ボトル缶の口金部検査方法および検査装置
【課題】液漏れ等を生じるおそれのある傷等の凹凸形状を有するボトル缶のみを確実に検出でき、検査の処理時間を短縮できる生産性に優れたボトル缶の口金部検査方法及び検査装置を提供する。
【解決手段】主搬送路１０１に沿って連続的に順次搬送されるボトル缶３０の撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する１次検査工程と、１次検査工程によって排除されたボトル缶３０ｂを主搬送路１０１から退避した副搬送路１０２に沿って順次搬送しながら撮像エリアα内のカール部３２に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度からカール部３２における凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備える。
【解決手段】主搬送路１０１に沿って連続的に順次搬送されるボトル缶３０の撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する１次検査工程と、１次検査工程によって排除されたボトル缶３０ｂを主搬送路１０１から退避した副搬送路１０２に沿って順次搬送しながら撮像エリアα内のカール部３２に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度からカール部３２における凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボトル缶の口金部検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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形状が形成されていたり、カール部に打痕などの変形が生じていたりすると、内容物が漏洩するおそれがある。しかしながら、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形状が形成される場合がある。
【０００５】
このため、カール部に変形がないこと、しわ等の凹凸形状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、凹凸形状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。
【０００６】
たとえば、缶の外面に生じる微細な凹凸形状（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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８４０８１号公報
【特許文献２】特開２００４−８３１２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ボトル缶において、カール部の凹凸形状は液漏れの原因となるため、確実に検出する必要がある一方で、アルミニウム材の圧延模様、ＤＩ成形時のパンチ模様や汚れのような凹凸形状のない色模様は密封性に影響がなく、不良品として排除する必要はない。このような色模様を凹凸形状として検出してしまうと、良品を不良品として排除してしまい、歩留まりを低下させてしまうおそれがある。
【０００９】
特許文献３に記載された検出方法は、缶に照射した照明光の影を確認することにより皺を検出しているので、この方法により色模様を不良として検出してしまうおそれは小さい。しかしながら、照明光およびカメラに対して缶を正確な位置に配置する必要があり、缶が検査位置からずれた場合には、正確な検出結果を得るのが難しくなるおそれがある。
また、このような検査装置では、個々の検査の処理時間が長いため、生産効率が悪くなるという問題がある。撮像装置の数を増やし、検査装置を複数設けた場合には、複数個の缶を一度に検査できるので処理時間を短縮することは可能であるが、検査装置を構成する費用が嵩むという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液漏れ等を生じるおそれのある傷等の凹凸形状を有するボトル缶のみを確実に検出できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる生産性に優れたボトル缶の口金部検査方法および検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のボトル缶の口金部検査方法は、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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する方法であって、主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査工程と、前記１次検査工程によって排除されたボトル缶を前記主搬送路から退避した副搬送路に沿って順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
圧延模様、パンチ模様、汚れ等が存在する領域は、その他の領域とは色が異なることから、白色光源から投光される白色光の反射量が変化して低輝度領域となる。１次検査工程では、撮像エリアのカール部に対して白色光を照射することにより、傷等の凹凸形状だけでなく、凹凸のない２次元的な汚れ等も低輝度領域として検知され、この低輝度領域が検知されたボトル缶を、凹凸形状を有するか否かに関わらず排除することにより、汚れや凹凸のないボトル缶を瞬時に選別することができる。これら汚れや凹凸のないボトル缶は、主搬送路に沿って搬送され、１次検査工程で排除されたボトル缶のみ、副搬送路に送り出されて２次検査される。
２次検査工程では、カラー検査画像により判別することで、より高密度の検査が可能となっている。２次検査工程においては、撮像エリアのカール部に対して２色の照明光を異なる方向から照射することにより、照明光を遮るように形成された凹凸形状による反射光が、各照明光の光色に応じた２色の縞状に撮像される。一方、凹凸のない汚れ等による反射光は縞状にならず、各照明光の混色の濃淡として撮像される。したがって、液漏れを生じさせるような凹凸形状を確実に検出でき、汚れ等を凹凸形状と誤認するおそれがなく、ボトル缶の開口部とキャップとの密封性に問題がない２次元的な汚れ等だけを有するボトル缶を選別できるので、傷等の凹凸形状を有するボトル缶のみを確実に排除することができる。
【００１３】
このように、白色光による１次検査工程で高速に検査しながら、凹凸形状を有するか否かに関わらず低輝度領域が検知されたボトル缶を全て排除し、そのボトル缶だけをカラー検査画像による２次検査工程で精密に検査することで、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明のボトル缶の口金部検査方法において、前記２次検査工程では、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射するとよい。
第３照明光の反射光により、カール部のエッジ位置を検出することができ、このエッジ位置を基準としてカラー検査画像中のカール部を特定することができるので、カール部の形状が明確になり、カール部の凹みや歪みを検出できる。また、ボトル缶を回転させる際に缶軸と回転手段の回転軸とがずれていると、カール部が検査画像中で移動するが、カール部のエッジ位置を検出することによりカール部を特定できるので、確実にカール部を検査することができる。
【００１５】
