(57)【要約】【課題】内面塗装された缶の内面状態を検査するにあたり、従来の検査方法では検出しにくかった塗装欠陥や内面の変化状況を検出可能として内面検査の精度向上を図る。【解決手段】缶１の内面に施された塗装によって形成された塗膜が乾燥する前に、缶１の内面をカメラ３２によって撮像して缶内面の画像データを得、この画像データに基づいて缶１の内面状態を判断する。塗装後の缶１の内面状態が正常である正常画像データを、濃淡差を表す階調数値に変換して予め保有しておき、この正常数値と、カメラ３２によって得られた検査画像データに基づく数値とを比較して差異を見、その差異が所定範囲内である場合には良品、所定範囲外の場合には不良品と判別する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗装が施された後の缶の内面状態を検査する缶の内面検査方法であって、
缶の内面に施された塗装によって形成された塗膜が乾燥する前に、缶の内面を撮像手段によって撮像して缶内面の画像データを得、この画像データに基づいて缶の内面状態を判断することを特徴とする缶の内面検査方法。
【請求項２】
塗装後の缶の内面状態が正常である正常画像データを予め保有しておき、この正常画像データと、前記撮像手段によって得られた検査画像データとを比較して両データの差異を知見し、その差異が所定範囲内である場合には良品、所定範囲外の場合には不良品と判断することを特徴とする請求項１に記載の缶の内面検査方法。
【請求項３】
前記画像データは、画像の濃淡を数値化したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の缶の内面検査方法。
【請求項４】
前記缶は円筒状で軸線方向一端側が開口しており、前記撮像手段は、光軸を缶の軸心に一致させた状態で、一端側の開口から缶の内面を撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の缶の内面検査方法。
【請求項５】
前記缶の内面を、底部から前記開口に向かう軸線方向に、底部領域、中間領域、及び上部領域の３つの領域に分け、これら領域ごとに、前記撮像手段によって得られた画像データを処理することを特徴とする請求項４に記載の缶の内面検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水、ジュース、酒類等の飲料食品が封入される缶の内面検査方法に係り、特に、缶の内面に塗装を施した後にその内面の塗装の状態を検査する缶の内面検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の缶は、底部を有する円筒状の缶胴の開口を缶蓋で閉塞する構成であり、アルミニウム合金やスチール等が一般的な材質である。缶の製造プロセスにおいては、缶胴の内面を保護したり封入物の変化を防止したりする目的で、その内面に塗装を施している。内面塗装の塗料としては、熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂等の合成樹脂製塗料が用いられ、エナメルはその代表例である。内面塗装後は、内面に塗装が確実に施されたか否か、あるいは塗装にいわゆる異物や塗りムラの不具合が生じていない健全な状態であるかを確認し、塗装状態によっては不良品とみなす内面検査が行われている。
【０００３】
従来の缶の内面検査方法は、缶に流した電流測定値から塗装欠陥等の変化状況を検出するエナメルレータ法と呼ばれる方法（特許文献１）や、光電センサを用いる方法（特許文献２）があった。しかしながらこれらの方法では、１個の缶に対する検査時間が長くかかるため、流れ作業で大量の缶を製造する設備においては、例えば１００個に１個といった割合で缶を抽出して検査する抜き取り検査の形態が採られている。また、缶の内面をカメラで撮像して得られた画像データから塗装状態を判断する方法も開発されており（特許文献３）、この方法では抜き取り検査ではなく全数検査が可能とされている。
【特許文献１】特開２００３−１４６７９号公報
【特許文献２】特開平６−１３４３６４号公報
【特許文献３】特開２００５−３１５６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記各文献等に記載される従来の缶の内面検査は、いずれの場合も内面塗装の塗膜を乾燥させた後に行われている。ところが塗装欠陥の種類によっては、従来方法では明確に検出できない、あるいは検出に手間と時間が要するものがあった。さらに、そのような内面塗装の変化状況はたとえ許容範囲内にあり欠陥とは言えないまでも把握しておくべき場合がある。
