缶巻締め部の検査

专利摘要:
缶巻締め部（２２０）の完全性を判定する方法であって、該方法は、缶巻締め部（２２０）をＸ線源（２０５）及びＸ線検出器（２１０）の間に配置するステップと、缶巻締め部（２２０）のオーバラップ領域（ＯＬ）をＸ線源（２０５）からの放射線に晒すステップと、缶巻締め部（２２０）の一連の周方向区間にわたって検出器（２１０）によって取得された放射線強度測定値（５０５，５１０，５１５）のバラツキの程度から、オーバラップ領域（ＯＬ）の完全性の指標を決定するステップとを含んでいる。
公开号:JP2011510316A
申请号:JP2010543557
申请日:2009-01-20
公开日:2011-03-31
发明作者:ザントハウス，ヨハネス・アルベルトゥス
申请人:グロースヨハン，アレクシス；グロースヨハン，ハインツ；
IPC主号:G01N23-04

专利说明:

[0001] 本発明は、放射線の透過を解析することによる缶巻締め部の検査に関し、特に、缶巻締め部の完全性を評価する方法に関する。]
背景技術

[0002] 缶、例えば、食品を包装するのに用いられる缶は、十分かつ均一な密封を必要としている。典型的には、缶は、３つの部分、すなわち、蓋板、底円形カバー板、及び円筒状の本体部分から成る形態となっている。本体部分に対する蓋板及び底板の密封は、板及び本体のそれぞれの縁部が（理想的には）気密シールを形成するように互いに折り曲げられている二重巻締め部によって、達成することができる。このような二重巻締め部は、図１にその断面が概略的に示されている。巻締め幅ＳＷを有する缶巻締め部１００は、蓋板（又は底板）１０３の縁部を本体部分１０２の縁部の周りに折り曲げることによって、形成されている。本体部分は、本体フックＢＨを形成するように折り曲げられ、カバー板は、カバーフックＣＨを形成するように折り曲げられている。缶巻締め部１００は、全外幅Ｗを有するように形成されている。縁部が重ねられることによって、オーバラップ領域ＯＬが画成されている。上側隙間ＵＣ及び下側隙間ＬＣが、オーバラップ領域ＯＬの幅によって画成されている。典型的には、オーバラップ領域ＯＬが、缶の密封特性を決定することになる。もしオーバラップ領域ＯＬが製造上の欠陥による多くの理由から十分に形成されていない場合、缶巻締め部の密封特性が、損なわれることがある。その結果、該缶内の製品は、腐敗の危険に晒される可能性がある。] 図１
[0003] 缶巻締め部の完全性は、極めて重要なので、この完全性を評価する検査方法が、すでに開発されている。従来の評価方法は、巻締め部の断面の目視観察によるものである。この方法は、典型的には、図１に示されているのと同様の外観を有する断面を得ることを含むことになるであろう。このような方法によれば、例えば、オーバラップの程度、すなわち、オーバラップ領域ＯＬの長さを決定することができる。代替的な方法として、缶巻締め部の外周に沿ったオーバラップ領域ＯＬの密封の程度を見出すことを意図して、巻締め部をカバー板と平行の面に沿って切断することが挙げられる。しかし、これらの従来の方法は、時間が掛かり、缶巻締め部の破壊を必要とし、鋭利な切刃によってオペレータに危険が及ぶことがあり、かつ缶巻締め部の完全性を確実かつ自動的に評価することができない。また、このような破壊方法は、必然的に、例えば、内部応力の除去によって、試料の準備中に巻締め部自体の状態を変化させることになるので、評価がなされる前に、巻締め部の状態の正確な映像をもたらさないこともある。] 図１
[0004] このため、缶巻締め部の完全性を評価する非破壊方法が、開発されてきている。このような１つの方法が、特許文献１に開示されている。この特許文献は、缶巻締め部のＸ線解析を用いる検査方法を記載している。缶巻締め部の幅を横切って透過した放射線強度のバラツキを測定することによってオーバラップ領域の長さを決定するために、Ｘ線ビームが缶巻締め部を横切って放射されている。開示されている代替的な方法では、Ｘ線ビームが缶巻締め部を接線方向に横切って照射され、解析によって得られた画像が処理され、これによって、缶巻締め部の断面図が得られるようになっている。これらの方法は、いずれも、オーバラップ領域、特に、図１に示されているオーバラップ領域ＯＬの幅の解析によって、巻締め部の品質を判定することを意図している。缶をＸ線ビームに対して相対的に回転させ、一連の画像を取得することによって、缶巻締め部の全体の測定を行うことができる] 図１
[0005] 特許文献２は、Ｘ線解析によって缶巻締め部の完全性を判定するさらに他の方法を開示している。ここでは、缶の多層間の空間の大きさの測定値が、Ｘ線ビームを缶を横切って走査することによって、得られている。強度分布曲線が得られ、この曲線から、缶の寸法が決められるようになっている。]
