JPWO2018142614A1 - ガラスびんの検査装置 - Google Patents

Abstract

ガラスびんの検査装置１０は、ガラスびん１の口部２に向けて可視光を照射する第１発光部２０と、口部２に向けて赤外光を照射する第２発光部３０と、口部２からの可視光の反射光または屈折光を検出する第１受光部４０と、口部２からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第２受光部５０と、を含む。第１発光部２０、第２発光部３０、第１受光部４０及び第２受光部５０は、ガラスびん１の搬送経路１２に設けられたガラスびん１を自転させる自転位置１４において、ガラスびんの周囲に配置される。

Description

本発明は、ガラスびんの欠点を発光部と受光部を用いて検出するガラスびんの検査装置に関するものである。

ガラスびんの口部や首部にはびりと呼ばれる欠点がガラスびんの製造工程で発生することがある。びりは、ひび割れのようなクラックであり、略鉛直方向（びんの軸方向）に延びる垂直びりと、略水平方向（びんの軸方向に直交する方向）に延びる水平びりと、がある。

従来、このようなびりを検出するため、ガラスびんの特定部位を撮像し、その画像からびりを検出するガラスびんの検査装置が知られている（例えば、特許文献１）。検査装置は、ガラスびんに投光する照明と、撮像するカメラと、画像を処理してびりを検出する画像処理装置とを備える。

びり等のガラスびんの欠点は、常に同じ部分に現れるわけではなく、また、常に同じ形状の凹部であるわけでもない。そのため、欠点の反射光や屈折光に対応するため、複数箇所に受光部が設けられている。

また、複数個の投光器と複数個の受光器を備えるガラスびんの検査装置としては、複数の投光器を順次１個ずつ瞬時的に投光することが提案されている（例えば、特許文献２）。このようにすることで、複数個の投光機を用いても照射光が互いに干渉し合って検出率が落ちたり、小さな気泡まで過剰に光って検査精度が低下するという事態を解消している。

特開２０１４−１３４５３７号公報 特開平１１−３４４４５１号公報

本発明は、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぐことができるガラスびんの検査装置を提供することを目的とする。また、本発明は、ガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができるガラスびんの検査装置を提供することを目的とする。

［適用例１］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様は、
ガラスびんの口部に向けて可視光を照射する第１発光部と、
前記口部に向けて赤外光を照射する第２発光部と、
前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第１受光部と、
前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第２受光部と、
を含み、
前記第１発光部、前記第２発光部、前記第１受光部及び前記第２受光部は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびんの口部に発生するびり等を検出することができる。

［適用例２］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第１発光部は、検査対象となるガラスびんの色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定することができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、第１発光部の可視光をガラスびんの色に応じた透過率の高い波長とすることで、ガラスびんの色によって検出精度に影響が出るのを防ぐことできる。

［適用例３］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第１受光部は、前記第１発光部の可視光を透過し、前記第２発光部の赤外光を透過しないバンドパスフィルターを備え、
前記第２受光部は、前記第２発光部の赤外光を透過し、前記第１発光部の可視光を透過しないバンドパスフィルターを備えることができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、受光させたい光をバンドパスフィルターにより選別して受光することができる。

［適用例４］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第１発光部は、ガラスびんの自転の中心軸を含む仮想面に対して、前記第２発光部と面対称の位置に配置され、
前記第１受光部は、前記仮想面に対して、前記第２受光部と面対称の位置に配置されることができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、発光部と受光部が面対称に配置されることで口部における同じ高さ位置に発生する例えば形状の違うびり等からの反射または屈折する光を他の光の外乱光を防ぎつつ、検出できるため、びり等の検出精度を向上させることができる。

［適用例５］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記第１受光部は、前記第１発光部の可視光を受光する２以上の受光部の１つであり、
前記第２受光部は、前記第２発光部の赤外光を受光する２以上の受光部の１つであることができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、可視光を受光する複数の受光部と赤外光を受光する複数の受光部とを備えることで、びり等の検出精度を向上させることができる。

［適用例６］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記自転位置は、ガラスびんの搬送経路の途中に設けられており、
前記自転位置に搬送されてくるガラスびんを順次検査することができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、ガラスびんの搬送途中で効率的に順次検査を行うことができる。

［適用例７］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記搬送経路は、搬送中心軸を中心とする円周上に形成され、
前記第１受光部及び前記第２受光部は、前記自転の中心軸よりも前記搬送中心軸側に配置され、前記口部からの反射光または屈折光をミラーで上方へ反射させて受光することができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、他の部品と干渉しやすい搬送中心軸側はミラーを用いることで受光部の設置スペースを省くことができる。

