JP2015102360A - 密封容器の検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】内圧異常や変形が生じている密封容器の検出精度を向上させる。
【解決手段】密封容器１０の底蓋１２表面にレーザービームＬを照射し、かつその反射光Ｒを受光する変位センサ３を備え、変位センサ３により取得した変位データに基づいて密封容器１０の内圧良否を判定する密封容器の検査装置１において、変位センサ３により取得した変位データに基づいて底蓋１２形状を三次元化する手段と、三次元画像に基づいて底蓋１２の底蓋１２における窪み部分の体積を算出する手段と、算出された体積値と所定の閾値とを比較して密封容器１０の内圧もしくは形状の良否を判定する手段とを備えている。
【選択図】図１

Description

この発明は、内容物が充填されている密封容器の検査装置および検査方法に関する。

従来、金属製の密封容器として、水分が多い食品を内容物とする缶詰や、飲料が充填されている飲料缶などが周知である。これらの密封容器では、内容物を容器内に充填した後、容器内を気密状態にさせて封止することが知られている。しかしながら、金属製の密封容器であってもピンホールや巻締め不良などの容器異常が生じることにより容器内に外気が侵入する可能性がある。また、食品の腐敗・変敗などの内容物異常が生じることにより密封容器内でガスが発生することもある。それらの異常によって容器内の真空度が低下し、あるいは内部ガスの漏洩などによって容器内圧が低下するなどの事態が起こり得る。そのため、製造ラインからいわゆる不良品を排除するために、食品や飲料を内容物とする密封容器の内圧を検査して正常あるいは不良を判定する装置や方法が種々提案されている。

例えば、特許文献１には、コンベヤ上部にレーザー式変位センサを備え、コンベヤ上の密封容器とレーザー式変位センサとの間の距離を測定し、その距離情報に基づいて容器内圧の良否を判定するように構成された内圧検査装置が記載されている。また、特許文献２には、コンベヤ上部に配置された距離センサからコンベヤ上を搬送中の缶上端までの距離情報を取得して缶蓋の変形量を算出するように構成された内圧検査装置が記載されている。さらに、特許文献３には、コンベヤの上部および下部の二箇所に変位センサを設け、缶詰の上端から開封タブまでの距離と、缶詰の下端からボトムパネルまでの距離とを計測し、それらの距離情報の合計値を判定基準値と比較して内圧の良否を判定するように構成された内圧検査装置が記載されている。

特開２０１３−９６７０９号公報 特開平８−２１９９１５号公報 特開２００９−２１０４５１号公報

しかしながら、特許文献１，２に記載された内圧検査装置では、缶蓋のうち距離測定箇所が少ないため、仮に一箇所の測定データに大きな誤差が生じた場合には、変化量の算出値に大きく影響する。例えば、内圧が正常な缶であっても搬送中にコンベヤ上で傾いている場合には測定データが異常値と判定されてしまう可能性がある。また、缶蓋のうち距離測定の対象とならない部分が多いので局所的な缶蓋の変形を見逃す可能性が高い。そのため、変形や内圧異常が生じている缶の検出精度を向上させる余地がある。

さらに、特許文献３に記載された内圧検査装置では、変位センサをコンベヤの上部および下部の二箇所に設けなければならず、さらにコンベヤの進行方向に上下五対の変位センサを配置させるなど、設備が大型化し設備コストが増大してしまう。つまり、コンベヤ下部には、コンベヤ上を搬送中の缶下部を計測対象とする変位センサを設けなければならず、既存の設備に追加することが容易ではない。

この発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、内圧異常や変形が生じている密封容器の検出精度を向上させることができるとともに既存設備に追加することが容易な密封容器の検査装置および検査方法を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、容器胴部に一体化された蓋部に予め形成された窪み形状部分の表面に光を照射する投光部と、前記投光部からの照射光により前記蓋部で反射した光を受光する受光部とを有する変位センサを備え、前記変位センサで受光した反射光のデータにより前記蓋部の形状データを取得し前記形状データに基づいて前記密封容器の内圧良否を判定する密封容器の検査装置において、前記変位センサにより取得した形状データに基づいて前記蓋部の形状を三次元化する三次元化手段と、前記三次元化されたデータに基づいて前記蓋部における窪み形状部分の体積を算出する算出手段と、前記算出された体積値と所定の閾値とを比較して前記密封容器の内圧もしくは形状の良否を判定する判定手段とを備えていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、体積算出の対象となる体積測定範囲として、前記三次元化されたデータのなかから少なくとも前記蓋部の中心部分を含みかつ当該蓋部内となる所定範囲を設定する範囲設定手段をさらに備え、前記算出手段は、前記設定された体積測定範囲内に該当する前記窪み形状部分の体積を算出するように構成されていることを特徴とする密封容器の検査装置である。