[0006] 手動の破壊方法又は非破壊Ｘ線解析方法のいずれかによって缶巻締め部の完全性を判定するこれまでの解決策は、いくつかの欠点を有している。このような１つの著しい欠点は、これらの方法が缶巻締め部の全体の完全性を判定することが困難である点にある。もし十分な幅のオーバラップ領域が巻締め部の周りに存在している場合、巻締め部の完全性は、主に、オーバラップ領域ＯＬにおける本体部分１０２とカバー板１０３との間の接触の均一性によって決定されることになる。例えば、図１に示されている断面図又は缶巻締め部の幅を通る平面図は、オーバラップ領域ＯＬの幅の指標をもたらすことができるが、本体部分１０２とカバー板１０３との間の接触がいかに缶巻締め部の周囲に沿って均一であるかを示すことができない。「自由空間（free space）」という用語は、オーバラップ領域ＯＬにおける本体部分１０２とカバー板１０３との間に密着が存在していない部分の大きさを記述するために、製缶業界において、従来から用いられている。自由空間の量が大きくなると、最終的に、缶巻締め部の欠損をもたらすことになる。現在、自由空間は、例えば、巻締め部を横切る方向に測定すること、例えば、缶巻締め部の幅ＳＷを決定すること、次いで、金属シート材料の既知の厚みを差し引くことによってしか、評価することしかできない。しかし、これは、正確ではない。従って、自由空間を測定する改良された方法が必要とされている。] 図１
先行技術

[0007] 英国特許第２２１５８３４号明細書
米国特許第６９５３９３３号明細書]
発明が解決しようとする課題

[0008] 本発明の目的は、１つ又は複数の上述の問題に対処することにある。]
課題を解決するための手段

[0009] 第１の態様では、本発明は、缶巻締め部の完全性を判定する方法において、
缶巻締め部をＸ線源及びＸ線検出器の間に配置するステップと、
缶巻締め部のオーバラップ領域をＸ線源からの放射線に晒すステップと、
缶巻締め部の一連の周方向区間にわたって検出器によって取得された放射線強度測定値のバラツキの程度から、オーバラップ領域の完全性の指標を決定するステップとを含む方法を提供する。]
[0010] 第２の態様では、本発明は、缶巻締め部の完全性を判定する装置において、
Ｘ線源と、
Ｘ線検出器と、
缶巻締め部を有する缶を、缶巻締め部のオーバラップ領域をＸ線源からの放射線に晒すために、Ｘ線源及びＸ線検出器の間に配置するように構成された測定プラットホームと、
Ｘ線検出器からの測定値を受信し、Ｘ線源及び測定プラットホームの作動を制御するように構成されたコンピュータ機器と、
を備えており、
コンピュータ機器が、缶巻締め部の一連の周方向区間にわたって検出器によって取得された放射線強度測定値のバラツキの程度からオーバラップ領域の完全性の指標を決定するように構成されている、装置を提供する。]
[0011] 第３の態様では、本発明は、上述のプログラムがコンピュータに実装されたとき、第１の態様の発明の手順をコンピュータに実行させるように構成されたコンピュータプログラムコード手段を有するコンピュータ読取可能媒体を備えているコンピュータプログラムプロダクトを提供する。]
[0012] 以下、例を挙げ、添付の図面を参照して、本発明を説明する。]
図面の簡単な説明

[0013] 缶巻締め部の略側断面図である。
缶巻締め部の完全性を測定するように配置された装置の略上面図である。
缶巻締め部のオーバラップ領域の略上断面図である。
十分に密封された缶巻締め部の解析の例示的な結果を示す図である。
十分に密封されていない缶巻締め部の解析の例示的な結果を示す図である。
（ａ）及び（ｂ）は、代替的な測定配列のそれぞれによって生じる缶巻締め部の照射部分の差を概略的に示す図である。
缶巻締め部の例示的なＸ線透過画像を示す図である。
（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、画像処理の程度がそれぞれ異なっている缶の巻締め部分を横断して取得された例示的な画像を示す図である。
完全性の程度がそれぞれ異なっている缶巻締め部を横断して取得されたＸ線測定データから得られた皺振幅の大きさを示す図である。]
実施例

[0014] 図１については、引用文献に関連してすでに述べた通りである。] 図１
[0015] 図２は、本発明による方法を実施するように配置された装置２００の概略図である。Ｘ線源２０５及びＸ線検出器２１０は、測定プラットホーム上における缶２１５の一方の側に配置されている。なお、缶は、解析される缶巻締め部２２０を説明するために、断面で示されている。図示されている缶２１５は、円形の断面を有している。他の断面形状が、本発明の範囲から逸脱することなく、解析されてもよい。図２は、Ｘ線源又はＸ線スポット２０５が缶巻締め部２２０の外周２５０の外側に配置されているＸ線配列を強調して示している。図６（ａ）及び図６（ｂ）に関連して以下に述べるように、Ｘ線スポット２０５が缶巻締め部２２０の外周２５０の内側に配置されている代替的な配列も可能である。] 図２
