高電圧が印加されると、火花放電ギャップＧＡＰにおいて火花放電を生じ、混合気への点火を行う。図２に示すように、端子金具４０の金属からなる後端面４１には、識別マーク７０が、印刷あるいは捺印等、インクの塗布によって形成されている。本実施の形態では、識別マークとして「Ｈ」の文字を用いているが、文字に限定するものではなく、記号や図などでもよい。
　図１に示す、検査装置１００は、ワークホルダ１１０、照明装置１２０、ＣＣＤカメラ１３０、画像処理装置１４０、コンソール１４５、モニタ１４６等を備えて構成される。ワークホルダ１１０は、検査対象のスパークプラグ１の端子金具４０の後端面４１をＣＣＤカメラ１３０に向け、スパークプラグ１の軸線Ｏ方向をＣＣＤカメラ１３０の光軸Ｐ方向に合わせた状態で、スパークプラグ１を保持する治具である。ＣＣＤカメラ１３０は、端子金具４０の後端面４１を撮影するためのものである。ＣＣＤカメラ１３０は、上記のように、光軸Ｐ方向が、ワークホルダ１１０に保持されるスパークプラグ１の軸線Ｏ方向と合うように、ワークホルダ１１０の配置位置に合わせて予め位置決めされて固定されている。また、ワークホルダ１１０に保持されるスパークプラグ１の端子金具４０の後端面４１にピントが合うように予め調整されている。ＣＣＤカメラ１３０は画像処理装置１４０に接続されており、後述する画像処理にしたがいＣＣＤカメラ１３０の撮影画像の解析が行われる。
　ＣＣＤカメラ１３０と、ワークホルダ１１０に保持されるスパークプラグ１の端子金具４０の後端面４１との間には、照明装置１２０が配置されている。本実施の形態では、図３に示すように、照明装置１２０には、複数の白色ＬＥＤ１２１を円環状の基部１２２に並べて配置した構造を有するリング照明が用いられる。照明装置１２０の複数のＬＥＤ１２１の照射方向前側（図３では上側）には、円環状の拡散板１２３が設けられており、ＬＥＤ光を拡散して外部に照射することで、輝度のムラの軽減が図られている。また、照明装置１２０の中央には孔部１２４が形成されている。図１に示すように、ＣＣＤカメラ１３０による識別マーク７０の撮影は、照明装置１２０の孔部１２４を介して行われる。
　画像処理装置１４０は、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭや外部記憶装置（ＨＤＤやフラッシュメモリなど）を搭載し、入力される画像の解析を行う装置である。本実施の形態では、ＣＣＤカメラ１３０の撮影画像を解析し、後述するプログラム（図４参照）にしたがって、識別マーク７０について検査を行い、その結果を出力する。画像処理装置１４０には、上記のＣＣＤカメラ１３０の他に、入力装置として、検査者が画像処理装置１４０の操作の入力に用いるコンソール１４５が接続されている。また、出力装置として、ＣＣＤカメラ１３０の撮影画像や検査結果の表示、あるいは操作の指示、設定等の確認に用いるモニタ１４６が接続されている。
　ところで、上記したように、検査対象のスパークプラグ１は、端子金具４０が金属から形成されたものであり、検査対象面となる後端面４１も金属からなる。したがって、後端面４１では光はほぼ全反射されるため、照射光が反射してなる反射光は、光量が減衰しにくく輝度が高い。一方、識別マーク７０の表面では、光の一部の波長が散乱され、他は吸収される。このため、識別マーク７０の表面で照射光が散乱してなる散乱光は、比較的輝度が低く、後端面４１で照射光が反射してなる、比較的輝度の高い反射光の干渉を受けやすい。そこで、本実施の形態では、識別マーク７０の表面での散乱光に対する干渉を低減するため、以下の規定を設けている。
　まず、図１に示すように、照明装置１２０から出射される照射光Ｌ１が後端面４１に正反射されてなる反射光（以下、「正反射光」ともいう。）Ｌ２が、ＣＣＤカメラ１３０に直接入射しないことを規定している。具体的には、単純化のため検査対象面となる後端面４１が平滑面であると仮定し、照明装置１２０の光源から照射される照射光Ｌ１が後端面４１のどの部位に入射しても、照射光Ｌ１が正反射した正反射光Ｌ２の進行方向にＣＣＤカメラ１３０のレンズ１３１が配置されていなければよい。換言すると、ＣＣＤカメラ１３０のレンズ１３１と、端子金具４０の後端面４１との間に照明装置１２０の光源が配置されつつも、三者（レンズ１３１、後端面４１、光源）の位置関係が、上記の条件を満たす位置関係となれば足りる。なお、照明装置１２０の光源は、厳密には上記したようにＬＥＤ１２１であるが、ＬＥＤ１２１から出射される光は拡散板１２３で拡散され、この拡散板１２３を基点に照射光として外部に出射される。したがって、本実施の形態では、ＬＥＤ１２１および拡散板１２３を、照明装置１２０の光源とみなすこととする。
