(57)【要約】【課題】内容物に拘わらず、密封容器の内圧ならびに密封容器の良品・不良品の検査・判定を総合的に、また精度良く行うことのできる内圧検査装置を提供する。【解決手段】打撃部と、レーザー式センサと、蓋部における所定範囲の変位量を積算して積算値を求める積算部１５と、積算部１５で求められた積算値に基づいて内圧の良否を判定する第１判定部１７と、蓋部における他の所定範囲の変位量によって蓋部の振動に対応する振動波形を求める波形算出部１６と、波形算出部１６で求められた振動波形に基づいて内圧の良否を判定する第２判定部１８と、第１判定部１７による判定結果と第２判定部１８による判定結果とに基づいて密封容器の良品・不良品の判定を行う総合判定部と１９を備えている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内圧に応じて変形しかつ打撃力を受けて振動する蓋部を有する密封容器の内圧検査装置において、
前記蓋部に打撃力を与えて前記蓋部に振動を生じさせる打撃部と、
前記蓋部にレーザー光を照射して前記蓋部の変位量を検出するレーザー式センサと、
前記蓋部における所定範囲の前記レーザー式センサで検出された変位量を積算して積算値を求める積算部と、
前記積算部で求められた前記積算値に基づいて前記密封容器の内圧の良否を判定する第１判定部と、
前記蓋部における他の所定範囲の前記レーザー式センサで検出された前記変位量によって、前記蓋部の前記振動に対応する振動波形を求める波形算出部と、
前記波形算出部で求められた振動波形に基づいて前記密封容器の内圧の良否を判定する第２判定部と、
前記第１判定部による判定結果と前記第２判定部による判定結果とに基づいて前記密封容器の良品・不良品の判定を行う総合判定部と
を備えていることを特徴とする密封容器の内圧検査装置。
【請求項２】
請求項１に記載の密封容器の内圧検査装置において、
前記打撃部と前記レーザー式センサとは、所定方向に連続して搬送されている前記密封容器の前記蓋部に所定の間隔を空けて対向して配置され、
前記積算部は、前記密封容器が前記レーザー式センサに対して相対的に移動している際に検出された前記変位量を積算して前記積算値を求め、
前記波形算出部は、前記密封容器が前記レーザー式センサに対して相対的に移動している際に検出された前記変位量に基づいて前記振動に対応する振動波形を求める
ように構成されていることを特徴とする密封容器の内圧検査装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の密封容器の内圧検査装置において、
前記打撃部は、前記密封容器の中心軸線と同一軸線上で前記蓋部に対向して配置された環状の電磁コイルを有し、
前記レーザー式センサは、前記レーザー光を、前記電磁コイルの内部を通過させて前記蓋部に照射し、かつ前記蓋部で反射した反射光を受光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内圧検査装置。
【請求項４】
請求項２または請求項２を引用する請求項３に記載の密封容器の内圧検査装置において、
前記レーザー式センサは、前記蓋部に照射された前記レーザー光の前記蓋部の表面における前記レーザー光の形状であるスポット形状が、前記密封容器の搬送方向に交差する方向に長い形状となるように構成されていることを特徴とする密封容器の内圧検査装置。
【請求項５】
請求項４に記載の密封容器の内圧検査装置において、
前記密封容器の搬送方向に交差する方向に長い形状は、円形形状を前記密封容器の搬送方向に交差する方向に複数密接して並べた形状であることを特徴とする密封容器の内圧検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スリーピース缶やボトル型缶などの密封された容器の内圧を検査する装置に関し、特に金属缶を対象とする内圧検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
飲料や食品などの缶詰の内部の圧力は、容器の密封の良否や内容物の変質あるいは腐敗などによって変化する。このような缶詰製品の良品・不良品の判定を行う方法として、従来、音響的特性を利用した方法が知られている。その一例は、内容物が充填され、かつ蓋によって密封された缶詰（すなわち密封容器）の蓋（天蓋もしくは底蓋）に電磁コイルなどによる打撃力を与え、それに伴う蓋の振動をマイクロフォンで音として捉え、その周波数（最大振幅の周波数）を判定基準として予め用意してある基準値と比較し、密封容器の内圧の良否あるいは製品として缶詰の良品・不良品の判定を行う方法である。