[0016] Ｘ線源２０５から放射されたビーム２２５は、Ｘ線源２０５と検出器２１０との間に延び、缶巻締め部２２０を貫通する。ビーム２２５は、該ビーム２２５を缶のカバー板の平面に対して傾斜させることによって、１つ又は２つの領域２３０，２３５において、缶巻締め部２２０を貫通するように配向させることができることを理解されたい。Ｘ線源２０５及び検出器２１０の配置は、好ましくは、ビーム２２５が缶巻締め部２２０の領域２３０，２３５の１つのみを貫通するように、傾斜しているとよい。どの領域を選択するかは、缶巻締め部のどの程度の部分を一回の測定によって解析するかを決定付けるビームの幅及び検出器の形式に依存している。検出器２１０は、エリア検出器、すなわち、缶巻締め部又はその一部を含む二次元領域の全体にわたって放射線強度の測定値をもたらすように構成された検出器であってもよい。検出器２１０は、代替的に、ライン検出器、すなわち、缶巻締め部を横断する放射線強度の一次元測定値をもたらすように構成された検出器であってもよい。なお、このようなライン検出器は、好ましくは、缶２１５の縦軸２５６と略平行に配列されており、縦軸２５６は、缶２１５の円筒部によって画成されている。他の配向も可能である。]
[0017] 接線２４０が、図２に示されている。この接線２４０は、Ｘ線源２０５と検出器２１０との間の線２４５が缶巻締め部２２０の外周２５０と交差する点において、缶巻締め部２２０の外周２５０に接触している。線２４５は、例えば、Ｘ線源２０５によって生成されたビーム２２５の中心軸であるとよい。これによって、接線２４０とビーム線２４５との間に、角度φが形成されることになる。以下に説明するように、角度φは、好ましくは、缶巻締め部２２０の一連の周方向区間にわたって取得された放射線強度のバラツキから、缶巻締め部２２０の完全性、特に、缶巻締め部２２０のオーバラップ領域の完全性を判定することができるように、定められている。図２では、一連の周方向区間は、ビーム２２５が、缶巻締め部２２０、具体的には、缶巻締め部２２０の第１の領域２３０又は第２の領域２３５を通過するときのビーム２２５の幅によって、表わされている。代替的に、（缶２１５が、測定ごとに、缶２１５の縦軸２５６を中心として検出器２１０に対して２５５で示されるように回転するようになっている）ライン検出器の場合、一連の周方向区間は、検出器によって取得された一連の測定データによって、表わされてもよい。測定は、このような相対的な回転を連続的又は間欠的に行いながら、任意選択的に、検出器２１０を機械的に走査しながら、行うことができる。勿論、検出器２１０に対する缶２１５の回転２５５は、缶２１５を物理的に回転させるか又はＸ線源２０５及びＸ線検出器２１０を缶２１５に対して相対的に回転させるかのいずれによって達成されてもよく、これらは、いずれも同じ効果をもたらすことになる。] 図２
[0018] 図３は、図２の缶巻締め部２２０の第１の領域２３０におけるオーバラップ領域の略断面図を示している。ビーム２２５の中心線２４５は、カバー板１０３及び本体部分１０２のそれぞれの縁部からなるオーバラップ領域を貫通している。本発明の効果をより容易に示すために、製造上の欠陥が、カバー板１０３の縁部の断面におけるうねりの形態で誇張して示されている。このようなうねりは、図１を考慮すれば明らかなように、カバー板１０３が本体部分１０２よりも大きな距離にわたって折り曲げられていることによって、すなわち、カバー板の縁部が大きな出発直径から折り曲げられている一方、本体部分１０２の縁部がわずかに大きな直径に折り曲げられていることによって、生じることがある。これによって、もし製造パラメータが十分に制御されていないなら、カバー板１０３の縁部に反り（warping）又は皺（wrinkling）が生じる可能性がある。しかし、皺は、缶巻締め部の外部検査では、全く明らかにすることができない。また、この反りは、上述の引用文献に挙げられた上述の方法を用いるＸ線検査によっても、即座に明らかにすることができない。上述したように、このような欠陥を解析する方法は、「引き剥がし（pull-down）」として知られているプロセスによって、缶巻締め部をカバー板と平行に切断し、図３に示されている断面を露呈させることを必要とするだろう。このようなプロセスでは、巻締め部は、切り離され、手で分解されるので、オペレータは、技能を必要とすると共に、刃先及び工具を用いて作業を行うときに注意する必要がある。] 図１ 図２ 図３
