JPH09101128A - 容器口天面の欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ガラス壜等の容器の開口天部内周に発生する微
細なかみ出しや段差について、その良・不良を精度良く
判定するとともに、良・不良にかかわらずその状態を計
測し、それらのデータをモニターなどに表示することが
でき、しかも簡単な構成で取扱が容易な容器口天面の欠
陥検査装置を提供すること。 【構成】容器の開口天部内周へ投光する光源、反射光を
受光する一次元カメラ、得られた明線の画像をアナログ
のビデオ波形に変換する手段、該ビデオ波形から欠陥の
高さや長さを計算し計測する手段、しきい値と比較して
良否を判定する手段と不良排出手段とからなり、更に、
前記計測データを表示する手段と外部出力する手段で構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス壜等の容器口部
に発生する開口天面の欠陥、具体的には口天内周に発生
する口天かみ出しや口天内のプランジャとガイドリング
の継ぎ目に発生する段差不良の有無を検査する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】ガラス壜の成形方法の１つであるプレス
ブロー成形は、成形製品の肉廻りを安定させる優れた技
術であり、細口のガラス壜についてもＮＮＰＢ成形技術
として広く使用されてきた。しかし、このＮＮＰＢ成形
において成形機側の変動因子であるプランジャのプレス
タイミング、プレス圧、センター位置ズレやガラス素地
の変動因子であるゴブ重量（温度）の変化などによっ
て、製品欠点である口流れ、口部出不足、口天部かみ出
し、プランジャとガイドリングの段差等の口部成形不良
の発生する懸念がある。中でも口天部かみ出しとプラン
ジャとガイドリングの段差の欠点は、ガラス壜の使用工
程において充填ノズルとの接触やキャッピング時の衝撃
によってかみ出しや段差の一部が欠けて、微細なガラス
片が充填物に混入するという重大な問題となり、これら
の欠点を確実に精度良く排除できる検査機が望まれてい
る。

【０００３】上記のガラス壜の口天部内周に発生する口
天かみ出しや口天内段差不良を検査する方法や装置とし
て、図６に示す特公平５−４０４８６号公報を初めとし
て、図７に示す装置など、いくつかの方法や装置が開示
されているが、それらの方法や装置は、かみ出しの高さ
が低かったり、段差が小さい欠陥に対して、欠陥部の反
射光が少ないために検出精度が低かった。この検査精度
を向上させるための別の方法として、特別な指向性を有
する光源を投光して欠陥部からの反射光を最も受光し易
い位置に受光カメラを設置して検出する装置もあるが、
検出精度はある程度確保されるものの特殊な高性能カメ
ラと演算処理が必要となったり、画像判定のためシャー
プなコントラストを得るためのシビアな投光器とその投
光位置設定を要するなどの取扱いが複雑である等の様々
な問題を抱えている。

【０００４】また、これらの現状の検査装置に共通する
問題点として、何れも欠陥を検出して排除することを主
眼としたものであり、判定に利用した検出データは欠陥
の有無を示すものではあっても、不良レベルと判定され
るものから、まだ微小で良品レベルと判定されるものま
でを含めて欠陥の程度を示す機能を持たなかった。その
ために本来工程がもっとも必要としている欠陥発生懸念
を察知するだけの有効な情報として利用されず、成形工
程への不良欠陥発生前の懸念情報を提供するというフィ
ードバック機能を欠いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記した問題
点を解決するために、ガラス壜の開口天部内周に発生す
る微細な口天かみ出しや口天内段差について、その良・
不良を判定するとともに、一方ではその良・不良にかか
わらずそれらの状態を計測し、その情報を吸い上げて、
例えば発生要因の１つであるプランジャの位置ずれの度
合いを知ったり口天部のかみ出し傾向を知ったりするこ
とができる機能を有しながら、簡単な方法と装置で構成
され、しかも取扱いが簡便な容器口天面の欠陥検査装置
を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、容器の垂直軸を中心に回転させ
る手段と、該容器の開口天面内側に投光できる光源と、
その反射光を受光する一次元カメラと、該一次元カメラ
が捕らえた明線の画像をアナログ量のビデオ波形に変換
する手段と、該ビデオ波形から所定以上のパルスを検出
する手段と、検出されるパルス数が２パルスのときにパ
ルス間のギャップのクロックをカウントするとともに２
パルス検出する間のスキャン同期信号数をカウントして
欠陥の高さと周方向長さを計算する手段と、予め設定さ
れたしきい値と計算結果を比較して良否を判定する手段
と、不良と判断したときに排出信号を出力する手段とを
有し、前記光源と前記一次元カメラが垂直同一平面内に
配置され、容器の開口天面に対する該光源の投光軸角度
と反射光の反射軸角度が互いに異なる角度にあることを
特徴とするものである。