［適用例８］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記搬送経路には、前記自転位置とは異なる位置に別の自転位置が設けられており、
前記別の自転位置において、前記自転位置における検査項目とは異なる検査をすることができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる検査項目をガラスびんの搬送途中で効率的に行うことができる。

［適用例９］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様は、
ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、
前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、
前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第１移動機構と、
前記取付部を昇降させる第２移動機構と、
前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、
を含み、
前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第１移動機構及び前記第２移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる形状のガラスびんを検査することになっても、位置決め部によってガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができる。

［適用例１０］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記位置決め部は、棒状部材の先端に、ガラスびんの口部の側面に接触する第１位置決め面と、口部の天面に接触する第２位置決め面と、を含むことができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、簡易な構成で確実に位置決めを実行できる。

［適用例１１］
本適用例に係るガラスびんの検査装置の一態様において、
前記位置決め部は、前記発光部及び前記受光部の位置決め後に、前記搬送経路を搬送されるガラスびんと干渉しない位置へ移動可能であることができる。

本適用例に係るガラスびんの検査装置によれば、位置決め部とガラスびんとの干渉を防止することができる。

本発明に係るガラスびんの検査装置によれば、複数の発光部を用いても、受光部で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびんの口部に発生するびり等を検出することができる。また、本発明に係るガラスびんの検査装置によれば、異なる形状のガラスびんを検査することになっても、ガラスびんの所定位置に発光部及び受光部を容易かつ正確に位置決めすることができる。

図１は、ガラスびんの検査装置の平面図である。 図２は、第２ユニットの平面図である。 図３は、第２ユニットの側面図である。 図４は、各受光部の撮像領域を示す口部の拡大斜視図である。 図５は、第１ユニットの平面図である。 図６は、変形例の第２ユニットの側面図である。 図７は、位置決め方法を説明する第２ユニットの側面図である。 図８は、位置決め方法を説明する第２ユニットの側面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

本実施形態に係るガラスびんの検査装置の一態様は、ガラスびんの口部に向けて可視光を照射する第１発光部と、前記口部に向けて赤外光を照射する第２発光部と、前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第１受光部と、前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第２受光部と、を含み、前記第１発光部、前記第２発光部、前記第１受光部及び前記第２受光部は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする。

また、本実施形態に係るガラスびんの検査装置の一態様は、ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第１移動機構と、前記取付部を昇降させる第２移動機構と、前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、を含み、前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第１移動機構及び前記第２移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする。

１．ガラスびんの検査装置
図１〜図４を用いて、ガラスびん１の検査装置１０について詳細に説明する。図１はガラスびん１の検査装置１０の平面図であり、図２は第２ユニット１１ｂの平面図であり、図３は第２ユニット１１ｂの側面図であり、図４は各受光部４０〜４３，５０〜５３の撮像領域を示す口部２の拡大斜視図であり、図５は第１ユニット１１ａの平面図である。

１−１．検査装置の概要
図１に示すように、検査装置１０は、搬入口１８と、搬送経路１２と、第１ユニット１１ａと、第２ユニット１１ｂと、搬出口１９と、を含む。

まず、ガラスびん１は、検査装置１０の搬入口１８から搬送経路１２へ間欠的に搬入される。搬送経路１２には図示しない８個の支持台が設けられ、ガラスびん１を１本ずつ支持する。ガラスびん１は、支持台に支持されたまま各ステージへと搬送経路１２を間欠的に搬送される。

搬送経路１２は、搬送中心軸１５を中心とする円周上に形成される。ガラスびん１は、搬送経路１２を図１の右回りに搬送される。自転位置１４は、ガラスびん１の搬送経路１２の途中に設けられており、自転位置１４に搬送されてくるガラスびん１を順次検査することができる。搬送経路１２の途中に自転位置１４を設けることにより、ガラスびん１の搬送途中で効率的に順次検査を行うことができる。搬送経路１２には、第２ユニット１１ｂの自転位置１４とは異なる位置（ガラスびん１の搬送方向の上流側）に、第１ユニット１１ａが設けられた別の自転位置１４が設けられており、この別の自転位置１４において、第２ユニット１１ｂの自転位置１４における検査項目とは異なる検査をすることができる。ガラスびん１の搬送途中で異なる検査項目を効率的に行うことができる。第１ユニット１１ａ及び第２ユニット１１ｂの自転位置１４に停止したガラスびん１は、支持台の回転によってガラスびん１の中心軸５（図３）の周りを自転する。搬送経路１２は円周に限らず、他の形状、例えば直線上に形成されてもよい。

搬送経路１２の各ステージには、さらに他の検査ユニット等を設けることができる。各ステージの検査工程を経たガラスびん１は、搬出口１９から検査装置１０の外へ送り出され、良品の場合は次のラインへと移動する。

