JP2002526771A - ガラス容器の欠陥検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 【解決手段】 ガラス容器の欠陥(56)を検査するために提供される方法及び装置である。容器の口部は、外側から照射され、欠陥で反射された光は、装置によって検出される。一実施例において、ガラス容器(4)の口部は、水平方向及び該水平方向に対して斜め向きの欠陥が検査され、他の実施例においては、ガラスの口部は、垂直方向及び該垂直方向に対して斜め向きの欠陥が検査される。欠陥は、光の垂直ビームの方向を変えることによって、反射光が検出器(12)に送り込まれることを許容する。該検出器(12)は、受けた光を対応する電気信号に変換し、該信号は、容器が不合格とされるべきかどうかを判定するために参照基準と比較される(22)。該方法は、ネジ、突片、成形型の継目、取出しビード、及び容器口の密封面に起因する不正確な検査結果を排除する。垂直方向と水平方向の実施例は、単一のシステムに統合し、垂直方向、水平方向及び斜め方向の欠陥を検査することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

本発明は、ガラス容器の欠陥(checks)を検査する方法及びそれに関連する装置
に関し、より具体的には、ガラス容器の水平方向の欠陥、垂直方向の欠陥及び斜
め方向の欠陥の検査に関する。

【０００２】

【従来技術の説明】

例えばビンのようなガラス容器の成形中に、欠陥が形成されることがある。欠
陥は、一般的には、クラックやその他構造的に弱い部分であると考えられており
、不注意に急な冷却を与えて生じる場合もある。また、ガラスのひだ部が、成形
型の中で他の部分と一緒に流動し得るほど十分に高い温度とならず、屈曲部から
欠陥を生ずることもある。 欠陥は、成形の直後に通常行われる焼鈍工程でも発生する。概して、一旦欠陥
が発生すると、欠陥は、容器の同じ位置及び方向に繰り返して発生する傾向があ
る。また、成形条件が僅かに変化した場合でも、それが原因で新たな欠陥が出現
することもある。

【０００３】 ガラスビンに欠陥があると、保管、該ビンへの充填、輸送、さらなる保管及び
使用中に、破損することになる。また、欠陥により、クラック、欠け(tips)、鋭
利なエッジなどが形成され、ビンを取り扱ったり、ビンに内容物を注いだり、ビ
ンから飲んだりする人を傷つける虞れがある。

【０００４】 欠陥を見つけるのに、光学手段を用いた欠陥検出器が知られている。欠陥は、
ガラス表面での突然の方向変化であるから、欠陥は不規則表面の面から反射する
明るい閃光として検出される。既存の光学システムに関する問題の一つは、ネジ
、成形型の継目、取出し用リング及び密封面にも角部があって、これらが欠陥と
間違えられ易いことである。

【０００５】 公知の欠陥検出器として、ニューヨーク州エルマイラのエンハートパワーズ社
(Emhart Powers)が、商標名「Powers Check Detector」で市販しているものがあ
る。この検出器は、ネジ、成形型の継目、取出し用リング及び密封面によって生
じる問題を回避するために、極めて局所化された光投射及び検出器視野を用いる
概念を利用している。このアプローチで呈示された問題は、欠陥は、先ず人間の
視覚的な検査によって見つけられねばならないこと、次に狭い光ビーム及び検出
器の狭い視野は、ビンが視野中で回転されるとき、欠陥から反射した光が検出器
に入るように配置されなければならないことである。この種類の検出装置は、一
般的に、焦点にシリコン光ダイオードのような単一の検出器を具えるレンズで構
成されている。回転の間にビンの他の構成部分からの閃光を受光するのを避ける
ために、光源及び検出器の精確な位置付けが必要とされる。これは、時間の掛る
プロセスになる傾向があり、容器中で発見された各欠陥に対して繰り返されなく
てはならない。結果として、容器成形システム及び関連装置は、操作者が検出器
を設置している間、待たされる。新しい欠陥が現れると、操作者がそれらに気づ
き、他の光源−検出器の対を設置するまで、機械によっては検出されないであろ
う。これは、人の介入を必要とするだけでなく、成形工程の信頼性をかなり低下
させている。

【０００６】 容器全体を検査し、「賢い(smart)」レンズで欠陥を検出しようとする機械を
使用することも公知である。そのような機械は、日本のプレシジョン社によるＡ
ＦＣＤという商品名で市販されている。これらのシステムは、口部の表面全体を
調べるためにコンピュータプログラムを使用し、ネジ及びその他の意図的に設け
た形状を、好ましくない欠陥と区別しようとするものである。複数の光源及び検
出器は、多くの光−検出器の対の組合せを提供する。コンピュータは、ネジ及び
その他の意図的に設けられた形の特徴である閃光の組合せを認識し、それらを欠
陥の閃光と区別すると言われている。検出器ヘッドの下方で、ビンの如き容器を
回転させ、又は静止したビンに対して検出器ヘッドを回転させて、相対回転を行
わせる。

【０００７】 前記公知の諸システムにかかわらず、様々な方向を持つ欠陥について、ガラス
容器の口部を迅速且つ効果的にモニターする装置及びそれに関連する方法は、実
際に多く要請されている。

【０００８】

【発明の要旨】

本発明は、ガラス容器の欠陥を迅速且つ信頼できる方法で検査する方法及びそ
れに関連する装置を提供することによって、上記要請に応えるものである。

【０００９】 一実施例において、水平及びある種の斜めの欠陥について検査され、他の実施
例において、垂直及びその他の斜めの欠陥について検査される。 一実施例における方法は、容器を検査領域に導き入れること、容器の口部の輪
郭に容器の外側を照射すること、容器の口部の内側において反射した光を検出す
ること、及び検出した光を比較用標準と比較することを含む。この比較に基づい
て、欠陥が存在するか否かが判定される。