[0019] 皺は、巻締め幅ＳＷ（図１）の拡がりとして現れる傾向がある。なぜなら、巻締め部の内側により大きい「自由空間」が存在しているからである。これを測定するには、使用されるシート金属の種々異なっている可能性のある厚みの情報が必要である。ここに述べる方法は、巻締め部内の自由空間の量を表すより直接的な指標を与える手法をもたらすものである。] 図１
[0020] 中心線２４５及び左右端３０５，３１０によって表わされているビーム２２５は、缶巻締め部２２０の一連の周方向区間を通過するようになっている。本体部分１０２の縁部が均一になっており、かつビームによって範囲が定められている全角度が比較的小さいことから、ビーム２２５は、各区間において、本体部分１０２の同様の厚みの箇所を通過することになる。このビーム２２５は、第１の区間においてカバー板１０３の第１の厚み３１５を通過し、第２の区間において第２の厚み３２０を通過し、第３の区間において第３の厚み３２５を通過している。図から明らかなように、（缶巻締め部の）厚みは、カバー板１０３が本体部分１０２に対していかに曲がっているかによって、区間の関数として変化している。その結果、区間の各々における放射線透過の測定値も、これに応じて変化することになる。すなわち、放射線透過の測定値は、カバー板１０３のうねりに応じて、低強度の測定値が比較的高強度の領域に隣接する、すなわち、境界を接するように、変化することになる。]
[0021] カバー板１０３がオーバラップ領域に障害をもたらすほど曲がっているかどうかを検出するのに、Ｘ線ビーム２４５及びエリア検出器２１０によって取得された単一の「スナップショット」の測定値であっても、十分な場合がある。これによって、エリア検出器２１０は、一回の測定によって、缶巻締め部の一連の周方向区間にわたる放射線強度のバラツキを測定することができる。しかし、好ましくは、測定ごとに、缶を検出器２１０（及びＸ線源２０５）に対して相対的に回転させることによって、一連の測定データが取得されるとよい。これによって、より大きい全体的な画像によって、もし欠陥が管巻締め部２２０に存在しているなら、このような欠陥の分布を得ることが可能になる。代替的に、もしライン検出器が用いられるなら、缶を検出器に対して相対的に回転させることによって種々の周方向区間において取得された一連の測定値が、全体的な画像を得るために必要とされることになる。しかし、いずれの場合も、検出器２１０とＸ線源２０５との間の線２４５は、好ましくは、線２４５が缶巻締め部２２０の外周２５０と交差する点において、接線２４０に対して一定角φを維持しているとよい。エリア検出器が用いられる前者の場合、ビーム２２５と缶巻締め部２２０との間の交差角は、ビーム２２５によって範囲が定められた角度に依存して、この角度φを中心として変動することになり、ライン検出器が用いられる後者の場合、交差角は、一定であり、接線２４０とビームライン２４５との間の角度φに等しくなる。]
[0022] 缶２１５の軸２５６と直交して配向されたライン検出器の場合、該ライン検出器（又は缶）は、軸２５６と平行の方向において機械的に走査され、これによって、缶巻締幅の画像を取得するようになっているとよい。もしポイント検出器が用いられる場合、該検出器は、軸２５６と平行の方向及び軸２５６と直交する方向の両方において、機械的に走査され、これによって、缶巻締幅の画像を取得するようになっているとよい。]
[0023] 好ましくは、角度φは、２０°から７０°の間にある。さらに好ましくは、角度φは、４０°から５０°の間にある。角度φの特に好ましい値は、約４５°である。]
[0024] 上述の各場合に適用される一般的な態様では、オーバラップ領域の完全性は、缶巻締め部２２０の一連の周方向区間にわたって検出器２１０によって取得された放射線強度測定値のバラツキの大きさから決定されるようになっている。]
[0025] 図４は、十分に密封された缶巻締め部の解析から得られた一組の例示的な結果を示している。これらの結果は、一連の測定データ４１５として表わされている。各測定データ４１５は、缶巻締め部のオーバラップ領域に対して範囲の定められた角度のＸ線ビームを照射することによって取得された２次元の「スナップショット（snapshot）」を表している。垂直軸４１０は、測定データ４１５ごとの缶と検出器（Ｘ線源）との間の相対的な回転（角度）を表しており、１８０°から３５０°の範囲内において１０°の間隔で変化している。各測定データ４１５内では、垂直軸は、缶巻締め部のオーバラップ領域を通る方向、すなわち、缶軸２５６と平行の方向における位置を表している。水平軸４０５は、ビームの中心軸から拡がるビーム角度を表している。ビーム角度は、この場合、約＋６°から−６°（すなわち、約１２°の全角度）にわたって拡がっており、種々の周方向位置に対応する＋５°から−５°の範囲内の測定値が、水平軸に沿って示されている。] 図４
