JP3607744B2 - 半透明な容器の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、容器の壁の光学的特性に影響を及ぼす工業上の変形を検出するための半透明な容器の検査に関するものであり、特に、容器の口を通して容器の底を検査する装置及び方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
透明または色のついたガラス瓶及びつぼのような半透明の容器の製造においては、容器の壁に様々な型の割れや他の工業上の変形が生じうる。例えば、容器の工業上の要望に影響を及ぼすガラス粒、節及び塊、不透明な石ぶつ、または他の吸蔵が容器の底（すなわち、容器の底面及びかかと）に生じうる。一方、容器の工業上の許容性には影響を及ぼすことなく容器の底にバッフルマークが残り、また光学的に容器をもとの鋳型と相関させるためのコードリングが容器の底に形成される。それゆえ一方では、石ぶつ、ガラス粒、節及び塊といった潜在的に望ましくない変形を検出及び定量し、同時に、鋳型のコードリング及び容器の工業上の許容性に影響を及ぼさないバッフルマークのような変形を、実質的に検知しない検査技術を提供することは望ましいことである。
これまでに、容器の光学的特性に影響を及ぼす工業上の変形を検出するために、電気光学的検査システムを使用することが提案されている。基本的な原則は、容器の一方に光源を配置し、もう一方にカメラを配置することである。光源は、光源の一次元方向に変化する強度を有するように形成されるのがよい。光線は、通常光源から真っ直ぐに容器の壁を通って進み、次いでカメラ上に集光し、得られた強度でカメラにより観察される。しかしながら、屈折性の工業上の変形は、光線が容器の壁を通って進むとき、光線を曲げる。それゆえ、カメラ上に投射される像は光源の別の領域の像である。そのような別の領域が、カメラ上に普通に映った領域とは異なる強度を有する場合に、カメラは屈折部位を検出することが出来る。石ぶつのような不透明な部位は、容器の壁を通る光の透過を妨げるため、明るい背景に対して暗い斑点として検出される。
米国特許発明明細書第５２４３４００号（本発明の譲受人に譲渡されたものである）には、光源の有効強度を光源にわたって変化させる技術が開示されている。光調整フィルムは光源と容器の間に光源と隣接して位置しており、互いに間隔をあけて配置される多数の平行スラットを含み、光源の像がカメラによって観察出来る角度を制限している。工業上の変形は、カメラが受ける光の強度の変化の関数として検出される。容器の壁のいかなる屈折性の変形も、カメラの軸に対してある角度でカメラの視軸を屈折あるいは曲げてしまう。この角度が大きくなると、スラットは次第に光源を遮り、スラットの臨界観察角度ではもはや光源はカメラにより観察できなくなる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、容器の壁の光学的特性に影響を及ぼす工業上の変形を検出するために、石ぶつ、ガラス粒、節及び塊といった潜在的に望ましくない変形を検出及び定量し、同時に、鋳型のコードリング及び容器の工業上の許容性に影響を及ぼさないバッフルマークのような変形を実質的に検知しない、半透明な容器を検査する装置と方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の今現在の好ましい具体例による容器の底を検査する装置は、容器の開口から容器の底を観察するために配置された光センサー、容器の底の反対側に容器の外側に配置された光源、及び容器の底にある工業上の変形を、センサーに入射する光のエネルギーの関数として検出するためのエレクトロニクスを含む。光源は、容器の底を通してセンサーにより観察される際、容器の底に対してある方向（すなわち、半径方向）に長く、横方向に狭い特徴を有する。このように、鋳型のコードリング及びバッフルマークのような、半径方向にセンサーの視軸を屈折する容器の底にある変形は、センサーによって観察されるときに本質的に光を透過させる。一方、ガラス粒、節及び塊のような、容器の底の横方向にセンサーの視軸を屈折する変形は、センサーが変形を通して光源を観察することができないので、センサー上に暗い像を生み出す。
【０００５】