　金属からなる後端面４１の表面には凹凸が残る場合がある。照明装置１２０から出射される照射光Ｌ１が後端面４１に照射されると、正反射光Ｌ２だけなく、後端面４１自身の表面の凹凸によって乱反射による反射光（以下、「乱反射光」ともいう。）Ｌ３を生ずる。そこで、上記のように、光源と後端面４１とレンズ１３１とが、正反射光Ｌ２がＣＣＤカメラ１３０に直接入射しない位置関係となれば、光源からの照射光Ｌ１が後端面４１に入射する入射角度θ１を小さくすることができる。すると、後端面４１にて正反射される正反射光Ｌ２の出射角度θ２が小さくなるだけでなく、後端面４１にて乱反射される乱反射光Ｌ３の出射角度も小さくなりやすい。ゆえに、ＣＣＤカメラ１３０に入射する乱反射光Ｌ３が少なくなり、識別マーク７０表面での散乱光に対する干渉を低減することができる。
　本実施の形態では、さらに、照明装置１２０の照射光Ｌ１が、後端面４１の中央に対し４５度以内の角度をなす向きから照射される位置に、照明装置１２０が配置されることを規定している。後端面４１に対する照射光Ｌ１の入射角度θ１が４５度以内となるようにすれば、後端面４１からの正反射光Ｌ２の出射角度θ２も、４５度以内となる。よって、後端面４１に対しほぼ垂直な位置に配置されているＣＣＤカメラ１３０に、正反射光Ｌ２が直接、入射することを確実に防止できる。そして、ＣＣＤカメラ１３０に入射する乱反射光Ｌ３についても確実に減らすことができ、識別マーク７０表面での散乱光に対する干渉を、より低減することができる。
　また、本実施の形態ではスパークプラグ１を検査対象としており、検査対象面としての端子金具４０の後端面４１は、最大となる径Ｃが、一般的に１０ｍｍ以下となる。したがって、ＣＣＤカメラ１３０と後端面４１との間に配置する照明装置１２０として、孔部１２４の内径Ｂが、最小のもので１０ｍｍのものを用いている。すなわち、孔部１２４の内径Ｂは、後端面４１の径Ｃ以上の大きさを有する。このように、照明装置１２０と端子金具４０の後端面４１との距離Ａ（後述）が一定の場合、孔部１２４の内径Ｂを大きくするほど、後端面４１に対する照射光Ｌ１の入射角度θ１を、より小さい角度とすることができる。よって、ＣＣＤカメラ１３０に直接、正反射光Ｌ２が入射することを防止でき、同様に乱反射光Ｌ３についても確実に減らすことができるので、識別マーク７０表面での散乱光に対する干渉を、より低減することができる。
　さらに、本実施の形態では、ＣＣＤカメラ１３０の撮影方向（つまりは光軸Ｐ方向）において、端子金具４０の後端面４１と、照明装置１２０の光源との距離Ａが、１０ｍｍ以下となることを規定している。後端面４１に照明装置１２０の光源の位置（ここでは拡散板１２３の位置）を近づけるほど、後端面４１に対する照射光Ｌ１の入射角度θ１を、より小さい角度とすることができる。これにより、ＣＣＤカメラ１３０に直接、正反射光Ｌ２が入射することを確実に防止でき、乱反射光Ｌ３についても同様に確実に減らすことができるので、識別マーク７０表面での散乱光に対する干渉を、さらに低減することができる。
　このように、検査装置１００では、照明装置１２０の光源から出射される照射光Ｌ１が端子金具４０の後端面４１で正反射した正反射光Ｌ２が、ＣＣＤカメラ１３０に入射せず、乱反射した乱反射光Ｌ３についてもＣＣＤカメラ１３０への入射を低減し、検査対象面の撮影を行う。よって、識別マーク７０表面での散乱光に対する、後端面４１による反射光の干渉を低減することができるので、画像処理装置１４０では、以下に説明する、ＣＣＤカメラ１３０の撮影画像の解析を、より精度よく行うことができる。