[0026] 図４から明らかなように、この缶巻締め部は、十分に密封されているので、垂直軸及び水平軸の両方において、強度測定値のバラツキが殆ど見られない。] 図４
[0027] 図５に示されているのは、不良品であることが分かっている缶巻締め部の同一軸上に表わされた同様の一組の測定データである。この場合、水平軸及び垂直軸の両方において、放射線強度のバラツキが、明らかであり、かつ際立っている。水平軸上のバラツキを見ると、（低い放射線透過度を表している）暗領域５１０の両側が（高い放射線透過度を表している）明領域５０５，５１５と境を接しているいくつかの領域が見られる。従って、これらの領域は、図３に関連して上述したように、カバー板の反りによって、オーバラップ領域に障害がもたらされていることを示している。] 図３ 図５
[0028] 図５に示されている結果から、反りがオーバラップ領域の完全性に影響を及ぼす程度も観察可能である。取得された二次元の測定データは、オーバラップ領域を横断する放射線強度の測定値のみならず、缶巻締め部の周囲に沿った放射線強度の測定値も含んでいるので、これらの領域における悪影響を受けている平均的な大きさ５２０によって、オーバラップしている部分の比率、すなわち、密封されていると考えられる部分の比率を決定することができる。この場合、オーバラップの割合は、約５０％である。すなわち、５０％のオーバラップ部分が、十分なシールとして機能していることになる。対照的に、図４に示されている結果は、１００％のオーバラップによるシールを示している。なぜなら、どのような反りの兆候も見られないからである。図４及び図５に示されているような結果の自動解析によって、缶巻締め部内に存在しているオーバラップの程度を表す指標を確実に決定することができる。] 図４ 図５
[0029] このような測定データを自動解析する方法の例として、一連の周方向区間の各々ごとにオーバラップ領域の透過放射線のバラツキを表す一連の指標をコンピュータによって計算することが挙げられる。図５に示されているような透過放射線のバラツキは、皺が存在しているかどうかを表す指標及び皺がどの程度存在しているかを表す指標をもたらすことになる。バラツキの指標は、放射線強度の平均値を中心とする偏差を計算すること、例えば、一連の周方向区間の各々に対して有効ＲＭＳ（二乗平均平方根）値を決定することを含む多くの手段のいずれかによって、得られるとよい。代替的に、全体平均値からの最大偏差を表す指標が、必要とされる指標をもたらすこともある。後者は、一組の測定値に対して「最悪の場合」をもたらすことになり、前者は、全体的な平均画像をもたらすことになる。代替的に、平均値を中心とするバラツキを決定する他の統計的な手段、例えば、分散又は標準偏差の算出が用いられてもよい。オーバラップ領域の幅に沿った一組の算出測定値及び缶巻締め部の周囲に沿った少なくとも代表的な部分の一組の算出測定値を取得することによって、解析される缶巻締め部に対してオーバラップ比率の値を得ることができるだろう。従って、解析方法の最終的な結果は、缶巻締め部の品質を表す単純な数値、例えば、百分率によって表わされる数値とすることができる。明瞭な「合格／不合格」指標は、オペレータに与えられてもよいし、あるいは生産管理又は統計プロセス管理（ＳＰＣ、Statistical Process Control）システムのような品質システムに与えられてもよい。従って、このような指標が与えられたオペレータは、図４及び図５に示されているような結果を解釈する高度の技能を有している必要がないことになる。] 図４ 図５
[0030] 本発明の態様の具体化として、典型的には、解析される缶が位置決めされる測定プラットホームの作動を制御するように構成され、かつプログラム化されたコンピュータ機器（例えば、汎用コンピュータ）が設けられることになる。コンピュータ機器は、Ｘ線源２０５及び検出器２１０を操作し、検出器２１０から受信した測定値を処理し、図４及び図５に示されているような指標を、例えば、ディスプレイを介してオペレータに供給するように構成されているとよい。コンピュータ機器は、測定値から、上述したような放射線強度のバラツキから導かれる１つ又は複数の指標を自動的に決定するようにプログラム化されていてもよい。コンピュータ機器は、必要に応じて、缶を回転させるように測定プラットホームを操作し、これによって、一連の測定データ（各測定データごとに、缶巻締め部が検出器に対して相対的に回転される）を取得するように、構成されていてもよい。] 図４ 図５
[0031] 上述した本発明の利点は、製造ラインの一部として完全に自動化されることができると共に、破壊試験を行うことなく、充填缶に対する品質管理手順の一部として明瞭かつ簡単な指標をもたらすことができる、解析方法が得られることにある。]