【００１０】 装置は、光のビームを反射手段に送り込むための光源手段と、反射手段は光ビ
ームを容器の口部の外側に当てるものであり、容器口部の内側で反射した光を受
光し、それを対応する電気信号に変換する検出手段とを含んでおり、電気信号は
、容器に関する基準データと比較するためにマイクロプロセッサに導入され、容
器が望まれない欠陥の存在によって拒絶されなければならないかどうかが判定さ
れる。拒絶手段は、拒絶された容器を取り除くために、マイクロプロセッサによ
って作動される。

【００１１】 光源は、実施例に従ってパルス化された光源であることが望ましく、その光を
様々な方向から容器の口部に当てる。水平及びそれに係わる斜めの欠陥に関する
望ましいアプローチは、光を通常半径方向に当てることである。垂直及びそれに
係わる斜めの欠陥をモニターする実施例においては、光を容器の口部に通常接線
方向に当てることが望ましい。両方の実施例において、通常、表面全体を検査す
るために用いられる複数の検査手段を用いて、容器口部の周囲部分だけが検査手
段によって検査される。

【００１２】 別の実施例では、容器は回転され、１つの水平検出器及び１つの検査手段だけ
が、容器の口部を検査するために使用される。 一般的に、パルス化された光は反射手段に当てられ、反射光は、それを検出手
段に送り込むためにさらに反射される。該検出手段は、受けた光を、関連する電
気信号に変換し、電気信号は、所望の比較を行なう目的でマイクロプロセッサに
送られる。

【００１３】 本発明の目的は、欠陥の存在やその位置を事前に知る必要性がなく、ガラス容
器の欠陥検査を行うための方法及び装置を提供することである。 本発明のさらなる目的は、容器のネジ、突片、成形ライン、密封面、及び取出
しリングのような特徴は、容器の口部に意図的に設けられた他の不規則なもの(i
rregularities)と同様に、機械的、光学的、電気的な比較から除外するような装
置及び方法を提供することである。

【００１４】 本発明のさらなる目的は、複数の検査ユニットを提供することであって、この
ユニットは、ビンのような容器の周囲３６０度をすべて検査するものである。 本発明のさらなる目的は、高速で作動し、人間の介入を必要としなくても、１
以上の欠陥の存在を自動的に判定するようなシステムを提供することである。

【００１５】 本発明のさらなる目的は、所定の限界値を超える欠陥を有する容器を自動的に
拒絶し、それを物理的に取り除くようなシステムを提供することである。 本発明のさらなる目的は、水平及び垂直検出器が、静止状態の容器の部分を検
査するために使用され、次に該容器は回転して、容器口部の他の部分が検出され
るようなシステムを提供することである。 本発明のこれらの目的及び他の目的については、添付の図面を参照しつつ以下
に記載する発明の説明によってより完全に理解されるであろう。

【００１６】

【望ましい実施例の説明】

この明細書で用いられる「欠陥」(checks)なる語は、容器製造プロセスのガラ
ス容器又はその他の部分を成形や焼鈍するときに生じるクラック、チップ、大き
な泡、その他の構造的な欠陥を意味する。 この明細書で用いられる「ガラス容器」(glass container)なる語は、製品を
収容し、別々の閉塞部によって密封されるように適合したガラスビン又はジャー
を意味する。 この明細書で用いられる「パイプする」(piping)、「パイプされた」(piped)
なる語は、光がガラス容器の内側と外側の間の壁内部で反射されることを意味す
る。

【００１７】 この明細書で用いられる「容器口部」(container finish)なる語は、容器の環
状壁であって、口から下の(ａ)ネジ、又は突片、及び取出し用リングの下の位置
、又は(ｂ)約０.７５乃至１.０インチの位置のうち、何れか大きい位置まで延び
ている壁を意味する。

【００１８】 この明細書で用いられる「検出手段」なる語は、容器で反射した光を受光し、
その光を対応する電気信号に変換する手段を意味し、特に電子式カメラ、電荷結
合素子及び光ダイオード検出器を含むが、これらに限定されるものではない。

【００１９】 図１は、コンベヤー(2)の上から見た概略的な平面図であって、これは、複数
の容器(4)を、欠陥検査のために矢印Ａによって示される方向に移送するように
配置されている。図面を簡素化するために、１つの容器(4)のみが示されている
が、プロセスは、高速な容器の検査が行われるように、コンベヤー(2)の連続的
な動きを予定していると理解されるであろう。容器は、毎分約６００本のオーダ
又はそれ以上で、コンベヤー上で動かされる。容器(4)が検査領域に入っていく
ことを確認するために、非接触手段を含む容器感知ステーションが使用されても
よい。例えば、光源(10)は、コンベヤー(2)を横切る光ビーム(11)を作り、光ビ
ームが遮断されたときに容器が存在することを判定する検出器(12)を具える。検
出器(12)は、次に、信号をマイクロプロセッサに送って、容器の検査を開始させ
る。容器(4)は、次に、下記で詳細に説明される検査ステーション(16)に入る。

【００２０】 欠陥が許容不可能なレベルで存在する結果として、容器が拒絶される場合には
、任意の適当な拒絶機構であってよい拒絶機構(22)は、両頭矢印Ｂによって示さ
れる方向へ移動し、(24)のような拒絶されたビンをコンベヤー(2)から物理的に
除くように配置されている。拒絶機構(22)に接触する例示された容器の代わりに
、１つ以上の空気の噴出口を具える機構のような非接触式拒絶機構を使用しても
よい。

【００２１】 図２は、ビンの形状をしたガラス容器(40)の上部分を示しており、ビンには、
通常内側に傾いている壁部分(42)、及び円筒形の口部(44)があり、該口部の上端
部は、幅Ｗをもつビンの口(48)で終端している。容器の口部(44)は、高さがＨで
あって、これはねじ(50)及び取出し用リング(52)が下方向に延びている。