【０００５】
よって本発明は、内面塗装された缶の内面状態を検査するにあたり、従来方法では検出しにくかった塗装欠陥や内面の変化状況も確実かつ迅速に検出することができ、結果として内面検査の精度向上が図られる缶の内面検査方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、塗装が施された後の缶の内面状態を検査する缶の内面検査方法であって、缶の内面に施された塗装によって形成された塗膜が乾燥する前に、缶の内面を撮像手段によって撮像して缶内面の画像データを得、この画像データに基づいて缶の内面状態を判断することを特徴としている。
【０００７】
すなわち本発明は、塗装が施された後であって、塗膜が未だ乾燥しておらず、その塗膜が濡れていて湿潤状態が保持されている段階において所定の方法で検査を施すことにより優れた検出精度が得られるとの知見に基づいてなされたものである。検査は、撮像手段で缶内面を撮像して得た画像データに基づいて行う。したがって、乾燥後では判り難かった塗装欠陥や内面の変化状況を高精度で把握することができる。また、撮像手段による内面検査は、製造ラインの途中において検査結果の判断（検査の合否）を含めて１つ１つの缶に対し短時間で行うことを可能とするものであるから、大量生産の設備であっても全数検査が可能である。
【０００８】
本発明の撮像手段による内面検査の具体的方法としては、塗装後の缶の内面状態が正常である正常画像データを予め保有しておき、この正常画像データと、撮像した缶内面の検査画像データとを比較して両データの差異を知見し、その差異が所定範囲内である場合には良品、所定範囲外の場合には不良品というような製品の合否判断を行う形態が挙げられる。
【０００９】
上記画像データとしては、画像の濃淡を数値化したものが挙げられる。この場合、濃淡差が２５６階調で表示される数値が好適に用いられ、その場合には、正常な塗装の階調に対し検査した缶の内面の階調が同じであるか、または許容範囲内であるかといった判断で検査がなされる。また、本発明での検査対象の缶は、円筒状で軸線方向一端側が開口した上記缶胴であり、この場合には、撮像手段は光軸を缶の軸心に一致させた状態で、一端側の開口から缶の内面を撮像する形態で用いられる。なお、このように画像の濃淡を判断材料とする場合には、塗料は透明ではなく色を有するものが用いられる。
【００１０】
このようにして缶の内面を撮像する場合、缶の内面は塗膜厚に応じた濃淡差が一定であっても、光の反射量すなわち撮像手段の受光量が撮像手段の光軸に対する角度によって異なってくる。つまり、撮像手段で撮像した画像は、缶の内面に濃淡差がなくても光の反射量に応じた濃淡差があるものになる。具体的には、光の反射量は撮像手段の光軸にほぼ直交する底部からのものが最も多く、したがって底部は最も濃さが低い。また、缶の内壁面は底部側から開口側に向かうにしたがって光軸に対する傾斜角度が大きくなっていき、これに比例して光の反射量が少なくなっていき濃さが増していく。撮像手段による検査は、このような缶の内面の場所に応じた光の反射量の違いに応じて適正になされなければならず、そのため本発明は、缶の内面を、底部から前記開口に向かう軸線方向に、底部領域、中間領域、及び上部領域の３つの領域に分け、これら領域ごとに、撮像手段によって得られた画像データを処理することを好ましい形態としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、内面塗装された缶の内面状態を検査するにあたり、乾燥後では検出しにくかった塗装欠陥や内面の変化状況も検出することができ、結果として内面検査の精度向上が図られるといった効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
＜１＞缶の内面検査ライン
図１は缶（缶胴であるが、以下、缶と称する）１の製造ラインの一部であって、内面検査工程に係る工程部分を示している。図１でのライン最上流部には、上下３連型のターレットインデックス機構１０が配備されている。この機構１０は、上下方向に組み込まれた３つのターレット１１，１２，１３で構成されている。各ターレット１１〜１３は、水平な回転軸回りに、図中の矢印方向に供回り状態で回転する。
