JPH0750040B2 - ガラス容器の欠陥検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，表面をブルーム処理されたガラス容器の胴壁
部に発生した焼傷，気泡，ガラス中の異物（石）等の欠
陥を検査する方法に関する。

ここにブルーム（bloom）処理とは，生理的食塩水を収
納するリンゲル瓶などについて，食塩水中にガラス中の
Naイオンが溶出しないように亜硫酸ガスにより表面近く
のNaイオンを硫化ナトリウムの微粒子として析出させる
処理をいい，ブルーム処理された表面は，擦りガラス状
に，若しくは葡萄の皮の表面のように，白っぽくなって
いる。

（従来の技術） ガラス容器の胴壁部に発生した焼傷等の欠陥を自動検査
する手段が，特公昭57−36537号公報，実開昭60−18385
4号公報および特開昭63−109352号公報等に記載されて
いる。これらはいづれも透明なガラス容器の光透過性，
または表面平滑なガラス容器の光反射性を利用したもの
であって，入射した光を散乱する表面を有するブルーム
処理されたガラス容器に対して適用することはできな
い。

ブルーム処理されたガラス容器の欠陥検査法として，従
来提案されたものはなかった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は，表面をブルーム処理されたガラス容器の胴壁
部に発生した欠陥を，自動的に検査する方法を提供する
ことを目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明のガラス容器の欠陥検査方法は、表面をブルーム
処理されたガラス容器の欠陥検査方法において、ガラス
容器を軸心の周りに回転させながら、赤外線を含み、平
行性の比較的高い発散投射光をガラス容器に投射し、軸
心に平行に配設された多数の、1.8〜2.5μｍの波長範囲
で感度を有する赤外線受光素子の１列よりなる受光器に
よって、ガラス容器を透過した投射光を受光し、各受光
素子の受光量を電気信号値に変換し、該電気信号値を各
受光素子の判断基準値と比較して得られた画像処理デー
タに基づいて欠陥を判別することを特徴とする。

上記の各受光素子の受光量に基づく欠陥の判別は、複数
の欠陥のない基準ガラス容器を用いて、各受光素子Pi毎
に合目、文字、マークなどの非欠陥凹凸部が無い部分を
透過した光の受光量に基づく電気信号値Ｅ（ｉ）を記憶
し、各基準ガラス容器のうちの電気信号値Ｅ（ｉ）の最
低値Ｅ（ｉ）minを求め、これに一定の比率Ｋを掛けた
値Ｅ（ｉ）minxKを各受光素子の判断基準値として設定
し、被検査ガラス容器を透過した光の各受光素子の受光
量に基づく電気信号値と判断基準値を比較し得られた画
像処理データの、非欠陥凹凸部以外の部分について、電
気信号値が判断基準値より低い部分の面積に基づいて行
なうのが好ましい。

（作用） 通常の可視光は散乱のため、ブルーム処理されたガラス
容器を透過し難い。しかし第１図に示すように、波長が
1.8μｍ以上の近赤外線域にある赤外線は、ブルーム処
理されたガラス容器の透過率が透明ガラス容器の透過率
とほぼ等しくなり、ブルーム処理層の影響を受けなくな
ることを本発明者は見出した。

しかし波長が2.5μｍを越えると、ガラス自体の透過率
が減少する。従って1.8〜2.5μｍの範囲で感度を有する
赤外線受光素子、好ましくはPbs受光素子を用いること
によって、ブルーム処理層の影響を実質的に受けること
なくガラス容器の欠陥検査を行なうことができる。

なお第１図において,31および32はそれぞれ，ブルーム
処理されたガラス容器，およびブルーム処理されない点
以外は同様の透明ガラス容器の透過率と波長の関係を示
す。

