JPH0972861A

JPH0972861A - 透明フィルムの装着異常を検知する方法と装置

Info

Publication number: JPH0972861A
Application number: JP24864895A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Yamauchi; 毅山内; Teruo Endo; 輝男遠藤; Toshizane Karezaki; 敏実鰈崎
Original assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Current assignee: Ishizuka Glass Co Ltd
Priority date: 1995-09-01
Filing date: 1995-09-01
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【目的】透明容器に熱収縮によって装着された樹脂フィ
ルムの装着有無や装着異常を精度良く検出できる方法と
装置を提供すること。【構成】光の３原色を含む白色光源と２次元カラーイメ
ージセンサーとを対向させて形成される間に、装着され
た透明フィルムの残留歪みによって干渉色を発生させる
投光軸に垂直に回転可能な２枚の偏光板を設置し、該偏
光板の間を透明フィルムが装着された透明容器が通過す
る時に、照射される白色光が該透明フィルムによって呈
色する干渉色を２次元カラーイメージセンサーで検知す
ることにより、フィルムの有無又は／およびフィルムエ
ッジ位置を計測する方法と装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ガラス壜に代表される
透明容器に熱収縮によって装着される透明の樹脂製フィ
ルムの異常、具体的にはフィルムの有無、フィルムの破
れやシワ等の欠点の発生によって発生するフィルムのエ
ッジ位置の斜めかぶりやウエーブを検出して、フィルム
装着の異常を検査する方法と装置に関するものである。
また、本発明は透明フィルムについてだけでなく、従来
から透明容器に広く装着されて使用されている着色フィ
ルム（不透明フィルム）の装着有無についても応用でき
るものである。

【０００２】

【従来の技術】透明なＰＥＴボトルやガラス壜等に熱収
縮によって各種のデザインを施したＰＶＣやＯＰＳ等の
樹脂フィルムを装着した容器が広く市場に出回っている
が、この樹脂フィルムの装着の有無や装着高さの検査機
として開発された装置は、不透明なフィルム装着壜に対
して光電センサを利用したタイプのものがほとんどで、
例えば、２組の透過型光電センサーを上下に対向配置
し、２組のセンサーの光源からフィルムに投光し、光の
遮光の有無によるＯＮ・ＯＦＦ出力の状態によりフィル
ムの高さの異常を検査していた。

【０００３】最近になって透明部分が多いフィルムのデ
ザインが多くなり、透明部分でのフィルムにおいて装着
高さや斜めかぶり等の異常を検出する検査機の開発対応
がせまられることになった。ところが透明フィルムの場
合は遮光効果が殆ど期待できないために、従来からある
透過型の光電センサーでは検査ができず、投光器の光の
波長をフィルムの材質によって異なる吸収波長とすれば
検出可能であるが、例えばフィルムがＰＶＣの場合吸収
波長λ＝３．５μｍの赤外線が必要であり、ＯＰＳの場
合であれば吸収波長λ＝３５０ｎｍの紫外線が必要であ
り、光源の装置自体が煩雑となって、製作しがたいとい
う問題があり、実現された検査機として使用されていな
い。

【０００４】上記の問題を解決する検出装置として図８
に示すように、透明容器１０１に熱収縮によってフィル
ム装着したとき、フィルムに発生する残留歪を持った透
明フィルム１０２に光源１０４から光１０３を２枚の偏
光板１０５、１０６を介して投光させると、通過する光
１０３（３原色を含む白色光）は、残留歪による光弾性
効果で偏光が発生することを利用し、受光器１０７側で
受光する際に偏光フィルターを用いることによって、フ
ィルムの見かけの遮光率を向上させて検査する装置が開
発された。