【００１３】
各ターレット１１〜１３の外周部には、それぞれ、各缶１を水平に保持する複数のポケット１１ａ，１２ａ，１３ａが周方向に等間隔をおいて設けられている。ターレット機構１０の上側のターレット１１の、回転するに伴って最上部に至るポケット１１ａには、外面にプリントが施され、かつこれから内面に塗装が施される缶１が、次々と搬入され、保持される。上側ターレット１１のポケット１１ａに保持された缶１は、旋回搬送されて中間ターレット１２のポケット１２ａに受け渡され、中間ターレット１２による旋回搬送の途中の図１中矢印Ｐで示す位置で、内面に塗装が施される。内面塗装はスプレーガンによる塗料噴射によって行われる。内面塗装には、この場合、乾燥が比較的遅いエナメル等の合成樹脂製塗料が用いられる。またこの場合、塗料は透明ではなく色を有するものが用いられる。内面塗装された缶１は、中間ターレット１２から下側ターレット１３のポケット１３ａに受け渡される。
【００１４】
下側ターレット１３に保持された各缶１は、旋回搬送されて、垂直方向に延びる下降搬送路２１に受け渡され、下降搬送路２１を下降させられる。さらに缶１は下降搬送路２１からベルトコンベヤ式の水平搬送路２２に移され、水平搬送路２２を図１中左から右に搬送される。次いで各缶１は垂直方向に延びる上昇搬送路２３に移され、上昇搬送路２３を上昇させられる。この上昇搬送路２３の途中に、内面検査装置３０が配されている。
【００１５】
缶１は、内面検査装置３０による内面の検査を受けた後、該検査の合格品が引き続き上昇搬送路２３を上昇させられ、図示せぬオーブン装置に搬入されて内面の塗装の乾燥処理がなされる。また、内面検査装置３０による検査が不合格と判定された缶は、検査後に、排出機構４０によって上昇搬送路２３より排出される。図１における各缶１は、軸回りに回転はするものの搬送中においては一貫して横向きの姿勢、すなわち自身の軸線が水平となるよう搬送される。
【００１６】
＜２＞内面検査装置
前記内面検査装置３０は、図１に一部拡大して示すように、照明３１、カメラ（撮像手段）３２および制御部３３を備えて構成されている。照明３１は、缶１の内面を照明するために缶１の開口側に配された例えばリング状のもので、ＬＥＤ等が好適に用いられる。カメラ３２は照明３１で照明された缶１の内面を撮像するもので、缶１の開口側に照明３１を挟んだ位置に配されている。カメラ３２はＣＣＤ等の素子を有するものなどが用いられ、光軸が缶１の軸心に一致して缶１の開口から缶１の内面を撮像するようにセットされている。
【００１７】
上記内面塗装位置Ｐから内面検査装置３０までの缶１の搬送時間は、概ね２０秒前後、遅くとも３０秒程度とされ、これは、内面に塗装された塗膜が乾燥に至らず、未だ十分に濡れている状態が確保される時間である。缶１の内面は、塗膜が未乾燥の状態で、内面検査装置３０により次のように検査される。
【００１８】
＜３＞内面検査方法  
上述のように、内面塗装位置Ｐにて内面塗装され、その塗膜が未乾燥のまま、すなわち濡れた状態で内面塗装装置３０に至ると、図２に示すように、照明３１で照明された缶１の内面をカメラ３２で撮像する。缶１の搬送は、カメラ３２による内面の撮像時だけ瞬間的に停止する。カメラ３２で撮像された缶１の内面の画像データは制御部３３（図１）に供給される。
【００１９】
制御部３３は供給された画像データに基づき、そのデータを、濃淡差を示す２５６階調の数値（濃度：Ｘ／２５６で表される）に変換する。制御部３３は塗装された缶内面の、塗膜が未乾燥状態での正常な内面状態の数値を保有しており、制御部３３はその正常値と検査値とを比較する。
【００２０】
そして制御部３３は、正常値と検査値とが一致するか、または予め設定された許容範囲内であるか否かを判定し、一致するか、あるいは予め定められた許容範囲内の場合には、内面状態は良好と判断し、缶をそのまま正規の搬送路である上昇搬送路２３をさらに上昇させる。一方、検査値が正常値に対し許容範囲を逸脱していた場合（異常値）には内面に欠陥や何らかの変化がある不良品と判断し、排出機構４０に作動信号を送る。これにより不良品と判断された缶は、内面検査装置３０を通過した直後に排出機構４０によって上昇搬送路２３から排出される。
【００２１】