本発明のボトル缶の口金部検査装置は、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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する装置であって、ボトル缶を順次搬送する主搬送路と、前記主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査手段と、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を搬送する副搬送路と、前記副搬送路に沿って前記ボトル缶を順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のボトル缶の口金部検査装置において、前記１次検査手段は、前記ボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる１次回転手段と、前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射する白色光照明手段と、前記撮像エリアを白黒で撮像する１次撮像手段と、前記１次撮像手段により得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知し、その検知結果に基づきボトル缶を排除する１次判定手段とを備え、前記２次検査手段は、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段と、該ボトル缶の撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って第１照明光を照射する第１照明手段と、前記カール部における前記第１照明光が照射された部分に対して、前記第１照明手段とは異なる光色の第２照明光を、前記撮像エリアを挟んで前記第１照明光の反対側から、前記口金部の前記略接線方向に沿って照射する第２照明手段と、前記撮像エリアをカラーで撮像する２次撮像手段と、前記２次撮像手段により得られたカラー検査画像の各光色の信号強度に基づき凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のボトル缶の口金部検査装置において、前記２次検査手段は、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射する第３照明手段を備えているとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができ、ボトル缶の生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るボトル缶の口金部検査装置を示す概略図である。
【図２】１次検査手段を示す側面図である。
【図３】図２に示す1次検査手段の上面図である。
【図４】２次検査手段を示す側面図である。
【図５】図４に示す２次検査手段の上面図である。
【図６】図１に示す検査装置において、凹凸形状のないカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図７】図１に示す検査装置において、天面に凹凸形状が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図８】図１に示す検査装置において、打痕や傷が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図９】図１に示す検査装置において、外周面に湾曲部が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図１０】図１に示す検査装置において、回転中心から偏心したボトル缶を回転させながらカール部を撮像して得られた検査画像を示す図である。
【図１１】図１に示す検査装置において、回転中心から偏心したボトル缶を回転させながらカール部を撮像して得られた検査画像であって、カール部の外周部に凹みが形成されている場合を示す図である。
【図１２】図１に示す検査装置において、凹凸形状における２色の照明光の反射状態を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る口金部検査装置において、撮像エリアをカール部の外周面に設定した例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る口金部検査装置において、第１照明手段および第２照明手段を２組ずつ備える例を示す断面図である。
【図１５】図１４の検査装置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るボトル缶の口金部検査方法および検査装置の実施形態について説明する。
図１に示す口金部検査装置（以下、「検査装置」）１００は、図２に示すように、ライナー付キャップ（図示せず）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３２が設けられた円筒状の口金部３１を有するボトル缶３０について、図３に示すようにカール部３２の一部（本実施形態では天面の一部）を含むように設定された撮像エリアαにおけるカール部３２の凹凸形状を検出する装置である。
この検査装置１００で検査されるボトル缶３０は、図１に示すように、製造ラインにおいてコンベア等の主搬送路１０１によって単列搬送される。そして、この主搬送路１０１の途中に、各ボトル缶３０を回転させながら口金部３１を検査する検査装置１００が備えられている。
【００２１】
検査装置１００は、図１に示すように、主搬送路１０１に沿って連続的に順次搬送されるボトル缶３０の撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知して、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する１次検査手段１０と、１次検査手段１０によって排除されたボトル缶３０ｂを主搬送路１０１から退避した副搬送路１０２に沿って順次搬送しながら、ボトル缶３０ｂの撮像エリアα内のカール部３２に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶３０ｂの良否を判定する２次検査手段２０との二つの検査手段を有する。
【００２２】
１次検査手段１０は、図２および図３に示すように、ボトル缶３０を保持して缶軸Ｘまわりに回転させる１次回転手段４０と、撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射する白色光照明手段４１と、撮像エリアαを白黒画像で撮像する１次撮像手段４２と、この１次撮像手段４２により得られた白黒画像から低輝度領域を検知してボトル缶を排除する１次判定手段４３とを備える。
白色光照明手段４１は、図２に示すように、撮像エリアαの口金部３１（カール部３２の天面の一部）に向かって斜め上方から照射するように配置されている。また、１次撮像手段４２は、ボトル缶３０の口金部３１の上方に、撮像エリアαに向かって（すなわちカール部３２の天面に向かって）配置されている。
【００２３】
２次検査手段２０は、図４および図５に示すように、１次検査手段１０によって排除されたボトル缶３０ｂを保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段５０と、撮像エリアα内のカール部３２に対して赤色の第１照明光Ｒを照射する第１照明手段５１と、撮像エリアα内のカール部３２に対して青色の第２照明光Ｂを照射する第２照明手段５２と、カール部３２における第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが照射された部分に対して緑色の第３照明光Ｇを照射する第３照明手段５３と、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を取得する２次撮像手段５４と、この２次撮像手段５４によって得られたカラー検査画像に基づきボトル缶３０ｂの良否を判定する２次判定手段５５とを備える。
【００２４】
第１照明手段５１および第２照明手段５２は、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが撮像エリアαの口金部３１（カール部３２の天面の一部）を照射するように配置されている（図５）。第３照明手段５３は、カール部３２において第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが照射された部分から屈曲して連続する外周面（エッジ検出エリアβ）に対して、第３照明光Ｇを照射するように配置されている。
【００２５】
第１照明手段５１は、図４および図５に示すように、ボトル缶３０ｂの口金部３１の側方に配置され、赤色の第１照明光Ｒを、撮像エリアα内のカール部３２の天面に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って照射する。
第２照明手段５２は、図４および図５に示すように、撮像エリアαを挟んで第１照明手段５１の反対側に配置され、青色（赤色の第１照明光Ｒとは異なる光色）の第２照明光Ｂを、カール部３２における第１照明光Ｒが照射された部分に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って照射する。
つまり、撮像エリアαのカール部３２には、図５に示すように、第１照明手段５１および第２照明手段５２によって、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが異なる方向から重なるように照射される。
【００２６】
ボトル缶３０ｂにおいて、エッジ検出エリアβは、撮像エリアαから屈曲して連続し、カール部３２の外周面を含むように設定されている。図４および図５に示すように、第３照明手段５３は、ボトル缶３０ｂの口金部３１の側方に配置され、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂに交差する方向から、すなわち口金部３１の円筒面接線方向に対してほぼ直交する方向に、緑色（第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂとは異なる光色）の第３照明光Ｇをエッジ検出エリアβのカール部３２の外周面に対して照射する。