【０００３】
このような蓋の振動に基づく検査方法では、密封容器の内容物による影響が大きく、判定精度もしくは検査精度が低くなる可能性がある。すなわち、内容物に固形分が含まれていたり、内容物が粘度の高い粘稠物であったりすると、蓋の内面にその固形分や粘稠物が付着した密封容器と、付着していない密封容器とが混在することになる。判定の基準として用意する周波数などの基準値は、通常、固形分や粘稠物などが付着していない場合の値とするから、蓋の内面にその固形分や粘稠物が付着した密封容器と付着していない密封容器とが混在している場合には、内圧に異常がないものの、内容物の付着によって蓋の振動が正常とされる振動とは異なってしまい、正常もしくは良品を、異常もしくは不良品と誤判定する頻度が高くなる。
【０００４】
一方、内容物の変質や腐敗などによって陰圧缶詰の内圧が高くなると（負圧が不足すると）、蓋の窪み変形が正常なものに比較して少なくなる。このような特性を利用して内圧を検査する装置が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている装置は、所定方向に直線的に搬送されている密封容器の蓋に向けてレーザー式変位センサを配置し、例えば蓋の直径方向に沿って蓋の変位量を検出し、その検出値を積算して、所定の基準線からの変位量の積算値すなわち、その基準線から窪んでいる部分の窪みの面積を求め、その面積を判定基準として用意してある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ている。
【０００５】
そのレーザー光として、スポット径が数十μｍないし百数十μｍのレーザー光を使用するのが一般的であるが、レーザー光が照射される密封容器の蓋に、黒色などのレーザー光を反射しない印刷が施されていると、その印刷部分でレーザー光が反射せず、もしくは反射光量が少なくなる。このような部分では、変位量が大きいことになるので、これが誤判定の要因になる。そこで、特許文献２に記載された装置では、二基のレーザー式センサを密封容器の搬送方向に対して横に並べて配置し、上記の印刷箇所を避けた位置の変位量を同時に検出するように構成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−９６７０９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１４２６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載されたレーザー式変位センサによって蓋の変位量を求め、かつその変位量の積算値に基づいて内圧の良否を判定する装置によれば、内容物による影響を受けずに、精度良く内圧の良否の判定を行うことができる。しかしながら、検査対象である密封容器は例えばコンベヤーによって搬送されていて少なからず振動するのに対して、レーザー式変位センサは固定されているから、密封容器が振動することによる蓋とレーザー式変位センサとの間隔の変化が、蓋の変位量として検出されてしまい、これが変位量の検出精度や内圧の良否の判定精度を低下させる可能性がある。特に、内容物の蓋に対する付着や内容物が蓋に付着することによる影響が低い密封容器（缶詰）の場合、蓋を打撃し、その振動に基づいて内圧の良否を判定した方が、レーザー光を使用して蓋の変位量およびその積算値を求めて内圧の良否を判定するより、判定精度が良好になる。すなわち、内容物による影響がある密封容器に対してはレーザー光を利用して蓋の変位量およびその積算値を求める装置が有効であり、また内容物による影響のない密封容器に対しては打撃による振動に基づいて内圧を検査する装置が有効であるが、内容物による影響がある密封容器と内容物による影響のない密封容器との両方に適用することのできる内圧検査装置は従来知られていない。
【０００８】
また、特許文献２に記載されている装置によれば、レーザー光を吸収し、あるいはその反射光が少ない印刷による密封容器の内圧の判定精度の低下を回避もしくは抑制することができる。しかしながら、センサの必要数や処理するべきデータ量が多くなるので、装置全体としてのコストが高くなり、装置の低廉化や簡素化などの点で改善の余地がある。