受光器は，ガラス容器の軸心に平行に配設された，多数
の赤外線受光素子の１列よりなっており，ガラス容器を
軸心の周りに回転させながら，赤外線を含み，平行性の
比較的高い発散投射光をこの容器に投射し、ガラス容器
を透過した投射光を受光し、各受光素子の受光量を電気
信号値に変換し、該電気信号値を各受光素子の判断基準
値と比較して得られた画像処理データに基づいて欠陥を
判別するので、表面をブルーム処理されたガラス容器の
胴壁部に発生した欠陥を、全周にわたって自動的に検査
できる。

しかしながら合目や欠陥等の無い部分でも，肩部のよう
にカーブして入射光に対し角度を持つガラス面を光が通
過すると透過光量は減少するし，また肉厚分布の悪いガ
ラス面を通過した場合は，透過光量分布が悪くなり暗い
部分が出てくる。

リンゲル瓶等のガラス容器には，合目（割型の合わせ目
に対応する部分），計量マーク（第２図の記号６参照）
および計量値を示す数字などの文字等の欠陥と関係のな
い凹凸部，すなわち非欠陥凹凸部が存在する。また前述
のように，合目や文字，欠陥の無い部分でも，肩部のよ
うにカーブして入射光に対し角度を持つガラス面や肉厚
分布の悪い面を光が通過すると透過光量は減少する。従
って合目や文字，欠陥の無い部分の受光量の判断値は，
多数の良品の合目や文字，欠陥の無い部分の透過光量よ
り少なく設定する必要がある。

このための手段として，複数の，通常は４〜５個の，欠
陥のない基準ガラス容器を用いて，各受光素子Pi毎に非
欠陥凹凸部が無い部分を透過した光の受光量に基づく信
号値Ｅ（ｉ）を記憶する。この信号値Ｅ（ｉ）は，各基
準ガラス容器毎に僅かに異なるので，それらのうちの最
低信号値Ｅ（ｉ）minを求める。

本来もっと多数の基準ガラス容器において最低ガラス容
器Ｅ（ｉ）minを求めるべきであるが，それにはかなり
の手間を要するので，基準ガラス容器の数を比較的少数
に止め，その代わり一定の係数Ｋ（通常は0.8〜0.9）を
最低信号値Ｅ（ｉ）minに掛けた値Ｅ（ｉ）min×Ｋを，
各信号値Ｅ（ｉ）の最低値とみなし，この値を各受光素
子Piの判断基準値として設定する。

投射光の平行性は比較的高いので，各受光素子Piの受光
量は，各受光素子Piに対応する高さレベルにある環状胴
壁部部分を透過した透過光にほぼ基づくものである。そ
して各受光素子Piの非欠陥部分を透過した光の受光量
は，各受光素子Pi毎の受光特性の差，各環状胴壁部部分
の肉厚あるいは軸方向の勾配や曲面等の差に基づく光透
過性の差，およびは光源レンズに基づく高さ方向の透過
光量分布の差等によって，各々値を若干異にする。従っ
て各受光素子Piの判断基準値は互いに若干異なる。

欠陥や合目，文字が通過するときの受光量は，欠陥や合
目，文字による散乱のため，正常部が通過するときの受
光量よりも小さい。従って判断基準値を各受光素子Pi毎
に定めた後，被検査ガラス容器を透過した光の各受光素
子Piの受光量に基づく信号値と，判断基準値Ｅ（ｉ）mi
n×Ｋを比較し，この信号値が判断基準値Ｅ（ｉ）min×
Ｋより低いとき，欠陥か，合目，文字等の非欠陥凹凸部
が受光素子前に存在したことが分かる。

このような非欠陥凹凸部が欠陥として検出されるのを防
ぐため，各受光素子からの信号を判断した結果につい
て，受光素子Piの順番に判断結果を縦に並べ，かつ時間
毎の結果を横に並べて得られた画像処理データについ
て、合目，文字や計量線等出現パターンが決まっている
ものはその規則性と画像の特徴から判断して欠陥とは見
做さず，上記パターン以外のものがあった場合，その面
積に基づいて欠陥ありと判断することによりガラス容器
の欠陥を判別することができる。