【００２７】
２次撮像手段５４は、図４に示すように、ボトル缶３０ｂの口金部３１の上方に、撮像エリアαに向かって（すなわちカール部３２の天面に向かって）配置されており、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を撮像できる。
【００２８】
次に、このように構成した検査装置１００を用いてボトル缶の口金部を検査する方法について説明する。
ボトル缶３０は、製造ラインにおいてコンベア等の主搬送路１０１によって単列搬送され、この主搬送路１０１の途中に、各ボトル缶３０を回転させながら口金部３１を検査する検査装置１００により検査が行われる。
【００２９】
（１次検査工程）
各ボトル缶３０は、主搬送路１０１に沿って１次検査手段１０に連続的に搬送され、１次検査される。１次検査手段１０では、ボトル缶３０を、白色光照明手段４１および１次撮像手段４２に対して、１次回転手段４０によってボトル缶３０を缶軸Ｘまわりに回転させることにより、口金部３１の全周を走査し、撮像エリアαの白黒検査画像を撮像する。白黒検査画像は、１次撮像手段４２に接続された１次判定手段４３に入力される。
【００３０】
この１次撮像手段４２に接続された１次判定手段４３は、１次撮像手段４２の取得した白黒検査画像を取り込み、この白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する。
圧延模様、パンチ模様、汚れ等が存在する領域は、その他の領域とは色が異なることから、白色光照明手段４１から投光される白色光Ｗの反射量が変化して低輝度領域として写し出される。白黒検査画像中に、所定の大きさ以上の低輝度領域を検出したときに、そのボトル缶３０ｂは排除される。
１次検査工程では、傷等の凹凸形状だけでなく、凹凸のない２次元的な汚れ等も低輝度領域として検知され、この低輝度領域が検知されたボトル缶を凹凸を有するか否かに関わらず排除することにより、汚れや凹凸のないボトル缶３０ａが瞬時に選別される。そして、これら汚れや凹凸のないボトル缶３０ａは、主搬送路１０１に沿って搬送され、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂのみ、副搬送路１０２に送りだされて２次検査される。
【００３１】
（２次検査工程）
副搬送路１０２は、主搬送路１０１と比べて搬送速度が遅く設定されており、２次検査手段２０では、１次検査手段１０で排除されたボトル缶３０ｂについて精密な検査が行われる。２次検査手段２０は、各照明手段５１〜５３および２次撮像手段５４に対して、ボトル缶３０ｂを２次回転手段５０によって缶軸Ｘまわりに回転させることにより、口金部３１の全周を走査し、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を撮像する。カラー検査画像は、２次撮像手段５４に接続された２次判定手段５５に入力され、ボトル缶３０ｂの良否判定に用いられる。
【００３２】
この２次撮像手段５４に接続された２次判定手段５５は、２次撮像手段５４の取得したカラー検査画像を取り込み、このカラー検査画像に基づいてボトル缶３０ｂの良否判定を行う。
凹凸形状を有する領域のカラー検査画像には、後述するように、凹凸形状による反射光が各照明光の光色に応じた２色の縞状に写し出される。一方、凹凸のない汚れ等の領域の反射光は縞状にならず、各照明光の混色の濃淡として写し出される。したがって、２次判定手段５５は、カラー検査画像から液漏れを生じさせるような凹凸形状を検出したときに、そのボトル缶を「否」と判定し、２次元的な汚れ等だけを有し、液漏れの等の問題がないボトル缶を「良」と判定する。そして、「否」と判定されたボトル缶３０ｃは、副搬送路１０２に沿って製造ラインから排除され、「良」と判定されたボトル缶３０ａは、主搬送路１０１に戻される。
【００３３】
ここで、凹凸形状の認識についてより具体的に説明する。カール部３２に凹凸形状がなく平坦であれば、検査画像の天面Ｔでは第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂの混色である紫色の一様な反射光ｐが撮像される（図６）。また、平坦な圧延模様、パンチ模様、汚れのような色模様の部分ａは、紫色の濃淡が異なる反射光ｐとなる。
【００３４】
一方、カール部３２に各照明光の反射方向を変える凹凸形状（たとえば凹み３３）がある場合には、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが異なる方向から照射されていることから同様に反射せず、図７に示すように、凹み３３の形状に応じて、赤色の反射光ｒまたは青色の反射光ｂが生じる。２次判定手段５５がこのような反射光ｒ，ｂを検出することにより、カール部３２に凹み３３のような凹凸形状が形成されていることがわかる。
なお、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂの照射方向が口金部３１の円筒面略接線方向に沿っていることにより、カール部３２においてボトル缶３０ｂの径方向に延びる凹み３３を検出しやすい。
【００３５】
また、２次撮像手段５４により取得されたカラー検査画像には、図６に示すように、エッジ検出エリアβにおける第３照明光Ｇの反射光ｇが検出される。２次判定手段５５は、この反射光ｇにより撮像エリアαのエッジ位置を検出し、このエッジ位置を基準としてカラー検査画像中の撮像エリアαを特定する。
【００３６】
より具体的には、カラー検査画像を取り込んだコンピュータ（図示せず）により、第３照明光Ｇの反射光ｇの撮像を追尾し、この撮像をカール部３２のエッジとして、このエッジから所定幅の範囲を撮像エリアαとして割り出す。この撮像エリアα内に存在する第１照明光Ｒの反射光ｒおよび第２照明光Ｂの反射光ｂの撮像を認識し、その結果から凹凸形状を判別する。また、第３照明光Ｇの反射光ｇの撮像の変位がカール部３２の半径方向の変位の所定値を超える場合には、エッジ異常の不良と判別する。
【００３７】
また、カール部３２のエッジ部分に打痕３４などの凹凸形状が形成されている場合、図８に示すように、打痕３４の形状に応じた形状の反射光ｇが生じるので、このような形状の反射光ｇを検出することにより、カール部３２のエッジ部分に形成された打痕３４等を検出することができる。
【００３８】
さらに、カール部３２のエッジ部分に形成された傷３５などの凹凸形状は、第３照明光Ｇの乱反射を生じさせるので、このような乱反射を検出することにより、カール部３２の外周面の傷３５を検出することができる。また、図９に示すように局所的な湾曲部３６が形成されている場合、その形状に応じてエッジ検出エリアβの反射光ｇも湾曲形状を示すので、このような形状を検出することにより、カール部３２の湾曲部３６を検出することができる。
【００３９】
また、検査装置１００の各検査手段では、ボトル缶３０を各回転手段４０，５０によって回転させることにより、口金部３１の全周を走査することができる。
２次検査工程においては、ボトル缶３０ｂの缶軸Ｘと２次回転手段５０の回転軸Ｙとがずれていると、ボトル缶３０ｂの回転に伴い、図１０に示すように、２次撮像手段５４によって撮像されたカラー検査画像において、カール部３２の位置が大きく蛇行してしまい、カール部３２の湾曲等の不良を発見しにくくなってしまう。しかしながら、２次検査手段２０においては、エッジ検出エリアβからの緑色の反射光ｇがカール部３２のエッジ位置Ｅを示しているので、この反射光ｇ（すなわちエッジ位置Ｅ）を追うことにより、カール部３２を特定しながら検査ができる。また、緑色の反射光ｇの局所的な変形３７を検出することにより、カール部３２の湾曲変形等の不良を検出することができる。
【００４０】
図１０および図１１に、２次検査工程においてボトル缶３０ｂを回転させながら撮像することにより得られる口金部３１のカラー検査画像を示す。このカラー検査画像において、ボトル缶３０ｂの缶軸Ｘが２次回転手段５０の回転軸Ｙに対して距離ｄだけずれている場合、エッジ位置Ｅは、その偏心量に等しい幅ｄで緩やかに蛇行する（図１０）。これに対し、口金部３１が変形している場合には、図１１に示すように、エッジ位置Ｅ全体の湾曲形状とは明確に異なる形状の、局所的な変形３７が発生する。したがって、このような変形３７の検出によりカール部３２の湾曲部分を容易に検出できるので、ボトル缶３０ｂが偏心回転しても、カール部３２を正確に認識しながら、不良形状を確実に検出することができる。
【００４１】