【０００５】しかし、上記の偏光フィルターを利用した
検査装置においては、１ポイント検査であるためにフィ
ルムを２枚越しに透過して検査したとき、フィルムの上
端であれば最も高い位置を、フィルムの下端であれば最
も低い位置を検査する判定となったり、フィルムエッジ
部周囲全体の欠点であるウェーブや斜めかぶりが検出で
きなかったり、或いは、フィルム形成上避けられない貼
り合わせ部分においては熱収縮がほとんど発生しないた
め部分的に高くなった特異位置を検知したり、偏光効果
が弱いために検知しにくかったりした。また、フィルム
の種類によっては偏光効果自体が十分に発揮されないこ
とがあり、この場合には、十分な検査精度が得られない
等の問題があった。また、ハード面では被検査容器を搬
送するコンベアの振動によって生じるフィルム位置の計
測誤差も重なって、ある程度の検出は期待できても、そ
の精度は低く誤判定による良品排出などの生産効率の低
下や、生産現場での検出結果に基づいて不良の発生源を
追求し、減少させるための情報として使用できないなど
の多くの問題点を抱えており、透明フィルムを装着した
容器のフィルムの異常を精度良く検査できる装置の開発
が望まれていた。

【０００６】

【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、透明容器に熱収縮によって装着
された透明フィルムの異常、即ちフィルムの装着有無や
装着位置、フィルム上端下端のウエーブや斜めかぶりの
欠点を、精度良く検知し、また、被検査容器の搬送時に
発生するコンベアによる上下振動による計測誤差にも影
響されない、精度の良い検査をするための方法と装置を
提供しようとするものである。

【０００７】

【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、ガラスや樹脂で成形された透明
（半透明も含む）な容器の外周に熱収縮によって装着さ
れた透明樹脂フィルムの検査方法において、光の３原色
を含む白色光源と２次元カラーイメージセンサーとを対
向させて形成される間に、装着された透明フィルムの残
留歪みによって干渉色を発生させる投光軸に垂直に回転
可能な２枚の偏光板を設置し、該偏光板の間を透明フィ
ルムが装着された透明容器が通過する時に、照射される
白色光が該透明フィルムによって呈色する干渉色を２次
元カラーイメージセンサーで検知することにより、フィ
ルムの有無又は／およびフィルムエッジ位置を計測する
ことを特徴とするものである。

【０００８】上記の検査方法と装置において干渉色を判
別しやすい任意の呈色とするために、透明フィルムが装
着された透明容器と白色光源側の偏光板の間に１／４波
長板または１／２波長板を必要に応じて設置したり、ま
た、透明フィルムを通過する透過光の通過回数を変更さ
せることができることが望ましい。

【０００９】また、上述の検査方法と装置では、フィル
ムエッジ位置の測定点が少なくとも３つ以上であり、検
査される透明フィルムを装着した容器の基準点からの測
定値に換算することを特徴とするものであり、さらに、
測定された３つ以上のフィルムエッジ位置の測定点にフ
ィルムの貼り合わせ部の測定値を含むときは、該フィル
ムの貼り合わせ部のデータを異常値として除外すること
を特徴とするものである。

【００１０】そして上述の検査装置においては、フィル
ムエッジ位置測定値を基準点からの測定値に換算された
データの中心値を演算する機構を有し、該中心値を任意
の繰り返し周期で集計処理することができる手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００１１】検査に使用する白色光源は、光の３原色を
バランス良く有するものなら何でもよく、代表的な光源
としては、ハロゲン光、白色蛍光灯、昼光色蛍光灯があ
げられる。なお、これらの光源はチラツキをなくすため
に直流点灯を用いることが望ましい。

【００１２】

【発明の概要】ガラス壜などの透明容器の胴部外周に、
外周長さよりやや大きめの筒状とした樹脂製のフィルム
を被冠し、加熱することによって熱収縮させて壜外形状
に密着するようにフィルムを装着させた時、フィルム自
体に引っ張り応力によって残留歪が発生する。この残留
歪が発生した透明なフィルムに光の３原色を有する白色
光を透過させたとき、フィルムは複屈折性すなわち光弾
性効果を有しているのは周知のとおりである。