好ましい具体例における光源は、物理的に長くかつ幅の狭い光源を組み立てるか、あるいは上記の米国特許発明明細書に記載された光調整フィルムを、容器の底の半径方向に長い平行スラットと共に使用することにより、半径方向に長く横方向に狭い特徴を有するよう、構成される。どの具体例においても、光源は、容器の底の半径方向に広い照射角度、及び容器の底の横方向に狭い照射角度を有することを特徴とする。好ましくは、光源は容器の底の外径よりも長く、光センサーは、容器の底の外径（すなわち、底面及びかかとを含む）よりも長い光源により照射されるときに容器の底の像を受ける光電性素子のアレイを有するラインスキャンカメラを含む。容器は検査のあいだ中心軸のまわりに回転し、容器の回転が上がると、センサーアレイは容器の底の二次元像を引き出すために走査される。この像は、従来の技術とは異なる方法を使用して、屈折性の及び不透明な工業上の変形のために解析される。
本発明の付加的な目的、特徴及び有用性と共に、本発明は以下の記載及び添付図面により、さらに明確となるであろう。
【０００６】
【実施例】
図１及び図２は、半透明な容器１４の底１２（すなわち、容器１４の底面１６及びかかと１８）を検査する検査ステーション装置１０を図示したものである。容器１４は順番に、容器をスライド板２０に沿って溝穴２２を有するレジストリーへ移送する星型車コンベヤ等によって、装置１０の検査ステーションへ運ばれる。光源２４は、溝穴２２を通して容器の底１２を照射するためにスライド板２０の下方に位置している。ラインスキャンカメラ２６は、容器１４の底１２を容器の開口２８を通して観察し、かつ光源２４の像を容器の底及びスライド板の溝穴２２を通して観察するために、装置１０において容器１４の上方に位置している。
【０００７】
図１及び図２の比較より明らかなように、光源２４は長くかつ細く、容器の底よりも直径方向に長く、容器の軸２５と交わる細長い寸法を有する（図３）。光源２４は、細長い白熱灯またはディフーザーを通して容器１４の底を照射する各々のランプが一列に並んだものを含む。ラインスキャンカメラ２６は、容器の軸を横切りかつ光源２４の細長い寸法に平行なラインに沿って配置された、多数の感光素子を有するリニアアレーセンサー３０を含む。レンズ３２は、容器１４の開口２８を通して観察される、光源２４により照射された容器の底１２の像をリニアアレーセンサー３０上へ集光する。装置１０において容器１４は、容器をその中心軸２５の回りに回転させるための適当な機構３６と係合している。カメラ２６は、容器の回転が上がるとセンサー３０を走査する情報処理装置３４に連結している。
【０００８】
図１及び図２の具体例の操作を図３から図５に示す。図３は容器の底１２に対する光源２４の配置を示したものであり、上述したように容器の直径方向に長くかつ容器の横方向に狭いものである。バッフルマークまたは鋳型のコードリングのような、本質的に半径方向にカメラの視軸を屈折させる屈折性の変形３８（図５）がカメラの視野に入っても、センサーは半径方向に長い寸法を有するために光源を観察できるので、屈折性の変形はセンサーに入射する光の強度に影響を及ぼさない。一方、ガラス粒、節及び塊のような、容器の直径の横方向にカメラの視軸を屈折させる屈折性の変形４０（図４）がカメラの視野に入ると、少なくともいくつかのカメラ素子の視軸は、図４に示すように光源から離れるように屈折する。カメラセンサー３０は、容器の回転が上がると、容器の全底部の二次元像を引き出すために情報処理装置３４によって走査される。屈折性の変形４０は（石ぶつのような不透明な変形と同様）、明るい背景に対して暗い斑点あるいは領域のような像で現れる。像は、例えば米国特許発明明細書第４６０１３９５号に示されているような従来の技術を使用して解析され、情報処理装置３４は、いくつかあるいはすべての屈折性の変形４０（及び不透明な変形）が許容されうる規格から外れる場合には、製造ラインから容器１４を取り除くように除去信号を発する。
【０００９】
図６は本発明に従う改良装置４２を図示したものであり、多数の互いに間隔を開けて配置される、容器１４の底１２の直径方向に細長い平行スラット４８を有する光調整フィルム４６により、光源４４は横方向に狭くなっている。カメラの視軸を半径方向へ屈折するいかなる変形３８（図５）も、スラット４８に平行な方向へ屈折が起こるため、容器の底のカメラ像に影響を与えない。しかしながら、カメラの視軸を光源の横方向へ屈折する変形４０（図４）では、スラットの臨界観察角度でカメラが容器の底を通して光源を観察できなくなるまで、カメラによって観察される光源が順次遮られる。このように、図１から図５の具体例では、カメラの視軸が光源から離れるように屈折されると、像は明るくも暗くもなる。一方、図６の具体例では、光源が遮られない場合から光調整フィルムの臨界観察角度で光源が完全に遮られる場合の間では、薄暗いレベルが与えられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の今現在の好ましい実施例の一つを図示した電気光学的な構成図である。