ここで、カラー検査画像における凹凸形状の検出について図１２を参照して説明する。カール部３２の表面が平坦である場合、赤い第１照明光Ｒの反射光ｒと青い第２照明光Ｂの反射光ｂとが混合して２次撮像手段５４に入射し、紫色の反射光ｐが検出される。カール部３２に付着した汚れ、圧延模様などの凹凸のない色模様の部分についても、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが反射するため、紫色の反射光ｐが検出される。しかしながら、カール部３２に各照明光Ｒ，Ｂの入射を妨げるたとえば凹み３３のような凹凸形状がある場合は、各照明光Ｒ，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反射光のみが２次撮像手段５４によって検出される部分が生じる。このため、混合色でない反射光ｂ，ｒを検出することにより、色模様を検出せずに凹凸形状のみを検出することができる。
【００４２】
図１２に示すように、カール部３２に凹み３３がある場合、第１照明光Ｒは凹み３３の内面の非反射部３３ａに照射されない。このため、第１照明光Ｒによる赤色の反射光ｒは、この非反射部３３ａが影となって２次撮像手段５４に入射する。一方、第１照明光Ｒとは異なる方向から照射される第２照明光Ｂは、凹み３３の内面の非反射部３３ｂに照射されない。このため、第２照明光Ｂによる青色の反射光ｂは、この非反射部３３ｂが影となって２次撮像手段５４に入射する。つまり、非反射部３３ａからは青色の反射光ｂ、非反射部３３ｂからは赤色の反射光ｒが２次撮像手段５４に入射する。
【００４３】
これら第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが同時に照射されることにより、図１２に示すように、カール部３２において凹凸形状のない平坦な部分からは、混色の反射光ｐが検出される。一方で、凹み３３の内面からは、赤色の反射光ｒおよび青色の反射光ｂが検出される。したがって、各照明光Ｒ，Ｂの各色に応じた単色の反射光ｂ，ｒが検出された部分に、凹み３３のような凹凸形状が生じていることがわかる。特に、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが互いに補色の関係を有することにより、単色の反射光ｒ，ｂ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。
【００４４】
以上説明したように、本発明の検査装置によれば、白色光による１次検査工程で高速に検査しながら、凹凸形状を有するか否かに関わらず低輝度領域が検知されたボトル缶を全て排除し、そのボトル缶だけをカラー検査画像による２次検査工程で精密に検査することで、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる。
【００４５】
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。
たとえば、前記実施形態の検査装置においては、主搬送路および副搬送路ともそれぞれを一経路のみ設ける構成としていたが、それぞれ複数並列に設けてもよい。複数並列に設けることで、複数のボトル缶に対して同時に検査を行うことができ、検査の処理時間をさらに短縮することができる。
【００４６】
また、前記実施形態の検査装置においては、第１照明光および第２照明光を照射する撮像エリアをカール部の天面に設定し、第３照明光をカール部の外周面に対して照射するように設定したが、この実施形態とは反対に、図１３に示すように、撮像エリアαをカール部３２の外周面に設定し、エッジ検出エリアβをカール部３２の天面に設定してもよい。この場合、カール部３２の外周面に形成された凹凸形状を色模様等とは区別して検出できるとともに、カール部３２の天面高さがばらつくような変形等の不良を検出できる。
【００４７】
また、前記実施形態の検査装置においては、第１照明手段および第２照明手段を１組備える構成とし、第１照明光および第２照明光を口金部の外周側からカール部の天面に向けて照射したが、第１照明手段および第２照明手段を複数組備えてもよい。たとえば、カール部の天面が凸湾曲形状である場合、各照明光が凸面によって遮られてしまうため、カール部天面の内周側を照射できない。このため、カール部の天面の外周側の凹凸形状は検出できるが、内周側の凹凸形状の検出が困難である。
【００４８】
このような場合、図１４および図１５に示すように、口金部３１の外周側からカール部３２の天面に向けて照明光を照射する第１照明手段５１および第２照明手段５２に加えて、口金部３１の内周側からカール部３２の天面に向けて照明光を照射する２組目の第１照明手段５１Ａおよび第２照明手段５２Ａを備えることにより、カール部３２の天面を広い範囲にわたって検査することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 口金部検査装置
１０ １次検査手段
２０ ２次検査手段
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ ボトル缶
３１ 口金部
３２ カール部
３３ 凹み
３３ａ，３３ｂ 非反射部
３４ 打痕
３５ 傷
３６ 湾曲部
３７ 変形
４０ 1次回転手段
４１ 白色光照明手段
４２ １次撮像手段
４３ １次判定手段
５０ ２次回転手段
５１，５１Ａ 第１照明手段
５２，５２Ａ 第２照明手段
５３ 第３照明手段
５４ ２次撮像手段
５５ ２次判定手段
Ｒ 第１照明光
Ｂ 第２照明光
Ｇ 第３照明光
ｒ 赤色の反射光
ｂ 青色の反射光
ｇ 緑色の反射光
ｐ 紫色の反射光
Ｘ 缶軸
Ｙ 回転軸
α 撮像エリア
β エッジ検出エリア
Ｅ エッジ位置
Ｔ 天面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボトル缶の口金部検査方法および検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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形状が形成されていたり、カール部に打痕などの変形が生じていたりすると、内容物が漏洩するおそれがある。しかしながら、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形状が形成される場合がある。
【０００５】
このため、カール部に変形がないこと、しわ等の凹凸形状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、凹凸形状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。
【０００６】
たとえば、缶の外面に生じる微細な凹凸形状（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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８４０８１号公報
【特許文献２】特開２００４−８３１２８号公報
【特許文献３】特開２００４−２６４１３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ボトル缶において、カール部の凹凸形状は液漏れの原因となるため、確実に検出する必要がある一方で、アルミニウム材の圧延模様、ＤＩ成形時のパンチ模様や汚れのような凹凸形状のない色模様は密封性に影響がなく、不良品として排除する必要はない。このような色模様を凹凸形状として検出してしまうと、良品を不良品として排除してしまい、歩留まりを低下させてしまうおそれがある。
【０００９】
特許文献３に記載された検出方法は、缶に照射した照明光の影を確認することにより皺を検出しているので、この方法により色模様を不良として検出してしまうおそれは小さい。しかしながら、照明光およびカメラに対して缶を正確な位置に配置する必要があり、缶が検査位置からずれた場合には、正確な検出結果を得るのが難しくなるおそれがある。
また、このような検査装置では、個々の検査の処理時間が長いため、生産効率が悪くなるという問題がある。撮像装置の数を増やし、検査装置を複数設けた場合には、複数個の缶を一度に検査できるので処理時間を短縮することは可能であるが、検査装置を構成する費用が嵩むという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、液漏れ等を生じるおそれのある傷等の凹凸形状を有するボトル缶のみを確実に検出できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる生産性に優れたボトル缶の口金部検査方法および検査装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のボトル缶の口金部検査方法は、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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する方法であって、主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査工程と、前記１次検査工程によって排除されたボトル缶を前記主搬送路から退避した副搬送路に沿って順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備えることを特徴とする。