【００２２】 図２において、一連の欠陥を直線で示している。欠陥(56)は水平向きになって
おり、欠陥(58)は垂直向きになっており、欠陥(70)(72)(74)は斜め向きになって
いる。

【００２３】 さらに図２を参照して、本発明は、一実施例において、(56)のような水平方向
の欠陥、及び(74)のように該水平方向に対して斜め向きの欠陥を検査するための
方法及びそれに関連する装置を提供するものである。垂直方向の実施例は、欠陥
(58)及び欠陥(70)(72)について検査する。斜め向きの欠陥に関しては、水平方向
の検査ゾーンと垂直方向の検査ゾーンの間でオーバーラップさせることが望まし
い。例えば、水平方向の欠陥と、水平方向の上下約４０度以下の斜め方向の欠陥
は、水平検査ユニットによって検査される。 垂直ユニットにおいて、垂直方向の欠陥は、垂直方向から約７０度以内にある
斜め向きの欠陥の検査と同様に検査されるであろう。これは、斜め検査に約２０
度のオーバーラップ部分が生じる。所望により、異なるオーバーラップ量を使用
することもできる。オーバーラップ部分の使用は、斜めの欠陥の検査が不完全な
ものにしてしまうような望ましくない角度ギャップに対抗するものである。 「斜め」なる語は、水平と垂直の２つの状況で使われるとき、水平方向又は垂
直方向からの角度を意味する。望ましい実施例において、検査は、ガラス容器の
口(44)の中でのみ行なう。ガラス容器の口部は、図示の形態では、高さがＨであ
る。

【００２４】 図３は、水平方向の欠陥及び該水平方向に対して斜め方向の欠陥を検査する本
発明の実施例の略正面図であって、この図を参照しながら考察する。

【００２５】 図示される形態において、ビン(80)には口(82)とねじ(86)があり、その長手軸
Ｃは略垂直の向きになっている。光ファイバーの束などの光源(90)は、光のビー
ム(92)を中空の円錐状反射器(94)に向ける。反射器(94)は、一般的に円錐形状で
あり、従って円錐状反射器(94)は、光ビームの角度を垂直面では増やさないが、
水平面では増やす。このため、矩形ビームは、円錐状散乱スクリーン(98)を照射
する。散乱スクリーン(98)は、次に、光をトロイド状反射器(100)に投射する。
反射器(94)は、望ましい反射特性をもつ構造的に適した材料で作られる。その材
料として、例えば、アルミニウム又はクロム鍍金が施されたプラスチック、又は
クロム鍍金が施された電鋳ニッケルから作ることができる。 光ビーム(104)は、トロイド状反射器(100)から放射され、ビン(80)の口部の外
側表面(106)に当たる。それは、平面図で見られるように、略半径方向に当たる
ことが望ましい。ビン(80)の口部は、内側面(110)を有している。図５に示され
るように、光ビーム(92)は、容器内で光ビーム(112)になる。光(112)が(114)の
如き欠陥に接触すると、ガラス内の反射角度は、垂直方向に変化し、それによっ
て閃光を生成し、これが検出される。図３において、散乱ビーム(104)は、角度
Ｘで上方からガラス容器(80)に当たることが示されている。角度Ｘは、約４５〜
５５度であることが望ましく、角度Ｘから±４０度散乱される。

【００２６】 検出手段(122)は、容器(80)の上方に配備された検出器(132)を使って、容器の
口部の内側(120)から、約６０から８０度である角度Ｙまで光をモニターし、該
検出器(132)は、角度Ｚにて中央長手軸(124)を有しており、角度Ｚは、垂直方向
に対して約０から４０度であって、望ましくは約２５から３５度である。検出手
段(122)は、ガラス容器(80)の内部から受光した反射光を検出器(132)に収束させ
るレンズ(130)から構成することができ、検出器(132)は、電荷結合素子、電子式
カメラ、単一の光ダイオード又は複数の光ダイオードを例示できる。検出器(132
)は、反射光を対応する電気出力信号に変換し、該信号はマイクロプロセッサ(13
8)へ送られる。マイクロプロセッサ(138)は、受信した電気信号を記憶された標
準値と比較し、検査される容器が許容又は限界量を超える欠陥を有するか否かを
判定する。その量を超える場合、信号はマイクロプロセッサ(138)から拒絶機構(
22)(図１)に送信されて、その容器(80)はリジェクトされる。マイクロプロセッ
サ(138)はまた、その比較によって、警告を発したり、システムをシャットダウ
ンする動作が望まれる場合、所望により、そのような動作を行なうようにしても
よい。マイクロプロセッサ(138)は、検査を受けるべき異なる容器の口部に関す
る情報を含むようにすることもできる。これは、比較用標準データを提供するだ
けでなく、望まれる場合、各口部の種類に応じて装置を自動的に適所へ位置決め
することを許容する。

【００２７】 図３に示される円錐状反射器(94)及びトロイド状反射器(100)は、一体型の３
６０度反射器であってもよくて、そのような場合、容器の口部(106)の円周全体
の完全な検査を行う。その他、各々が検出手段と関連した複数の反射器を具える
ように分割されていてもよい。または、３６０度未満を検査するサブシステムが
、口部(106)の円周の様々な部分を検査するために、順次使用されてもよい。検
査手段の位置によっては、連続した検査ステーション間での容器の回転が要求さ
れる。

【００２８】 寸法の異なる円錐状反射器(94)及びトロイド状反射部分(100)は、寸法の異な
る容器に対して使用されてもよいと理解されるであろう。適切にプログラムされ
た一般仕様のコンピュータであるマイクロプロセッサ(138)は、検査される特定
の容器の種類の各々に関する情報を記憶することが望ましく、且つ検査される容
器と記憶された標準値間に適正な比較をもたらすように、適切にアクセスされる
ことができる。

