JPH067110B2 - 容器に付着した汚れを検出する方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，透明又は半透明容器を自動的に検査する方法
に関するもので，これにより汚れの付着した不良品容器
と，擦傷程度の容器の強度に影響のない良品容器とを容
易に選別するものである。

この透明又は半透明容器としては、その代表的なものと
して，アンプル剤をあげ，以下これについて説明する。

（従来の技術） アンプルの製剤工程においては，液剤や固形剤を充填
し，アンプル頭部の開口部をガスバーナー等で熱溶閉し
てアンプル剤を製造するのであるが，この液剤の充填時
に，充填ノズルからの充填液の飛沫が飛び散ったり，充
填ノズルの先端がアンプル頭部の内壁に接触したり，あ
るいは溶閉直前のガス置換時にガス圧によって充填液が
跳ね上がったりして，アンプル頭部の上方の内壁に液剤
が付着し，これが溶閉時の熱により炭化してアンプル頭
部の内壁に焼け焦げが発生することが多いのである。

従来，アンプル剤の内壁面における焼け焦げや，付着し
た汚れや，異物の検出は，アンプル剤の背景に白色板を
置き，上方より蛍光灯で照射した状態にて目視検査をす
ることにより，検出をしていたが，熟練度や感に左右さ
れることが多く，検出精度が低く，その上，人手による
ので非能率的であるという欠点があった。

そこでこれらの欠点を解決すべく，従来の検出における
目視検査から効率のよい検出を行う方法が創出された
（特願昭５９−６２６６３号）。それは透明又は半透明
の被検査容器に光線を投射し，その透過光による影像
と，反射光による影像とを同時に組合わせることによ
り，被検査容器面にある傷等の影響を打ち消し，その容
器に付着した焼け焦げや汚れの影像を検知するようにし
た不良容器の検出方法である。

この方法は，まず光源からの光を拡散板を透してアンプ
ル剤に投射し，そのアンプル剤を透過した白色光を背景
とする透過光を受光面に投影し，焼け焦げや汚れ等によ
る黒い影を受光面に投影して，この投影像を光センサー
によって検知するのであるが，この時，アンプル剤の壁
面の傷等も焼け焦げや汚れの影像と同じように黒い投影
像となって現れるから，この黒い投影像を変換した電気
信号の処理だけでは，焼け焦げや汚れと，傷との判別が
つき難い。

この場合，傷や泡は，アンプルそのものの生地管製造時
に発生するものであって汚れではないから良品アンプル
剤として使用に耐えることができ，その量は良品アンプ
ル剤の５〜１５％程度のものである。

したがって，これを焼け焦げや汚れの不良品とは判別す
る必要がある。

そこで，アンプル剤の焼け焦げや汚れでない表面の傷や
泡による影像の影響を消して，焼け焦げや汚れのあるも
のだけを検出して選別するために，第２光源からの光を
アンプル剤に投射し，その反射光を受光面に投影させ
て，その投影像を，前記の第１光源からのアンプル剤の
透過光による投影像に組み重ねることにより，透過光に
よる傷の影響をなくし，焼け焦げや汚れの投影像のもの
だけを検出して選別するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら，ガラス壁中に生じた泡傷はガラス管製造
時に発生するものであって，アンプルを製造する時に引
き延ばされて，縦状に細長い比較的傷の程度の大きな泡
傷となる。これらは先にも述べたように汚れではなく，
しかもガラス強度を損なうものではないので，良品アン
プルとして使用に耐えうるものであり，またかなり大き
な擦傷などでも良品アンプルとして使用できるものが多
い。しかるに，このような良品と判定してもよい比較的
程度の大きな傷は光の反射率が高いため，反射光と透過
光を組合わせても互いに相殺されず，反射光の影響が残
り，不良判定レベルを越えた不良品として判定される。

したがって本発明の技術的課題は，良品アンプルとして
使用できる比較的大きな泡傷や擦傷があるアンプルをも
正確に良品として判定し，焼け焦げや汚れのあるアンプ
ルのみを確実に不良品として検出することができる方法
を得ることを目的とするもので，この技術的課題を解決
する本発明の技術的手段は次のようである。