【００１２】
圧延模様、パンチ模様、汚れ等が存在する領域は、その他の領域とは色が異なることから、白色光源から投光される白色光の反射量が変化して低輝度領域となる。１次検査工程では、撮像エリアのカール部に対して白色光を照射することにより、傷等の凹凸形状だけでなく、凹凸のない２次元的な汚れ等も低輝度領域として検知され、この低輝度領域が検知されたボトル缶を、凹凸形状を有するか否かに関わらず排除することにより、汚れや凹凸のないボトル缶を瞬時に選別することができる。これら汚れや凹凸のないボトル缶は、主搬送路に沿って搬送され、１次検査工程で排除されたボトル缶のみ、副搬送路に送り出されて２次検査される。
２次検査工程では、カラー検査画像により判別することで、より高密度の検査が可能となっている。２次検査工程においては、撮像エリアのカール部に対して２色の照明光を異なる方向から照射することにより、照明光を遮るように形成された凹凸形状による反射光が、各照明光の光色に応じた２色の縞状に撮像される。一方、凹凸のない汚れ等による反射光は縞状にならず、各照明光の混色の濃淡として撮像される。したがって、液漏れを生じさせるような凹凸形状を確実に検出でき、汚れ等を凹凸形状と誤認するおそれがなく、ボトル缶の開口部とキャップとの密封性に問題がない２次元的な汚れ等だけを有するボトル缶を選別できるので、傷等の凹凸形状を有するボトル缶のみを確実に排除することができる。
【００１３】
このように、白色光による１次検査工程で高速に検査しながら、凹凸形状を有するか否かに関わらず低輝度領域が検知されたボトル缶を全て排除し、そのボトル缶だけをカラー検査画像による２次検査工程で精密に検査することで、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる。
【００１４】
また、本発明のボトル缶の口金部検査方法において、前記２次検査工程では、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射するとよい。
第３照明光の反射光により、カール部のエッジ位置を検出することができ、このエッジ位置を基準としてカラー検査画像中のカール部を特定することができるので、カール部の形状が明確になり、カール部の凹みや歪みを検出できる。また、ボトル缶を回転させる際に缶軸と回転手段の回転軸とがずれていると、カール部が検査画像中で移動するが、カール部のエッジ位置を検出することによりカール部を特定できるので、確実にカール部を検査することができる。
【００１５】
本発明のボトル缶の口金部検査装置は、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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する装置であって、ボトル缶を順次搬送する主搬送路と、前記主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査手段と、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を搬送する副搬送路と、前記副搬送路に沿って前記ボトル缶を順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のボトル缶の口金部検査装置において、前記１次検査手段は、前記ボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる１次回転手段と、前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射する白色光照明手段と、前記撮像エリアを白黒で撮像する１次撮像手段と、前記１次撮像手段により得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知し、その検知結果に基づきボトル缶を排除する１次判定手段とを備え、前記２次検査手段は、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段と、該ボトル缶の撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って第１照明光を照射する第１照明手段と、前記カール部における前記第１照明光が照射された部分に対して、前記第１照明手段とは異なる光色の第２照明光を、前記撮像エリアを挟んで前記第１照明光の反対側から、前記口金部の前記略接線方向に沿って照射する第２照明手段と、前記撮像エリアをカラーで撮像する２次撮像手段と、前記２次撮像手段により得られたカラー検査画像の各光色の信号強度に基づき凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次判定手段とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のボトル缶の口金部検査装置において、前記２次検査手段は、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射する第３照明手段を備えているとよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができ、ボトル缶の生産効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係るボトル缶の口金部検査装置を示す概略図である。
【図２】１次検査手段を示す側面図である。
【図３】図２に示す1次検査手段の上面図である。
【図４】２次検査手段を示す側面図である。
【図５】図４に示す２次検査手段の上面図である。
【図６】図１に示す検査装置において、凹凸形状のないカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図７】図１に示す検査装置において、天面に凹凸形状が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図８】図１に示す検査装置において、打痕や傷が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図９】図１に示す検査装置において、外周面に湾曲部が形成されたカール部が撮像された検査画像を示す図である。
【図１０】図１に示す検査装置において、回転中心から偏心したボトル缶を回転させながらカール部を撮像して得られた検査画像を示す図である。
【図１１】図１に示す検査装置において、回転中心から偏心したボトル缶を回転させながらカール部を撮像して得られた検査画像であって、カール部の外周部に凹みが形成されている場合を示す図である。
【図１２】図１に示す検査装置において、凹凸形状における２色の照明光の反射状態を示す模式図である。
【図１３】本発明に係る口金部検査装置において、撮像エリアをカール部の外周面に設定した例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る口金部検査装置において、第１照明手段および第２照明手段を２組ずつ備える例を示す断面図である。
【図１５】図１４の検査装置を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係るボトル缶の口金部検査方法および検査装置の実施形態について説明する。
図１に示す口金部検査装置（以下、「検査装置」）１００は、図２に示すように、ライナー付キャップ（図示せず）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３２が設けられた円筒状の口金部３１を有するボトル缶３０について、図３に示すようにカール部３２の一部（本実施形態では天面の一部）を含むように設定された撮像エリアαにおけるカール部３２の凹凸形状を検出する装置である。
この検査装置１００で検査されるボトル缶３０は、図１に示すように、製造ラインにおいてコンベア等の主搬送路１０１によって単列搬送される。そして、この主搬送路１０１の途中に、各ボトル缶３０を回転させながら口金部３１を検査する検査装置１００が備えられている。
【００２１】