【０００７】そして、前記の計算する手段により得られ
た欠陥の形状データを成形情報と関連ずけて表示できる
手段と該データを外部へ出力する手段、具体的には判定
のために求めた欠陥の程度を示す計測データをモニター
に表示したり、外部の型番情報もつ情報データロガーに
データを提供し、不良欠陥発生の懸念の発見に役立つ欠
陥程度測定値の送信の手段を備えたことを特徴とするも
のである。

【０００８】なお、容器の開口天面内側に投光できる光
源に、一定の波長の投光をするためのカラーフィルタを
設けたことを特徴とするものである。

【０００９】本発明の原理を図１、図２および図３で説
明すると、まず、ガラス壜Ｇを回転しながら図１（ａ）
に示す状態で投光手段２と受光手段３を一定の角度で配
置して口天内かみ出しや段差の発生する壜口の内周部位
１に投光してその反射光Ａ、Ｂを観察すると、図１
（ｂ）のように反射光Ａは常に口天内部コーナーにに反
射して常に明線として存在し、その内周にかみ出しや段
差の欠陥があると反射光Ａとは別に反射光Ｂの明線が現
れた画像が捕らえられ、この画像に１次元リニアアレイ
を明線に直交するような視野に配して、観察される明線
を図１（ｃ）のようなアナログのビデオ波形に変換し記
憶する。

【００１０】次に図２のブロック図で示すように、前記
のビデオ波形をスキャン信号と同期させて、かみ出しや
段差の計測を行い、判定や計測結果のモニター表示を行
うには、 ビデオ波形はガラス表面の肌荒れや微細な傷、気泡な
どによって発生するノイズ信号を除去し、シンプルなパ
ルスの信号のみの波形にするのが望ましい。 波形上にある所定以上のパルス数は１スキャンでは１
又は２であり、１のとき欠陥はなし、２のときかみ出し
や段差有りとしてそれらの計測を行う。 かみ出しや段差有りの場合、所定以上の２つのパルス
間のギャップのクロックをカウントして、かみ出しや段
差の高さ方向の大小を計算する。図３で示すように段差
のみから凸部を有する度合いによってギャップの間隔即
ちクロックカウント数が変化するので、それらから演算
し、しきい値と比較する。 更に、２つのパルスがカウントされる波形が連続して
いる間のスキャン同期信号をカウントして、かみ出しや
段差の周方向の大小（長さ）を演算し、しきい値と比較
する。 そして、上記２つのしきい値との比較結果から、計測
されたかみ出しや段差の良否を判定する。 一方、前記とで計測演算されたかみ出しや段差の
データを収集し、成形情報、例えば壜に付した型番（即
ち、成形セクション）との関係でデータを集約し、例え
ば図４に示すようなマップとしてモニターに表示し、成
形アクションに結び付ける。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図５は本発明の検査を行う壜口と投光・
受光の関係を示しており、検査される容器の開口天面内
側付近に第一の光源１０３て投光し、第一の一次元カメ
ラ１０５により反射光を受光して口天より低く発生する
段差やかみ出し１０１を検出する。また、第二の光源１
０４と第二の一次元カメラ１０６により口内方向のかみ
出し１０２を検出する。ここで、開口天面内側に対する
投光軸の角度θ₁ および受光軸の角度θ₂ は、第一の光
源とカメラの場合はθ₁ は５０〜６０度、θ₂ は１０〜
２５度が好ましく、第２の光源とカメラの場合はθ′₁
は１０〜２５度、θ′₂ は５０〜６０度が好ましい。こ
のように２つの投光・受光の装置を用いることで、微小
な段差やかみ出しから大きいかみ出しのすべての範囲を
検査対象とする。なお、カメラの位置は反射ミラー１０
７を使用して任意の位置に設定することもできる。