【０００９】
本発明は上記の事情を背景としてなされたものであり、内容物に拘わらず、密封容器の内圧ならびに密封容器の良品・不良品の検査・判定を総合的に、また精度良く行うことのできる内圧検査装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明は、内圧に応じて変形しかつ打撃力を受けて振動する蓋部を有する密封容器の内圧検査装置において、前記蓋部に打撃力を与えて前記蓋部に振動を生じさせる打撃部と、前記蓋部にレーザー光を照射して前記蓋部の変位量を検出するレーザー式センサと、前記蓋部における所定範囲の前記レーザー式センサで検出された変位量を積算して積算値を求める積算部と、前記積算部で求められた前記積算値に基づいて前記密封容器の内圧の良否を判定する第１判定部と、前記蓋部における他の所定範囲の前記レーザー式センサで検出された前記変位量によって、前記蓋部の前記振動に対応する振動波形を求める波形算出部と、前記波形算出部で求められた振動波形に基づいて前記密封容器の内圧の良否を判定する第２判定部と、前記第１判定部による判定結果と前記第２判定部による判定結果とに基づいて前記密封容器の良品・不良品の判定を行う総合判定部とを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、前記打撃部と前記レーザー式センサとは、所定方向に連続して搬送されている前記密封容器の前記蓋部に所定の間隔を空けて対向して配置され、前記積算部は、前記密封容器が前記レーザー式センサに対して相対的に移動している際に検出された前記変位量を積算して前記積算値を求め、前記波形算出部は、前記密封容器が前記レーザー式センサに対して相対的に移動している際に検出された前記変位量に基づいて前記振動に対応する振動波形を求めるように構成されていてよい。
【００１２】
本発明では、前記打撃部は、前記密封容器の中心軸線と同一軸線上で前記蓋部に対向して配置された環状の電磁コイルを有し、前記レーザー式センサは、前記レーザー光を、前記電磁コイルの内部を通過させて前記蓋部に照射し、かつ前記蓋部で反射した反射光を受光するように構成されていてよい。
【００１３】
本発明では、前記レーザー式センサは、前記蓋部に照射された前記レーザー光の前記蓋部の表面における前記レーザー光の形状であるスポットの形状が、前記密封容器の搬送方向に交差する方向に長い形状となるように構成されていてよい。
【００１４】
本発明では、前記密封容器の搬送方向に交差する方向に長い形状は、円形形状を前記密封容器の搬送方向に交差する方向に複数密接して並べた形状であってよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、打撃部によって打撃されて振動している蓋部の変位量がレーザー式センサによって検出され、その検出結果（検出信号もしくはデータ）に基づいて、蓋部の変位量の積算値、および振動波形が求められる。その積算値に基づいて密封容器の内圧の良否が判定され、また振動波形に基づいて密封容器の内圧の良否が判定され、それらの各判定結果に基づいて密封容器の良品・不良品の判定が行われる。すなわち、本発明によれば、変位量の積算値に基づく内圧の良否の判定と、振動波形に基づく内圧の良否の判定との２つの判定を行うにあたって、使用する検出結果は１つでよいから、センサの数や処理するべきデータの量などを少なくして、装置の全体としてのコストを低廉化できる。また、データの処理が容易になるので、密封容器の搬送速度の高速化に伴って検査速度を高速化するとしても、精度よく安定した検査を行うことができる。特に、蓋部の振動を音波として検出してその波形に基づいて判定を行ういわゆる打検手段と、レーザー変位センサとを密封容器の搬送方向に並べて配置して２つの判定を行うように構成した装置と比較した場合、その種の装置では、打検手段とレーザー変位センサとによる検出のタイミングに時間差が生じるので、いずれか一方で得られたデータを一旦保存し、後続するデータを待って最終的な判定を行うことになる。そのため、密封容器の搬送速度の高速化に伴って検査速度を速くした場合には、データ処理の高速化が必要になって演算器やプログラムが複雑化しあるいは膨大になり、装置が高コスト化するだけでなく、判定精度もしくは検査精度が不安定化する可能性がある。これに対して本発明の装置によれば、そのような不都合を解消できる。
【００１６】