請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、前記範囲設定手段は、前記蓋部の中心部分から外周側に広がる円形状の範囲を前記体積測定範囲に設定するように構成されていることを特徴とする密封容器の検査装置である。

請求項４に係る発明は、請求項２の発明において、前記範囲設定手段は、前記蓋部の中心部分から外周側に広がる帯状の範囲を前記体積測定範囲に設定するように構成されていることを特徴とする密封容器の検査装置である。

請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれに記載の発明において、前記蓋部は、前記窪み形状部分を形成し、かつ中心部分が周縁部分よりも容器内方に窪んでいるパネル部と、前記パネル部を囲む環状に形成され、かつ前記パネル部の周縁部分から容器内方に窪んでいる環状溝部とを有し、前記算出手段は、前記蓋部のうち前記パネル部に該当する部分の体積を算出するように形成されていることを特徴とする密封容器の検査装置である。

請求項６に係る発明は、容器胴部に一体化された蓋部に予め形成された窪み形状部分の表面に光を照射し、その照射光により前記蓋部で反射した光を受光し、その受光した反射光のデータにより前記蓋部の形状データを取得して、前記形状データに基づいて前記密封容器の良否を判定する検査方法において、前記取得した形状データに基づいて前記蓋部の形状を三次元化するステップと、前記三次元化されたデータに基づいて前記蓋部における窪み形状部分の体積を算出するステップと、その後、前記算出された体積値と所定の閾値とを比較して前記密封容器の良否を判定するステップと、前記良否判定により不良品と判断された前記密封容器を製造ラインから排除するステップとを備えていることを特徴とする密封容器の検査方法である。

請求項１の発明によれば、検査対象の密封容器形状を三次元化することができるとともに、その三次元化データを用いて算出された蓋部における窪み形状部分の体積値により容器内圧の良否を判定することができる。加えて、蓋部に生じている体積変化を起こすようなキズや凹みを検出できる。その体積測定範囲は蓋部の広い範囲を含むことができるので、異常判定の精度を向上させることができる。さらに、既存の製造ラインに追加することが容易である。

請求項２の発明によれば、体積測定範囲を蓋部の中心部分を含む所定範囲に設定することができるので、蓋部の窪み形状部分に応じた体積値を算出することができる。その体積値を用いて異常判定を行うので蓋部の広い範囲を検査対象とすることができる。

請求項３の発明によれば、体積測定範囲を蓋部の中心部分を起点に外周側へ広がる所定範囲に設定することができる。そのため、例えばコンベヤ上で搬送中の密封容器を検査対象とすることができる。さらに、その密封容器がコンベヤの進行方向に揺れる場合でも、体積測定範囲が蓋部の中心部分から進行方向前後にずれて設定されることを低減できる。要は、密封容器が進行方向に前後動する揺れに対して体積算出誤差を緩和することができ、異常判定精度を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、体積測定範囲を蓋部の中心部分から帯状に広がる範囲に設定するように構成されているので、蓋部の全体もしくは大部分を対象範囲に設定する場合に比べて計算負荷を軽減することができる。そのため、体積算出の処理速度が向上し、密封容器の検査効率が向上する。

請求項５の発明によれば、体積測定範囲は蓋部のパネル部内に設定され、かつ環状溝部を含まないので、体積値を用いた異常判定の精度が向上する。なぜならば、仮に体積測定範囲内に蓋部の環状溝部が含まれる場合、密封容器が進行方向に揺れると体積算出対象の形状が環状溝部によって変化してしまうため、算出される体積値に大きな誤差が生じてしまい誤った判定結果を出す虞がある。

請求項６の発明によれば、検査対象の密封容器形状を三次元化することができるとともに、その三次元化データを用いて算出された蓋部の窪み形状部分の体積値により容器の良否を判定することができる。その体積測定範囲は蓋部の広い範囲を含むことができるので、容器の異常判定精度を向上させることができる。さらに、既存の製造ラインに追加することが容易である。

この発明の一例における密封容器の検査装置を模式的に示した図である。 密封容器における底蓋の縦断面形状を模式的に示した説明図である。 検査フローの一例を示したチャート図である。 図３に示すステップＳ６における異常判定処理フローの一例を示したチャート図である。 立体化された底蓋の上面図および縦断面形状を示すとともに、図４に示す異常判定処理フローで設定される体積測定範囲を示した説明図である。 図３に示すステップＳ６における異常判定処理フローの他の例を示したチャート図である。 立体化された底蓋の上面図および縦断面形状を示すとともに、図６に示す異常判定処理フローで設定される体積測定範囲を示した説明図である。 この発明の他の例における密封容器の検査装置を模式的に示した図である。