【００１２】２つの投光器１０３、１０５の光源はハロ
ゲン光、ＬＥＤ（カラー、赤外）光、キセノン光、タン
グステン光から選択されたものでよく、レンズ１０８で
収光してスポット光とすることが好ましい。また、着色
されたガラス容器などを検査する場合、着色による反射
光のノイズ低減効果を得るために着色壜の吸収率の高い
波長とするようにカラーフィルタ１０９を取付け、スポ
ット光が例えば壜口近くにあるネジ部に当たっても壜内
を屈折透過する過程で生ずる減衰効果を利用して、ネジ
部の反射光を弱めて検知しにくくする。例えば、ビール
壜に代表される茶色壜の場合はカラーフィルタにより緑
色の光を使用すると、緑色の光の波長は茶色では吸収が
高いため減衰してカメラでは捕らえにくくなる。同様に
エメラルドグリーン壜には青または赤色の光を用いる。

【００１３】受光器としての一次元カメラは、スキャン
周期を５１２μｓｅｃとし、１秒間当たり２０００ショ
ットの高速スキャンとし、光への感度を上げる目的でＣ
ＣＤセンサーの受光素子幅を２００μｍとして感度アッ
プを図った。そして一次元リニアアレイを用いて、２０
４８の画素を一列に配して受光した明線に対して直交す
るような視野範囲としてある。

【００１４】そして、上記構成によって検出された波形
から図２のブロック図で示すように段差やかみ出しの度
合いが計測され、良否が判定され、図示しない排出装置
に排出信号が出力されて不良壜が排除される構成となっ
ている。更に、本発明では判定に使用されたデータと、
図示しない成形情報、例えば壜底に付した型番（成形セ
クション）とを関連付けて集約し、公知の手段でモニタ
ーに表示したり、あるいは検査工程から遠く離れた成形
工程付近でデータ検索が可能なシステムとなっている。

【００１５】

【作用】この様に構成された本発明の容器口天面の欠陥
検査方法と装置によれば、開口天面内側付近にのみ所定
角度の投光軸となるように投光器を配置して、口天内側
のエッジの反射光とその内部に発生する段差またはかみ
出しのエッジの反射光をとらえる構成としてあるので、
段差やかみ出しの有無は勿論のこと、不良と判断される
前の微小なものまで確実に検知することができる。

【００１６】従来、開口天面内側に発生する微細なかみ
出しや段差を検知するためには高分解能を有し、かつ高
速の２次元カメラを必要とされていたが、通常のＮＴＳ
Ｃ規格のカメラでは１画面を1/60ｓｅｃ（16.7ｍｓｅ
ｃ）で伝送する処理スピードのため、壜１本当たり数画
面しか画像が取り込めない。従って微細なかみ出しや段
差の場合は壜の口部の全周にわたって欠陥が発生すると
は限らず、どちらかと言えばほんの一部であったりする
場合が多く、しかも投光して欠陥からの反射光または屈
折光を検出することとなるのでもっとも良好な検査エリ
アはさらに小さくなる。それ故に検査ミスを無くすため
に高速カメラでショット数を増加させる事が必要であっ
た。現在１秒間あたり３００ショット、２０００ショッ
トの高速カメラはあるが、画素数を５１２×４８０から
１２８×１２８や、６４×６４へ落とし、画素が粗くな
ることとなり、結果的に高分解能と高速を両立させるこ
とができなかった。

【００１７】そこで本発明では前記の問題、即ち高分解
能と高速を両立させるさせるために一次元リニアアレイ
を用いて、１秒間あたり２０００ショットの高速で、２
０４８画素の高分解能で検出するために、これらを満た
すことができる。なお、検査エリア１画素の幅しか有し
ないが、そのために投光・受光器の位置関係は常に同一
条件に保たれており、検査エリアが狭くても高速スキャ
ンのために検出ミスを無くすことができる。