　次に、検査装置１００によって行われる識別マーク７０の検査について説明する。識別マーク７０の検査は、画像処理装置１４０の外部記憶装置（図示外）にインストールした、図４のフローチャートに示すプログラムを実行することによって行う。検査対象の識別マークには文字や記号、図など様々な種類のものが用意されるが、いずれの識別マークにもテンプレートとなるパターンが用意されており、プログラムとともにインストールあるいは登録されている。本実施の形態では、端子金具４０の後端面４１に「Ｈ」の文字を識別マーク７０として記したスパークプラグ１を検査対象としているが、プログラムの実行に際し、あらかじめ用意された複数のパターンから、図５に示す、「Ｈ」のパターン８０が検査者によって選択されている。なお、「Ｈ」のパターン８０も含め、各パターンには、あらかじめ、パターンの中心位置８１（図５中、×印で示す。）が設定されている。また、パターンの大きさについては、ＣＣＤカメラ１３０の解像度や撮影距離等の影響を受けるが、検査に先駆けて正常な識別マーク７０が形成されたスパークプラグ１のサンプルの撮影を行い、その撮影画像をもとに適宜設定される。さらに、後述する全体面積および内部面積の算出に用いられるパターン枠８２，８３（図１１参照）の大きさや、全体面積、内部面積のしきい値についても、撮影されたサンプルのパターンの大きさに応じて適宜調整される。
　検査者が、検査装置１００のワークホルダ１１０に検査対象のスパークプラグ１を配置し（保持工程）、画像処理装置１４０のコンソール１４５でプログラムの実行を指示すると、図４に示す、フローチャートにしたがい、識別マーク７０の検査が実施される。なお、フローチャートの各ステップを「Ｓ」と略記する。まず、照明装置１２０が点灯され（照明工程）、ＣＣＤカメラ１３０による端子金具４０の後端面４１の撮影が行われ（撮影工程）、図６に示すように、撮影画像６０のデータが画像処理装置１４０のＲＡＭ上に読み込まれる（Ｓ１１）。なお、ここでは説明の都合上、形成状態に問題のある識別マーク７０を例として示している。具体的には、「Ｈ」の文字からなる識別マーク７０に、欠け７１、穴あき７２、滲み７３、はみ出し７４などの印刷不良が生じた例を示す。さらに、乱反射光Ｌ３により撮影画像６０の識別マーク７０に、ノイズ、例えば、識別マーク７０内の微細穴７５や識別マーク７０外の微細点７６が現れた例も示す。
　次に、撮影画像６０に対し公知の色抽出処理（第一の色抽出処理）を行い、識別マーク７０のインクの色とその近似色による色抽出を行う。図７に示すように、撮影画像６０内で、後端面４１と識別マーク７０とが区別しやすくなる。その上で、図５に示した「Ｈ」のパターン８０をテンプレートに用いた、公知のパターン検出処理が行われる（Ｓ１３）。具体的には、いわゆるテンプレートマッチング処理が行われる。図８に示すように、テンプレート（パターン８０）の位置（中心位置８１の位置）や向き（回転角）を変更しつつ撮影画像６０とテンプレートとを重ねて、テンプレートと撮影画像６０との相関値を求め、相関値がもっとも高くなる部分をサーチする。そしてサーチ後に、相関値がもっとも高かった部分を識別マーク７０の形成された部分として認識する。この処理により、撮影画像６０内における識別マーク７０の位置や向き（回転角）が得られる。次の位置補正処理では、得られた識別マーク７０の位置や向きに基づき、撮影画像６０内における識別マーク７０の位置の補正が行われる（Ｓ１５）。具体的に、図９に示すように、パターン８０中心位置８１が撮影画像６０の中央にくるように、そして、パターン８０の向きがデフォルトの向き（回転角０°）となるように、撮影画像６０内において、画像の位置補正が行われる。
　次の二値化、膨張・収縮処理（Ｓ１７）では、撮影画像６０に対し公知の色抽出処理（第二の色抽出処理）を行い、識別マーク７０のインクの色とその近似色による色抽出を、第一の色抽出処理とは異なる設定で、あらためて行う（もちろん、第一の色抽出処理の結果をそのまま用いてもよい。）。第二の色抽出処理では、撮影によって生ずる濃淡ムラが影響しないよう、第一の色抽出処理よりも寛容なしきい値で、撮影画像６０の二値化を行う。図１０は、撮影画像６０の二値化を行い、識別マーク７０を構成する画素を黒のドットで示し、背景を構成する画素を白のドットで示したものである。さらに、Ｓ１７では、二値化した撮影画像６０に対し、公知の膨張・収縮処理を行う。図６に示す、撮影画像６０内で微細穴７５や微細点７６として現れたノイズは、二値化した際に、同一色で占める周りの画素群から孤立した画素として、画像内に残る場合がある。膨張・収縮処理を行うことにより、図１０に示すように、周りの画素群から孤立した画素を除去することができる。