以下、この発明を具体例に基づいて説明する。図１には、この発明の一例における密封容器の検査装置を示してある。図１に示すように、検査装置１は、コンベヤ２の上方に設けられた変位センサ３を備え、変位センサ３でコンベヤ２上を搬送されている密封容器１０の形状データを取得して容器の良否を検査するように構成されている。密封容器１０は、内容物として食品や飲料が充填された缶詰である。密封容器１０として、例えばスリーピース缶やボトル型缶やツーピース缶などの金属缶が含まれる。図１に示す密封容器１０は、金属製のスリーピース缶により構成され、開口部を下にした倒立状態でコンベヤ２上に載置されて製造ライン上を搬送されている。なお、以下の説明では、密封容器１０をスリーピース缶として説明する。

密封容器１０は、円筒状に形成された胴部１１を有し、胴部１１の上下両端部分それぞれに底蓋１２と上蓋１３とが巻き締められて一体化されている。図１に示す密封容器１０の倒立状態（搬送状態）では、円形状の底蓋１２が上側に配置され、円形状の上蓋１３が下側に配置されている。上蓋１３にはタブが取り付けられているとともにスコア線が形成されている。また、搬送状態の密封容器１０について、上面を形成する底蓋１２の縦断面形状を図２に示してある。

図２に示すように、底蓋１２の周縁部分には巻き締め部１２ａが設けられており、巻き締め部１２ａは胴部１１の上端部分に巻き締められている。底蓋１２の中央部分には、容器内方へ窪んだドーム状のパネル部１２ｂが形成されている。このパネル部１２ｂは予め平坦に形成された部分が内圧によってドーム状に変形した部分である。また、径方向で巻き締め部１２ａとパネル部１２ｂとの間には、パネル部１２ｂの周縁部分Ａから容器内方に窪んだ環状溝部１２ｃが設けられている。すなわち、底蓋１２では、パネル部１２ｂは高さ方向で底部分が内圧によって円形に湾曲しかつ径方向で円形状に形成され、このパネル部１２ｂの外周側にいわゆるカウンターシンクである環状溝部１２ｃが環状に形成されている。したがって、パネル部１２ｂと環状溝部１２ｃとの境界部分であるパネル部１２ｂの周縁部分Ａが容器外方に突出している。図２に示す形状の底蓋１２が一体化された密封容器１０は、平坦だったパネル部１２ｂが内方に窪んでいて、容器内圧が大気圧よりも低圧となる負圧缶である。

コンベヤ２は、密封容器１０を倒立状態で連続的に搬送するものであり、ベルトコンベヤを採用できる。コンベヤ２は、図示しない駆動ローラと従動ローラと駆動モータ軸とロータリーエンコーダとを備えている。ロータリーエンコーダによってコンベヤ２の搬送速度などを検出できるように構成されている。また、コンベヤ２の搬送速度は適宜に設定でき、例えば３ｍ／ｍｉｎ程度であってよい。

変位センサ３は、コンベヤ２上に載せられた密封容器１０の底蓋１２が通過する高さよりも上方に配置されている。変位センサ３は、いわゆるレーザー式変位センサと称されるものであり公知の構成を備えている。具体的には、変位センサ３は投光部３ａからコンベヤ２上を搬送されている密封容器１０の底蓋１２に向けて帯状に広げられたレーザービーム（二次元レーザー）Ｌを照射し、その反射光Ｒを受光部３ｂで受光して底蓋１２の変位データ（形状データ）を取得するように構成されている。また、この具体例では、レーザービームＬの照射範囲は底蓋１２の全体に亘り、変位センサ３が底蓋１２の全体形状を変位データとして取得するように構成されている。

例えば、変位センサ３はシリンドリカルレンズを備え、ＬＥＤなどの光源からシリンドリカルレンズへの入射光に対して一軸方向のみ変化を与え、焦点で直線状（帯状）のレーザービームＬとするように構成されている。その入射光として波長４０５ｍｍの青色ＬＥＤレーザーなどがある。投光部３ａからはシリンドリカルレンズを透過させられたレーザービームＬが放射される。受光部３ｂは、被照射部分となる底蓋１２の表面で拡散反射した反射光Ｒを受光する。変位センサ３は、底蓋１２の変位データとして反射光Ｒの受光量データを取得するように構成されている。そして、取得した底蓋１２の変位データは変位センサ３からコントローラ４へ出力されるように構成されている。