【００１８】また、２次元カメラによる方法は欠陥の付
近に投光し、その反射光を検出すると、欠陥の反射光以
外に、ごく近くに口天部の反射光が検出されるので、壜
を回転させて検査したときの壜ブレで双方の反射光が重
なり合い、検査ゲートを引いても欠陥からの反射光のみ
を検出することが不可能であり、その対応として壜ブレ
に合わせた検査ゲートを引くという特別なゲート追随演
算処理を必要とした。しかし、本発明では１次元のリニ
アアレイを反射光に直交するようにセットしてあるの
で、該リニアアレイの視野範囲に欠陥の反射光と常時現
れる開口天面内側コーナーの反射光を置いて、壜ブレが
発生しても２つの反射光は常に視野範囲内において一定
の関係を保つこととなり、そして、判定はゲート内の輝
点の数（波形で捕らえたときのパルスの数）をカウント
する極めて簡単な方法を採用しているので、壜ブレの影
響を受けることはない。

【００１９】実際の生産工程において、検査装置をセッ
ティングする場合における壜口部への投光には、例えば
口天近くにネジ山がある口部形状の場合、従来の２次元
カメラはノイズ光となるネジ山の反射光を避けるための
シビアな投光器の設定が必要となったが、本発明では１
次元の幅の狭い検査エリア幅を得るための投光をするの
みで済むので、投光器の設定が極めて簡単となり、短時
間に設定できる利点がある。また、着色壜においては、
投光器にカラーフィルターを設けてそれぞれの着色に対
して吸収率の高い波長の光を投光するようにしてあるの
で、更にノイズは少なくすることができる。

【００２０】更に、本発明の装置は、従来の方法や装置
にはない容器の口天内面に発生した微小な段差やかみ出
しの良・不良に係わらずその程度を計測する構成となっ
ており、この結果から良否判定するとともに、検査した
欠陥の発生部位の形状計測結果等から、成形工程で起こ
りつつある、或いは起こった異常を察知できる。例え
ば、プランジャのセンターズレの場合は口部周方向の異
常と長さが1/4 〜 1/2周発生したり、プランジャの押し
込み不足の場合には口部全周に発生するなど、異常の発
生の挙動が図４のモニター表示から容易に発見できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明の容器口天面
の欠陥検査装置は、欠陥の発生する開口天面の内側付近
に投光し、その反射光を一次元のリニアアアレイでとら
え、ビデオ波形に変換して波形のパルスをカウントして
演算処理するという極めて簡単な方法と装置で、欠陥の
有無だけでなく欠陥の大きさを計測することとし、それ
らから得られたデータを型番等の成形情報と関連付けて
モニター等の表示をが出来るシステムとしたので、不良
品の発生以前に製品の欠陥発生を予見し、早期に対応す
ることによって、生産のロスを減少させることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理を示す概要図である。

【図２】本発明の演算処理の概要を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明で検査される欠陥の度合いを示す図であ
る。

【図４】本発明のモニター表示の１例である欠陥発生状
況のマップである。

【図５】本発明の実施例を示す概要図である。

【図６】従来の実施例を示す概要図である。

【図７】従来の別の実施例を示す概要図である。

【符号の説明】

１ 容器内周部位 ２ 投光手段 ３ 受光手段 １０３ 第１の投光器 １０４ 第２の投光器 １０５ 第１の受光器 １０６ 第２の受光器 １０７ 反射ミラー １０８ レンズ １０９ カラーフィルタ