　次に、識別マーク７０の全体面積と内部面積とが求められる（Ｓ１９）。図１１に示すように、あらかじめ設定された「Ｈ」のパターン８０に対応するパターン枠８２，８３が、Ｓ１７で二値化処理等がなされた撮影画像６０に重ねられる。パターン枠８２は、全体面積の算出に用いられる枠で、識別マーク７０の全体を枠内に納め、さらに、識別マーク７０に生じた滲み７３やはみ出し７４も枠内に納められるよう、識別マーク７０の輪郭よりも大きめの枠としてパターンごとに設定されている。なお、本実施の形態では、パターン枠８２を識別マーク７０の全体が納まる矩形の枠として設定しているが、撮影画像６０の中央から一定距離離れた、識別マーク７０の全体が納まる枠としてもよいし、パターン８０の輪郭線から一定距離を離してその輪郭線の外郭を囲う枠としてもよい。全体面積は、このパターン枠８２内で、識別マーク７０を構成する画素（黒のドット）の数を算出することによって求められる。全体面積として求められる識別マーク７０の面積は、正常な場合の識別マーク７０の取りうる面積に対し、欠け７１や穴あき７２の部分の面積分が減少する一方で、滲み７３やはみ出し７４の部分の面積分が増加したものとなる。
　また、パターン枠８３は、内部面積の算出に用いられる枠で、識別マーク７０の輪郭線からなる。内部面積は、上記同様に、このパターン枠８３内で、識別マーク７０を構成する画素（黒のドット）の数を算出することによって求められる。また、内部面積として求められる識別マーク７０の面積は、正常な場合の識別マーク７０の取りうる面積に対し、欠け７１や穴あき７２の部分の面積分が減少したものとなり、滲み７３やはみ出し７４の部分については影響がない（以上、画像処理工程）。
　得られた全体面積の値は、あらかじめ設定されている全体面積のしきい値と比較される（Ｓ２１）。全体面積のしきい値には、上限値および下限値が設定されている。例えば、はみ出し７４が大きく上限値を超えた場合や、穴あき７２が大きく下限値を下回った場合など、しきい値として定められた範囲に収まらなければ（Ｓ２１：ＮＯ）、全体面積の検査に合格しなかったとして不合格判定がなされる（Ｓ２７）。また、全体面積がしきい値として定められた範囲に収まる場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、次に、Ｓ１９で得られた内部面積の値が、あらかじめ設定されている内部面積のしきい値と比較される（Ｓ２３）。内部面積のしきい値には下限値が設定されており、例えば、欠け７１や穴あき７２が大きく、内部面積の下限値を下回った場合には（Ｓ２３：ＮＯ）、内部面積の検査に合格しなかったとして不合格判定がなされる（Ｓ２７）。したがって、例えば、識別マーク７０がはみ出し７４部分を有しており、その部分の面積が大きいながらも、同時に大きな穴あき７２部分を有し、全体面積としては上限値および下限値の範囲内に収まるような場合でも、内部面積の検査によって、異常を検出することができる。
　内部面積が下限値以上であれば（Ｓ２３：ＹＥＳ）、全体面積および内部面積の検査に合格したとして、合格判定がなされる（Ｓ２５）（以上、判別工程）。このように、合否判定がなされた後（Ｓ２５またはＳ２７）、判定結果がモニタ１４６に表示され（Ｓ２９）、スパークプラグ１の検査が終了する。このように、識別マーク７０の合否判定を全体面積と内部面積とに基づき行うことで、識別マーク７０の形状に多少の欠けやはみ出し等の不具合が生じた場合でも、その識別マーク７０の認識（識別）が可能とみなせる程度の不具合であれば、検査に不合格とはならないので、歩留まりを高めることができる。
　なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、ＣＣＤカメラ１３０が識別マーク７０に近接した位置でピントを合わせて撮影可能なものであれば、照明装置１２０をＣＣＤカメラ１３０と一体に設けてもよい。また、照明装置１２０は、ＬＥＤを光源としたが、ＬＥＤに限らず、環状の蛍光管やその他の光源を用いてもよい。また、照明装置１２０に十分な輝度が得られるのなら、ＣＣＤカメラ１３０に偏光フィルタを用いてもよい。