（実施例） 第２図，第３図において,1は光源装置,2は投射光,3はブ
ルーム処理されたガラス瓶である。光源装置１は，赤外
線を含む光線1a′を発する，タングステン・フィラメン
トなどよりなる点光源1a,および光線1a′を平行性の比
較的高い，発散性の投射光２にするためのコンデンサ，
レンズ1bを備えている。

ガラス瓶３は回転台４の上に載置され，回転台４がモー
タ（図示されない）により回転することにより，軸心の
周りに回転させられるようになっている。光源装置１
は，投射光２がガラス瓶３の胴壁部3aを投射するように
配設されている。

ガラス瓶３の胴壁部3aに対して，光源装置１の反対側
の，胴壁部3aと若干離れた位置にスクリーン５が配設さ
れている。スクリーン５上には，光源1aとガラス瓶３の
軸心を通る平面にほぼ沿って，鉛直方向に配設さされた
受光器Ｐが設けられている。受光器Ｐは多数の（ｎ個
の），本実施例の場合128個の赤外線受光素子Piによっ
て構成されている。赤外線受光素子Piは好ましくはPbS
素子よりなる。

透過光７に基づく各受光素子Piの出力電気信号８は，各
受光素子Pi毎に設けられたアナログ処理回路Aiに入力
し，アナログ処理回路Aiの出力信号10はコンピュータ９
によって処理されるように構成されている。

赤外線受光素子PiがPbS素子よりなる場合,PbS素子は電
気抵抗型であるため，第４図に示すように，受光によっ
て生じた電気抵抗の変化を定電圧源，例えば電池11によ
って電流信号８に変える。

アナログ処理回路Aiには第４図に示すように，プリアン
プ12,電圧増幅器13および比較器14が直列に配設されて
いる。またコンピュータ９より出力されたデジタル信号
16をアナログ信号17に変換して比較器14の＋端子に入力
するためのデイジタル・アナログ（D/A）変換器15が設
けられている。

赤外線受光素子Piよりの電流信号８は，プリアンプ12に
よって電圧信号に変換された後，電圧増幅器13に入力し
て増幅されて比較器14の一端子に入力して,D/A変換器15
よりの入力信号17と比較される。

肉眼検査により気泡などの欠陥がないことが確認され
た，第１の基準ガラス瓶３を回転台４に載せ，正常部を
通過した光が受光素子に入力するのを確認しながら，手
で僅かな回転，停止を繰返して，停止のさいにコンピュ
ータ９から大きい方（若しくは小さい方）から順番にD/
A変換器15にデータ信号16を送り，比較器14の出力信号1
0が変化したときのD/A変換器15のデータを当該受光素子
Piからの信号値Ｅ（ｉ）とし，これを現在値としてコン
ピュータ９に記憶する。

第２の基準ガラスびん３についても同様の処理を行い，
得られた現在値を第１の基準ガラス瓶３のそれと比較
し，小さい方をMIN.値として設定する。

第３以降の基準ガラス瓶３についても同様の処理を行
い,MIN.値と比較し,MIN.値を更新して最低値Ｅ（ｉ）mi
nを定める。この最低値Ｅ（ｉ）minにＫ（好ましくは0.
8〜0.9の間の定値）を掛けた値Ｅ（ｉ）min×Ｋを判断
基準値として，各アナログ処理回路AiのD/A変換器15毎
にセットする。

以上の準備が済んだ後，検査は次のようにして行われ
る。

被検査ガラス瓶３を回転中の回転台４に載置すると，
「びん有り」信号19がコンピュータ９に入力し，ガラス
瓶３が所定回転数に達すると検査信号20がコンピュータ
９に入力する。検査信号20の入力と同時に各アナログ処
理回路Aiおよびコンピュータ９が動作して，各受光素子
Piに対応する高さレベルの環状部分毎に欠陥の有無がコ
ンピュータ９内において判別される。

この場合第５図に示すように、気泡や凹凸部は光の散乱
のため，正常部に比べて受光素子Piの出力信号値が低
く，即ちその部分に基づく信号値Ｅ（ｉ）が判断基準値
であるＥ（ｉ）min×Ｋより小さいため比較器14より信
号10を出力して，図では黒色部として現れる。