検査装置１００は、図１に示すように、主搬送路１０１に沿って連続的に順次搬送されるボトル缶３０の撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知して、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する１次検査手段１０と、１次検査手段１０によって排除されたボトル缶３０ｂを主搬送路１０１から退避した副搬送路１０２に沿って順次搬送しながら、ボトル缶３０ｂの撮像エリアα内のカール部３２に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶３０ｂの良否を判定する２次検査手段２０との二つの検査手段を有する。
【００２２】
１次検査手段１０は、図２および図３に示すように、ボトル缶３０を保持して缶軸Ｘまわりに回転させる１次回転手段４０と、撮像エリアα内のカール部３２に対して白色光Ｗを照射する白色光照明手段４１と、撮像エリアαを白黒画像で撮像する１次撮像手段４２と、この１次撮像手段４２により得られた白黒画像から低輝度領域を検知してボトル缶を排除する１次判定手段４３とを備える。
白色光照明手段４１は、図２に示すように、撮像エリアαの口金部３１（カール部３２の天面の一部）に向かって斜め上方から照射するように配置されている。また、１次撮像手段４２は、ボトル缶３０の口金部３１の上方に、撮像エリアαに向かって（すなわちカール部３２の天面に向かって）配置されている。
【００２３】
２次検査手段２０は、図４および図５に示すように、１次検査手段１０によって排除されたボトル缶３０ｂを保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段５０と、撮像エリアα内のカール部３２に対して赤色の第１照明光Ｒを照射する第１照明手段５１と、撮像エリアα内のカール部３２に対して青色の第２照明光Ｂを照射する第２照明手段５２と、カール部３２における第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが照射された部分に対して緑色の第３照明光Ｇを照射する第３照明手段５３と、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を取得する２次撮像手段５４と、この２次撮像手段５４によって得られたカラー検査画像に基づきボトル缶３０ｂの良否を判定する２次判定手段５５とを備える。
【００２４】
第１照明手段５１および第２照明手段５２は、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが撮像エリアαの口金部３１（カール部３２の天面の一部）を照射するように配置されている（図５）。第３照明手段５３は、カール部３２において第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが照射された部分から屈曲して連続する外周面（エッジ検出エリアβ）に対して、第３照明光Ｇを照射するように配置されている。
【００２５】
第１照明手段５１は、図４および図５に示すように、ボトル缶３０ｂの口金部３１の側方に配置され、赤色の第１照明光Ｒを、撮像エリアα内のカール部３２の天面に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って照射する。
第２照明手段５２は、図４および図５に示すように、撮像エリアαを挟んで第１照明手段５１の反対側に配置され、青色（赤色の第１照明光Ｒとは異なる光色）の第２照明光Ｂを、カール部３２における第１照明光Ｒが照射された部分に対して、口金部３１の円筒面略接線方向に沿って照射する。
つまり、撮像エリアαのカール部３２には、図５に示すように、第１照明手段５１および第２照明手段５２によって、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが異なる方向から重なるように照射される。
【００２６】
ボトル缶３０ｂにおいて、エッジ検出エリアβは、撮像エリアαから屈曲して連続し、カール部３２の外周面を含むように設定されている。図４および図５に示すように、第３照明手段５３は、ボトル缶３０ｂの口金部３１の側方に配置され、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂに交差する方向から、すなわち口金部３１の円筒面接線方向に対してほぼ直交する方向に、緑色（第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂとは異なる光色）の第３照明光Ｇをエッジ検出エリアβのカール部３２の外周面に対して照射する。
【００２７】
２次撮像手段５４は、図４に示すように、ボトル缶３０ｂの口金部３１の上方に、撮像エリアαに向かって（すなわちカール部３２の天面に向かって）配置されており、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を撮像できる。
【００２８】
次に、このように構成した検査装置１００を用いてボトル缶の口金部を検査する方法について説明する。
ボトル缶３０は、製造ラインにおいてコンベア等の主搬送路１０１によって単列搬送され、この主搬送路１０１の途中に、各ボトル缶３０を回転させながら口金部３１を検査する検査装置１００により検査が行われる。
【００２９】
（１次検査工程）
各ボトル缶３０は、主搬送路１０１に沿って１次検査手段１０に連続的に搬送され、１次検査される。１次検査手段１０では、ボトル缶３０を、白色光照明手段４１および１次撮像手段４２に対して、１次回転手段４０によってボトル缶３０を缶軸Ｘまわりに回転させることにより、口金部３１の全周を走査し、撮像エリアαの白黒検査画像を撮像する。白黒検査画像は、１次撮像手段４２に接続された１次判定手段４３に入力される。
【００３０】
この１次撮像手段４２に接続された１次判定手段４３は、１次撮像手段４２の取得した白黒検査画像を取り込み、この白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂを排除する。
圧延模様、パンチ模様、汚れ等が存在する領域は、その他の領域とは色が異なることから、白色光照明手段４１から投光される白色光Ｗの反射量が変化して低輝度領域として写し出される。白黒検査画像中に、所定の大きさ以上の低輝度領域を検出したときに、そのボトル缶３０ｂは排除される。
１次検査工程では、傷等の凹凸形状だけでなく、凹凸のない２次元的な汚れ等も低輝度領域として検知され、この低輝度領域が検知されたボトル缶を凹凸を有するか否かに関わらず排除することにより、汚れや凹凸のないボトル缶３０ａが瞬時に選別される。そして、これら汚れや凹凸のないボトル缶３０ａは、主搬送路１０１に沿って搬送され、低輝度領域が検知されたボトル缶３０ｂのみ、副搬送路１０２に送りだされて２次検査される。
【００３１】
（２次検査工程）
副搬送路１０２は、主搬送路１０１と比べて搬送速度が遅く設定されており、２次検査手段２０では、１次検査手段１０で排除されたボトル缶３０ｂについて精密な検査が行われる。２次検査手段２０は、各照明手段５１〜５３および２次撮像手段５４に対して、ボトル缶３０ｂを２次回転手段５０によって缶軸Ｘまわりに回転させることにより、口金部３１の全周を走査し、カール部３２における各反射光を含むカラー検査画像を撮像する。カラー検査画像は、２次撮像手段５４に接続された２次判定手段５５に入力され、ボトル缶３０ｂの良否判定に用いられる。
【００３２】
この２次撮像手段５４に接続された２次判定手段５５は、２次撮像手段５４の取得したカラー検査画像を取り込み、このカラー検査画像に基づいてボトル缶３０ｂの良否判定を行う。
凹凸形状を有する領域のカラー検査画像には、後述するように、凹凸形状による反射光が各照明光の光色に応じた２色の縞状に写し出される。一方、凹凸のない汚れ等の領域の反射光は縞状にならず、各照明光の混色の濃淡として写し出される。したがって、２次判定手段５５は、カラー検査画像から液漏れを生じさせるような凹凸形状を検出したときに、そのボトル缶を「否」と判定し、２次元的な汚れ等だけを有し、液漏れの等の問題がないボトル缶を「良」と判定する。そして、「否」と判定されたボトル缶３０ｃは、副搬送路１０２に沿って製造ラインから排除され、「良」と判定されたボトル缶３０ａは、主搬送路１０１に戻される。
【００３３】
ここで、凹凸形状の認識についてより具体的に説明する。カール部３２に凹凸形状がなく平坦であれば、検査画像の天面Ｔでは第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂの混色である紫色の一様な反射光ｐが撮像される（図６）。また、平坦な圧延模様、パンチ模様、汚れのような色模様の部分ａは、紫色の濃淡が異なる反射光ｐとなる。
【００３４】
一方、カール部３２に各照明光の反射方向を変える凹凸形状（たとえば凹み３３）がある場合には、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが異なる方向から照射されていることから同様に反射せず、図７に示すように、凹み３３の形状に応じて、赤色の反射光ｒまたは青色の反射光ｂが生じる。２次判定手段５５がこのような反射光ｒ，ｂを検出することにより、カール部３２に凹み３３のような凹凸形状が形成されていることがわかる。
