JP2006505787A - Ｘ線及びこれを用いた装置により、充填された容器を検査するための装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、充填された容器における、ガラスの破片の様な異物を検査するための装置に関する。上記装置は、搬送面上に於いて一つ一つの容器１０を連続して一列に搬送するための搬送ユニット１６と、Ｘ線２４を予め定められた方向に放射するためのＸ線源１８と、及び上記容器１０を横切った後のＸ線２４を記録するためのユニット２０，２２とからなる。Ｘ線源１８より放射されるＸ線２４の方向は、搬送面に対し１０°〜６０°の間で傾いている。２つのＸ線源１８が、搬送面の上下に夫々備えられ得る。Ｘ線源が上記態様で配置されていることから、Ｘ線の通過する経路は、容器底部の膨らみの最大勾配に対して凡そ接線方向となり、それ故上記装置は、充填された容器１０における異物を検査するのに特に好適なものとなっている。

Description

本発明は、充填された容器における、ガラスの破片の様な異物を検査するための装置であって、搬送面上に於いて一つ一つの容器を連続して一列に搬送するための搬送装置と、Ｘ線を予め定められた方向に放射するためのＸ線源と、及び上記容器を通過した後のＸ線を記録するための装置とを備えたものに関する。

例えば飲料ボトル内のフルーツジュースのように容器内に詰められた内容物の検査をＸ線を用いて行うことは、食品工業界に於いて良く知られた手法である。ここで、パックされた内容物よりも高い密度を持つ異物を検査する際、それらが容器の底に沈降することに起因して問題が生じる。多くの飲料ボトルのように凹形の底をもつ容器の場合、容器の底の膨らみの上の異物は容器の内側の縁にスライドする。ここで、Ｘ線は、縦方向の容器の壁だけではなく、容器の底をも突き抜けなければならず、さらに、容器底部の曲率が、凹形の容器底部が配置される表面に対して例えば１０°の角度をなしているせいで、容器材料の内部を長距離にわたって通らなければならず、それ故、これらの異物をＸ線を用いて認識することは困難であった。その上、異物による更なるＸ線の減衰が起こるので、比較的僅かな検出結果しか得ることが出来無い上、全く検出できない事態もしばしば発生した。他方では、容器底部の表面の凹凸が、異物と容易に勘違いされ得るという問題があった。

この問題を解決するべく、一方が搬送方向に４５°の角度をつけて配置され、他方が搬送方向と反対方向に４５°の角度をつけて配置され、結果的にこれらが互いに直角をなす２つのＸ線を用いて容器を検査するものが、ＥＰ−Ａ−０ ７９５ ７４６号より公知となっている。

また、検査のために容器を逆さまにして全ての異物を栓部分に沈下させ、そうしてから異物をＸ線を用いて確実に検査するものが、ＥＰ−Ａ−０ ９６１ １１４号より公知となっている。

さらに、容器を斜めに凡そ８０°傾けた上、これに対し垂直に向けたＸ線を適用することによって異物検査を行うものが、ＷＯ ０１／４４７９１号より公知となっている。
ＥＰ−Ａ−０ ７９５ ７４６号公報 ＥＰ−Ａ−０ ９６１ １１４号公報 ＷＯ ０１／４４７９１号公報

従って本発明は、充填された容器内にある異物を認識する信頼度を高めることを課題とする。

本発明によれば、そのような課題は、搬送面に対して１０°〜６０°の間の角度、好ましくは１５°〜４５°の間の角度、より好ましくは約３０°の角度傾けて配置されたＸ線源からＸ線が放射される、冒頭で挙げた様なタイプの装置で解決される。

好適なＸ線源としては、例えば５０〜１００ｋｅＶ、特に６０ｋｅＶのＸ線を発生させるものが挙げられる。

一般的に、凹形の容器の底部は、縁部に於いて凡そ１０°〜６０°の間の最大勾配を有している。Ｘ線源が前記の態様で配置されていることから、Ｘ線は−容器の底の最大勾配が一般的に容器の底の縁部にあるところ−容器の底の膨らみ部分に対し凡そ接線方向の経路を通る。これは、Ｘ線源を搬送面の上方及び下方に配置することにより実現される。