【００２９】 図４を参照して、図３のシステム及びその水平方向検査手段を詳細に説明する
。ビンの口部(150)は、複数の光ファイバーの束(152)(154)(156)から、略半径方
向に光を受光する。参照のためのこの図は、矢印Ａの方向にビンを移送するコン
ベヤー(160)に配置されるシステムの１８０度分しか便宜上、示していないこと
が理解されるであろう。同システムの鏡像部分が、図示されている部分の下に配
備される。特に光ファイバーの束(154)について述べると、光ビーム(168)は、円
錐状反射器(172)に対して通常半径方向に向けられ、次に反射器(172)は、反射光
(174)(176)をトロイド状反射器(180)に当て、該トロイド状反射器は、光(184)(1
86)を容器の口部(150)の外面上へ、通常は半径方向に反射する。同様な光ビーム
列が、他のファイバー束(152)(156)について形成される。

【００３０】 図６を参照して、垂直方向の欠陥及び該垂直方向に対して斜め向きの欠陥に適
用可能な本発明の実施例を説明する。この実施例において、光源(200)は、矩形
のディフューザ(201)を照射することが判るであろう。集光レンズ(202)は、ディ
フューザ(201)から出射している光ビームを、太線(212)によって示されている検
査を受ける領域内のビンの口部(210)に、略接線状に収束して当てる。図示の形
態において、収束する光ビーム(206)の中央線(230)は、ビン(234)を移送するコ
ンベヤーの中央線(232)に対して角度Ｅになる。この角度は、約２０〜３５度で
あり、約２５〜３０度が望ましい。光ビーム(206)は、同時に容器の口部(210)の
円周に沿った約６０から９０度の円弧に当たる。光ビーム(206)は、ビンの口部(
210)から通常外側に向かって、欠陥で反射される。反射されたビームの中には、
鏡(250)、鏡(266)、又は鏡(271)に当たるものがある。鏡(250)から反射された光
ビームは、ビーム(252)の一部としてビームスプリッター(264)及びビームスプリ
ッター(242)を通って、レンズ(254)及び検出手段(256)を含む検出手段に向けら
れる。検出手段は、光を対応する電気信号に変換し、該信号は、リード(260)か
らマイクロプロセッサ(262)へ運ばれる。鏡(266)から反射した光ビームは、ビー
ム(252)の一部としてビームスプリッター(264)及びビームスプリッター(242)を
通って、レンズ(254)及び検出手段(256)に向けられ、該検出手段は、リード(260
)からマイクロプロセッサ(262)へ運ばれる対応する電気信号に変換する。

【００３１】 鏡(271)で反射した光ビームは、ビーム(252)の一部としてビームスプリッター
(242)からレンズ(254)及び検出手段(256)に向けて反射され、該検出手段は、リ
ード(260)からマイクロプロセッサ(262)へ運ばれる対応する電気信号に変換して
いる。検出回路は、システムによって検出されべき最小寸法の閃光についての限
界値を確立するために、前置増幅器、次いでしきい置回路(threshoulding circu
it)を含んでいる。欠陥から個々の閃光を検出することが望まれる場合、電荷結
合素子は、望ましい形態の検出手段である。目的が、視野にある欠陥からの全閃
光の累積値を得ることである場合、光ダイオード検出器が望まれる。

【００３２】 ビームスプリッター(264)は、４０／６０の分割を提供しており、反射される
光はおよそ４０％であって、通過する光はおよそ６０％である。ビームスプリッ
ター(242)は、３０／７０の分割を提供しており、反射される光はおよそ３０％
であって、通過する光はおよそ７０％である。

【００３３】 鏡(250)(266)(271)は、口部の外側からの第１表面反射である光ビームＧ又は
Ｈ又はＩが反射されて、レンズ(254)の中や検出手段(256)の上には入らないよう
に、配置される。

【００３４】 鏡(250)(266)(271)は、ビームスプリッター(242)(264)に加えて、中央線がビ
ーム(240)(244)(246)に沿っている３つの視野を、中央線がビーム(252)に沿って
いる１つの視野に結合することが判るであろう。また、この実施例において、ビ
ーム(240)は、コンベヤーの中央線(232)に対して３５度の望ましい角度Ｊをなし
、ビーム(244)は、コンベヤーの中央線(232)に対して７２度の望ましい角度Ｋを
なし、ビーム(246)は、コンベヤーの中央線(232)に対して１０９度の望ましい角
度Ｌをなすことが理解されるであろう。図６に示される形式の複数のシステム、
又はビンの回転が、容器の口部(210)の全円周を検査するために使用されるであ
ろう。

【００３５】 図７を参照すると、垂直方向の欠陥及び該垂直方向に対して斜め向きの欠陥が
検査されるガラス容器の口部に対して接線状に、パルス化された光を当てるため
の望ましい手段が示されている。キセノンストロボランプ(300)は、その出力を
、光ファイバーの束(302)、ディフューザ(303)、集光レンズ(301)(306)を通過さ
せて、ビン(320)のビンの口部(316)の一部分に対して接線状に、集束する光ビー
ム(310)を提供する。本発明のこの実施例において、当てられる光は、ガラスの
口部の円周の一部分だけを通じて通過する、即ち９０から１００度程度であるか
ら、全円周の検査を得るには、複数の垂直検査ユニットを使用することが望まし
い。結果として、マイクロプロセッサ(262)は、最初の光ビーム(310)は、他の光
ビームが発せられていない場合にのみ発せられて、光ビーム間の干渉を回避する
ように、光のパルス化を制御する。

【００３６】 図８を参照すると、参照番号(330)(334)(336)(340)で指定される４つの垂直方
向の検査手段は、口部(352)の９０度の円弧が検査手段(330)によって検査される
ビンの最初の位置に配備されたビンとともに示されている。その後、ビンは、位
置(350')に移され、この位置において、ビンは、口部の他の円周部分を検査する
検査手段(334)によって検査される。ビンは、次に、位置(350'')に移され、この
位置において、検査手段(340)によって検査され、最終的に、位置(350''')に移
動し、この位置において、口部はシステム(336)によって検査される。各システ
ムは、本質的に図６に示されたシステムと同じである。この方法において、垂直
な欠陥および関連する斜めの欠陥についての連続する検査は、容器の軸回転を要
求することなく達成されることが理解されるであろう。