　また、本実施の形態では、Ｓ１３でパターン検出処理を行って識別マーク７０の位置や向きを認識し、Ｓ１５で撮影画像６０内の中央に配置する補正を行ったうえで、Ｓ２１、Ｓ２３で全体面積および内部面積に基づく検査を行ったので、端子金具４０の後端面４１についての検出を省くことができた。これにより、画像処理装置１４０における後端面４１認識のための画像処理にかかる負荷を軽減することができた。もちろん、後端面４１の検出を行ってもよく、その場合には、後端面４１内における識別マーク７０の位置や向きにパターン枠８２，８３をあわせてから合否の検査を行えば、識別マーク７０を撮影画像６０内の中央に再配置する補正を行わなくともよい。
　また、Ｓ１３のパターン検出処理を行った結果、撮影画像６０のなかで最もパターン８０との相関値が高かった部分のその相関値が所定値よりも小さい場合、識別マーク７０に生じた印刷不良の度合いが大きいと判断し、Ｓ１５～Ｓ２３の処理を省いてＳ２７の不合格判定を行う判断手段を設けてもよい。
　また、Ｓ１３のパターン検出処理を行った結果、パターン８０の中心位置８１と、撮影画像６０の中央の位置との距離が所定値よりも大きかった場合、識別マーク７０が後端面４１から大きくはみ出していると判断し、Ｓ１５～Ｓ２３の処理を省いてＳ２７の不合格判定を行う判断手段を設けてもよい。
　　１　　スパークプラグ
　４０　　端子金具
　４１　　後端面
　６０　　撮影画像
　７０　　識別マーク
１００　　検査装置
１１０　　ワークホルダ
１２０　　照明装置
１２１　　ＬＥＤ
１２３　　拡散板
１３０　　カメラ
１４０　　画像処理装置

Claims (12)

  1. 　検査対象体の金属からなる検査対象面上に形成された識別標章を検査する検査対象体の検査装置であって、
    　前記検査対象面と直交する方向を撮影方向とし、前記撮影方向に沿って前記検査対象面を撮影する撮影手段と、
    　前記撮影方向において、前記撮影手段と前記検査対象面との距離が、あらかじめ定められた距離となるように、前記検査対象体を保持する保持手段と、
    　光源を有し、前記光源から照射される照射光で前記検査対象面を照らす照明手段であって、前記撮影方向において前記検査対象面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記照射光が前記検査対象面に照射されたときに前記検査対象面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に、前記光源が配置される照明手段と、
    　前記撮影手段が撮影した撮影画像に画像処理を施し、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報を取得する画像処理手段と、
    　基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とを比較して、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かを判別する判別手段と、
    を備えたことを特徴とする検査対象体の検査装置。
  2. 　前記照射光が前記検査対象面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射される位置に、前記照明手段の前記光源が配置されることを特徴とする請求項１に記載の検査対象体の検査装置。
  3. 　前記照明手段は、１または複数の前記光源を、前記撮影方向に対する周方向に沿って連続または断続的に配置した形態をなすことを特徴とする請求項１または２に記載の検査対象体の検査装置。
  4. 　前記検査対象体の前記検査対象面は、最大となる径または対角線の長さが１０ｍｍ以下の大きさのものであり、
    　前記照明手段は、前記光源が円環状に配置され、その最小内径が１０ｍｍの大きさのものであることを特徴とする請求項３に記載の検査対象体の検査装置。
  5. 　前記撮影方向における前記検査対象面と前記照明手段の前記光源との距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項４に記載の検査対象体の検査装置。
  6. 　前記検査対象体は、スパークプラグの端子金具であり、前記識別標章は、前記端子金具の後端面に印刷によって形成されることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の検査対象体の検査装置。