Ｘ線源が搬送面の上方に配置されていれば、Ｘ線の上側部分は、容器の底の、Ｘ線源から見て外方に向いた側の領域を通過し、容器の底の膨らみ部分に対し凡そ接線方向の経路を通過する。結果として、上記Ｘ線は容器材料の前及び後の壁だけを突き抜け、容器底部内を延長する道程を通過することはない。例えば、上記傾きが３０°の場合、縦方向の容器の壁内にある断面は、凡そ１５%増加するだけである。結果として、異物によって引き起こされる明度差のコントラストは、僅かな程度低下するだけである。

好ましい同様の条件が、容器の底の、Ｘ線源に面した側の内縁部の領域にも適用される。ここで、容器の底部が例えば３０°の角度で立ち上がっていれば、Ｘ線は容器底部に対し６０°の角度で通過し、それゆえ、直角に入射する場合に比べて凡そ１５％だけしか通過距離が伸びないという結果が得られる。

Ｘ線は、搬送面に対して３０°の角度をなして下方より容器底部に向かうものともされ得る。Ｘ線源に面した側の領域では、Ｘ線は、容器の底の膨らみ部分に対し凡そ接線方向の経路を通過する。又Ｘ線は、Ｘ線が通過する容器の底の内縁部の、Ｘ線源から見て外方に向いた側の領域の縁部も通過しており、このとき、上で選ばれたケースでは、容器の底部に対して凡そ６０°の角度をなしている。

いずれの場合であっても、Ｘ線は、搬送方向に対して直角に配設されることが好ましい。

発明を実施するための形態

本発明の特に好適な一態様によれば、容器は、一方が容器の底の上方から、他方が容器の底の下方からの２つのＸ線を用いて検査される。双方のＸ線源は、好ましくは搬送装置の同一の側に配置される。２つのＸ線が容器の底に向かう角度は、同一又は異なるものとされ得る。好ましくは、これらの角度は凡そ３０°とされる。更なるＸ線源を用いることも可能であり、例えば第３のＸ線源を、搬送面と平行に、或いは第１及び第２のＸ線源とは異なる角度で容器の底に向かう様方向付けて備えても良い。搬送方向に対するＸ線の角度を異なるものとしても良い。

Ｘ線を記録するための装置は、線源からＸ線が出る向きに関して反対向けに配置されている。この装置は、Ｘ線検出器のライン又は２次元領域となり得る。Ｘ線検出器は、シンチレーション結晶をもつフォトダイオードとされ得る。一方、記録装置は、好ましくは後段にＣＣＤカメラを備えたＸ線画像増倍器又はＸ線画像変換器とされる。このようなエリアセンサを使用することで、必要な露光時間を最小限にする事が出来、製品や環境の被曝量を減らすことが出来る。

Ｘ線を記録及びその情報項目を評価するための装置が、夫々のＸ線源に対して割り当てられる。個々の記録装置により与えられる情報を比較することによって、欠陥の３次元位置の特定を行うことが可能になり、その結果、異物を容器の壁の材料中の欠陥より識別することが出来るようになる。

２つのＸ線を用いる場合、これらの画像は、好ましくはエリアセンサ上で対にされる。ここで、Ｘ線の広がり角、搬送装置の一方側とＸ線源との間の距離、及び搬送装置の他方側とエリアセンサとの間の距離は、互いに整合がとられる。これにより、下方より来るＸ線により生成される画像はエリアセンサの上半面中に現れる一方、上方より来るＸ線により生成される画像はエリアセンサの下半面中に現れる。一方の画像中に浮かび出る欠陥は、視認することが出来るほか、さらに、他方の画像中に於いても確認される。

搬送装置は通例、プラスチック製のチェーンリンクをもつリンクチェーンコンベアとされ得る。このチェーンリンクがＸ線画像上に影響を与える様であれば、ベルトコンベアを使用することも可能である。このベルトコンベアは、横方向に連動する２本のベルトで容器が搬送されるものである。このような搬送装置は、ＥＰ−Ａ−０ １２４ １６４より公知である。尚、容器の底は支持されていない。搬送面は、容器の底により規定される。好ましくは、搬送面は水平状態にある。尚、ベルトコンベアを用いる場合には、搬送面を傾けることも可能である。