また、本発明では、蓋部の振動を音を媒介することなく検出できるので、従来の打缶音をマイクロフォンまで導く導波管（チューブ）内で発生する共鳴現象や外乱音などの影響を受けずに内圧の判定が可能になり、内圧の判定もしくは検査の精度を向上させることができる。
【００１７】
さらに、本発明では、レーザー光を使用するとしても、レーザー光のスポット形状が、密封容器の搬送方向（レーザー光によるトレース方向）に交差する方向に長い形状であるから、蓋部にレーザー光を吸収し、もしくは反射光を減じる印刷が施されている箇所を含む所定の領域の平均化した変位量を求めることができ、印刷による検出誤差を解消もしくは低減できる。特にレーザー光のスポット形状が長い形状であっても、密封容器の搬送方向に対して交差する方向に長いから、レーザー光をトレースさせる方向での変位量の平均化が行われることがないので、この点でも変位量の検出精度や内圧の判定もしくは検査の精度を良好なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る内圧検査装置の構成の一例およびレーザー光のスポットの形状の一例を説明するための図である。
【図２】底蓋の形状の一例を模式的に示す断面図である。
【図３】コントローラの構成を説明するためのブロック図である。
【図４】本発明に係る内圧検査装置による内圧検査の手順もしくは方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】変位量の積算値である面積、および底蓋の振動を検出したデータを模式的に示す図である。
【図６】レーザー式センサによって検出した底蓋の変位に基づく振動波形を示す図である。
【図７】図６に示す底蓋の振動波形をＦＦＴで処理した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明に係る内圧検査装置は、内部が大気圧より低圧の陰圧缶詰などの密封された容器（密封容器）の内圧を判定して、その密封容器が良品か、不良品かの検査を行う装置である。検査の対象である密封容器は、上下のいずれか少なくとも一方に蓋部を有しており、その蓋部は、内圧が負圧であることにより内側に撓み、その撓み量（変位量）が内圧に応じた量となり、かついわゆる薄板状であって打撃することにより振動するように構成されている。この種の密封容器の一例は、飲料や固形分を含む果汁あるいはスープなどの粘稠物（高粘度物）、さらには調理品などを内容物とした缶詰である。蓋部は上下両方に設けられていてもよく、あるいは天蓋もしくは底蓋のいずれか一方であってもよい。例えば、口首部にキャップをネジで取り付け、底部を蓋で閉じたボトル型缶であってもよい。これらいずれの密封容器であっても、蓋の変位や振動によって内圧の良否を判定する。
【００２０】
図１には、ボトル型缶１を検査対象として構成した本発明の一例を示してある。図１に示すボトル型缶１は、倒立状態でコンベヤ２に載せられて一定方向に直線的に搬送される。このボトル型缶１は、磁性のある金属製であって、缶胴３の一端側（倒立状態では下側）に形成されている口首部にキャップ４が螺着させられて口首部が密封され、そのキャップ４をコンベヤ２に接触させて倒立させられている。底部（倒立状態での上部）は本発明における蓋部に相当する底蓋５によって密封されている。
【００２１】
図２に底蓋５の形状を模式的な断面図で示してあり、底蓋５は全体として円形形状を成し、その周縁部のカール部６によって缶胴３に巻き締められて缶胴３と一体化されている。底蓋５の中央部分がパネル部７であって、そのパネル部７の外周部（カール部６との間の部分）に補強のための環状溝８が形成されている。ボトル型缶１が陰圧缶の場合、パネル部７が、その外周縁である環状溝８との境界部（コーナー部）９から内部に向けて（図２では下側に向けて）撓み、例えばコーナー部９を基準位置とした場合の変位量は内圧に応じた量になる。
【００２２】
コンベヤ２によるボトル型缶１の搬送方向における所定箇所に電磁コイル１０が配置されている。電磁コイル１０は、通電されることにより磁界を発生してボトル型缶１の底蓋５に打撃力を与えるためのものであって、本発明における打撃部に相当している。図１に示す例では、電磁コイル１０は外径がボトル型缶１の外径程度の環状を成しており、コンベヤ２上のボトル型缶１から所定の間隔を空けた位置に配置されている。その配置位置は、コンベヤ２上のボトル型缶１の直上であることが好ましく、ボトル型缶１の中心軸線と電磁コイル１０の中心軸線とが一致するように電磁コイル１０の位置を決めることが好ましい。