第５図において，横軸は時間を示し，ガラス瓶３の１回
転に1925単位時間かかっていることが示される。縦軸は
受光器Ｐの高さに当り，数字は各受光素子Piの番号を示
す。

第５図はコンピュータ９で画像処理されたデータをプリ
ントアウトした画面に基づくものであって,22および23
の黒色部分はそれぞれ，合目および計量線，文字の非欠
陥凹凸部に対応する部分であり，信号24の黒色部分は気
泡に基づく部分である。各部分が２回現われるのは，光
源装置１側にきた時とその反対側にきた時の２回，受光
素子Piが透過光７を受光するからである。

非欠陥凹凸部に基づく黒色部22,23は，その出現模様が
ほぼ定まっているから，これをコンピュータ９に記憶さ
せて非欠陥部として消去する。そして欠陥部に基づく黒
色部24で面積が所定以上に大きいものが検出された時，
コンピュータ９は「びんリジェクト信号」21を出力す
る。また黒色部24の形状によって，それが気泡によるも
のか等を判別することができる。

なお基準ガラス瓶で信号処理する場合，水平に連続して
黒色部が出現する部分，例えば瓶３の肩部3b（第３図参
照）は，対応する受光素子Piのアナログ処理回路Aiの比
較器14へのD/A変換器15よりの入力値17を０にして検査
範囲外とする。

（発明の効果） 本発明は，表面をブルーム処理されたガラス容器の胴壁
部に発生した欠陥を，自動的に検査することができると
いう効果を奏する。

さらに請求項２記載の発明は，合目，文字，マーク等の
非欠陥凹凸部の存在，各受光素子毎の受光特性の差，ガ
ラス容器の高さ方向の肉厚，勾配の差に基づく光透過性
の差，および光源レンズに基づく高さ方向の透過光量分
布の差等による影響を受けることなく，上記検査を行う
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は投射光の波長とガラス容器の透過率の関係の例
を示す線図，第２図は本発明を実施するための装置の例
の説明用平面図，第３図は第２図の装置の説明用正面
図，第４図は第２図の装置における信号処理装置の例の
回路図，第５図は第２図の装置により画像処理されたデ
ータをプリントアウトした、欠陥部を含む画像の例であ
る。 ２……投射光,3……ガラス容器,24……黒色部（欠陥に
基づく）、Ｐ……受光器,Pi……受光素子。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面をブルーム処理されたガラス容器の欠
   陥検査方法において、ガラス容器を軸心の周りに回転さ
   せながら、赤外線を含み、平行性の比較的高い発散投射
   光をガラス容器に投射し、軸心に平行に配設された多数
   の、1.8〜2.5μｍの波長範囲で感度を有する赤外線受光
   素子の１列よりなる受光器によって、ガラス容器を透過
   した投射光を受光し、各受光素子の受光量を電気信号値
   に変換し、該電気信号値を各受光素子の判断基準値と比
   較して得られた画像処理データに基づいて欠陥を判別す
   ることを特徴とするガラス容器の欠陥検査方法。
2. 【請求項２】複数の欠陥のない基準ガラス容器を用い
   て、各受光素子Pi毎に合目、文字、マークなどの非欠陥
   凹凸部が無い部分を透過した光の受光量に基づく電気信
   号値Ｅ（ｉ）を記憶し、各基準ガラス容器のうちの電気
   信号値Ｅ（ｉ）の最低値Ｅ（ｉ）minを求め、これに一
   定の比率Ｋを掛けた値Ｅ（ｉ）minxKを各受光素子の判
   断基準値として設定し、被検査ガラス容器を透過した光
   の各受光素子の受光量に基づく電気信号値と判断基準値
   を比較し得られた画像処理データの、非欠陥凹凸部以外
   の部分について、電気信号値が判断基準値より低い部分
   の面積に基づいて欠陥を判別する、請求項１記載のガラ
   ス容器の欠陥検査方法。