なお、第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂの照射方向が口金部３１の円筒面略接線方向に沿っていることにより、カール部３２においてボトル缶３０ｂの径方向に延びる凹み３３を検出しやすい。
【００３５】
また、２次撮像手段５４により取得されたカラー検査画像には、図６に示すように、エッジ検出エリアβにおける第３照明光Ｇの反射光ｇが検出される。２次判定手段５５は、この反射光ｇにより撮像エリアαのエッジ位置を検出し、このエッジ位置を基準としてカラー検査画像中の撮像エリアαを特定する。
【００３６】
より具体的には、カラー検査画像を取り込んだコンピュータ（図示せず）により、第３照明光Ｇの反射光ｇの撮像を追尾し、この撮像をカール部３２のエッジとして、このエッジから所定幅の範囲を撮像エリアαとして割り出す。この撮像エリアα内に存在する第１照明光Ｒの反射光ｒおよび第２照明光Ｂの反射光ｂの撮像を認識し、その結果から凹凸形状を判別する。また、第３照明光Ｇの反射光ｇの撮像の変位がカール部３２の半径方向の変位の所定値を超える場合には、エッジ異常の不良と判別する。
【００３７】
また、カール部３２のエッジ部分に打痕３４などの凹凸形状が形成されている場合、図８に示すように、打痕３４の形状に応じた形状の反射光ｇが生じるので、このような形状の反射光ｇを検出することにより、カール部３２のエッジ部分に形成された打痕３４等を検出することができる。
【００３８】
さらに、カール部３２のエッジ部分に形成された傷３５などの凹凸形状は、第３照明光Ｇの乱反射を生じさせるので、このような乱反射を検出することにより、カール部３２の外周面の傷３５を検出することができる。また、図９に示すように局所的な湾曲部３６が形成されている場合、その形状に応じてエッジ検出エリアβの反射光ｇも湾曲形状を示すので、このような形状を検出することにより、カール部３２の湾曲部３６を検出することができる。
【００３９】
また、検査装置１００の各検査手段では、ボトル缶３０を各回転手段４０，５０によって回転させることにより、口金部３１の全周を走査することができる。
２次検査工程においては、ボトル缶３０ｂの缶軸Ｘと２次回転手段５０の回転軸Ｙとがずれていると、ボトル缶３０ｂの回転に伴い、図１０に示すように、２次撮像手段５４によって撮像されたカラー検査画像において、カール部３２の位置が大きく蛇行してしまい、カール部３２の湾曲等の不良を発見しにくくなってしまう。しかしながら、２次検査手段２０においては、エッジ検出エリアβからの緑色の反射光ｇがカール部３２のエッジ位置Ｅを示しているので、この反射光ｇ（すなわちエッジ位置Ｅ）を追うことにより、カール部３２を特定しながら検査ができる。また、緑色の反射光ｇの局所的な変形３７を検出することにより、カール部３２の湾曲変形等の不良を検出することができる。
【００４０】
図１０および図１１に、２次検査工程においてボトル缶３０ｂを回転させながら撮像することにより得られる口金部３１のカラー検査画像を示す。このカラー検査画像において、ボトル缶３０ｂの缶軸Ｘが２次回転手段５０の回転軸Ｙに対して距離ｄだけずれている場合、エッジ位置Ｅは、その偏心量に等しい幅ｄで緩やかに蛇行する（図１０）。これに対し、口金部３１が変形している場合には、図１１に示すように、エッジ位置Ｅ全体の湾曲形状とは明確に異なる形状の、局所的な変形３７が発生する。したがって、このような変形３７の検出によりカール部３２の湾曲部分を容易に検出できるので、ボトル缶３０ｂが偏心回転しても、カール部３２を正確に認識しながら、不良形状を確実に検出することができる。
【００４１】
ここで、カラー検査画像における凹凸形状の検出について図１２を参照して説明する。カール部３２の表面が平坦である場合、赤い第１照明光Ｒの反射光ｒと青い第２照明光Ｂの反射光ｂとが混合して２次撮像手段５４に入射し、紫色の反射光ｐが検出される。カール部３２に付着した汚れ、圧延模様などの凹凸のない色模様の部分についても、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが反射するため、紫色の反射光ｐが検出される。しかしながら、カール部３２に各照明光Ｒ，Ｂの入射を妨げるたとえば凹み３３のような凹凸形状がある場合は、各照明光Ｒ，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反射光のみが２次撮像手段５４によって検出される部分が生じる。このため、混合色でない反射光ｂ，ｒを検出することにより、色模様を検出せずに凹凸形状のみを検出することができる。
【００４２】
図１２に示すように、カール部３２に凹み３３がある場合、第１照明光Ｒは凹み３３の内面の非反射部３３ａに照射されない。このため、第１照明光Ｒによる赤色の反射光ｒは、この非反射部３３ａが影となって２次撮像手段５４に入射する。一方、第１照明光Ｒとは異なる方向から照射される第２照明光Ｂは、凹み３３の内面の非反射部３３ｂに照射されない。このため、第２照明光Ｂによる青色の反射光ｂは、この非反射部３３ｂが影となって２次撮像手段５４に入射する。つまり、非反射部３３ａからは青色の反射光ｂ、非反射部３３ｂからは赤色の反射光ｒが２次撮像手段５４に入射する。
【００４３】
これら第１照明光Ｒおよび第２照明光Ｂが同時に照射されることにより、図１２に示すように、カール部３２において凹凸形状のない平坦な部分からは、混色の反射光ｐが検出される。一方で、凹み３３の内面からは、赤色の反射光ｒおよび青色の反射光ｂが検出される。したがって、各照明光Ｒ，Ｂの各色に応じた単色の反射光ｂ，ｒが検出された部分に、凹み３３のような凹凸形状が生じていることがわかる。特に、第１照明光Ｒと第２照明光Ｂとが互いに補色の関係を有することにより、単色の反射光ｒ，ｂ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。
【００４４】
以上説明したように、本発明の検査装置によれば、白色光による１次検査工程で高速に検査しながら、凹凸形状を有するか否かに関わらず低輝度領域が検知されたボトル缶を全て排除し、そのボトル缶だけをカラー検査画像による２次検査工程で精密に検査することで、傷等の凹凸形状を有するボトル缶を確実に排除できるとともに、検査の処理時間を短縮することができる。
【００４５】
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。
たとえば、前記実施形態の検査装置においては、主搬送路および副搬送路ともそれぞれを一経路のみ設ける構成としていたが、それぞれ複数並列に設けてもよい。複数並列に設けることで、複数のボトル缶に対して同時に検査を行うことができ、検査の処理時間をさらに短縮することができる。
【００４６】
また、前記実施形態の検査装置においては、第１照明光および第２照明光を照射する撮像エリアをカール部の天面に設定し、第３照明光をカール部の外周面に対して照射するように設定したが、この実施形態とは反対に、図１３に示すように、撮像エリアαをカール部３２の外周面に設定し、エッジ検出エリアβをカール部３２の天面に設定してもよい。この場合、カール部３２の外周面に形成された凹凸形状を色模様等とは区別して検出できるとともに、カール部３２の天面高さがばらつくような変形等の不良を検出できる。
【００４７】
また、前記実施形態の検査装置においては、第１照明手段および第２照明手段を１組備える構成とし、第１照明光および第２照明光を口金部の外周側からカール部の天面に向けて照射したが、第１照明手段および第２照明手段を複数組備えてもよい。たとえば、カール部の天面が凸湾曲形状である場合、各照明光が凸面によって遮られてしまうため、カール部天面の内周側を照射できない。このため、カール部の天面の外周側の凹凸形状は検出できるが、内周側の凹凸形状の検出が困難である。
【００４８】
このような場合、図１４および図１５に示すように、口金部３１の外周側からカール部３２の天面に向けて照明光を照射する第１照明手段５１および第２照明手段５２に加えて、口金部３１の内周側からカール部３２の天面に向けて照明光を照射する２組目の第１照明手段５１Ａおよび第２照明手段５２Ａを備えることにより、カール部３２の天面を広い範囲にわたって検査することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１００ 口金部検査装置
１０ １次検査手段
２０ ２次検査手段
３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ ボトル缶
３１ 口金部
３２ カール部
３３ 凹み
３３ａ，３３ｂ 非反射部
３４ 打痕
３５ 傷
３６ 湾曲部
３７ 変形
４０ 1次回転手段