（課題を解決するための手段） すなわち、透明又は半透明の被検査容器に光線を投射
し，その透過光による影像と反射光による影像とを同時
に組合わせることにより，被検査容器に付着した焼け焦
げ等の汚れの影像を検知する方法において，反射光と透
過光の影像を受光して得られる電気信号を交流信号に変
換して正負逆転させることにより合成信号を形成し，該
合成信号における負極性信号の発生後，一定時間の負電
圧を合成信号に付加することにより，負極性信号に続く
正極性信号をカットし，被検査容器面にある傷や，泡傷
等による影響を打ち消して容器に付着した汚れを検出す
る方法である。

（発明の効果） この技術的手段によれば，透過光と反射光を組合わせる
ことによって，被検査容器面にある傷や，泡傷等による
影響を打ち消して焼け焦げや汚れのみを検出できる検出
方法の特性を更に感度良く実施することができるのであ
る。

焼け焦げ等の汚れや大小の傷に対する反射光および透過
光による投影像をＤＣ信号波形（直流信号の波形）から
ＡＣ信号波形（正負逆転させた交流信号の波形）に変換
して（つまり微分して）その波形の形状を比較すると次
の第１表のようになる。

第１表のＸは，傷の程度の小さいもので良品容器と判定
してよい信号波形である。Ｙは焼け焦げ，汚れによる信
号波形であり，不良品容器と判定される信号波形であ
る。Ｚは傷の程度は大きいが良品容器と判定してよい信
号波形である。第１表には，Ｘ，Ｙ，Ｚの反射光と透過
光をそれぞれＤＣ波形とＡＣ波形にしたものと，それら
反射光と透過光の組み合わせによる合成信号が示されて
いる。

良，不良の判定をする場合，ＤＣ波形は変化が小さい上
にベースとなる電圧の高さが一定でないので基準レベル
を設定しにくいことから，判定には電圧の変化量をとら
えたＡＣ波形の組合わせによる合成信号を用いて，あら
かじめ定めた不良判定基準レベル（表中，破線で示す）
と比較するものである。

各合成信号のＡＣ波形を比較すると，小さな擦傷や泡傷
しかないＸについて反射光率と透過光率のバランスが等
しくなるように信号の強さを調整すると，Ｙの焼け焦げ
や汚れの場合は反射光がほとんど無いので透過光による
投影像のみとなり，Ｚの傷程度の大きい泡傷や擦傷の場
合は逆に反射光による影響が大きくなる。従ってＸは凹
凸の波形が相殺されて消失するので判定基準レベルにか
からず良品と判定され，Ｙは不良判定レベルを越えるの
で不良と判定され，Ｚは，反射光の影響が残るので，良
品とすべきアンプルにもかかわらず不良と判定されてし
まうのである。

そこでＺの場合，反射光と透過光が組合わされた時に互
いに相殺されて，合成信号の波形の凹凸が消失するよう
に，透過光の光源を強くする等して調整すると，今度は
Ｘの場合の透過光が大きな波形となって表れて，不良と
判定されてしまい，反射光と透過光のバランス調整では
Ｘ及びＺを不良という判定から削除できない。

しかるに本発明は，焼け焦げの信号の波形と，反射光率
の高い泡傷の信号の波形の極性の相違に着目し，両者を
分離する方法を用いるこにより，ＸもＺも良品と判定
し，Ｙの焼け焦げのみを不良品と判定することができ
て，極めて正確で効率のよい検知ができる特徴を有す
る。

（実施例） 以下，本発明の実施例について説明する。

まず，本発明における透過光と反射光を組合せてアンプ
ルに投射する手段から説明すると，第３図に示すもの
は，アンプル（ａ）であって，その頭部（１）は上方が
開口（２）されていて，この開口（２）から充填ノズル
が挿入されて薬液が充填されるのであるが，その際充填
ノズルからの充填液の飛沫が飛び散ったり，充填ノズル
の先端が内壁に触れたり，あるいは溶閉直前のガス置換
時に，ガス圧による充填液の跳ね上り等で薬液が内壁に
付着し，これが開口（２）に溶閉するとき焼け焦げを生
ずるのである。

そこで，このアンプル剤（Ａ）の焼け焦げ，あるいは汚
れを検知するのに，第４図に示すようにアンプル剤
（Ａ）に対して，光源（６）から擦り硝子等の拡散板
（７）を透して拡散光を投射し，これの透過光を結像レ
ンズ（８）を透して光センサー（９）の受光面に投影
し，この投影による焼け焦げや汚れの黒い影像を電気信
号に変換し，これを処理回路（１０）にて処理して検出
する。このとき，アンプル剤に対する投射光は拡散板
（７）によって拡散されるから，アンプル剤（Ａ）に光
が均一に投射されてアンプル剤（Ａ）に対する背景が白
色光となり，焼け焦げや汚れの黒い影をもれなく捕まえ
ることができる。