【００１３】上記の透明フィルムに直線偏光のかかった
光（Ｕ）が通過するとき、残留歪により直線偏光の
（Ｕ）の２つの垂直成分（Ｕ₁，Ｕ₂）は互いに異なる
速度でフィルム内を通過し、この時に光路差（位相）が
生じる。波長λの光に対して２種の光の光路差がλ／２
の偶数倍となるとき、互いに重なり明るくなる。一方λ
／２の奇数倍となるときは互いに打ち消しあって暗くな
る。即ち波長λの光は消滅することとなる。

【００１４】したがって、光の３原色をバランス良く有
する白色光の投光器を用いてフィルムを透過したとき、
３原色のレッド（以下「Ｒ」という）、グリーン（以下
「Ｇ」という）、ブルー（以下「Ｂ」という）のうち、
例えばＢの光が打ち消し合うと残ったＲとＧの混合色で
ある黄色にフィルムが呈色することとなる。同様にＧが
打ち消し合えばＲとＢの混合色の赤紫色に、Ｒが打ち消
し合えばＧとＢの混合色の青色に呈色することとなる。
ある波長λでの２種の光の光路差は次式で与えられる。光路差＝光弾性係数×応力×フィルムの光路長さここで、光弾性係数と応力は一定として考えられるの
で、フィルムの光路長さすなわちフィルムの枚数の増加
によって消滅する波長が短いものから長い波長に移り、
概ね黄色→赤紫色→青色→黄色へと呈色したり、若しく
はそれらの中間色を示すようになる。例えば図２に示す
ように、透過される光のフィルムの通過枚数によって呈
色の色相が変化する。

【００１５】そこで、本発明はこれらの透明フィルムの
透過光を２次元カラーイメージセンサーでＲ、Ｇ、Ｂ出
力として検出してフィルム有を検知する。フィルムのな
い壜自身を透過した光は歪がないので白色のままカラー
センサーに受光され白色の出力として検出し、フィルム
無と判定する。これらを利用してフィルムの有無やフィ
ルムのエッジ部を識別する。そして２次元カラーイメー
ジセンサー出力をコンピュータで処理することによっ
て、フィルムの有無と位置の良否を判断し、選別操作す
る。或いは演算されたデータをトレンド処理することに
よって生産ラインにフィードバックすることができる方
法と装置である。

【００１６】

【作用】このように構成された本発明の透明フィルムの
装着異常を検知する方法と装置において、透明な容器に
熱収縮により装着されたときにフィルムに発生する残留
歪を利用して、該フィルムに白色光を偏光板を介して透
過して光弾性効果により呈色させ、該呈色による色を２
次元カラーイメージセンサー（受光器）で検出する方法
であるので、フィルムを装着した容器を透過する白色光
が１枚のフィルムを透過したときと、２枚のフィルムを
透過したときと、偏光効果の少ないフィルムの貼り合わ
せ部を透過したとき等のそれぞれの状態において呈色の
違いが色で現れるので、それぞれの状況の色からフィル
ムの位置（有無）、更には装着されたフィルムの前後の
位置をそれぞれに判定できる。

【００１７】また、カラーイメージセンサーによる検知
精度を更に向上させる目的で、透明フィルムが装着され
た透明容器と偏光板の間に１／４波長板または１／２波
長板を必要に応じて設置することによってセンサーが判
定しやすい任意の色へ呈色させることができる。また、
センサーが判定しやすい任意の色へ呈色させる別の方法
として、透明フィルムへの透過光の通過回数を変更（増
加）させることもできる。

【００１８】更に本発明の透明フィルムの装着異常を検
知する方法と装置は、フィルムエッジ位置を少なくとも
３点以上測定できる構成となっているので、測定結果に
基づくデータを演算する時点において特定の条件のデー
タを、例えばフィルムの貼り合わせ部のデータを異常値
として除外して、製品（フィルム位置）の良否を判定す
ることができる。

【００１９】そして、フィルムエッジ位置の測定とは別
に、フィルムが装着された個々の容器の基準となる特定
の部所（例えば壜口天部）を検知する測定手段を備えて
おくことにより、この基準測定点からのフィルムエッジ
位置測定値に換算させることにより、被検査体を搬送す
るコンベア等の振動による計測誤差も除外したフィルム
位置を算出し、良否の判定ができる。