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【手続補正書】

【提出日】平成８年７月１２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明は、容器の垂直軸を中心に回転させ
る手段と、該容器の開口天面内側に投光できる光源と、
該開口天面内側に該光源を投光することにより、口天面
内側コーナー部での反射によってあらわれる円弧状の明
線反射光を、該明線反射光と直交する視野をもつ１次元
カメラで捉えて、明線反射光を電気パルスに変換する手
段と、容器成形過程で開口天面内側コーナーに沿って形
成される口内ハミ出しや口内段差によるエッジ部と、前
記開口天面内側のコーナー部とによってあらわれる２つ
の明線反射光を前記手段によって２つの電器気ルスに変
換して捉え、該２つの電気パルスの間隔及び継続時間を
求めて、あらかじめ設定したしきい値と比較して良否を
判定する手段とを有し、前記光源と前記一次元カメラが
垂直同一平面内に配置され、容器の開口天面に対する該
光源の投光軸入射角度と反射光の反射角度が互いに異な
る角度にあることを特徴とするものである。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】そして、前記の２つの電気パルスの間隔及
び継続時間の結果のデータを成形情報と関連ずけて表示
できる手段と該データを外部へ出力する手段、具体的に
は判定のために求めた欠陥の程度を示す計測データをモ
ニターに表示したり、外部の型番情報をもつ情報データ
ロガーにデータを提供し、不良欠陥発生の懸念の発見に
役立つ欠陥程度測定値の送信の手段を備えたことを特徴
とするものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】次に図２のブロック図で示すように、前記
のビデオ波形をスキャン信号と同期させて、かみ出しや
段差の計測を行い、判定や計測結果のモニター表示を行
うには、 ビデオ波形はガラス表面の肌荒れや微細な傷、気泡な
どによって発生するノイズ信号を除去し、シンプルなパ
ルスの信号のみの波形にするのが望ましい。 波形上にある所定強度以上のパルス数は１スキャンで
は１又は２であり、１のとき欠陥はなし、２のときかみ
出しや段差有りとしてそれらの計測を行う。 かみ出しや段差有りの場合、所定強度以上の２つのパ
ルス間のギャップを計測するため内部クロックをカウン
トして、かみ出しや段差の高さ方向の大小を計算する。
図３で示すように段差のみから凸部を有する度合いによ
ってギャップの間隔即ちクロックカウント数が変化する
ので、それらから演算し、しきい値と比較する。 更に、２つのパルスがあらわれる波形が継続している
時間を計測するため、その間の１次元カメラのスキャン
同期信号をカウントして、かみ出しや段差の周方向の大
小（長さ）を演算し、しきい値と比較する。 そして、上記２つのしきい値との比較結果から、計測
されたかみ出しや段差の良否を判定する。 一方、前記とで計測演算されたかみ出しや段差の
データを収集し、成形情報、例えば壜に付した型番（即
ち、成形セクション）との関係でデータを集約し、例え
ば図４に示すようなマップとしてモニターに表示し、成
形アクションに結び付ける。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】２つの投光器１０３、１０４の光源はハロ
ゲン光、ＬＥＤ（カラー、赤外）光、キセノン光、タン
グステン光から選択されたものでよく、レンズ１０８で
収光してスポット光とすることが好ましい。また、着色
されたガラス容器などを検査する場合、着色による反射
光のノイズ低減効果を得るために着色壜の吸収率の高い
波長とするようにカラーフィルタ１０９を取付け、スポ
ット光が例えば壜口近くにあるネジ部に当たっても壜内
を屈折透過する過程で生ずる減衰効果を利用して、ネジ
部の反射光を弱めて検知しにくくする。例えば、ビール
壜に代表される茶色壜の場合はカラーフィルタにより緑
色の光を使用すると、緑色の光の波長は茶色では吸収が
高いため減衰してカメラでは捕らえにくくなる。同様に
エメラルドグリーン壜には青または赤色の光を用いる。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】容器の垂直軸を中心に回転させる手段と、
   該容器の開口天面内側に投光できる光源と、その反射光
   を受光する一次元カメラと、該一次元カメラが捕らえた
   明線の画像をアナログ量のビデオ波形に変換する手段
   と、該ビデオ波形から所定以上のパルスを検出する手段
   と、検出されるパルス数が２パルスのときにパルス間の
   ギャップのクロックをカウントするとともに２パルス検
   出する間のスキャン同期信号数をカウントして欠陥の高
   さと周方向長さを計算する手段と、予め設定されたしき
   い値と計算結果を比較して良否を判定する手段と、不良
   と判断したときに排出信号を出力する手段とを有し、前
   記光源と前記一次元カメラが垂直同一平面内に配置さ
   れ、容器の開口天面に対する該光源の投光軸角度と反射
   光の反射軸角度が互いに異なる角度にあることを特徴と
   する容器口天面の欠陥検査装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載の計算する手段により得ら
   れた欠陥の形状データを成形情報と関連ずけてに表示で
   きる手段と該データを外部へ出力する手段を備えたこと
   を特徴とする請求項１に記載の容器口天面の欠陥検査装
   置。
3. 【請求項３】容器の開口天面内側に投光できる光源に、
   一定の波長の投光をするためのカラーフィルタを設けた
   ことを特徴とする請求項１ないし請求項２に記載の容器
   口天面の欠陥検査装置。