第１ユニット１１ａは水平びりを検出する検査ユニットであり、第２ユニット１１ｂは垂直びりを検出する検査ユニットである。２つの検査ユニットにより異なる検査項目（例えば異なる種類の欠点）を検査することができる。搬送経路１２に設けられる検査ユニットは３つ以上あってもよい。

びりは、ガラスびん１の製造に際して、その口部２に生じるひび割れのような欠点である。びりが検出されたガラスびん１は、不良品として廃棄される。ガラスびん１の口部２に生じるびりの種類は多数あるが、その内、第１ユニット１１ａではガラスびん１の略水平方向に延びる水平びりを検出し、第２ユニット１１ｂではガラスびん１の略鉛直方向に延びる垂直びりを検出する。ここではびりを検出する装置について説明するが、びり以外の欠点、例えば気泡等を検出してもよい。

口部２には、通常蓋などを嵌めるためのねじ等の構成があるため狭い範囲に多くの起伏があり、びりが発生し易い反面びりを検出するのが難しい。光学系の検査ユニットには、多種類のびりを高精度に検出することが求められる。そのため、びりの発生場所や形状に応じて複数の受光部が設けられる。

検査装置１０は、第１ユニット１１ａ及び第２ユニット１１ｂに電気的に接続された制御部６２を含む。制御部６２は、判定部６３と、テンプレート作成部６４と、テンプレート記憶部６５と、画像処理部６６と、を含む。画像処理部６６は、第１ユニット１１ａ及び第２ユニット１１ｂで撮像されたデータを所定の明るさの画像データに変換する。テンプレート作成部６４は、第１ユニット１１ａ及び第２ユニット１１ｂで撮像された良品のガラスびん１のみのデータに基づいてテンプレートを作成する。作成されたテンプレートは、テンプレート記憶部６５に記憶される。判定部６３は、画像処理部６６で変換された画像データと、テンプレート記憶部６５に記憶されたテンプレートとの明るさを比較して、あらかじめ設定したしきい値を超えた場合にびり有りと判定する。また、制御部６２は、自転位置１４毎に設けられた回転検出部６８にも電気的に接続され、ガラスびん１の自転による回転角度の情報が入力される。

以下の説明では、主に第２ユニット１１ｂについて説明するが、同様の構成を第１ユニット１１ａに適用してもよく、また、図示しない他の検査ユニットに適用してもよい。

１−２．第２ユニット
図２及び図３に示すように、第２ユニット１１ｂは、ガラスびん１の口部２に向けて可視光を照射する第１発光部２０と、口部２に向けて赤外光を照射する第２発光部３０（図３では省略）と、口部２からの可視光の反射光または屈折光を検出する第１受光部４０と、口部２からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第２受光部５０（図３では省略）と、を含む。

図２に示すように、第１発光部２０、第２発光部３０、第１受光部４０及び第２受光部５０は、ガラスびん１の搬送経路１２に設けられたガラスびん１を自転させる自転位置１４において、ガラスびん１の周囲に配置される。第１発光部２０、第２発光部３０、第１受光部４０及び第２受光部５０は、びり等の発生場所及び形状に適応するように予め設定された所定の位置に配置される。赤外光と可視光とを用いることにより、複数の発光部（２０，３０）を用いても、受光部（４０，５０）で受光される光の干渉を防ぎながらガラスびん１の口部２に発生するびり等を検出することができる。

第１受光部４０は、第１発光部２０の可視光を受光する２以上の受光部４０〜４３の１つである。第２受光部５０は、第２発光部３０の赤外光を受光する２以上の受光部５０〜５３の１つである。このように、可視光を受光する複数の受光部４０〜４３と赤外光を受光する複数の受光部５０〜５３とを備えることで、びり等の検出精度を向上させることができる。以下の説明では、可視光を受光する受光部４０〜４３の代表例として第１受光部４０について説明し、赤外光を受光する受光部５０〜５３の代表例として第２受光部５０について説明する。

第１発光部２０及び第２発光部３０は、ＬＥＤ（発光ダイオード）を用いた拡散照明である。拡散照明を用いることで大きい立体角を得ることができ、多種多様のびりからの反射光または屈折光が得られやすい。

第１発光部２０は、可視光を発光する。第１発光部２０は、検査対象となるガラスびん１の色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定することが好ましい。ガラスびん１は自身の色によって光の透過率が異なるため、第１受光部４０における検出精度に影響がある。そのため、第１発光部２０の可視光をガラスびん１の色に応じた透過率の高い波長とすることで、ガラスびん１の色によって検出精度に影響が出るのを防ぐことができる。