【００２３】
電磁コイル１０の上側には、レーザー光をコンベヤ２上のボトル型缶１における底蓋５に向けて照射し、その反射光を受光することにより、底蓋５までの距離を計測するレーザー式センサ１１が配置されている。なお、このレーザー式センサ１１はドップラーセンサであってもよい。レーザー式センサ１１は、電磁コイル１０によって打撃された底蓋５に向けてレーザー光を照射しかつ反射光を受光できればよいので、電磁コイル１０に対してボトル型缶１の搬送方向の下流側に並べて配置してもよい。図１に示す例では、レーザー式センサ１１は電磁コイル１０の直上に、下向きに（ボトル型缶１に向けて）配置され、照射光および反射光が、環状に形成されている電磁コイル１０の内部を通るように構成されている。
【００２４】
このレーザー式センサ１１により底蓋５の表面に照射したレーザー光のスポット形状について説明すると、上記のレーザー式センサ１１によるスポットＳの形状は図１に併記してあるように、長い形状になっている。より具体的には、数十μｍ〜百数十μｍの円形のスポットを直線上に多数、密接して並べた形状になっている。一例として、縦横の寸法が１２０μｍ×１７００μｍ程度の横長の形状である。この横長形状は、図１に併記してあるように、ボトル型缶１の搬送方向Ｆに交差する方向に長い形状である。これは、底蓋５をある程度の幅をもってトレースすることにより、印刷などによる影響を少なくするためである。すなわち、レーザー光を吸収し、あるいは反射を減じる印刷が底蓋５の表面に存在していても、その印刷を外れた箇所を含むある程度の広い領域を計測してその平均値を得ることができ、印刷による影響を抑制することができる。特に、スポットＳは搬送方向Ｆに対して交差する方向に長いから、レーザー光でトレースする方向（計測するべき方向）での変位量を平均化することを回避でき、計測精度あるいは判定精度の低下を回避もしくは抑制することができる。
【００２５】
ボトル型缶１が内圧の検査を行うべき箇所に到達したことを検出して信号を出力するタイミングセンサ１２が設けられている。図１に示す例では、タイミングセンサ１２は発光器１２ａとその発光器１２ａからの光を受光する受光器１２ｂとによって構成されており、発光器１２ａから受光器１２ｂに発した光をボトル型缶１が遮ることにより、受光器１２ｂにおける電圧あるいは電流などが変化し、その変化を検出信号として出力するように構成されている。このタイミングセンサ１２の設置位置は、ボトル型缶１のコンベヤ２による搬送速度やボトル型缶１の外径、電磁コイル１０に通電するタイミングあるいはレーザー式センサ１１がレーザー光を発するタイミング、さらにはレーザー式センサ１１が検出データを取り込むタイミングなどの関係で適宜に決めることができる。なお、ボトル型缶１の中心部が電磁コイル１０やレーザー式センサ１１の中心部に到る前にボトル型缶１の到来を検出する位置にタイミングセンサ１２が設置される。言い換えれば、タイミングセンサ１２の設置位置やボトル型缶１の搬送速度などに応じて、電磁コイル１０に通電するタイミングやレーザー式センサ１１がレーザー光を発するタイミング、あるいは検出データを取り込むタイミングを決めればよい。なお、タイミングセンサ１２は、ボトル型缶１の到来を検出できればよいので、上記の光学式のセンサ以外のセンサであってもよい。
【００２６】
なお、図１には上述した電磁コイル１０やレーザー式センサ１１およびタイミングセンサ１２などを所定位置に保持する構成を示していないが、これらの部材は、コンベヤ２の側部に設けた支柱からアームを突き出させ、そのアームに取り付けてもよく、あるいはコンベヤ２を跨ぐように門形のフレームを設け、そのフレームに取り付けてもよい。
【００２７】
上記の電磁コイル１０やレーザー式センサ１１およびタイミングセンサ１２はコントローラ１３に接続され、オン・オフの制御やデータの取り込み、取り込んだデータの処理、処理結果としての制御指令信号の出力などをコントローラ１３によって行うように構成されている。コントローラ１３は、例えばマイクロコンピュータを主体として構成され、入力されるデータや予め記憶しているデータを、予めインストールされているプログラムに従って処理し、その処理した結果を制御指令信号として出力するように構成されている。図３はそのコントローラの機能的構成を示すブロック図であり、レーザー式センサ１１から出力された検出信号およびタイミングセンサ１２から出力された検出信号を読み込む入力部１４を備えている。この入力部１４は、アナログ信号をデジタル信号に変換するコンバータを含んでいる。入力部１４で処理された信号に基づいて底蓋５の変位量の積算値（面積）を求める積算部１５と、入力部１４で処理された信号に基づいて振動波形を求める波形算出部１６とを備えている。すなわち、１つの検出信号に基づいて、底蓋５の変位量の積算値と、振動波形との２つのデータを同時に求めるように構成されている。