[0032] 上述したように、図２に示されている配列の代替的な配列、すなわち、Ｘ線源２０５が缶巻締め部２２０の外周２５０の内側に位置している配列が可能である。図２に示されている「外側から内に向かう」配列に対するこの代替的な「内側から外に向かう」配列を用いる１つの利得が、図６（ａ）及び図６（ｂ）に概略的に示されている。いずれの場合も、好ましい角度、この場合、約４５°で缶巻締め部２２０と交差するように、ビーム６１０ａ，６１０ｂを絞っているが、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、缶巻締め部２２０の１回の「スナップショット」による巻締め部の照射部分の大きさの点で、互いに著しく異なっている。図６（ａ）に示されている「外側から内に向かう」配列では、小さな区域６２０ａ，６２０ｂ及び６２０ａ’，６２０ｂ’が照射されており、図６（ｂ）に示されている「内側から外に向かう」配列では、Ｘ線ビーム６１０と缶巻締め部２２０との間の同一の交差角の制約内において、極めて大きい区域６３０，６３０’が照射されている。従って、図６（ｂ）の「内側から外に向かう」配列は、大きな巻締め部の検査を可能とし、これによって、巻締め部の全体を検査するのにより少ないショットしか必要ではなく、その結果、高スループットが得られることになる。] 図２
[0033] 例えば、缶巻締め部２２０の周囲に沿った異なる箇所において同時に測定を行う多重検出器が、代替的に用いられてもよく、これによっても、スループットを高めることができる。]
[0034] 図７は、缶巻締め部７１０を横断して取得された例示的なＸ線透過画像を示している。Ｘ線ビームが通過する金属の厚みの変動は、Ｘ線画像における明るさの変動として示されている。具体的には、より暗い領域は、より厚い金属を示している。金属の厚みが最も大きいオーバラップ領域ＯＬは、図７において画像に重畳された上境界７３０ａと下境界７３０ｂとの間で強調して表示されているより暗い帯部によって示されている。コントラストが異なっている区域７２０が強調して示されているが、これらの区域は、オーバラップ領域に皺が生じている可能性を示している。しかし、これらの区域は、原画像では顕著ではない。（もし存在しているなら）このようなバラツキを強調するために、画像処理技術を用いて、図７に示されている原画像から有用な情報を抽出することができる。] 図７
[0035] 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、缶巻締め部のＸ線透過強度の原画像に種々の画像処理方法を施してから取得された缶巻締め部の種々の図を示している。図７の原画像は、勿論、傾斜角で缶巻締め部を横断する断面図で示されているが、この原画像を、オーバラップ領域ＯＬ及び端フック領域ＥＬの垂直部分をｙ軸上に表わし、缶巻締め部のオーバラップ領域ＯＬをｘ軸に揃えるように、矯正すると好都合である。図８（ａ）は、このような矯正プロセスを施した後の缶巻締め部の１０°区間において取得された単一の取込み画像を示している。図７の画像の矯正は、例えば、オーバラップ領域ＯＬの特性パラメータを認識するか、又は缶巻締め部の上端を認識し、次いで、認識された縁部を修正画像の軸に揃えるコンフォーマルマッピング法（等角写像法）によって、達成することができる。] 図７ 図８
[0036] 図８（ａ）の画像内の放射線強度情報に閾値を施すことによって、（又は代替的に、図７の画像に閾値を直接施すことによって）、皺によって生じたオーバラップ領域の小さいコントラスト差をより鮮明に可視化することができる。具体的には、図８（ｂ）に示されているように、オーバラップ領域における皺のパターンをより鮮明なものとすることができる。この画像は、図４及び図５に示されている一連のスナップショットの１つに対応している。さらに、缶巻締め部における皺の算出値、例えば、皺長さで表わされる皺の算出値を決定するために、画像のさらなる解析が行われてもよい。この結果は、検出された「皺マップ」の形態で、図８（ｃ）に示されている。] 図４ 図５ 図７ 図８
[0037] 各断面におけるＸ線ビームと缶巻締め部との間の角度の変化によって、缶巻締め部を横切る見かけの厚みの段階的な変化が、測定されていることになる。図７に示されている原画像において、これは、左から右に向かう方向における明るさの減少として、表わされている。測定セットアップの幾何学的形態によって生じるこの変化は、上述したように閾値を施すことによって得られる補正と共に、原データに曲線関数を加えることによって、対処することができる。この曲線関数は、測定セットアップの既知の幾何学的形態から算出されてもよいし、又は多項式曲線適合関数を応用してもよい。通常、４次の多項式関数であれば、検出器から見て缶巻締め部の湾曲の影響を近似するのに十分である。] 図７