コントローラ４は、マイクロコンピュータを主体にして構成されており、入力された信号に基づいて各種演算を行うとともに制御信号を出力するように構成されている。具体的には、コントローラ４は変位センサ３を制御する装置であって、コントローラ４と変位センサ３とはケーブル２１によって情報（信号）の送受信が可能に接続されている。コントローラ４から変位センサ３へは、変位センサ３の動作を制御する信号（制御信号）が出力される。変位センサ３は、その制御信号が入力されたことによりレーザービームＬの照射を開始し、あるいはレーザービームＬの照射を停止するように動作する。

また、コントローラ４にはコンベヤ２上の密封容器１０を検出するタイミングセンサ５が接続されている。コントローラ４とタイミングセンサ５とはケーブル２２によって情報の送受信可能に接続され、タイミングセンサ５から出力された信号（検出信号）がコントローラ４に入力される。つまり、コントローラ４はタイミングセンサ５から密封容器１０の検出信号が入力されたことにより、変位センサ３にレーザービームＬを照射させる制御信号を出力するように構成されている。

タイミングセンサ５は、密封容器１０がコンベヤ２上で検査開始位置に到達したことを検出するように配置される。また、タイミングセンサ５は、非接触でコンベヤ２上の密封容器１０を検出するセンサであり、例えば周知の光電センサにより構成することができる。図１に示す例では、光電センサにより構成された一対のタイミングセンサ５Ａ，５Ｂがコンベヤ３の進行方向に対する左右両側に配置されている。

例えば、一方のタイミングセンサ５Ａは、コンベヤ２上で密封容器１０の胴部１１が通過する領域へ光を照射し、その光を他方のタイミングセンサ５Ｂが受光するように構成されている。つまり、タイミングセンサ５の照射光が密封容器１０によって遮られることにより、タイミングセンサ５は密封容器１０が検査開始位置に到達したことを検出し、その旨の信号（検出信号）をコントローラ４に出力する。なお、検出信号はタイミングセンサ５の照射光が遮られている間は出力され続け、密封容器１０が通過し終えたことにより他方のタイミングセンサ５で受光できるようになった際に検出信号の出力が停止されるように構成されている。

さらに、コントローラ４は、いわゆる二次元レーザーアンプであり、変位センサ３から入力された変位データを底蓋１２の変位情報として三次元画像処理装置６に出力するように構成されている。コントローラ４と三次元画像処理装置６とがケーブル２３によって情報の送受信可能に接続されている。

三次元画像処理装置６は、マイクロコンピュータを主体に構成され、コントローラ４から入力された底蓋１２の位置データに基づいて底蓋１２の形状を三次元化処理するように構成されている。さらに、三次元画像処理装置６は、底蓋１２の三次元画像を用いて所定の測定範囲を設定し、その測定範囲内における底蓋１２の体積値を算出することにより密封容器１０の良否判定を行うように構成されている。また、三次元画像処理装置６は密封容器１０の異常を判定した場合、その密封容器１０をコンベヤ２上から除去する旨の信号（除去信号）を除去コントローラ７に出力するように構成されている。

除去コントローラ７は、マイクロコンピュータを主体に構成され、密封容器１０をコンベヤ２上の製造ラインから除去する除去装置（図示せず）を制御するように構成されている。したがって、検査装置１では、コンベヤ２上の密封容器１０が内圧もしくは形状不良と判定された場合に、その密封容器１０が搬送方向の下流側で除去装置によって製造ラインから取り除かれるように構成されている。なお、検査装置１は、判定結果が正常であるか異常であるかを識別できる報知手段を備えていてもよい。

次に、図３を参照して、検査装置１における容器内圧の検査フローについて説明する。コントローラ４は、密封容器１０の検出信号がタイミングセンサ５から入力されたか否かを判断する（ステップＳ１）。検出信号が入力されないことによりステップＳ１で否定的に判断された場合には、繰り返して検出信号の有無を判断する。一方、検出信号が入力されたことによりステップＳ１で肯定的に判断された場合には、コントローラ４は底蓋１２の変位データを取得する旨の制御信号（取得信号）を変位センサ３へ出力する。