ところで、缶１の内面が正常に塗装された場合であっても、カメラによって撮像される塗装内面の画像の濃淡は、缶内面の部位からの反射量（カメラ３２の受光量）によって異なり、特に、底部と内側面とでは大幅に異なる。そこでこの場合には、図２に示すように、缶１の底部から開口に向かう軸線方向に沿って缶の内面を底部領域１Ａ、中間領域１Ｂ、上部領域１Ｃの３つの領域に分け、これら領域ごとに、カメラ３２が撮像した画像データを分けて処理する。図２の上の図に示すように、底部領域１Ａ、中間領域１Ｂ、上部領域１Ｃの濃度は同心状に区画される。
【００２２】
図２の下の図には、缶の内面の底部領域１Ａ、中間領域１Ｂ、上部領域１Ｃから反射してカメラ３２に入射する光の角度をそれぞれ点線矢印で表している。図２に示す缶１の内面は正常に塗装されて欠陥のないものであり、各領域１Ａ，１Ｂ，１Ｃの濃度は正常値を示している。これら正常値は、制御部３３が記憶して保有している。ちなみにこの場合の正常値は、底部領域１Ａ：１５０／２５６、中間領域１Ｂ：１２０／２５６、上部領域１Ｃ：１００／２５６とされている｛数値が大きいほど薄い（＝明るい）｝。
【００２３】
また、制御部３３は、底部領域１Ａ、中間領域１Ｂ、上部領域１Ｃの領域を、それぞれ周方向にも多数分割し、各分割領域の濃度を判断している。これによって各領域１Ａ，１Ｂ，１Ｃにおいては局部的な内面の変化状況も把握され、周方向の濃度差が許容範囲を逸脱していると、やはりその缶は排出されるようになっている。これにより、いわゆる異物や塗りムラと言った、極めて局所的な不具合も高精度に検出することができる。
【００２４】
＜４＞不良品の類型
図３（ａ）〜図３（ｃ）には、缶１の内面塗装に不備があるものの例をそれぞれ示しており、いずれも検査値に異常値を含む不良品と判断される。図３（ａ）の缶１は内面が全く塗装されずに材質の生地が内面全面に露出している。この場合の検査値は、底部領域１Ａ：２００／２５６、中間領域１Ｂ：１８０／２５６、上部領域１Ｃ：１５０／２５６でいずれも異常値である。図３（ｂ）の缶１は上部領域１Ｃのも正常に塗装されたが中間領域１Ｂおよび底部領域１Ａが薄く塗装されたもので、この場合の検査値は、底部領域１Ａ：１８０／２５６（異常値）、中間領域１Ｂ：１５０／２５６（異常値）、上部領域１Ｃ：１００／２５６（正常値）である。図３（ｃ）の缶１は底部領域１Ａおよび中間領域１Ｂが正常に塗装されたが上部領域１Ｃが全く塗装されなかったもので、この場合の検査値は、底部領域１Ａ：１５０／２５６（正常値）、中間領域１Ｂ：１２０／２５６（正常値）、上部領域１Ｃ：１５０／２５６である。
【００２５】
以上のようにして、内面塗装後の缶１の内面は、製造ラインの途中において内面検査装置３０により１個ずつ全数が検査される。本実施形態によれば、缶の内面検査は、塗装が施された直後であって塗膜が未だ乾燥しておらず、その塗膜が濡れていて湿潤状態が保持されている段階でカメラ３２で缶内面を撮像し、その際の画像データに基づき缶内面を検査するものである。
【００２６】
したがって、乾燥後では判り難かった塗装欠陥や内面の変化状況を高精度で把握することができる。特に本発明は、上記したように、缶内面の状態を、その塗膜が乾燥する前にカメラ３２にて撮像し、画像データに基づいて判断するものである。これにより、塗料乾燥後には検出できない、あるいは検出が難しかった欠陥までをも確実かつ迅速に検出することが実現されている。また、カメラ３２による内面検査は、製造ラインの途中において検査の合否を含めて１つ１つの缶に対し短時間で行うことができる。したがって大量生産の設備であっても全数検査が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係る内面検査方法が適用された缶製造ラインを概略的に描いた図である。
【図２】一実施形態に係る内面検査方法を示す図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、缶の内面塗装の欠陥の類型と、各欠陥に対する測定数値の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…缶
１Ａ…底部領域
１Ｂ…中間領域
１Ｃ…上部領域
３０…内面検査装置
３１…照明
３２…カメラ（撮像手段）
３３…制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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