【００３７】 図９を参照して、水平方向の欠陥検査と垂直方向の欠陥検査の両方が、各々独
立したユニットとなって容器の口部の円周の９０度の検査に使用されるシステム
を説明する。容器は、矢印Ｈによって示される方向に動いていると仮定すれば、
検査の第１局面は、９０度の水平検査(360)であり、検査の第２局面は、９０度
の水平検査(362)であって、第２検査は遅れて行われるので、パルス化された光
ビームが同時に発せられることはない。ビンは、次に、ビン回転ステーションに
入り、ここでビンは９０度回転される。その後、２つのパルス化された光ビーム
が同時に発せられないように時間をずらした方法において、４つの局面の垂直欠
陥検査(370)(372)(374)(376)が、各々９０度ずれて、それにより容器口部の３６
０度の周面をカバーする検査が行われる。残りの２つの９０度水平欠陥検査(378
)(380)は、次に実行される。この様に、容器は、垂直方向及び該垂直方向に対し
て斜め向きの検査手段と同様、水平方向及び該水平方向に対して斜め向きの検査
手段によって、その円周の３６０度全部が検査される。

【００３８】 図１０に示される実施例において、検査は、容器の回転を必要としない。垂直
方向の４つの欠陥検査(400)(402)(404)(406)を時間差を以て行ない(staggered)
、次に、水平方向の２つの欠陥検査(410)(412)を時間差を以て行なう。この様に
、容器の３６０度全部を、容器を回転させることなく、水平方向又は垂直方向の
検査を行なうことができる。

【００３９】 図１１を参照すると、本発明の検査システムの一形態の操作に関する概略図が
示されている。最初に、容器がコンベヤーに沿って移動すると、びん又はその他
の容器が検査ステーション(430)に存在することを確認するために、信号が供給
される。この信号はマイクロプロセッサ(432)に受信されて、該マイクロプロセ
ッサは信号をパルス光源(434)へ送出し、プログラムされた一連のパルス光を反
射器へ供給する。該 反射器は、光ビームを、検査ステーション(438)中にある
ビンの口部の外面へ当てる。反射光(440)は、光を対応する電気信号に変換する
検出器(444)へ送達され、該信号は、上記の比較を実行するマイクロプロセッサ(
432)へ送達される。比較によってプログラム限界値を超過する欠陥レベルに基づ
いて拒絶された場合、信号は、容器がコンベヤーから取り除かれるようにするた
め、拒絶機構(460)へ送信される。マイクロプロセッサ(432)は、適当な時間に信
号を検査ステーション(438)に送信して、その操作を開始する。操作は、図９な
いし１０の場合のような多重工程の操作であるか、又は検査が３６０度の円周全
体を一体の方法で実施される、図３に示された実施例の場合における単一操作で
ある。

【００４０】 図１２を参照すると、水平システム検出器手段によって見られるような、容器
の口部の被照射部分(470)が示されている。対象の範囲(474)は、半円状の下部分
(476)及び通常Ｖ字型の上部分(478)を含む閉じた図によって示される。この様式
において、(470)に沿った密封面は、マイクロプロセッサが反射光を使って得る
ものの中に含まれない。欠陥の存在を示す反射光(480)(482)は、島状部によって
示されている。密封用口部の円周の他の部分が検査されると、同様な幾何学的関
係が成立するであろう。

【００４１】 開示を簡素化するために、この説明では、欠陥検査に不合格の容器を取り除く
ための拒絶機構を使用する場合について説明したが、その他の手段を使用するこ
ともできる。例えば、視覚的又は聴覚的警告又はシステムのシャットダウンであ
ってもよい。検査に関するデータは、表示したり、ハードコピーとして供給した
り、又はデータ処理をした後又はデータ処理をすることなく蓄積することができ
る。そのようなデータには、例えば、拒絶の統計、最新の拒絶データ、成形型の
相関関係の傾向を含めることができる。

【００４２】 したがって、本発明は、ねじ又は突片、密封面、取出しリング、及び他の予定
された変形に基づいて、データのひずみを取り除きつつ、所定の限界値を超える
欠陥について、ジャーやビンのようなガラス容器を迅速且つ自動的に検査するた
めの効果的な手段を提供したと理解されるであろう。これを成し遂げる方法及び
装置は、既存のガラス容器成形、焼鈍及び処理装置に適応する。

【００４３】 この明細書で用いられる「水平」、「垂直」、「斜め」、又は同様な用語など
の方向に関する語は、相対的な用語であり、特別に特定位置で言及されない限り
、本発明を限定するものではない。

【００４４】 本発明の具体的実施例を例示して説明したが、当該分野の専門家であれば、そ
の詳細については、請求の範囲に規定された発明から逸脱することなく種々の変
形をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】 検査される容器を移送するコンベヤーの部分的な概略平面図である。