４１ 白色光照明手段
４２ １次撮像手段
４３ １次判定手段
５０ ２次回転手段
５１，５１Ａ 第１照明手段
５２，５２Ａ 第２照明手段
５３ 第３照明手段
５４ ２次撮像手段
５５ ２次判定手段
Ｒ 第１照明光
Ｂ 第２照明光
Ｇ 第３照明光
ｒ 赤色の反射光
ｂ 青色の反射光
ｇ 緑色の反射光
ｐ 紫色の反射光
Ｘ 缶軸
Ｙ 回転軸
α 撮像エリア
β エッジ検出エリア
Ｅ エッジ位置
Ｔ 天面
【特許請求の範囲】
【請求項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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する方法であって、主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査工程と、前記１次検査工程によって排除されたボトル缶を前記主搬送路から退避した副搬送路に沿って順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備えることを特徴とするボトル缶の口金部検査方法。
【請求項２】
前記２次検査工程では、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記第２の照明光に交差する方向から照射することを特徴とする請求項１記載のボトル缶の口金部検査方法。
【請求項３】
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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する装置であって、ボトル缶を順次搬送する主搬送路と、前記主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査手段と、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を搬送する副搬送路と、前記副搬送路に沿って前記ボトル缶を順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査手段とを備えることを特徴とするボトル缶の口金部検査装置。
【請求項４】
前記１次検査手段は、前記ボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる１次回転手段と、前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射する白色光照明手段と、前記撮像エリアを白黒で撮像する１次撮像手段と、前記１次撮像手段により得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知し、その検知結果に基づきボトル缶を排除する１次判定手段とを備え、前記２次検査手段は、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段と、該ボトル缶の撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って第１照明光を照射する第１照明手段と、前記カール部における前記第１照明光が照射された部分に対して、前記第１照明手段とは異なる光色の第２照明光を、前記撮像エリアを挟んで前記第１照明光の反対側から、前記口金部の前記略接線方向に沿って照射する第２照明手段と、前記撮像エリアをカラーで撮像する２次撮像手段と、前記２次撮像手段により得られたカラー検査画像の各光色の信号強度に基づき凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次判定手段とを備えることを特徴とする請求項３記載のボトル缶の口金部検査装置。
【請求項５】
前記２次検査手段は、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射する第３照明手段を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載のボトル缶の口金部検査装置。
【請求項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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する方法であって、主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査工程と、前記１次検査工程によって排除されたボトル缶を前記主搬送路から退避した副搬送路に沿って順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査工程とを備えることを特徴とするボトル缶の口金部検査方法。
【請求項２】
前記２次検査工程では、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記第２の照明光に交差する方向から照射することを特徴とする請求項１記載のボトル缶の口金部検査方法。
【請求項３】
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円筒状の口金部を有するボトル缶について、前記ボトル缶を缶軸まわりに回転させながら前記カール部の一部を含むように設定された撮像エリアを撮像して前記カール部の凹凸形状を検出する装置であって、ボトル缶を順次搬送する主搬送路と、前記主搬送路に沿って連続的に順次搬送される前記ボトル缶の前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射して撮像を行い、得られた白黒検査画像から低輝度領域の有無を検知して、該低輝度領域が検知されたボトル缶を排除する１次検査手段と、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を搬送する副搬送路と、前記副搬送路に沿って前記ボトル缶を順次搬送しながら、前記撮像エリア内の前記カール部に対して２色の照明光をそれぞれ異なる方向から照射して撮像を行い、得られたカラー検査画像の各光色の信号強度から前記カール部における前記凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次検査手段とを備えることを特徴とするボトル缶の口金部検査装置。
【請求項４】
前記１次検査手段は、前記ボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる１次回転手段と、前記撮像エリア内の前記カール部に対して白色光を照射する白色光照明手段と、前記撮像エリアを白黒で撮像する１次撮像手段と、前記１次撮像手段により得られた白黒検査画像から低輝度領域を検知し、その検知結果に基づきボトル缶を排除する１次判定手段とを備え、前記２次検査手段は、前記１次検査手段によって排除されたボトル缶を保持して缶軸まわりに回転させる２次回転手段と、該ボトル缶の撮像エリア内の前記カール部に対して、前記口金部の円筒面略接線方向に沿って第１照明光を照射する第１照明手段と、前記カール部における前記第１照明光が照射された部分に対して、前記第１照明手段とは異なる光色の第２照明光を、前記撮像エリアを挟んで前記第１照明光の反対側から、前記口金部の前記略接線方向に沿って照射する第２照明手段と、前記撮像エリアをカラーで撮像する２次撮像手段と、前記２次撮像手段により得られたカラー検査画像の各光色の信号強度に基づき凹凸形状の有無を判別し、ボトル缶の良否を判定する２次判定手段とを備えることを特徴とする請求項３記載のボトル缶の口金部検査装置。
【請求項５】
前記２次検査手段は、前記カール部における前記２色の照明光が照射された部分に対して、前記２色の照明光とは異なる光色の第３照明光を、前記２色の照明光に交差する方向から照射する第３照明手段を備えていることを特徴とする請求項３又は４に記載のボトル缶の口金部検査装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２５１９３０（Ｐ２０１２−２５１９３０Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２６２１７（Ｐ２０１１−１２６２１７）
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【出願人】（３０５０６０１５４）ユニバーサル製缶株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月６日（２０１１．６．６）
【出願人】（０００００１０９６）倉敷紡績株式会社 (296)
【出願人】（３０５０６０１５４）ユニバーサル製缶株式会社 (219)
【Ｆターム（参考）】
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