  7. 　スパークプラグの端子金具の後端面に形成された識別標章を検査するスパークプラグの検査方法であって、
    　前記端子金具の前記後端面を撮影するための撮影手段と前記後端面との距離が、前記後端面と直交する撮影方向において、あらかじめ定められた距離となるように、前記スパークプラグが保持される保持工程と、
    　光源を有する照明手段の前記光源が、前記撮影方向において前記後端面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記光源から照射される照射光が前記後端面に照射されたときに前記後端面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に配置され、前記照射光で前記後端面が照らされる照明工程と、
    　前記撮影手段によって、前記撮影方向に沿って前記後端面が撮影される撮影工程と、
    　前記撮影手段によって撮影された撮影画像に画像処理が施され、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報が取得される画像処理工程と、
    　基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とが比較され、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かが判別される判別工程と、
    を備えたことを特徴とするスパークプラグの検査方法。
  8. 　前記照明工程では、前記照射光が前記後端面に対し４５度以内の角度をなす向きから照射されることを特徴とする請求項７に記載のスパークプラグの検査方法。
  9. 　前記照明手段は、１または複数の前記光源が、前記撮影方向に対する周方向に沿って連続または断続的に配置された形態をなすことを特徴とする請求項７または８に記載のスパークプラグの検査方法。
  10. 　前記端子金具の前記後端面は、最大となる径または対角線の長さが１０ｍｍ以下の大きさのものであり、
    　前記照明手段は、前記光源が円環状に配置され、その最小内径が１０ｍｍの大きさのものであることを特徴とする請求項９に記載のスパークプラグの検査方法。
  11. 　前記撮影方向における前記後端面と前記照明手段の前記光源との距離が１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０に記載のスパークプラグの検査方法。
  12. 　スパークプラグの製造方法であって、
    　端子金具の先端部を保持した絶縁碍子を主体金具に組み付けてスパークプラグを製造する製造工程と、
    　前記端子金具の後端面に識別標章を形成する形成工程と、
    　前記識別標章を検査する検査工程と、
    を備え、
    　前記検査工程は、
    　前記端子金具の前記後端面を撮影するための撮影手段と前記後端面との距離が、前記後端面と直交する撮影方向において、あらかじめ定められた距離となるように、前記スパークプラグが保持される保持工程と、
    　光源を有する照明手段の前記光源が、前記撮影方向において前記後端面と前記撮影手段との間の位置、かつ、前記光源から照射される照射光が前記後端面に照射されたときに前記後端面にて正反射された反射光が、前記撮影手段に入射しない位置に配置され、前記照射光で前記後端面が照らされる照明工程と、
    　前記撮影手段によって、前記撮影方向に沿って前記後端面が撮影される撮影工程と、
    　前記撮影手段によって撮影された撮影画像に画像処理が施され、前記撮影画像中の前記識別標章の画像から、前記識別標章の特徴に関する特徴情報が取得される画像処理工程と、
    　基準となる基準標章の画像からあらかじめ求められた前記基準標章の特徴に関する特徴情報と、前記識別標章の特徴情報とが比較され、前記識別標章と前記基準標章とが同じ標章であるか否かが判別される判別工程と、
    を備えることを特徴とするスパークプラグの製造方法。
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