【００２０】本発明の検査装置では、上記のフィルムエ
ッジ位置測定結果のデータ（複数のデータはその中心値
を演算させたデータ）を任意の繰り返し周期で集計処理
できるトレンド処理機構を備えているので、データの周
期性を確認することにより、フィルム装着機やシュリン
カーのセクション数と対比することによって異常の発生
傾向を把握することも容易となる。

【００２１】また、本発明の検査装置に使用する光源は
フィルムの材質に限定されず、ハロゲン光、白色蛍光
灯、昼光色蛍光灯などの光の３原色をバランス良く有す
るものなら何でも用いることができるので、装置自体も
簡便である。

【００２２】なお、上述に述べたように本発明の透明フ
ィルムの装着異常を検知する方法と装置は、透明フィル
ムの装置として述べてきたが、不透明フィルムの検査に
おいても同様の方法で使用することにより、装着フィル
ムの有無チェックにも応用できる。

【００２３】

【実施例】本発明を更に実施例によって以下に詳細に説
明する。図１は本発明の基本的な構成を示すものであ
り、１は光の３原色をバランス良く含むハロゲンランプ
などの白色光源、２および６は投光軸対して直角に回転
可能な偏光板で平行ニコル法の位置に配置したものであ
る。３は１／４または１／２波長板であり偏光色を更に
際立たせるために設けたもので、絶対的に必要なもので
はないが設置しておいたほうが望ましい。４は透明なガ
ラス壜で、透明な樹脂フィルム５が熱収縮によって壜４
に密着して装着されている。フィルム５はその製造過程
で筒状にするためにフィルムが２枚重なった貼り合わせ
部５′を含んでいる。そして、７は２次元のカラーイメ
ージセンサーを備えたカメラであり、該カラーイメージ
センサー７で検知された壜を透過した光が呈色する色を
コンピータ８によって判定出力等の処理をする構成とな
ってい。

【００２４】フィルム５はその厚みや材質が異なってい
たり、フィルム装着時の傾きやウェーブ（蛇行）、貼り
合わせ部５′により、カラーセンサーによって透過光を
検知するとき、フィルム５の１枚の透過光であったり、
２枚であったり、貼り合わせ部５′と重なって３枚とな
ったりあるいはフィルムのない場合と変化するためにカ
ラーセンサーの出力は白色も含めて多色に富むこととな
り、それらの呈色に応じて必要色を検知し、抽出してコ
ンピュータ８でフィルムの有無、またはフィルムエッヂ
位置１１を演算し、判定している。

【００２５】投光器側の偏光板２はフィルムに残留する
応力の方向を考慮して、４５°傾けた角度で用いるのが
良く、受光器側の偏光板６は必ずしも４５°に傾ける必
要はなく透過光がフィルムによって干渉し、呈色がもっ
とも強くなる角度にすればよい。

【００２６】さらに本発明ではフィルムエッジ位置１１
の測定精度を向上させるために、フィルム５が装着され
た個々のガラス壜５の特定の位置、例えば口天部１０を
検知する基準用カメラ９を１台設置して口天部を計測
し、ガラス壜４が検査位置に搬送されたときのコンベア
の振動によるフィルム５のバラツキ誤差をキャンセルす
る機構を有している。また図３に示すようにフィルムエ
ッジ位置１１を３箇所以上計測することで、複数の計測
値から、図４に示すような斜めかぶりやフィルムの破
れ、シワによって発生するフィルムエッジ部１１のウエ
ーブ（蛇行）の一定以上のものをコンピータで演算処理
して、良否判定し、排出する構成となっている。更に、
貼り合わせ部５′のフィルムの収縮異常によるポイント
的な異常値を除去して演算させることもできる構成とな
っている。