第５図に示すものは，アンプル剤（Ａ）に対しての投光
が，光源（６）より投光レンズ（１１）を透して平行光
線としてものであり，また第６図に示すものは，アンプ
ル剤（Ａ）に対する投光が光源（６′）より反射板（１
２）を介したものである。第６図に示すものは，反射板
（１２）による反射透過光の光源（６′）が，直接の反
射光の光源をも兼ねるものである。

このように，光源（６）あるいは（６′）からのアンプ
ル剤（Ａ）を透過した透過光は，結像レンズ（８）を透
して光センサー（９）の受光面に投影されるのである
が，第７図（イ）に示すように透過光にかぎってみる
と，壁内面に焼け焦げや汚れ（３）が黒い影として投影
されると共に，アンプル剤（Ａ）が有する傷や泡（４）
も黒い影として光センサー（９）に検知される。

そこで，この傷や泡（４）による黒い影の影像を消すた
め，光源（６）から直進透過光に対して，これとは別方
向からの投射光の第２光源（１３）を設け，投光レンズ
（１４）を透してアンプル剤（Ａ）に投射し，その反射
光を結像レンズ（８）を透して光センサー（９）の受光
面に投影して検知するようになっている。

この反射光は，物体に当って反射する光であるから，光
センサー（９）の受光面には，第７図（ロ）に示すよう
に傷や泡（４）は，その周辺より逆に明るくなって白く
投影されるのである。

以上のように，アンプル剤（Ａ）に対する透過光による
影像と，反射光による影像とを同時に光センサー（９）
の受光面に重ねて投影させると，第７図（ハ）に示すよ
うに，傷や泡（４）は黒い影となることなく消え去り，
焼け焦げや汚れ（３）は黒い影像として残る。この影像
を光センサー（９）にて検知して電気信号に変換し，こ
の信号のレベルの変化を次の処理回路（１０）において
処理し，この処理にて検出されたアンプル剤（Ａ）は，
不良品としてその製造工程から排除されるようになって
いる。

第８図に示すように，光センサー（９）の受光面は縦方
向に細かく区切られた受光部（５）を有するもので，こ
の受光部（５）がアンプル剤（Ａ）の頭部（１）の投影
像の縦方向の中央にあって，アンプル剤（Ａ）を回転し
つつ，この投影像を受光部（４）で検知することによっ
て頭部（１）の全体を検査するようになっている。

さて，第１図は，光センサー（９）からの信号を処理す
る回路（１０）をブロック図で示したものである。

アンプ（１５）にて光センサーの受光面の電流の変化を
電圧に変換して電気信号にし，次いでＤＣ−ＡＣ変換器
（１６）及び反転増幅器（１７）にてＤＣ信号からＡＣ
信号に変換する。直流から交流分だけ取り出したことの
ＡＣ信号は，次の泡傷分離回路（１８）に送られる。こ
の泡傷分離回路（１８）では，比較器（１９）にＡＣ信
号と一定レベルに設定された負極性レベル判定基準信号
（２０）とが印加されて，ＡＣ信号の波形において一定
負極レベル以下に波形が及ぶか否かの比較判定が行われ
る。

負極性レベル判定基準信号（２０）は，負極性信号を検
知するための基準信号であるが，電位零レベルより若干
マイナスの負極性レベルに設定し，零レベル前後での誤
差による誤判定をふせいでいる。

比較器（１９）から出力された判定信号は，負電圧作成
回路（２１）に入力され，一定負極性レベル以下の波形
がある場合は一定時間（ｔ）にわたる一定負電圧（２
２）が作られ，増幅器（１７）からのＡＣ信号と混合さ
れる。

この泡傷分離回路の動作を第２図に示すチャート図でみ
ると，焼け焦げＹのＡＣ信号波形は，はじめは正方向に
電圧が高くなり（ｂ），次いで負方向に電圧が引きさが
る（ｃ）。これに対し，泡傷等（以下泡傷と総称する）
の大きいＺのＡＣ信号波形は，はじめ負方向に引き下が
り（ｄ），次いで正方向に電圧が上る（ｅ）波形を示
し，焼け焦げＹとは極性が逆の波形となる。