【図２】 本発明によって検査されるガラス容器の一部を示す断面図である。

【図３】 水平方向の欠陥及び該水平方向に対して斜め向きの欠陥に適した本発明の検査
装置の一形態を示す概略正面図である。

【図４】 図３の検査システムの概略平面図であって、検出手段は含まれていない。

【図５】 水平方向の欠陥が検査されるビンの口部の部分概略平面図である。

【図６】 垂直方向の欠陥及び該垂直方向に対して斜め向きの欠陥の検査に適した本発明
の検査装置の一実施例を示す概略正面図である。

【図７】 光源及び関連した検査されるべきガラス容器の部分を示す概略図である。

【図８】 垂直方向及び該垂直方向に対して斜め向きの欠陥を検査するための多重検出シ
ステムの平面図である。

【図９】 水平方向、垂直方向及び斜め方向の欠陥を検査できるようにした本発明の検査
システムの一形態を示す概略図である。

【図１０】 図９と同様な概略図であるが、水平方向、垂直方向及び斜め方向の欠陥を検査
する他の構成を示している。

【図１１】 本発明のシステムの概略図である。

【図１２】 本発明の検査システムで得ることができるイメージの一形態の部分的概略図で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ， ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，Ｌ Ｔ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ， ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，Ｕ Ａ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2G051 AA13 AB02 BB01 BB11 BB17 CA03 CA04 CA06 CA12 DA08 DA13 EA12 EB01