【００２７】上記のフィルムエッジ位置の複数点測定と
基準用カメラの原理を説明する。図３に示すように基準
用カメラ９でフィルム５の装着されたガラス壜４の口天
部１０をｌ₁として計測し、フィルムエッジ位置１１を
計測カメラ７測定し、例えばｌ₂〜ｌ₆の５点の計測し
て得られたデータを図３で示すようにコンピータ８で演
算し、予め設定されて一定の判定基準と照合して良否を
判定させる。ここで、フラグ合計を２以上としたのは、
フィルム貼り合わせ部５′のフィルムエッジ位置を計測
したとき、該フィルム貼り合わせ部５′が貼り合わせに
よって熱収縮が少なく局部的にフィルムエッジ位置が高
くなることが判っており、そのデータを除去するためで
ある。また、得られたデータＤ₁〜Ｄ₅の中心値を計算
して一定の周期でトレンド処理して、例えば縦軸にフィ
ルムエッジ位置１１と判定基準を、横軸に時間（壜の計
測順序）となるようなグラフ化する機能を持たせておく
ことで、任意の周期本数でプロットさせて、その周期性
から異常値が、例えばシュリンカーのヘッド数やラベラ
ーのヘッド数と照合させることで、不良が何処の工程で
発生しているかが判断できる構成となっている。

【００２８】図５、図６、図７は本発明の構成の一部を
応用した別の実施例であり、フィルムの有無を検査する
方法と装置の概要を示している。図５は光弾性効果が強
く出る透明フィルム５の検査方法を示しており、白色光
源１とカラーセンサーを備えたカメラ７を傾斜して対向
させ、フィルム透過光を１回のみにしたものである。こ
れに対して光弾性効果が弱い透明フィルムの場合は図６
に示すように偏光光線のフィルムへの透過回数を回帰ミ
ラー１２やキャッツアイなどによって反射させて増加さ
せることにより呈色効果を上げて、ハーフミラー１３を
介してカラーセンサーを備えたカメラ７で検知するよう
にしたものである。また、図７は白色光源１と２組のカ
ラーセンサーを備えたカメラ７を上下に対向配置して検
出する方法であり、この場合は透明フィルムに限らず、
不透明の着色フィルムの検査にもそのまま適用できる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように本発明の透明フィル
ムの装着異常を検査する方法と装置は、透明な容器に熱
収縮により装着された透明フイルムを、フィルム装着時
のフィルムに残留する歪により生じた偏光光の干渉色を
２次元のカラーイメージセンサーで検知して、フィルム
の有無や装着位置を検査するようにしたので、検査装置
に使用される光源も特別な光源を使用することなく、検
査装置自体も生産工程のフィルム装着壜の搬送コンベア
を挟んで設置するだけの簡単な構成であり、更にその検
出精度については従来の検査方法や装置に比較して大幅
な向上を図る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概要を示す図である。