変位センサ３は取得信号を受信するとレーザービームＬを照射し、その反射光Ｒを受光することにより密封容器１０における底蓋１２の変位データを取得する（ステップＳ２）。また、コントローラ４は、タイミングセンサ５から検出信号が入力されなくなったか否かを判断する（ステップＳ３）。検出信号が入力されていることによりステップＳ３で否定的に判断された場合、変位センサ３が変位データの取得を継続する。一方、検出信号が入力されなくなったことによりステップＳ３で肯定的に判断された場合、コントローラ４は、変位センサ３への取得信号の出力を停止し、あるいは変位データの取得を終了する旨の制御信号（停止信号）を変位センサ３へ出力する。

また、変位センサ３は、取得信号の入力が停止したことを検出し、あるいは停止信号を受信すると、レーザービームＬの照射を停止して一つの密封容器１０に対する変位データの取得を終了する（ステップＳ４）。変位センサ３は、取得信号が入力されて底蓋１２の変位データを取得開始してから変位データ取得を終了するまでの間、底蓋１２の全体にレーザービームＬを照射しており、底蓋１２の全体形状を変位データとして取得している。変位センサ３は取得した底蓋１２の変位データをコントローラ４へ送信するとともに、コントローラ４は底蓋１２の変位データを三次元画像処理装置６へ送信する。

三次元画像処理装置６は底蓋１２の変位データを受信すると、その変位データに基づいて底蓋１２形状の三次元画像を生成する（ステップＳ５）。つまり、ステップＳ５の画像処理により底蓋１２の全体形状が立体化される。また、三次元画像処理装置６は、ステップＳ５の処理により生成された底蓋１２の三次元画像に基づいて底蓋１２の体積値を算出し、その体積値を用いて密封容器１０の内圧もしくは形状の良否を判定する（ステップＳ６）。なお、ステップＳ６における判定処理の詳細については後述する。

そして、ステップＳ６における判定処理の結果、内圧もしくは形状不良と判定された場合には、三次元画像処理装置６は除去信号を除去コントローラ７へ出力し、その除去信号を受信した除去コントローラ７の制御により除去装置が動作して異常判定に該当する密封容器１０を製造ラインから取り除く（ステップＳ７）。一方、ステップＳ６における判定処理の結果、検査対象の容器が正常であると判定された場合には、該当する密封容器１０を製造ライン上に残す。

ここで、前述したステップＳ６における異常判定処理フローについて、図４を参照して詳細に説明する。図４に示すように、三次元画像処理装置６は、前述したステップＳ５の処理により生成された底蓋１２全体の三次元画像を用いて、立体化された底蓋１２の円周部分から基準点Ｐとなる三点をピックアップする（ステップＳ１１）。このステップＳ１１の処理により、例えば図５に示すように、三次元画像のうち底蓋１２の巻き締め部１２ａに該当する円周部分から基準点Ｐとして三点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３がピックアップされる。

そして、ステップＳ１１でピックアップされた三つの基準点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を用いて、三次元画像における底蓋１２の中心点Ｏが導出される（ステップＳ１２）。このステップＳ１２で導出される中心点Ｏは、図５に示すように底蓋１２の中心部分であるとともにパネル部１２ｂの中心部分である。すなわち、パネル部１２ｂの底部を中心点Ｏとして導出する。

三次元画像処理装置６は、前述した底蓋１２の中心点Ｏを導出すると、体積測定範囲Ｆとして、中心点Ｏから径方向外方に向けて広がる円形状の所定範囲を設定する（ステップＳ１３）。例えば、中心点Ｏから同一距離となる円周上に体積測定範囲Ｆの境界が設定される。

図５には、ステップＳ１３により設定される体積測定範囲Ｆを一点鎖線で示してある。図５に示すように、体積測定範囲Ｆは環状溝部１２ｃよりも内周側に囲まれ、一点鎖線で円形状に囲まれた範囲Ｆ内を体積算出の対象とする。この場合、望ましくは環状溝部１２ｃよりも３〜４ｍｍ内側に体積測定範囲Ｆの境界が設定される。すなわち、体積測定範囲Ｆとは、三次元画像のパネル部１２ｂに該当する部分内に留まる範囲であるとともに少なくともパネル部１２ｂのうち最も容器内方に窪んだ部分を含む範囲である。

そして、三次元画像処理装置６は、ステップＳ１３により設定された体積測定範囲Ｆ内について体積を算出する（ステップＳ１４）。このステップＳ１４における算出処理では、体積測定範囲Ｆの境界部分を繋げた面を基準面Ｓとして、高さ方向で基準面Ｓとパネル部１２ｂとに囲まれた部分Ｖの体積を算出するように構成されている。図５に示す斜線部分が、ステップＳ１４の処理により体積算出される体積部分Ｖである。