本発明の主題は又、前記の装置を使用して、充填された容器、特に凹形の底を持つガラス製ボトルにおける異物の検査を行うことにある。Ｘ線及びＸ線源が前記の態様で好適に位置付けられていることより、容器の底の最大勾配のポイントにおいて、Ｘ線は、容器の底の膨らみ部分に対し凡そ接線方向の経路を通過する。

以下、図面を参照しながら、本発明の一実施例につき説明する。

以下の実施例では、容器はいずれもガラス製の飲料ボトル１０であり、その下側領域は、円筒形の壁１２と、凹形のボトル底部１４とを有している。ボトル１０は、搬送装置１６上を垂直に立てた状態で搬送される。搬送装置１６は通例、リンクチェーンコンベアとされる。６０ｋｅＶのＸ線源が、搬送装置１６の一方側の隣に、間隔を空けて配置される。搬送装置１６の他方側には、Ｘ線を記録するための装置が配置される。この装置は、Ｘ線画像変換器２０の形態のエリアセンサとされる。このＸ線画像変換器２０で生成された画像は、ＣＣＤカメラ２２により記録される。

搬送装置１６の上面は、搬送面を規定している。図１に示す実施例では、Ｘ線は、上方より、３０°の角度傾いて搬送面に向かっている。Ｘ線源１８と搬送装置１６との間の距離は凡そ３０ｃｍであり、又Ｘ線は１５°の広がり角を有している。その結果、凡そ７ｃｍの直径をもつボトルの底部全体は、Ｘ線が及ぶ範囲内に位置している。Ｘ線画像変換器２０は、可能な限り距離を詰めて、搬送装置１６に隣接して配置される。このＸ線画像変換器２０は、少なくともボトルの底部１４を突き抜けてきたＸ線２４の領域をカバーしている。

図１中に表わされた一実施例では、例えばガラス破片のような異物２６が、ボトルの底１４の内縁部の、Ｘ線源１８から見て外方を向いた側にある。異物２６は、Ｘ線を吸収又は散乱し、Ｘ線画像変換器２０上ではダークスポット３２として認識され得る。異物２６にぶつかるＸ線のすぐ近くのＸ線は、ボトル１０の前後の壁１２を、凡そ６０°の角度で突き抜ける。上記記載は、ボトル底部１４の縁部の膨らみに対して凡そ接線方向に沿った経路近傍を通るＸ線にも適用される。一方では、ボトルの底部１４内部を比較的長距離ずっと通過するような状態にあって、著しく減衰するＸ線は、ボトルの底部１４の上面又は下面の凹凸に対しては特に顕著な影響を及ぼす。異物２６を取り巻く近傍のＸ線は、極く均一に減衰し、その結果、異物２６はＸ線画像変換器２０上に於ける明確な明度のコントラストを通じて認識され得る。

図２に示す実施例では、Ｘ線源は搬送面の下方に配置され、Ｘ線は、下方より、３０°の角度に方向付けられて搬送面に向けられている。この場合に於いても、図１に示すのと同様の異物２６が、その周りを背景にくっきりと現れている。異物２６にぶつかるＸ線を取り巻く領域に於けるＸ線に結果として生じる角度は、ボトルの底部１４に向かっては凡そ３０°プラスであり、ボトルの底部１４の縁部の勾配に向かっても、一般的に凡そ３０°である。ここで、ボトル１０の厚み中にある凹凸は、僅かな影響しか及ぼさない。図２に示す実施例のＸ線画像変換器２０及びＣＣＤカメラ２２に関しては、図１のものと対応している。