透過率の高い波長についてさらに説明する。第１発光部２０のＬＥＤとして緑色ＬＥＤ照明と赤色ＬＥＤ照明とを準備した場合、ガラスびん１の色が例えば緑色系や青色系の場合には赤色の波長領域よりも緑色の波長領域の方がガラスびん１の光の透過率が高いため、緑色ＬＥＤ照明を採用する。また、ガラスびん１の色が例えば茶色系や黒系の場合には、緑色の波長領域よりも赤色の波長領域の方がガラスびん１の光の透過率が高いので、赤色ＬＥＤ照明を採用する。このように、第１発光部２０の可視光をガラスびん１の色に応じた波長に設定することにより、第１受光部４０において十分に光を認識することができるため、ガラスびん１の色に影響されずにびり等を高い精度で検出することができる。また、例えば、ガラスびん１の色が透明の場合には、緑色ＬＥＤを採用することができるが、赤色の波長も緑色の波長と同程度に透過するため、赤色ＬＥＤを採用してもよい。このように、第１発光部２０の可視光は、ガラスびん１に対して透過率の高い波長の光が選択される。

第１発光部２０は、複数色を選択して発光できるように複数色のＬＥＤを備えていてもよいし、色の異なるガラスびん１の検査に変更された場合に異なる色のＬＥＤに取り換えてもよい。

第２発光部３０は、赤外光を発光する。赤外光は、ガラスびんの色による影響が少ないため好ましい。

第１受光部４０及び第２受光部５０は、例えば、高速エリアセンサカメラを用いることができる。第１受光部４０及び第２受光部５０は、可視光及び赤外光の輝度を検出することができる他の公知の手段を用いてもよい。

第１受光部４０は、第１発光部２０の可視光を透過し、第２発光部３０の赤外光を透過しないバンドパスフィルター４０ａを備える。バンドパスフィルター４０ａは、例えば第１発光部２０の可視光が緑色である場合には、緑色の波長域を選択的に透過させる緑バンドパスフィルターを採用することができる。バンドパスフィルター４０ａによって緑色以外の特に赤外光を透過しない（例えば吸収する）ことで、外乱による誤検出を防止することができる。

第２受光部５０は、第２発光部３０の赤外光を透過し、第１発光部２０の可視光を透過しないバンドパスフィルター５０ａを備えることができる。バンドパスフィルター５０ａは、第２発光部３０の赤外光の波長域を選択的に透過させる。バンドパスフィルター５０ａによって赤外光以外の可視光を透過しない（例えば吸収する）ことで、外乱による誤検出を防止することができる。

バンドパスフィルター４０ａ，５０ａによって受光させたい光を選別して第１受光部４０及び第２受光部５０に所定の波長域の光だけを受光することができる。バンドパスフィルター４０ａ，５０ａは、特定の波長帯のみを透過する光学フィルターである。バンドパスフィルター４０ａ，５０ａとしては、例えば、誘電体多層膜フィルターやフィルタガラス等を用いることができる。

図２において第１受光部４０と第２受光部５０との間を通り、かつ、ガラスびん１の自転の中心軸５を含む仮想面７（一点鎖線で示す）がある。仮想面７は、搬送中心軸１５と自転の中心軸５を通る仮想的に設定された面であってもよい。第１発光部２０は、仮想面７に対して、第２発光部３０と面対称の位置に配置され、第１受光部４０は、仮想面７に対して、第２受光部５０と面対称の位置に配置される。可視光を受光する受光部４１〜４３も同様に仮想面７に対して赤外光を受光する受光部５１〜５３と面対称の位置に配置される。第１、第２発光部２０，３０及び受光部４０〜４３，５０〜５３が面対称に配置されることで口部２におけるガラスびん１の中心軸５に対し同じ高さ位置に発生する形状の違うびり等からの反射または屈折する光を他の光の外乱光を防ぎつつ、検出できるため、びり等の検出精度を向上させることができる。

図３は、仮想面７の搬送方向の上流側に配置された第１発光部２０及び受光部４０〜４３の上下の配置を示している。図示は省略するが、仮想面７の搬送方向の下流側も第２発光部３０及び受光部５０〜５３が同様の配置となる。

図４は、ガラスびん１の口部２における各受光部４０〜４３，５０〜５３の撮像領域を破線で示している。撮像領域が検査対象領域である。口部２とは、天面２ｂと、ねじ部（ねじは省略した）が形成される口部２の側面２ａと、下方の首部３と、を含む。首部３は、環状に突出するスカート部３ａと、スカート部３ａの直下の部分を含む。