ステップＳ１４で求められた体積値は、予め設定された所定の閾値と比較され、閾値を超える異常値であるか否かが判断される（ステップＳ１５）。体積値が閾値内となる正常値であることによりステップＳ１５で否定的に判断された場合、その検査対象である密封容器１０には内圧および形状の異常がないものと判断される。一方、体積値が閾値を超える異常値であることによりステップＳ１５で肯定的に判断された場合、その検査対象である密封容器１０には内圧もしくは形状の異常が生じていると判断され、三次元画像処理装置６は除去信号を除去コントローラ７へ出力する（ステップＳ１６）。なお、容器内圧が正常であると判断された場合に、三次元画像処理装置６から除去コントローラ７に正常である旨の信号を出力するように構成されてもよい。

以上説明したように、この具体例における密封容器の検査装置によれば、底蓋の中心部分を含む所定範囲内において底蓋の形状に応じた体積値を算出することができる。その体積値を用いて内圧および形状の異常判定を行うので底蓋の広い範囲を検査対象とすることができる。そのため、異常判定の精度を向上させることができる。加えて、コンベヤの構造変更などが不要であり、既存の製造ラインに追加することが容易である。

さらに、体積測定範囲を底蓋の中心点を起点に外周側へ広がるように設定されているので、搬送中の密封容器が進行方向に対して揺れる場合でも、体積測定範囲が底蓋中心から進行方向前後にずれて設定されることを低減できる。要は、密封容器が進行方向に前後動する揺れに対して体積算出誤差を緩和することができる。

また、体積測定範囲は底蓋のパネル部内に設定され環状溝部を含まないので、体積値を用いた異常判定の精度が向上する。例えば、体積測定範囲内に底蓋の環状溝部が含まれる場合、密封容器が進行方向に揺れると体積算出対象の形状が環状溝部によって大きく変化してしまう。そのため、算出される体積値に誤差が生じてしまい、ひいては誤った判定結果を出す虞がある。

要するに、密封容器の底蓋に体積変化を起こすようなキズや凹みを検出することができる。具体的には、変位センサで底蓋全体の変位データを取得しているので、その変位データに基づく三次元画像にはキズや凹みが表現されている。例えば、取得した変位データを微分処理することにより三次元形状を演算するように構成されている場合、その微分処理の際に、変位データの急激な変位を検出することによってキズや凹みなどの異常を検出できる。つまり、三次元画像を作成処理する際に異常を検出することができるように構成されている。

さらに、変位データに基づいて演算された三次元画像データを用いて前述したキズや凹みを検出できる。例えば、三次元画像における高さ（深さ）について、急激な変化が生じているか否かを判断処理するように構成されている。もしくは、変位データに基づく三次元画像と予め決められた三次元形状のモデル形状とを比較処理して、その形状差が所定の閾値を超えるか否かを判断処理するように構成されている。

なお、前述した具体例における密封容器の検査装置の変形例として、前述した具体例とは異なる形状もしくは大きさに体積測定範囲を設定するように構成されてもよい。例えば、前述した具体例では体積測定範囲を中心点を起点とした円形状に設定したが、変形例では中心点を起点とした楕円形状や帯状や多角形状に設定することができる。

ここで、その変形例の一例として、帯状の体積測定範囲を設定するように構成された密封容器の検査装置について図６を参照して説明する。なお、この変形例の説明において、前述した具体例と同様の構成については説明を省略しその参照符号を引用する。図６には、この変形例における異常判定処理フローを示し、図３に示すステップＳ６における異常判定処理フローの一例を示している。つまり、この変形例における異常判定処理フローでは、前述した具体例において図４を参照して説明した異常判定処理フローのうちステップＳ１３が、図６に示すステップＳ２３に変更される。

この変形例における三次元画像処理装置６は、底蓋１２の中心点Ｏを導出すると、体積測定範囲Ｆ２として、中心点Ｏから径方向外方に向けて広がる帯状の所定範囲を設定する（ステップＳ２３）。例えば、体積測定範囲Ｆ２は、密封容器１０の進行方向に所定幅を有するとともに、その進行方向と直交する方向（ガイド方向）に延びるように形成された帯状に設定される。