【００２８】
積算部１５で求められた積算値に基づいてボトル型缶１の内圧の良否を判定する第１判定部１７が設けられている。この第１判定部１７は、内圧が適正である場合の積算値の範囲（基準範囲）を予め記憶しており、積算部１５で求められた積算値が基準範囲に入っている場合には、内圧を「良」と判定し、反対に基準範囲を外れている場合には、内圧を「不良」と判定するように構成されている。
【００２９】
また、波形算出部１６で求められた振動波形に基づいてボトル型缶１の内圧の良否を判定する第２判定部１８が設けられている。波形算出部１６と第２判定部１８とのいずれか一方は、例えば高速フーリエ変換器（ＦＦＴ）を含んでおり、第２判定部１８はＦＦＴで処理された振動データに基づいてボトル型缶１の内圧の良否を判定するように構成されている。例えば、特定の周波数の振幅を予め用意してある基準値と比較し、あるいは最大振幅の周波数を予め用意してある基準値と比較するなどのことによって、内圧の「良」、「不良」の判定を行うように構成されている。
【００３０】
これら第１判定部１７の判定結果および第２判定部１８の判定結果に基づいてボトル型缶１が良品であるか、不良品であるかの判定を行う総合判定部１９が設けられている。この総合判定部１９は、第１および第２の判定部１７，１８の判定結果が「良」の場合に「良品」の判定を行い、あるいは第１および第２の判定部１７，１８のいずれかの判定結果が「良」の場合に「良品」の判定を行うなど、第１判定部１７の判定結果および第２判定部１８の判定結果を取捨選択して「良品」もしくは「不良品」の判定を行うように構成されている。すなわち、底蓋５の振動に基づく内圧の検査方法と底蓋５の変位量の積算値に基づく内圧の検査方法との適・不適は、検査対象である密封容器（例えばボトル型缶１）の内容物によって異なるから、「良品」および「不良品」の最終判定に採用する判定結果を選択できるように構成されている。もちろん、第１および第２の判定部１７，１８の判定結果が共に「良」の場合に限り「良品」の判定を行うように構成することもできる。
【００３１】
底蓋５に対する打撃力は、ボトル型缶１が電磁コイル１０の直下に到達した時点であり、その時点で電磁コイル１０に一気に電流を流す。そのためのドライバー２０がコントローラ１３に設けられている。
【００３２】
つぎに上述した内圧検査装置の作用すなわちボトル型缶１の内圧の検査方法について説明する。図４は上記の内圧検査装置（特に前述したコントローラ１３）によって実行される検査の手順もしくは方法を説明するためのフローチャートであり、コンベヤ２を含むラインの全体が稼働すると図４のルーチンも同時にスタートする。コンベヤ２上のボトル型缶１がタイミングセンサ１２の箇所に到達すると、タイミングセンサ１２がＯＮ動作して信号を出力する（ステップＳ１）。その時点ではレーザー式センサ１１が動作していて、電磁コイル１０の中空部を通して下方にレーザー光を照射するとともに、反射光を捉えて距離を計測している。その計測信号はＡ／Ｄコンバータによってデジタル信号に変換される（ステップＳ２）。
【００３３】
検査対象であるボトル型缶１はコンベヤ２によって連続的に搬送されているので、レーザー式センサ１１は底蓋５の表面をその中心を通る直線もしくはこれに近い直線に沿ってレーザー光を照射して、そのような直線に沿ってレーザー光でトレースしつつ底蓋５までの距離を測定している。そのようにして得られるデータ（サンプル）が読み込まれる（ステップＳ３）。
【００３４】