図４に示すように、第１受光部４０及び第２受光部５０は天面２ｂを含む口部２の上部領域が撮像領域であり、受光部４１，５１は口部２の側面２ａの内側面を含む領域が撮像領域であり、受光部４２，５２，４３，５３はスカート部３ａの上部領域及び下部領域（スカート部３ａの直下を含む）が撮像領域である。

各受光部４０〜４３，５０〜５３の撮像領域は重複している部分がある。各受光部４０〜４３，５０〜５３の鉛直方向の高さや水平方向の位置が異なるため、重複した範囲にあるびりから反射または屈折した光を受光する確率が高くなる。各受光部４０〜４３，５０〜５３の撮像領域は、ガラスびん１の形状が替わってもびりが発生し易い場所を含んでいる。

図５に示すように、水平びりを検出するための第１ユニット１１ａは、第２ユニット１１ｂと同様に発光部２００と受光部４００とを含む。発光部２００は、自転位置１４のガラスびん１に対して搬送中心軸１５側に設けられ、ガラスびん１の色に合わせて適宜選択する透過率の高い可視光のＬＥＤを含む。可視光であれば検査者が発光状態を視認しやすいからである。受光部４００は、発光部２００に対しガラスびん１を挟んで搬送経路１２の外側に複数（例えば７つ）配置され、ガラスびん１を透過してびり等の形状により異なる角度に屈折する光を受光する。受光部４００は、それぞれバンドパスフィルターを有し、発光部２００から出射された可視光の反射光または透過光を選択的に効率よく受光することができる。受光部４００は、バンドパスフィルターにより、例えば他の検査機からの光による外乱を防ぐことができる。

２．変形例
図６を用いて変形例の検査装置１０ａの第２ユニット１１ｃについて説明する。図６は、変形例の第２ユニット１１ｃの側面図である。第２ユニット１１ｃは、第１受光部４０及び第２受光部５０以外の第１、第２発光部２０，３０及び受光部４１〜４３，５１〜５３が図１〜図３の検査装置１０と同様に配置される。図６は図３と同じ状態を示しているが、図６では第１受光部４０以外の受光部４１〜４３を省略して示している。また、第２受光部５０は仮想面７（図２）に対して第１受光部４０と面対称の位置にある。なお、図１〜図３と同じ構成については同じ符号を付して重複する説明を省略する。

搬送経路１２は、搬送中心軸１５を中心とする円周１６（図１）上に形成され、第１受光部４０（及び第２受光部５０）は、自転の中心軸５よりも搬送中心軸１５側に配置され、口部２からの反射光または屈折光をミラー６０で上方へ反射させて受光する。

搬送中心軸１５の周囲には配線や配管等が集中しているため、第１受光部４０（及び第２受光部５０）は他の部品と干渉しやすい搬送中心軸１５側にミラー６０を用いることで第１受光部４０（及び第２受光部５０）の設置スペースを省くことができる。

図６では、第１発光部２０の可視光が口部２の天面２ｂで屈折して口部２の内側の面からミラー６０に達し、ミラー６０で反射した光を第１受光部４０が受光している。第１受光部４０は例えば鉛直方向に延びるように配置されることで、搬送中心軸１５付近における設置スペースを省略できる。

３．位置決め部
図７及び図８を用いて検査装置１０の位置決め部７６について説明する。図７及び図８は位置決め方法を説明する第２ユニット１１ｂの側面図である。図７及び図８では、第１受光部４０以外の第２発光部３０及び受光部４１〜４３，５０〜５３を省略して示しているが、第１発光部２０，第２発光部３０及び受光部４１〜４３，５０〜５３も第１受光部４０と同様に取付部７０に所定位置で固定されている。また、第１ユニット１１ａも第２ユニット１１ｂと同様の位置決めに関する構成を有する。なお、図１〜図３と同じ構成については同じ符号を付して重複する説明を省略する。

第２ユニット１１ｂは、図１〜図３を用いて説明したように、搬送経路１２に設けられた自転位置１４で、第１、第２発光部２０，３０の光を受光部４０〜４３，５０〜５３で受光してガラスびん１を検査する。

図７に示すように、第２ユニット１１ｂは、第１受光部４０等が固定された取付部７０と、取付部７０を自転位置１４に対して進退させる第１移動機構７２と、取付部７０を昇降させる第２移動機構７４と、取付部７０の所定位置に取り付けられた位置決め部７６と、を含む。