図７には、ステップＳ２３で設定される体積測定範囲Ｆ２を二点鎖線で示してある。図７に示すように、体積測定範囲Ｆ２は環状溝部１２ｃよりも内周側に設定される。具体的には、密封容器１０の進行方向では中心点Ｏを起点として底蓋１２の半径の約半分までを体積測定範囲Ｆ２の境界として設定し、ガイド方向に沿って延びるように形成されているとともに環状溝部１２ｃよりも３〜４ｍｍ内側に体積測定範囲Ｆ２の境界を設定するように構成されている。つまり、体積測定範囲Ｆ２とは、三次元画像のパネル部１２ｂに該当する部分内に留まる範囲であるとともに少なくともパネル部１２ｂのうち最も容器内方に窪んだ部分を含む範囲である。

この変形例における密封容器の検査装置によれば、体積測定範囲を密封容器の進行方向に対する直交方向に延びる帯状に設定するように構成されているので、底蓋の全体もしくは大部分を体積測定範囲に設定する場合に比べて計算負荷を軽減することができる。そのため、体積を算出する処理速度が向上し、密封容器の検査効率が向上する。

また、他の変形例における密封容器の検査装置として、密封容器における底蓋の形状データを一括して三次元画像として取得するように構成されてもよい。図８には、この変形例における密封容器の検査装置を模式的に示してある。なお、この変形例の説明において、前述した具体例と同様の構成については説明を省略しその参照符号を引用する。

図８に示すように、この変形例における検査装置１００では、コンベヤ２上を搬送される倒立状態の密封容器１０の底蓋１２の形状を三次元画像として取得する変位センサとして三次元カメラ１０１を備えている。さらに、検査装置１００は、三次元カメラ１０１が取得した三次元画像を用いて密封容器１０の内圧異常を判定する三次元画像処理装置１０２を備えている。

三次元カメラ１０１は、レーザー式変位センサにより構成され、ＬＥＤ光源から放射された光をシリンドリカルレンズに透過させて放射する二つの投光部１０１ａ，１０１ａと、被照射部分となる底蓋１２の表面で拡散反射した反射光Ｒを受光する受光部１０１ｂとを備えている。受光部１０１ｂは三次元カメラ１０１の中央部分に配置され、受光部１０１ｂの左右両側に投光部１０１ａ，１０１ａが配置さている。また、三次元カメラ１０１は、コンベヤ２上に載せられた密封容器１０の底蓋１２が通過する高さよりも上方に配置されている。

また、三次元カメラ１０１は、一対の投光部１０１ａ，１０１ａから密封容器１０における底蓋１２の上面全体に亘って一括してレーザービームＬを照射する。したがって、受光部１０１ｂは、底蓋１２の上面形状に応じた反射光Ｒを一括で受光する。そして、三次元カメラ１０１から取得した受光量データを変位データとして三次元画像処理装置１０２へ送信してリアルタイムで解析し三次元画像を生成するように構成されている。

三次元画像処理装置１０２は、マイクロコンピュータを主体に構成されており、ケーブル１０３を介して三次元カメラ１０１と情報の送受信可能に接続されている。三次元画像処理装置１０２には三次元カメラ１０１の取得している変位データがリアルタイムで送信され、底蓋１２の撮像と同時に三次元画像処理装置１０２において変位データを解析して密封容器１０の底蓋１２形状を三次元化するように構成されている。

この変形例の三次元画像処理装置１０２は、立体化した底蓋１２の形状データに基づいて、容器の良否判定処理を行うように構成されている。三次元画像処理装置１０２は、図４あるいは図６を参照して前述した具体例における異常判定処理フローと同様の処理を行うように構成されてよい。したがって、三次元画像処理装置１０２は、内圧異常もしくは形状異常を判定した場合に除去信号を図示しない除去コントローラあるいは除去装置に出力するように構成されている。

さらに、三次元カメラ１０１により取得された三次元画像によれば、密封容器１０の底蓋１２表面に生じているキズや底蓋１２の凹みが三次元画像に表現されている。そのため、三次元化された底蓋１２の表面形状において急激な変位の有無を判定することにより、密封容器１０の底蓋１２に生じているキズや凹みを検出できる。例えば、三次元化された立体形状が予め設定された立体形状と比較してその変位の有無を判定するように構成できる。

また、三次元カメラ１０１は、コンベヤ２上に載置されている倒立状態の密封容器１０を撮像対象とすることができる。要は、三次元カメラ１０１と密封容器１０とが相対的に移動しているか否かは特に限定されない。

例えば、三次元カメラ１０１と密封容器１０とが相対的に移動していない場合、三次元カメラ１０１がコンベヤ２上方の定位置に固定され、コンベヤ２上で停止された密封容器１０を撮像するように構成できる。もしくは、コンベヤ２上で進行方向へ移動中の密封容器１０を撮像対象とする場合には、三次元カメラ１０１をコンベヤ２の進行速度に同期させて進行方向に移動させながら、密封容器１０の上面を撮像するように構成される。これにより、三次元カメラ１０１と密封容器１０とは相対的に移動しなくなる。