Claims (92)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス容器の欠陥を検査する方法であって、 ガラス容器を検査区域へ導入し、 容器口部の外周部の少なくとも一部分を照明し、 容器口部の内側でパイプされた脱出光を検出し、 検出された光からもたらされる情報を参照基準と比較し、 比較結果を用いて、ガラス容器の口部に欠陥が存在するかどうかを決定する ガラス容器の欠陥検査方法。
2. 【請求項２】 比較を行なう以前に、検出された光を、対応する電気信号に
   変換することを含んでいる、請求項１の検査方法。
3. 【請求項３】 比較は、マイクロプロセッサを使用して行ない、電気信号を
   マイクロプロセッサに導入することを含んでいる、請求項２の検査方法。
4. 【請求項４】 検査工程において、軸心を中心に容器を回転させることを含
   んでいる、請求項３の検査方法。
5. 【請求項５】 容器の水平方向の欠陥と該水平方向に対して斜め向きの欠陥
   を検査する第１検査手段を用いることを含んでいる、請求項３の検査方法。
6. 【請求項６】 容器の垂直方向の欠陥と該垂直方向に対して斜め向きの欠陥
   を検査する第２検査手段を用いることを含んでいる、請求項３の検査方法。
7. 【請求項７】 ネジ、突片、密封面及び取出し用リングで反射した光を、比
   較から除外することを含んでいる、請求項３の検査方法。
8. 【請求項８】 マイクロプロセッサからリジェクト信号を発信し、所定の大
   きさを超える欠陥を有するガラス容器を排除することを含んでいる請求項２の検
   査方法。
9. 【請求項９】 その値以下ではリジェクト信号が発せられない欠陥しきい値
   をマイクロプロセッサの中で設定することを含んでいる、請求項８の検査方法。
10. 【請求項１０】 マイクロプロセッサによりリジェクト信号が発せられたと
    き、排除すべき容器を取り除くための容器拒絶手段を配備し、 リジェクト信号を受信すると、容器拒絶手段を作動させて当該容器を取り除く
    ことを含んでいる請求項９の検査方法。
11. 【請求項１１】 光ビームの形態で照明する光源とガラス容器との間に、反
    射器手段を配備し、 光ビームを反射器手段の方へ向け、 反射器手段で反射した光を、検査されるガラス容器の領域に向けることを含ん
    でいる請求項５の検査方法。
12. 【請求項１２】 光ビームを、ガラス容器の口部の外面側へ、斜め下向きに
    向けることを含んでいる請求項１１の検査方法。
13. 【請求項１３】 光ビームの斜め下向きの角度は、垂直方向に関して約４５
    〜５５度である請求項１３の検査方法。
14. 【請求項１４】 反射器手段として、受光部、散光部及び発光部を有する反
    射器を少なくとも１つ使用し、 光ビームを、発光部からガラス容器へ向けることを含んでいる請求項１２の検
    査方法。
15. 【請求項１５】 反射器手段は、略円錐形で一体の反射器であり、ガラス容
    器の口部の周り１８０度以上をカバーする請求項１４の検査方法。
16. 【請求項１６】 反射器手段として、周方向に間隔をあけて配備された複数
    の反射器を用いることを含んでいる請求項１５の検査方法。
17. 【請求項１７】 円錐形反射器として、ガラス容器の周り約３６０度の範囲
    をカバーする円錐形反射器を用いることを含んでいる請求項１５の検査方法。
18. 【請求項１８】 反射器手段として、垂直面ではビーム角度を実質的に大き
    くしないが、水平面ではビーム角度を大きくする反射器を少なくとも１つ使用す
    ることを含んでいる請求項１４の検査方法。
19. 【請求項１９】 発光部として、トロイド反射器を用いることを含んでいる
    請求項１４の検査方法。
20. 【請求項２０】 ガラス容器の周囲の少なくとも一部分に、周方向に間隔を
    あけて複数の光源を配備し、 容器の口部に対して、光ビームを平面内で略半径方向に向けることを含んでい
    る請求項１５の検査方法。
21. 【請求項２１】 検査するガラス容器はガラスビンである請求項２０の検査
    方法。
22. 【請求項２２】 反射した光を対応する電気信号に変換する電子カメラを用
    いて、反射した光を検出することを含んでいる請求項５の検査方法。
23. 【請求項２３】 反射した光を、レンズ手段を具えた電子カメラに焦点を合
    わせることを含んでいる請求項２２の検査方法。
24. 【請求項２４】 各々が容器の口部の周囲の一部分を検査する複数の第１検
    査手段を用いることを含んでいる請求項５の検査方法。
25. 【請求項２５】 複数の第１検査手段により、容器の約３６０度を検査する
    ことを含んでいる請求項２４の検査方法。
26. 【請求項２６】 各々が容器の周囲約１８０度を検査する２つの第１検査手
    段を用いることを含んでいる請求項２５の検査方法。
27. 【請求項２７】 各々が容器の周囲の１８０度よりも小さい領域を検査する
    ３以上の第１検査手段を用いることを含んでいる請求項２５の検査方法。
28. 【請求項２８】 容器を回転させることなく検査を行なうことを含んでいる
    請求項２５の検査方法。
29. 【請求項２９】 少なくとも１つの第１検査手段による検査の終了後で、最
    終の第１検査手段による検査前に、容器を回転させることを含んでいる請求項２
    ７の検査方法。
30. 【請求項３０】 光ビームを、パルス化されたビームとして供給することを
    含んでいる請求項５の検査方法。
31. 【請求項３１】 光ビームを反射器手段に送達するのに、光ファイバー手段
    を用いることを含んでいる請求項３０の検査方法。
32. 【請求項３２】 容器の垂直方向の欠陥と、該垂直方向に対して斜め向きの
    欠陥を検査するために、第２検査手段を用いることを含んでいる請求項５の検査
    方法。
33. 【請求項３３】 各々が容器口部の周囲の一部分を検査する複数の第２検査
    手段を用いることを含んでいる請求項３２の検査方法。
34. 【請求項３４】 第１検査手段による検査前、検査後又は検査中に、第２検
    査手段による検査を行なうことを含んでいる請求項３３の検査方法。
35. 【請求項３５】 水平方向に関して約４０度以下の角度で該水平方向に対し
    て傾斜する欠陥を検査する第１検査手段を用いることを含んでいる請求項５の検
    査方法。
36. 【請求項３６】 垂直方向に関して約７０度以下の角度で該垂直方向に対し
    て傾斜する欠陥を検査する第２検査手段を用いることを含んでいる請求項５の検
    査方法。
37. 【請求項３７】 水平方向に関して約４０度以下の角度で該水平方向に対し
    て傾斜する欠陥を検査する第１検査手段を用いることを含んでいる請求項３６の
    検査方法。
38. 【請求項３８】 容器の垂直方向の欠陥と、該垂直方向に対して斜め向きの
    欠陥を検査する第２検査手段を使用し、 水平方向に対して斜め向きの欠陥を検査する角度領域と、垂直方向に対して斜
    め向きの欠陥を検査する角度領域をオーバーラップさせることを含んでいる請求
    項５の検査方法。
39. 【請求項３９】 容器の口部の一部分を、該口部の略接線方向に当たる光ビ
    ームによって照明することを含んでいる請求項６の検査方法。
40. 【請求項４０】 光ビームを、容器の周囲約６０度〜９０度の部分に同時に
    当てることを含んでいる請求項３９の検査方法。
41. 【請求項４１】 容器口部を検査する複数の第２検査手段を用いることを含
    んでいる請求項３９の検査方法。
42. 【請求項４２】 口部で反射した光を周方向に連続して検出し、検出された
    光を、反射光を対応する電気信号に変換する検出器へ送達することを含んでいる
    請求項４０の検査方法。
43. 【請求項４３】 反射した光を検出器手段へ送達する前に、反射した光を、
    少なくとも１つのビームスプリッタを通じて通過させることを含んでいる請求項
    ４０の検査方法。
44. 【請求項４４】 ビームスプリッタの出力を、ミラー手段によって検出器手
    段の方へ向けることを含んでいる請求項４２の検査方法。
45. 【請求項４５】 検出器手段の中に電子カメラを用いることを含んでいる請
    求項４４の検査方法。
46. 【請求項４６】 ミラーで電子カメラへ反射した光の焦点を合わせるために