【図２】透明容器に装着されたフィルムを偏光させた光
を投光させたときにフィルムが呈色する色の一例を示し
たものである。

【図３】本発明のフィルムエッジ位置の測定と演算の概
要を示す図である。

【図４】フィルム欠点の代表例を示す図である。

【図５】本発明のフィルム有無の検査方法を示す概要図
である。

【図６】本発明のフィルム有無の別の検査方法を示す概
要図である。

【図７】本発明のフィルム有無の別の検査方法を示す概
要図である。

【図８】従来の実施例の概要を示す図である。

【符号の説明】

１白色光源２偏光板３波長板４透明容器（ガラス壜）５透明フィルム６偏光板７カラーセンサーを備えたカメラ８コンピュータ９基準用カメラ１１フィルムエッジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラスや樹脂で成形された透明（半透明も
含む）な容器の外周に、熱収縮によって装着された透明
樹脂フィルムの検査方法において、光の３原色を含む白
色光源と２次元カラーイメージセンサーとを対向させて
形成される間に、装着された透明フィルムの残留歪みに
よって干渉色を発生させる回転可能な２枚の偏光板を設
置し、該偏光板の間を透明フィルムが装着された透明容
器が通過する時に、照射される白色光が該透明フィルム
の光弾性効果によって呈色する干渉色を２次元カラーイ
メージセンサーで検知することにより、フィルムの有無
の検査または／およびフィルムエッジ位置を計測するこ
とを特徴とする透明フィルムの装着異常を検査する方
法。
【請求項２】請求項１の検査方法において、透明フィル
ムが装着された透明容器と偏光板の間に１／４波長板ま
たは１／２波長板を設置したことを特徴とする請求項１
に記載の透明フィルムの装着異常を検査する方法。
【請求項３】請求項１または請求項２の検査方法におい
て、透明フィルムを通過する透過光の通過回数を変更さ
せることができることを特徴とするに請求項１または請
求項２に記載の透明フィルムの装着異常を検査する方
法。
【請求項４】フィルムエッジ位置の測定点が少なくとも
３つ以上であり、検査される透明フィルムを装着した容
器の基準点からの測定値に換算することを特徴とする請
求項１または請求項２または請求項３に記載の透明フィ
ルムの装着異常を検査する方法。
【請求項５】フィルムエッジ位置の測定点が少なくとも
３つ以上であり、検査される透明フィルムを装着した容
器の基準点からの測定値に換算するとともに、フィルム
の貼り合わせ部のデータを異常値として除外することを
特徴とする請求項１または請求項２または請求項３また
は請求項４に記載の透明フィルムの装着異常を検査する
方法。
【請求項６】ガラスや樹脂で成形された透明（半透明も
含む）な容器の外周に熱収縮によって装着された透明樹
脂フィルムの検査装置において、３原色を含む白色光源
を照射する手段と２次元カラーイメージセンサーを有す
るカメラ装置とを対向させて形成される間に、装着され
た透明フィルムの残留歪みによって干渉色を発生させる
投光軸に垂直に回転可能な２枚の偏光板を設置し、該偏
光板の間を透明フィルムが装着された透明容器が通過す
る時に、照射される白色光が該透明フィルムの光弾性効
果によって呈色する干渉色を２次元カラーイメージセン
サーを有するカメラ装置で検知することにより、フィル
ムの有無の検査または／およびフィルムエッジ位置を計
測することを特徴とする透明フィルムの装着異常検査装
置。
【請求項７】請求項６の検査装置において、透明フィル
ムが装着された透明容器と偏光板の間に１／４波長板ま
たは１／２波長板を設置したことを特徴とする請求項６
に記載の透明フィルムの装着異常検査装置。
【請求項８】請求項６または請求項７の検査装置におい
て、透明フィルムを通過する透過光の通過回数を変更さ
せることができる手段を備えたことを特徴とする請求項
６または請求項７に記載の透明フィルムの装着異常検査
装置。
【請求項９】フィルムエッジ位置の測定点が少なくとも
３つ以上測定できる手段と、検査される透明フィルムを
装着した容器の基準点を測定する手段と、フィルムエッ
ジ位置測定値を基準点からの測定値に換算することがで
きる手段とを有することを特徴とする請求項６または請
求項７または請求項８に記載の透明フィルムの装着異常
検査装置。
【請求項１０】フィルムエッジ位置の測定点が少なくと
も３つ以上測定できる手段と、検査される透明フィルム
を装着した容器の基準点を測定する手段と、フィルムエ
ッジ位置測定値を基準点からの測定値に換算することが
できる手段とを有するとともに、フィルムエッジ位置の
測定点のうちフィルムの貼り合わせ部のデータを測定し
たときに、該フィルムの貼り合わせ部のデータを異常値
として除外する手段を有することを特徴とする請求項９
に記載の透明フィルムの装着異常検査装置。
【請求項１１】請求項９または請求項１０の検査装置に
おいて、フィルムエッジ位置測定値を基準点からの測定
値に換算されたデータの中心値を演算する機構を有し、
該中心値を任意の繰り返し周期で集計処理することがで
きる手段を備えたことを特徴とする請求項９および請求
項１０の透明フィルムの装着異常検査装置。