あるいは、三次元カメラ１０１と密封容器１０とが相対的に移動する場合、定位置に固定された三次元カメラ１０１の下方を密封容器１０が通過しながら、三次元カメラ１０１により密封容器１０の上面となる底蓋１２の形状を三次元画像として取得するように構成できる。

なお、この発明における密封容器の検査装置および検査方法は、前述した具体例に限定されず、この発明の目的を逸脱しない範囲で構成の適宜変更が可能である。

例えば、検査対象となる密封容器は、容器の内圧が大気圧より低い負圧容器であってもよく、あるいは大気圧より高い正圧容器であってもよい。例えば、正圧容器を対象とする場合、蓋部の中心部が最も膨出し、その膨出に伴う変形形状を測定し、その形状に基づいて前述した体積を求めればよい。ゆえに、内圧によって窪み変形が生じた際の蓋部の形状や、内圧によって膨張変形が生じた際の蓋部の形状を測定することによって、その密封容器の内圧の良否を判定することができる。

さらに、前述した具体例では、シリンドリカルレンズを含むように構成された変位センサについて説明したが、その照射光の波長も特に限定しない。

１…検査装置、 ２…コンベヤ、 ３…変位センサ、 ４…コントローラ、 ５…タイミングセンサ、 ６…三次元画像処理装置、 ７…除去コントローラ、 １０…密封容器、 １１…胴部、 １２…底蓋、 １２ａ…巻き締め部、 １２ｂ…パネル部、 １２ｃ…環状溝部、 １３…上蓋、 Ａ…周縁部分、 Ｐ，Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…基準点、 Ｆ，Ｆ２…体積測定範囲、 Ｓ…基準面、 Ｖ…体積部分。

Claims (6)

1. 容器胴部に一体化された蓋部に予め形成された窪み形状部分の表面に光を照射する投光部と、前記投光部からの照射光により前記蓋部で反射した光を受光する受光部とを有する変位センサを備え、前記変位センサで受光した反射光のデータにより前記蓋部の形状データを取得し前記形状データに基づいて前記密封容器の内圧良否を判定する密封容器の検査装置において、
   前記変位センサにより取得した形状データに基づいて前記蓋部の形状を三次元化する三次元化手段と、
   前記三次元化されたデータに基づいて前記蓋部における窪み形状部分の体積を算出する算出手段と、
   前記算出された体積値と所定の閾値とを比較して前記密封容器の内圧もしくは形状の良否を判定する判定手段とを備えていることを特徴とする密封容器の検査装置。
2. 体積算出の対象となる体積測定範囲として、前記三次元化されたデータのなかから少なくとも前記蓋部の中心部分を含みかつ当該蓋部内となる所定範囲を設定する範囲設定手段をさらに備え、
   前記算出手段は、前記設定された体積測定範囲内に該当する前記窪み形状部分の体積を算出するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の密封容器の検査装置。
3. 前記範囲設定手段は、前記蓋部の中心部分から外周側に広がる円形状の範囲を前記体積測定範囲に設定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の密封容器の検査装置。
4. 前記範囲設定手段は、前記蓋部の中心部分から外周側に広がる帯状の範囲を前記体積測定範囲に設定するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の密封容器の検査装置。
5. 前記蓋部は、前記窪み形状部分を形成し、かつ中心部分が周縁部分よりも容器内方に窪んでいるパネル部と、前記パネル部を囲む環状に形成され、かつ前記パネル部の周縁部分から容器内方に窪んでいる環状溝部とを有し、
   前記算出手段は、前記蓋部のうち前記パネル部に該当する部分の体積を算出するように形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の密封容器の検査装置。
6. 容器胴部に一体化された蓋部に予め形成された窪み形状部分の表面に光を照射し、その照射光により前記蓋部で反射した光を受光し、その受光した反射光のデータにより前記蓋部の形状データを取得して、前記形状データに基づいて前記密封容器の良否を判定する検査方法において、
   前記取得した形状データに基づいて前記蓋部の形状を三次元化するステップと、
   前記三次元化されたデータに基づいて前記蓋部における窪み形状部分の体積を算出するステップと、
   その後、前記算出された体積値と所定の閾値とを比較して前記密封容器の良否を判定するステップと、
   前記良否判定により不良品と判断された前記密封容器を製造ラインから排除するステップとを備えていることを特徴とする密封容器の検査方法。

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