    、検出器手段の中にレンズ手段を用いることを含んでいる請求項４５の検査方法
    。
47. 【請求項４７】 複数のスプリッタを使用し、 ミラーを各ビームスプリッタと連繋して作動させることを含んでいる請求項４
    ６の検査方法。
48. 【請求項４８】 各ビームスプリッタから出た光ビームを、電子カメラへ導
    入する前に合成することを含んでいる請求項４７の検査方法。
49. 【請求項４９】 ４つの第２検査手段を用いることを含んでいる請求項４１
    の検査方法。
50. 【請求項５０】 反射した光を、ミラーによってビームスプリッタの方へ向
    けることを含んでいる請求項４３の検査方法。
51. 【請求項５１】 容器を回転させることなく検査を行なうことを含んでいる
    請求項４６の検査方法。
52. 【請求項５２】 容器の口部の外表面で反射した光をミラーから遠ざかる方
    向に向け、これによって、前記光が電子カメラへ送られないようにすることを含
    んでいる請求項４７の検査方法。
53. 【請求項５３】 検査する容器はビンである請求項４７の検査方法。
54. 【請求項５４】 光ビームを供給するのに、パルス化された光源を用いるこ
    とを含んでいる請求項４７の検査方法。
55. 【請求項５５】 光ビームを、レンズ手段により、容器の口部で焦点を合わ
    せることを含んでいる請求項５４の検査方法。
56. 【請求項５６】 ２つの第２検査手段を使用し、 各々が容器口部の周囲約１７０〜１９０度の部分を検査することを含んでいる
    請求項３９の検査方法。
57. 【請求項５７】 反射した光を受光する検査手段を、容器よりも高い位置に
    配置することを含んでいる請求項５６の検査方法。
58. 【請求項５８】 容器の水平方向の欠陥と、該水平方向に対して斜め向きの
    欠陥を検査する第１検査手段を用いることを含んでいる請求項４０の検査方法。
59. 【請求項５９】 複数の第１検査手段を使用し、 複数の第２検査手段を使用することを含んでいる請求項５８の検査方法。
60. 【請求項６０】 光ビームをパルス化し、 第１検査手段へ送られる光ビームのパルス化とは異なる時に、第２検査手段へ
    送られる光ビームをパルス化することを含んでいる請求項５９の検査方法。
61. 【請求項６１】 容器口部の周囲の一部分を、各々の第１検査手段で検査し
    、 容器口部の周囲の一部分を、各々の第２検査手段で検査することを含んでいる
    請求項５９の検査方法。
62. 【請求項６２】 各々の第１検査手段を具えた略円錐形反射器を用いること
    を含んでいる請求項６１の検査方法。
63. 【請求項６３】 容器の検査工程の一部において、軸心を中心に容器を回転
    させることを含んでいる請求項６１の検査方法。
64. 【請求項６４】 容器を回転させることなく検査を行なうことを含んでいる
    請求項６１の検査方法。
65. 【請求項６５】 ガラス容器の欠陥を検査する装置であって、 光ビームを作り出して送出する光源手段と、 光ビームを受光し、該光ビームを、容器口部の外周部の少なくとも一部分に当
    てる手段と、 容器口部の内側からの反射光を受光する検出器手段と、 内側で反射された光を対応する電気信号に変換する手段と、 検出器手段からの電気信号を受信し、該信号を所定値と比較して、容器口部が
    欠陥の存在を理由に排除すべきかどうかを決定するマイクロプロセッサ手段とを
    具えている検査装置。
66. 【請求項６６】 容器口部の水平方向の欠陥と、該水平方向に対して斜め向
    きの欠陥を検査する第１検査手段を具えている請求項６５の検査装置。
67. 【請求項６７】 容器口部の垂直方向の欠陥と、該垂直方向に対して斜め向
    きの欠陥を検査する第２検査手段を具えている請求項６５の検査装置。
68. 【請求項６８】 容器口部の水平方向の欠陥と、該水平方向に対して斜め向
    きの欠陥を検査する第１検査手段と、 容器口部の垂直方向の欠陥と、該垂直方向に対して斜め向きの欠陥を検査する
    第２検査手段を具えている請求項６５の検査装置。
69. 【請求項６９】 容器口部に故意に作られた変形部を、前記の比較から除外
    する手段を具えている請求項６６の検査装置。
70. 【請求項７０】 故意に作られた変形部は、ネジ、突片、取出し用リング、
    密封面及び成形型の継目からなる群から選択される少なくとも１種の変形部を含
    んでいる請求項６９の検査装置。
71. 【請求項７１】 容器を、検査部を通って搬送するコンベヤーと、 許容できない欠陥の存在を理由に排除されるべき容器について、マイクロプロ
    セッサから信号を受信し、当該容器をコンベヤーから取り除く拒絶手段を具えて
    いる請求項６５の検査装置。
72. 【請求項７２】 マイクロプロセッサ手段は、その値以下ではリジェクト信
    号が発せられないしきい値を有している請求項７１の検査装置。
73. 【請求項７３】 反射器手段は、容器の周囲３６０度をカバーできるように
    構成された一体の反射器である請求項６５の検査装置。
74. 【請求項７４】 反射器手段は、周方向を協同してカバーする複数の反射器
    要素を有しており、全体で容器の周囲３６０度をカバーできるようにしている請
    求項７２の検査手段。
75. 【請求項７５】 反射器は略円錐形の反射器であって、入口部と、散光部と
    、光ビームを容器口部の外面へ向けるトロイド反射器を有している請求項７４の
    検査装置。
76. 【請求項７６】 トロイド反射器の表面は、光ビームを、容器口部の外面側
    の方へ斜め下方向に向ける請求項７５の検査装置。
77. 【請求項７７】 トロイド反射器の表面は、光ビームを、垂直方向に関して
    約４５〜５５度の斜め下向き角度に向ける請求項７３の検査装置。
78. 【請求項７８】 反射器手段は、垂直面ではビーム角度を実質的に大きくし
    ないが、水平面ではビーム角度を大きくするように構成されている請求項６５の
    検査装置。
79. 【請求項７９】 光源手段は、ガラス容器の口部の周りの少なくとも一部分
    に、周方向に間隔をあけて配備された複数の光源を含んでいる請求項７８の検査
    装置。
80. 【請求項８０】 反射器手段は、光ビームを、容器口部の外面に対して略半
    径方向に向ける請求項６５の検査装置。
81. 【請求項８１】 ガラス容器としてビンを検査するように構成されている請
    求項６５の検査装置。
82. 【請求項８２】 検出器手段は、電荷結合デバイス、電子カメラ及びフォト
    ダイオード検出器からなる群から選択される手段を含んでいる請求項８１の検査
    装置。
83. 【請求項８３】 検出器手段は、反射した光ビームをＣＣＤ電子カメラ又は
    単一フォトダイオードに焦点を合わせるレンズを含んでいる請求項６６の検査装
    置。
84. 【請求項８４】 複数の第１検査手段を容器口部の検査に用いることを含ん
    でいる請求項８３の検査装置。
85. 【請求項８５】 一の検査手段による検査の後、軸心を中心に容器を回転さ
    せる回転手段を具えている請求項６７の検査装置。
86. 【請求項８６】 複数の第２検査手段を用いることを含んでいる請求項６７
    の検査装置。
87. 【請求項８７】 容器から反射した光を受光する複数のビームスプリッタと
    、 各々の光ビームを検出器手段に反射させる反射手段とを具えている請求項８６
    の検査装置。
88. 【請求項８８】 反射器手段は、第１ミラー、第２ミラー及び第３ミラーを
    含んでおり、反射された光ビームの各々は、第１ミラーによって検出器手段の方
    へ向けられる請求項８６の検査装置。
89. 【請求項８９】 各々の第２検査手段は、容器口部の周方向の部分を検査す
    る請求項８８の検査装置。
90. 【請求項９０】 光源は、第２検査手段の各々に対して、別々にパルス化さ
    れた光ビームを供給する請求項６８の検査装置。
91. 【請求項９１】 複数の第１検査手段と複数の第２検査手段は、各検査手段
    が容器の一部分を検査し、 マイクロプロセッサ手段は、各々の第１検査手段及び第２検査手段の動作を制
    御する手段を含んでおり、検査工程を時間差を以て行えるようにする請求項６５
    の検査装置。
92. 【請求項９２】 光ビームを受光する手段は反射器手段である請求項６５の
    検査装置。