自転位置１４に配置したガラスびん１に対し、第１移動機構７２及び第２移動機構７４によって、位置決め部７６がガラスびん１の口部２の側面２ａ及び天面２ｂに接触するまで取付部７０を移動させることで第１受光部４０を所定の位置に位置決め可能である。ガラスびん１の製造工場では、金型を交換することによって別の形状のガラスびん１を生産することがある。異なる形状のガラスびん１を検査することになっても、位置決め部７６によってガラスびん１の所定位置に第１受光部４０（第１、第２発光部２０，３０及び他の受光部４１〜４３，５０〜５３も同様）を容易かつ正確に位置決めすることができる。ガラスびん１の異なる形状としては、例えば、ねじ口や王冠口など口部２の形状、口径、ガラスびん１の高さが異なる場合がある。

第１、第２発光部２０，３０及び受光部４０〜４３，５０〜５３の取付位置及び取付角度は、基本的にどのようなガラスびん１に対してもそのまま使用できる。発明者等のこれまでの経験及び実験により、びり等の発生場所に最も適した取付位置及び取付角度に設定されているからである。例えば、形状の異なるガラスびん１であってびりを有するサンプルについて検査装置１０を用いて検査したところ、９０％以上のサンプルについてびり有りと判定することができた。

第１移動機構７２は、昇降板７１上に配置され、一方の先端に取付部７０が固定された２本のロッド７３（手前側の１本のみを図示している）と、ロッド７３の他方の先端に固定された手動ボールねじ機構とを含む。昇降板７１は搬送経路１２の搬送中心軸１５と反対側に配置される。手動ボールねじ機構のハンドルを回すことで昇降板７１にガイドされたロッド７３が取付部７０と共に搬送中心軸１５に対して前進または後退する。

第１移動機構７２によって位置決め部７６を移動させると、位置決め部７６は自転位置１４におけるガラスびん１の中心軸５を通るように移動する。例えば、図２で示した仮想面７に沿って位置決め部７６が移動する。

第２移動機構７４は、昇降板７１上に配置された手動ボールねじ機構と、一方の先端が固定台１３に固定され、他方の先端側が昇降板７１にガイドされたロッド７５とを含む。手動ボールねじ機構のハンドルを回すことで固定台１３に対し昇降板７１が昇降移動する。したがって、第２移動機構７４によって第１移動機構７２及び取付部７０の全体が昇降移動する。

第２移動機構７４によって位置決め部７６を移動させると、位置決め部７６は自転位置１４におけるガラスびん１の中心軸５と平行な方向で昇降移動する。

位置決め部７６は、棒状部材の先端に、ガラスびん１の口部２の側面２ａに接触する第１位置決め面７６ａと、口部２の天面２ｂに接触する第２位置決め面７６ｂと、を含む。位置決め部７６の簡易な構成で確実に位置決めを実行できる。第１位置決め面７６ａは鉛直方向に延びる面であり、第２位置決め面７６ｂは水平方向に延びる面である。

位置決め部７６は、第１受光部４０（第１、第２発光部２０，３０及び他の受光部４１〜４３，５０〜５３も同様）の位置決め後に、搬送経路１２を搬送されるガラスびん１と干渉しない位置へ移動可能である。位置決め部７６と連続して検査されるガラスびん１との干渉を防止することができる。位置決め部７６は、例えば、図８に矢印で示すように、取付部７０の上方から抜き出すことで搬送されるガラスびん１との干渉を防止してもよい。

第１移動機構７２及び第２移動機構７４は、手動ボールねじ機構を用いたが、電動ボールねじ機構を用いてもよいし、他のアクチュエータを用いてもよい。

４．検査方法
図１に示すように、第１ユニット１１ａ及び第２ユニット１１ｂの自転位置１４に搬送されたガラスびん１は図示しない自転用電動モータにより中心軸５の周りに自転しながら垂直びり及び水平びり検査が行われる。以下の説明では図１〜図４を用いて、第２ユニット１１ｂについて説明するが、基本的な検査方法は第１ユニット１１ａも同様である。また、上述した通り第２ユニット１１ｂには複数の受光部４０〜４３，５０〜５３が含まれるが、説明を簡略化するために第１受光部４０及び第２受光部５０について説明する。

図２に示すように、第２ユニット１１ｂの自転位置１４では第１発光部２０及び第２発光部３０がガラスびん１の口部２に向けて可視光及び赤外光を照射する。制御部６２は、回転検出部６８の出力信号により、自転の回転角度に同期して第１受光部４０及び第２受光部５０で口部２を連続撮像させる。

第１受光部４０及び第２受光部５０により撮像された画像は画像処理部６６により処理される。より具体的には、第１受光部４０及び第２受光部５０では、第１発光部２０及び第２発光部３０からの光がガラスびん１の口部２に入射し、口部２からの屈折光が第１受光部４０及び第２受光部５０により撮像され、撮像された画像が画像処理部６６により所定の階調（例えば２５６階調）の明るさに変換される。口部２にびりがあった場合、口部２に入射した光はびりの亀裂面で屈折し、この屈折光が画像処理部６６で他の画像部分より明るい領域（高い階調の領域）として認識される。