そして、ボトル型缶１が電磁コイル１０に対する所定位置に到ると、缶蓋（底蓋５）の打撃（打缶）が実行される（ステップＳ４）。底蓋５の電磁力による打撃は、電磁コイル１０で瞬間的に大きい磁界を発生させることにより行われる。その一例を挙げると、タイミングセンサ１２がボトル型缶１を検出することによりコンデンサーへのチャージを開始し、チャージの完了後、コンデンサーから電磁コイル１０に向けて放電し、電磁コイル１０によって瞬間的に大きい磁界を発生させる。こうすることにより底蓋５に対して底蓋５を引き上げる方向の吸引力が瞬間的に作用し、これが打撃力となって底蓋５が振動する。底蓋５は全周で缶胴３に巻き締められているからその中心部が最も大きく変形あるいは振動しやすい。したがって底蓋５の中心部に効果的に打撃力を与えるために、ボトル型缶１が電磁コイル１０の中心に対して所定寸法、手前の位置に到達した時点に電磁コイル１０に通電して電磁力を発生させる。例えばボトル型缶１の搬送速度が６０ｍ／分の場合、ボトル型缶１が電磁コイル１０の中心から０ｍｍ〜５ｍｍ程度手前の位置に到達した時点に電磁コイル１０で打撃することが好ましい。
【００３５】
この時点においてもレーザー式センサ１１による計測は実行されており、底蓋５における残りの部分のデータ（サンプル）が読み込まれ（ステップＳ５）、一例として１０００個のデータ（サンプル）を読み込み（ステップＳ６）、以下に述べる判定に使用するデータの読み込みを完了する。こうして読み込まれたデータをＡ／Ｄコンバータによってデジタル変換し（ステップＳ７）、その後、そのデータを使用して２つの判定が行われる。
【００３６】
レーザー式センサ１１で計測した距離は、例えばレーザー式センサ１１から底蓋５の表面までの距離であるから、内圧によって変形するパネル部７の変位量は、図５の（ａ）に示すようにコーナー部９を原点（０点）とし、ここからの窪み量として求めることができる。コーナー部９の直径方向で対向する２点の間を所定範囲とすれば、その所定範囲の変位量の積算値は、図５の（ａ）に斜線を付して示す部分の面積Ａとなる。これは、パネル部７の全体としての変位量を表している。前述した積算部１５はこのようにして変位量としての面積を計算する（ステップＳ８）。なお、このようにして面積の計算に使用するデータは、打撃によって振動している底蓋５の変化を含んだデータとなっており、算出された積算値はそのような振動による変位量を含んでいる。そのいわゆる振動成分は、変位量を増大させる成分と変位量を減じる成分とであるから、それらの成分が互いに相殺し合う。したがって、振動している底蓋５の変位量の積算値と振動させていない蓋部の変位量の積算値とに大きな差は生じず、振動が積算値の誤差要因となることは殆どない。積算値を求めるのにあたって、積算する前に、レーザー式センサ１１で得られた検出信号をフィルター処理して振動成分を除去し、その後の変位量を積算して積算値を求めてもよい。
【００３７】
ボトル型缶１の内圧は、設計上定めた基準範囲に入るように設定しており、したがって良品のボトル型缶１におけるパネル部７の変位量としての積算値は、前記基準範囲に応じた値となる。したがって、ステップＳ８で求めた面積と予め定めた基準範囲とを比較することにより、内圧の良否を判定することができる。ステップＳ９ではこのようにして、変位量の積算値に基づいて内圧の良否を判定する。
【００３８】
一方、ステップＳ７でデジタル変換されたデータは、例えば図５の（ｂ）に示すように、打撃によって振動している底蓋５の変位を計測して得られたものであるから、横軸を時間として、縦軸を変位量（振幅）として表せば、振動波形が得られる。その一例を図６に模式的に示してある。これをＦＦＴで処理することにより、周波数ごとの振幅が得られる。その一例を図７に模式的に示してある。なお、振動波形を求める元のデータは、底蓋５の振動を光学的に求めたデータであって、空気の振動である音を媒介としたものではない。したがって、得られるデータおよび振動波形は、共鳴や環境騒音などの外乱を受けたものではないので、底蓋５の振動を正確に反映した振動波形となる。
【００３９】
底蓋５の振動は、内圧に応じて異なった振動になり、内圧が設計上定めた適正範囲に入っていれば、特定の周波数の振幅が所定の範囲に入り、あるいは最大振幅となる周波数が所定の周波数範囲に入る。良品におけるこのような振幅あるいは周波数を基準値として予め用意しておき、ステップＳ１０で得られた振動波形と基準値とを比較することにより内圧の良否を判定することができる。ステップＳ１１ではこのようにして、振動波形に基づいて内圧の良否を判定する。
【００４０】