良品とする小さな擦傷のＡＣ信号波形Ｘは，透過光と反
射光によって相殺されて零レベルの波形となる。

従って本発明は，泡傷Ｚと焼け焦げＹの信号波形の極性
の違いに着目して，泡傷Ｚの信号を不良品判定信号によ
る検知から除外して焼け焦げＹのみ判読するようにする
ものであって，具体的には（ｅ）の正極性信号が判読さ
れないような処理を行うのである。

即ち，比較器（１９）にて負極性レベル判定基準信号
（２０）が印加され，一定負極性レベル（１）と比較さ
れると，焼け焦げ信号波形Ｙの場合には（ｅ）レベルを
こえる（ｃ）の負電圧によって，泡傷信号波形Ｚの場合
は，１レベルをこえる（ｄ）の負電圧によって，負電圧
作成回路（２１）に負電圧（２２）を発生せしめる命令
信号が入力され，例えば−１２Ｖ等の比較的大きなマイ
ナス電圧が作られる。なおこの場合，Ｘの信号波形は前
述したごとく零レベルであるから負電圧作成回路（２
１）に命令信号は入力されず，負電圧は発生しない。

次いで，これらの負電圧（２２）と増幅器（１７）から
出力されたＡＣ信号が混合されると，焼け焦げのＡＣ信
号波形Ｙは（ｃ）の電圧のさがりはじめから−１２Ｖ分
だけ負方向一定時間（ｔ）引きさげられ，同様に泡傷の
ＡＣ信号波形Ｚは（ｄ）の電圧のさがりはじめから−１
２Ｖだけ負方向に一定時間（ｔ）引きさげられる。

従って，負方向の信号の次に来る正方向の信号をマイナ
ス電圧でカットして，はじめが正方向の信号である
（ｂ）ｂのような信号のみを残した信号波形が泡傷分離
回路（１０）から出力されて，比較器（２４）に入力
し，該比較器（２４）には，焼け焦げの波形の大きさの
程度を判定する不良品判定基準信号（２３）が印加され
て比較し，この不良品判定基準信号（２３）の電圧をこ
えるものは不良品として判定され，良品，不良品の判定
信号（２５）が出力される。

負電圧（２２）がかけられる一定時間（ｔ）は，負方向
の信号の次ぎに来る正方向の信号をカットする時間＝チ
ャートの幅を与えるものであればよい。負電圧（２２）
は，正，負の信号波形（ｂ，ｃ，ｄ，ｅ）に比べ極めて
大きなマイナス電圧であるから，負方向の信号の次にく
る正方向の信号を十分に引きさげてどんな泡傷信号でも
零レベルよりマイナスの電位にすることができ，よっ
て，比較器（２４）で焼け焦げ信号のみを判定すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を実施するための処理回路（１
０）の一実施例を示すブロック図，第２図はその動作を
示すチャート図，第３図（イ）はアンプルの断面図，
（ロ）はアンプル剤の正面図，第４図は本発明を実施す
るための装置の説明的図面，第５図及び第６図は装置の
別例の説明的図面，第７図は受光面の投影図の説明的図
面であって，（イ）は透過光のみの場合によるもの，
（ロ）は反射光のみの場合によるもの，（ハ）はこれら
を重ねたもの，第８図は投影図と受光面との関係を示す
説明的図面である。 Ａ…アンプル剤 ａ…アンプル １…頭部 ２…開口 ３…焼け焦げ，汚れ ４…傷，泡 ５…受光部 ６，６′…光源 ７…拡散板 ８…結像レンズ ９…光センサー １０…処理回路 １１…投光レンズ １２…反射板 １３…第２光源 １４…投光レンズ １５…アンプ １６…ＤＣ−ＡＣ変換器 １７…増幅器 １８…泡傷分離回路 １９…比較器 ２０…負極性レベル判定基準信号 ２１…負電圧作成回路 ２２…負電圧 ２３…不良品判定基準信号 ２４…比較器 ２５…判定信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明又は半透明の被検査容器に光線を投射
   し，その透過光による影像と反射光による影像とを同時
   に組合わせることにより，被検査容器に付着した焼け焦
   げ等の汚れの影像を検知する方法において，反射光と透
   過光の影像を受光して得られる電気信号を交流信号に変
   換して正負逆転させることにより合成信号を形成し，該
   合成信号における負極性信号の発生後，一定時間の負電
   圧を合成信号に付加することにより，負極性信号に続く
   正極性信号をカットし，被検査容器面にある傷や，泡傷
   等による影響を打ち消して容器に付着した汚れを検出す
   る方法。