第１受光部４０及び第２受光部５０の撮像領域は、図４に破線で示した領域であるが、その撮像領域の中でも特にびりの発生し易い部分にはゲートと呼ばれる他の部分よりも所定の明るさを有する小さな画素数をしきい値として設定することができる。ゲートによって所定部分の検出精度を向上させるためである。ゲートは１つの撮像領域の中に複数設けられてもよい。口部２におけるゲートを設ける部分としては、例えば、側面２ａにおける天面２ｂから下側に０ｍｍ〜５ｍｍまでの範囲や、スカート部３ａから下側に０ｍｍ〜５ｍｍの範囲等がある。

次に、判定部６３は、単位画素ごとに所定階調に変換された画像とテンプレートとを比較（減算）し、画像がテンプレートよりも明るい検出体を抽出する。判定部６３は、抽出された検出体が第１受光部４０の検査領域で設定された減算後の所定の明るさ（二値化した値）のしきい値を超えかつ所定の面積（画素数）のしきい値を超えていた場合に、口部２にびりがあると判定する。逆に、判定部６３は、当該しきい値の少なくとも一方を超えていない場合に、口部２にびりがないと判定する。

びりがあると判定されたガラスびん１は、搬出口１９から次工程へ搬送されずにラインから取り出され、不良品として処理される。

５．テンプレート
上記検査方法に用いるテンプレートについて説明する。

まず、テンプレート作成部６４は、所定本数（例えば２０本程度）の良品のガラスびん１のみを上述の検査時と同様に撮像して、検査対象となるガラスびん１のための新たなテンプレートを第１受光部４０及び第２受光部５０のそれぞれに作成する。新たなテンプレートでは、良品のガラスびん１だけが対象となるため、単位画素ごとの輝度をそのまま反映させる。第１受光部４０及び第２受光部５０のそれぞれに作成された新たなテンプレートは、テンプレート記憶部６５に記憶される。

次に、上記４で説明したように、テンプレート記憶部６５に記憶されたテンプレートと新たに撮像された画像とを比較しながらガラスびん１ごとに実際の検査が行われる。

そして、テンプレートは、検査が進む間に更新される。テンプレートの更新は、所定本数の検査が行われるたびに更新することができる。すなわち、良品のガラスびん１が所定本数になったらその所定本数分の輝度の分布をテンプレートに反映させることで更新を行う。テンプレートに反映させる所定本数は、検査が開始された初期は少なく（例えば６０本）、検査が進むにつれて多く（例えば２５０本）なるように設定できる。また、テンプレートに反映する所定本数に満たない場合でも所定更新時間（例えば２０分間）が経過した場合にもその間に得られた良品の本数だけの輝度の分布でテンプレートを更新する。生産トラブルにより生産が一時的に停止した場合にはガラスびん１の状態も変化することがあるから、その変化した状態のガラスびん１の影響をテンプレートに大きく反映させないためである。

テンプレートは、生産（検査）開始から更新を重ねるたびにテンプレートに反映させる良品のガラスびん１の本数を増やし、かつテンプレートに反映させる良品の分布における輝度の反映度合を弱めていく。生産を継続する間に金型の状態等も変化するため、ガラスびん１の形状等もわずかに変化する。そのため、その変化後の状態だけのテンプレートに変更したり、変化後の状態を強くテンプレートに反映したりしてしまうと、良品排除率が大きくなる傾向がある。テンプレートの具体的な反映の方法としては、例えば、表１に示すような更新方法を採用することができる。

表１に示すように、新規テンプレートは、良品のガラスびん１を検査装置１０で２０本検査して、画像処理部６６で画像処理した輝度の分布に基づいて作成する。更新１回目のテンプレートは、検査開始から６０本分の良品のガラスびん１の輝度の分布を新規テンプレートに反映させる。具体的には、６０本分の輝度の分布と新規テンプレートとの差分の光の分布だけを新規テンプレートに加算することで反映させる。その際の各単位画素数における輝度の加算率（新規テンプレートより明るい部分の加算率）は１００％として１２８階調（２５６階調の内）までを加算限界値と設定し、また輝度の減算率（新規テンプレートより暗い部分の減算率）を７０％として１２８階調（２５６階調の内）を減算限界値と設定した。更新後の検査装置１０による検査は更新後のテンプレートで行う。更新２回目、更新３回目と更新回数が増えると、加算率も減算率も小さくなり、少しずつその更新までの本数分に現れた輝度の分布を更新テンプレートに反映させる。連続生産による金型の状態の変化（型温、離型剤等）による影響をテンプレートに強く反映させないためである。