図３及び図４に示す実施例では、２つのＸ線源が備えられ、第１のＸ線源１８より放射されるＸ線２４は、上方より、３０°の角度に方向付けられて搬送面に向けられている。一方、第２のＸ線源１８は、搬送面の下方に配置され、これより放射されるＸ線２４は、下方より、３０°の角度に方向付けられて搬送面に向けられている。Ｘ線源１８と搬送装置との間の距離、放射されるＸ線２４の広がり角、Ｘ線画像変換器２０の寸法、及び搬送装置１６からＸ線画像変換器２０迄の距離が適宜選ばれていることから、第１のＸ線２４により生成される画像はＸ線画像変換器２０の下半面中に現れ、第２のＸ線２４により生成される画像３０はＸ線画像変換器２０の上半面中に現れる。図１及び図２同様に配置された異物２６は、明度が低下したスポット３２を第１の画像２８及び第２の画像３０の双方中に生成する。双方の画像は単一のＣＣＤカメラ２２を用いて撮像される。異物２６の正確な空間位置は通例、２つのスポット３２の位置から、画像処理方法を用いて確定される。この位置がボトル１０の壁１２の外側にあれば、それは ボトル１０内側にある異物２６ではなく、例えば壁１２の外側にある盛り上がった場所であると結論付けられ得る。その結果、ボトル１０の不良品は無くなる。

異物２６が、ボトルの底１４の、Ｘ線源１８から見て外方を向いた側ではなく、ボトルの底１４に面する側にある場合には、図１と図２の実施例中に於ける、Ｘ線２４の、容器の底１４の膨らみ及び容器の壁１２への経路に関する条件は入れ換えられることとなる。

Ｘ線画像変換器２０上における、異物２６により引き起こされ、明度の低下したスポット３２のコントラストの鮮鋭さ及び認識の正確さに関しては、第１の画像２８については図１に係る実施例と同一の条件が得られ、第２の画像３０の場合は図２に係る実施例と同一の条件が得られる。異物２６が、ボトルの底１４の、Ｘ線源１８に面した側にある場合には、上記の条件はやはり入れ換えられる。

Ｘ線が搬送面に対して３０°の角度をなして上方より放射される一実施例を示す図である。 Ｘ線が搬送面に対して３０°の角度をなして下方より放射される一実施例を示す図である。 Ｘ線を２つ持つ一実施例の、搬送方向を見た図である。 図３に示す一実施例の、側面を見た図である。

符号の説明

１０ ボトル
１２ 壁
１４ ボトル底部
１６ 搬送装置
１８ Ｘ線源
２０ Ｘ線画像変換器
２２ ＣＣＤカメラ
２４ Ｘ線
２６ 異物
２８ 第１の画像
３０ 第２の画像
３２ スポット

Claims (7)

1. 充填された容器（１０）における、ガラスの破片の様な異物（２６）を検査するための装置であって、
   搬送面上に於いて一つ一つの前記容器（１０）を連続して一列に搬送するための搬送装置（１６）と、
   Ｘ線（２４）を予め定められた方向に放射するためのＸ線源（１８）と、及び
   前記容器（１０）を通過した後の前記Ｘ線（２４）を記録するための装置（２０，２２）とを備え、
   前記Ｘ線源（１８）より放射される前記Ｘ線（２４）の向きが前記搬送面に対し１０°〜６０°の間傾いていることを特徴とする検査装置。
2. ２つのＸ線源（１８）が備えられ、
   第１のＸ線源が搬送面の上方に配置され、かつ、そのＸ線が上方から搬送面に向けられており、さらに、
   第２のＸ線源が搬送面の下方に配置され、かつ、そのＸ線が下方から搬送面に向けられていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記容器（１０）を通過した後の前記Ｘ線（２４）を記録するための装置（２０，２２）が、各Ｘ線源（１８）に対して割り当てられ、さらに、前記記録装置（２０，２２）により記録された前記Ｘ線が、評価装置内で互いに比較されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記２つのＸ線源からのＸ線が互いに、前記Ｘ線（２４）を記録するための装置（２０）の別の領域に達することを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記Ｘ線（２４）を記録するための装置が、後段にＣＣＤカメラ（２２）を備えたＸ線画像変換器（２０）であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の装置を使用して、充填された容器（１０）における異物の検査を行うことを特徴とする方法。
7. 前記Ｘ線源及び前記Ｘ線の配置態様に応じて、前記Ｘ線が、容器底部の膨らみの最大勾配に対して凡そ接線方向の経路を通過することを特徴とする請求項６に記載の方法。

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