[0038] 図８（ａ）及び図８（ｂ）における画像は、本発明の態様を説明するためにもたらされているが、これらの画像は、本発明そのものを実施するために必ずしも必要ではないことを理解されたい。実際には、熟練したユーザによって測定システムが較正されることがあり得ることを除けば、このような画像の生成は、必要ではないだろう。] 図８
[0039] 図７に示されているような一連の画像を自動的に解析することができ、缶巻締め部の周方向区間にわたる放射線強度のバラツキを計算することができる。これらのバラツキは、例えば、缶巻締め部の周囲に沿った種々の線部におけるオーバラップ領域の測定データから計算されたＲＭＳ（二乗平均平方根）として表わされてもよい。図９に示されているのは、１００％から５０％の範囲内の既知の異なる程度の強度を有するさまざまな缶巻締め部から取得されたＲＭＳ強度測定データのプロットである。図９は、５０％、７０％、８０％、及び１００％の気密格付けによって示されている異なる強度を有する缶巻締め部に対して、缶巻締め部を通る位置（すなわち、上から下に向かう方向の位置）の関数として、放射線強度のバラツキを示している。測定プロセスの再現性を実証するために、同一缶に対して、各測定を三回行った。ｙ軸に表わされている皺振幅は、任意単位であり、例えば、図８（ｂ）に示されているような缶巻締め部の周囲に沿って測定された放射線強度のバラツキに関するものである。] 図７ 図８ 図９
[0040] 図９の曲線から明らかなように、缶巻締め部の完全性が低下すると、曲線の全体的な形状が変化し、皺振幅を表している放射線強度のバラツキの最大値が大きくなっている。図示されている結果の各々に対して缶のオーバラップ領域の上端側にあるこの最大値は、缶巻締め部の完全性の直接的な指標である。例えば、５０％完全性の缶巻締め部は、１．５×１０−３から１．６×１０−３の最大値を有するものとして、図９に示されている一方、８０％完全性の缶巻締め部は、５×１０−４から６×１０−４の最大値を有するものとして、図９に示されている。従って、このような最大値を缶巻締め部の完全性に対する簡単な試験として用いることができ、これによって、全測定プロセスを、測定された完全性に対する特定の閾値に依存して、合格又は不合格の指標をもたらすために用いることができる単一の結果に単純化することができる。この最大値は、代替的に、缶巻締め部のオーバラップ領域又は端フック領域における皺振幅（すなわち、放射線のバラツキ）の最大値と最低値との間の算出差によって、表わされてもよい。これは、巻締め部内の自由空間の大きさを表す直接的な尺度として用いられてもよい。測定及びそれに続く画像解析を行うこのプロセスを自動化することができるので、本発明によれば、比較的未熟なオペレータであっても、缶巻締め部が完全性の要求規格を満たしているかどうかを決定することが可能である。] 図９
[0041] 他の実施形態は、添付の請求項に記載されている本発明の範囲内に含まれることが意図されている。]

权利要求:

請求項1
缶巻締め部の完全性を判定する方法において、前記缶巻締め部をＸ線源及びＸ線検出器の間に配置するステップと、前記缶巻締め部のオーバラップ領域を前記Ｘ線源からの放射線に晒すステップと、前記缶巻締め部の一連の周方向区間にわたって前記検出器によって取得された放射線強度測定値のバラツキの程度から、前記オーバラップ領域の完全性の指標を決定するステップとを含む方法。
請求項2
前記完全性測定値が、一連の測定データに取り入れられており、前記測定データ間にて、前記缶巻締め部が、缶軸を中心として前記検出器に対して相対的に回転する、請求項１に記載の方法。
請求項3
前記検出器がエリア検出器である、請求項１又は２に記載の方法。
請求項4
前記検出器がライン検出器である、請求項２に記載の方法。
請求項5
前記放射線強度測定値の各々について、２０°から７０°の間の角度が、前記Ｘ線源及び前記検出器を接続する線と前記缶巻締め部の外周との交差点における前記線と前記外周の接線との間に設定される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
請求項6
前記放射線強度測定値の各々は、一定の角度を、前記Ｘ線源及び前記検出器を接続する線と前記缶巻締め部の外周との交差点における前記線と前記外周の接線との間に設定している状態で、取得される、請求項１に記載の方法。
請求項7
前記角度が２０°から７０°の間である、請求項６に記載の方法。
請求項8
前記角度が４０°から５０°の間である、請求項５又は６に記載の方法。
請求項9
前記決定するステップは、前記一連の周方向区間に対して、前記オーバラップ領域の透過放射線のバラツキを表す一連の指標をコンピュータによって計算することを含む、請求項1〜８のいずれか一項に記載の方法。
請求項10