更新５回目以降は、更新対象となるガラスびん１の本数が２５０本未満であっても更新間隔（第４回目の更新からの経過時間）の２０分を経過した場合にはその時点までの本数を対象にテンプレートを更新する。生産ラインの状態（停止や生産量の低下など）による影響をテンプレートに強く反映させないためである。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

１…ガラスびん、２…口部、２ａ…側面、２ｂ…天面、３…首部、３ａ…スカート部、５…中心軸、７…仮想面、１０，１０ａ…検査装置、１１ａ…第１ユニット、１１ｂ，１１ｃ…第２ユニット、１２…搬送経路、１３…固定台、１４…自転位置、１５…搬送中心軸、１６…円周、１８…搬入口、１９…搬出口、２０…第１発光部、３０…第２発光部、４０…第１受光部、４０ａ…バンドパスフィルター、４１〜４３…受光部、５０…第２受光部、５０ａ…バンドパスフィルター、５１〜５３…受光部、６０…ミラー、６２…制御部、６３…判定部、６４…テンプレート作成部、６５…テンプレート記憶部、６６…画像処理部、６８…回転検出部、７０…取付部、７１…昇降板、７２…第１移動機構、７３…ロッド、７４…第２移動機構、７５…ロッド、７６…位置決め部、７６ａ…第１位置決め面、７６ｂ…第２位置決め面、２００…発光部、４００…受光部

Claims (11)

1. ガラスびんの口部に向けて可視光を照射する第１発光部と、
   前記口部に向けて赤外光を照射する第２発光部と、
   前記口部からの可視光の反射光または屈折光を検出する第１受光部と、
   前記口部からの赤外光の反射光または屈折光を検出する第２受光部と、
   を含み、
   前記第１発光部、前記第２発光部、前記第１受光部及び前記第２受光部は、ガラスびんを自転させる自転位置において、ガラスびんの周囲に配置されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
2. 請求項１において、
   前記第１発光部は、検査対象となるガラスびんの色に応じた透過率の高い波長の可視光を照射するように設定されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第１受光部は、前記第１発光部の可視光を透過し、前記第２発光部の赤外光を透過しないバンドパスフィルターを備え、
   前記第２受光部は、前記第２発光部の赤外光を透過し、前記第１発光部の可視光を透過しないバンドパスフィルターを備えることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記第１発光部は、ガラスびんの自転の中心軸を含む仮想面に対して、前記第２発光部と面対称の位置に配置され、
   前記第１受光部は、前記仮想面に対して、前記第２受光部と面対称の位置に配置されることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   前記第１受光部は、前記第１発光部の可視光を受光する２以上の受光部の１つであり、
   前記第２受光部は、前記第２発光部の赤外光を受光する２以上の受光部の１つであることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   前記自転位置は、ガラスびんの搬送経路の途中に設けられており、
   前記自転位置に搬送されてくるガラスびんを順次検査することを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
7. 請求項６において、
   前記搬送経路は、搬送中心軸を中心とする円周上に形成され、
   前記第１受光部及び前記第２受光部は、前記自転の中心軸よりも前記搬送中心軸側に配置され、前記口部からの反射光または屈折光をミラーで上方へ反射させて受光することを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
8. 請求項６または７において、
   前記搬送経路には、前記自転位置とは異なる位置に別の自転位置が設けられており、
   前記別の自転位置において、前記自転位置における検査項目とは異なる検査をすることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
9. ガラスびんの搬送経路に設けられたガラスびんを自転させる自転位置に、発光部及び受光部を配置してガラスびんを検査する検査装置において、
   前記発光部及び前記受光部が固定された取付部と、
   前記取付部を前記自転位置に対して進退させる第１移動機構と、
   前記取付部を昇降させる第２移動機構と、
   前記取付部の所定位置に取り付けられた位置決め部と、
   を含み、
   前記自転位置に配置したガラスびんに対し、前記第１移動機構及び前記第２移動機構によって、前記位置決め部がガラスびんの口部の側面及び天面に接触するまで前記取付部を移動させることで前記発光部及び前記受光部を所定の位置に位置決め可能であることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
10. 請求項９において、
    前記位置決め部は、棒状部材の先端に、ガラスびんの口部の側面に接触する第１位置決め面と、口部の天面に接触する第２位置決め面と、を含むことを特徴とする、ガラスびんの検査装置。
11. 請求項９または１０において、
    前記位置決め部は、前記発光部及び前記受光部の位置決め後に、前記搬送経路を搬送されるガラスびんと干渉しない位置へ移動可能であることを特徴とする、ガラスびんの検査装置。

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