なお、底蓋５の中心部と周辺部（コーナー部９に近い部分）とでは振動の仕方が異なる。また、レーザー式センサ１１による計測は、ボトル型缶１を連続的に搬送している状態で行い、したがってレーザー式センサ１１で得られる一連のデータは、互いに異なる箇所についてのデータを含んでいる。そのため、振動波形やこれを基づいて内圧の判定に使用するデータ（サンプル）は、振動の仕方がほぼ同じ、あるいは近似している箇所のデータであることが好ましい。したがって、本発明において、底蓋５の中心部から５ｍｓ〜１０ｍｓの時間帯のデータを、振動波形を算出するためのデータとして採用することが好ましい。このように領域を限ったデータの採取は、例えば前述したタイミングセンサ１２がボトル型缶１を検出した時点から所定時間が経過した時点をデータの採取開始時点とし、半径が５ｍｍ（直径が１０ｍｍ）の範囲をボトル型缶１が移動した後の時間を採取終了時点としてデータの切り取りを行えばよい。
【００４１】
上記のステップＳ９で得られた判定結果と、ステップＳ１１で得られた判定結果とに基づいて、ボトル型缶１の総合判定が行われる（ステップＳ１２）。検査対象物である密封容器（ボトル型缶１）の内容物に応じて、前記積算値に基づく判定の精度が振動波形に基づく判定の精度より良好になり、あるいは判定の精度がその反対になる。そこで、ボトル型缶１の内容物に応じて、主たる判定結果としてステップＳ９での判定結果あるいはステップＳ１１での判定結果を採用すること、あるいは両方の判定結果を採用することを予め定めておき、ステップＳ１２では判定結果についての採用基準に従ってボトル型缶１の「良品」あるいは「不良品」の判定を行う。
【００４２】
こうして得られる総合判定結果は、前述したタイミングセンサ１２で検出されたボトル型缶１についての判定結果であるように識別（紐付け）されている。このようにして総合判定結果が付与されたボトル型缶１が、搬送方向での下流側に配置されている排除機構（図示せず）に到達すると、その総合判定結果に応じて、ボトル型缶１が搬送ラインでそのまま送られ、あるいは搬送ラインから排除される。
【００４３】
以上説明したように、本発明に係る内圧検査装置は、ボトル型缶１などの密封容器の蓋部をレーザー光で直線的にトレースして蓋部の形状に応じたデータを取得し、そのデータに基づいて蓋部の変位量およびその積算値を求めるとともに、打撃することによる蓋部の振動を前記データによって振動波形として求めるように構成されている。すなわち、レーザー式センサ１１で得られた１つのデータに基づいて、変位量による判定および振動による判定の２つの判定を行うことができる。そのため、本発明によれば、センサの数を少なくできるだけでなく、処理するべきデータの量が少なくなって、装置の全体としての構成を簡素化し、また低廉化することができる。特に、振動を音として検出する検出器と変位量を光学的に検出する検出器とを密封容器の搬送方向に並べて配置した構成の装置と比較した場合、この種の装置では、先行する検出器の検出結果を保持している状態で後続する検出器による検出を行う必要があるために、データの処理が極めて複雑になるのに対して、本発明に係る内圧検査装置では、センサで取得するデータは１つの密封容器について１つであるから、データ処理やそのための演算手段を簡素化できる。
【００４４】
なお、本発明は上述した具体例に限定されないのであって、密封容器は上述したボトル型缶１以外の缶詰容器や合成樹脂容器であってもよい。合成樹脂容器を検査対象とする場合には、電磁コイル１１に替えた打撃手段によって合成樹脂容器を振動させ、その振動をレーザー式センサによって検出すればよい。また、本発明の蓋部は、胴部の上端部もしくは下端部を密閉している上板または下板の部分であり、したがって本発明の蓋部は、胴部に巻き締めなどによって取り付けた蓋に限らず、２ピース缶のように胴部と一体化されている平板状などの底部を含む。
【符号の説明】
【００４５】
１…ボトル型缶、  ２…コンベヤ、  ５…底蓋、  ６…カール部、  ７…パネル部、  ８…環状溝、  １０…電磁コイル、  １１…レーザー式センサ、  １２…タイミングセンサ、  １３…コントローラ、  １４…入力部、  １５…積算部、  １６…波形算出部、  １７…判定部、  １８…判定部、  １９…総合判定部、  ２０…ドライバー、  Ｆ…搬送方向、  Ｓ…（レーザー光の）スポット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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