前記決定するステップは、前記オーバラップ領域の透過放射線のバラツキに対する最大値をコンピュータによって計算することを含む、請求項９に記載の方法。
請求項11
前記一連の指標の各々は、前記オーバラップ領域の両端間の異なる位置における前記一連の周方向区間に対する放射線強度のＲＭＳ値を含む、請求項９又は１０に記載の方法。
請求項12
前記一連の指標の各々は、前記オーバラップ領域の両端間の異なる位置における前記一連の周方向区間に対する放射線強度の平均値からの偏差を表す指標を含む、請求項９に記載の方法。
請求項13
前記Ｘ線源は、前記缶巻締め部の外周の外側に配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
請求項14
前記Ｘ線源は、前記缶巻締め部の外周の内側に配置されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
請求項15
缶巻締め部の完全性を判定する装置において、Ｘ線源と、Ｘ線検出器と、前記缶巻締め部のオーバラップ領域を前記Ｘ線源からの放射線に晒すために、缶巻締め部を有する缶を前記Ｘ線源及び前記Ｘ線検出器の間に配置するように構成された測定プラットホームと、前記Ｘ線検出器からの測定値を受信し、前記Ｘ線源及び前記測定プラットホームの作動を制御するように構成されたコンピュータ機器とを備えており、前記コンピュータ機器が、前記缶巻締め部の一連の周方向区間にわたって前記検出器によって取得された放射線強度測定値のバラツキの程度から、前記オーバラップ領域の完全性の指標を決定するように構成されている、装置。
請求項16
前記コンピュータ機器が、前記強度測定値を一連の測定データに取り入れるように構成されており、前記測定データ間で、前記缶巻締め部が前記検出器に対して相対的に回転するように構成されている、請求項１５に記載の装置。
請求項17
前記検出器がエリア検出器となっている、請求項１５又は１６に記載の装置。
請求項18
前記検出器がライン検出器となっている、請求項１６に記載の装置。
請求項19
前記コンピュータ機器が、前記放射線強度測定値の各々について、２０°から７０°の間の角度を、前記Ｘ線源及び前記検出器を接続する線と前記缶巻締め部の外周との交差点における前記線と前記外周の接線との間に設定するように前記測定プラットホームを制御する構成となっている、請求項１５〜１８のいずれか一項に記載の装置。
請求項20
前記コンピュータ機器は、一定の角度を、前記Ｘ線源及び前記検出器を接続する線と前記缶巻締め部の外周との交差点における前記線と前記外周の接線との間に設定している状態にて、前記放射線強度測定値の各々を取得する構成となっている、請求項１５に記載の装置。
請求項21
前記角度が２０°から７０°の間となっている、請求項２０に記載の装置。
請求項22
前記角度が４０°から５０°の間となっている、請求項１８又は２０に記載の装置。
請求項23
前記コンピュータ機器が、前記一連の周方向区間に対して、前記オーバラップ領域の透過放射線のバラツキを表わす一連の指標を計算するように構成されている、請求項１５〜２２のいずれか一項に記載の装置。
請求項24
前記コンピュータ機器が、前記オーバラップ領域の透過放射線の前記バラツキに対する最大値を計算するように構成されている、請求項２３に記載の装置。
請求項25
前記一連の指標の各々は、前記オーバラップ領域の両端間の異なる位置における前記一連の周方向区間に対する放射線強度のＲＭＳ値を含んでいる、請求項２３又は２４に記載の装置。
請求項26
前記一連の指標の各々が、前記オーバラップ領域の両端間の異なる位置における前記一連の周方向区間に対する放射線強度の平均値からの偏差を表す指標を含んでいる、請求項２３又は２４に記載の装置。
請求項27
前記Ｘ線源が前記缶巻締め部の外周の外側に配置されている、請求項１５〜２６のいずれか一項に記載の方法。
請求項28
前記Ｘ線源が前記缶巻締め部の外周の内側に配置されている、請求項１５〜２６のいずれかに記載の方法。
請求項29
添付の図面を参照して、本明細書に実質的に記載されている缶巻締め部の完全性を判定する方法。
請求項30
添付の図面を参照して、本明細書に実質的に記載されている缶巻締め部の完全性を判定する装置。
請求項31
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法を実行するように、コンピュータに指令するコンピュータプログラム。
請求項32
前記プログラムがコンピュータに実装された場合に、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の手順を前記コンピュータに実行させるように構成されたコンピュータプログラムコード手段を有するコンピュータ読取可能媒体を備えているコンピュータプログラムプロダクト。