【図２】図１の検査装置の側面図である。
【図３】図１及び図２のカメラから見た容器の底及び光源の平面図である。
【図４】検査の操作を図示した図２の部分的な構成図である。
【図５】検査の操作を図示した図１の部分的な構成図である。
【図６】図２と同様であるが、発明の改良型実施例を示した部分的な構成図である。
【符号の説明】
１０・・・半透明な容器の底を検査する検査ステーション装置
１２・・・容器の底
１４・・・容器
１６・・・容器の底面
１８・・・容器のかかと
２０・・・スライド板
２２・・・溝穴
２４・・・光源
２５・・・容器の軸
２６・・・ラインスキャンカメラ
２８・・・容器の開口
３０・・・リニアアレーセンサー
３２・・・レンズ
３４・・・情報処理装置
３６・・・容器回転装置
３８・・・容器の半径方向にカメラの視軸を屈折させる変形
４０・・・容器の直径の横方向にカメラの視軸を屈折させる変形
４２・・・本発明に従う改良装置
４４・・・光源
４６・・・光調整フィルム
４８・・・平行スラット

Claims (5)

1. 開口（２８）及び中心軸（２５）を有する容器（１４）の底（１２）の検査装置であって、
   容器の開口（２８）を通して容器の底（１２）上の細長領域（２２）を映すよう配置されたレンズ（３２）を有する光感知装置（２６）、
   容器の開口（２８）とは反対側の容器の底（１２）側で容器の外側に位置する光源（２４；４４）、
   容器の底（１２）にある工業上の変形を上記光感知装置（２６）に入射した光のエネルギーの関数として検出するための装置（３４）、及び
   容器（１４）をその中心軸（２５）の回りに回転させるための装置（３６）
   を含み、
   上記光源（２４；４４）は細長領域（２２）の方向に細長く、その横方向には狭く、不透明な粒や照明された細長領域（２２）から見て横方向に光を屈折する屈折性部分（４０）が、光感知装置（２６）にて暗いスポットとして現れる一方、細長領域の方向に光を屈折する屈折性変形（３８）は、照明された細長領域において検知されないように、容器の底（１２）上の上記細長領域（２２）を照明することを特徴とする上記検査装置。
2. 容器の底（１２）上の上記照明された細長領域（２２）が、直径方向に容器の底よりも広い請求項１に記載の装置。
3. 光を方向付ける装置（４６）が、細長領域（２２）の方向に長く互いに間隔をあけて配置される多数の平行スラット（４８）を含み、上記光源（４４）の像を上記光感知装置（２６）により観察できる横の角度を制限する請求項１または２のいずれかに記載の装置。
4. 上記光感知装置（２６）が、細長領域（２２）の方向に長いアレイ中に配置された多数の感知素子を有するアレイセンサー（３０）を含み、上記変形検出装置（３４）が、容器の回転の増分にて上記アレイを走査して容器の底の二次元像を作るための装置を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 開口（２８）及び中心軸（２５）を有する容器（１４）の底（１２）を検査する方法であって、
   （ａ）容器の開口（２８）を通して容器の底（１２）上の細長領域（２２）を映すようレンズ（３２）を有する光感知装置（２６）を配置する段階、及び
   （ｂ）容器（１４）をその中心軸（２５）の回りに回転させる段階
   を含み、
   （ｃ）不透明な粒や照明された細長領域（２２）から見て横方向に光を屈折する屈折性部分（４０）が、光感知装置（２６）にて暗いスポットとして現れる一方、細長領域の方向に光を屈折する屈折性変形（３８）は、照明された細長領域において検知されないように、上記光感知装置（２６）と軸方向に整列した容器の外側から狭く細長い光源（２４；４４）により容器の底（１２）上の前記細長領域（２２）を照明する段階、及び
   （ｄ）容器の底（１２）にある工業上の変形を、上記照明された細長領域（２２）から上記光感知装置（２６）に入射した光のエネルギーの強度の関数として検出する段階
   を特徴とする上記方法。

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