JP2004198205A

JP2004198205A - Defect inspection method of glass tube for vessels

Info

Publication number: JP2004198205A
Application number: JP2002365774A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tanaka; 一男田中; Yasuo Hitokuma; 泰郎仁熊
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-17
Filing date: 2002-12-17
Publication date: 2004-07-15

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection method of glass tube for vessels by which a glass tube can be inspected appropriately for defects. <P>SOLUTION: A pair of rollers 21 and 22 are rotated while the glass tube 1 is put on the rollers 21 and 22. A confocal sensor section 31 is provided above the glass tube 1. The presence/absence of a defect in the glass tube 1 is judged from the peripheral optical thickness distribution of the glass tube 1 converted from the value detected by the sensor section 31. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、丸型蛍光灯や直管型蛍光灯等の管球に使用される円筒形ガラス管における脈理等の欠陥を検査する方法などに関する。
【０００２】
【従来の技術】
蛍光灯などの管球においては、円筒形ガラス管を所定の長さに切断し直管型として利用したものや、その直管をリング状に屈曲させて丸型として利用したものが一般的である。このような蛍光灯に使用される管球用ガラス管（以下、「ガラス管」という。）の多くは、ダンナー法と呼ばれる方法によって製造されている。
【０００３】
ところで、ダンナー法は、溶融したガラスをチューブ状にして引き伸ばす方法のため、製造されたガラス管には、異物によって生じる傷や気泡、厚み斑、屈折率の違い、および脈理（以下、これらを含めて欠陥と呼ぶ。）がその管軸方向に沿って筋状に出やすい。すなわち、ガラス管の管軸方向には比較的均等な状態となるものの、ガラス管の周方向に沿っては欠陥を原因とする透過光の屈折状態が不均一になる場合がある。したがって、欠陥の度合いがひどい場合には、蛍光灯を点灯させた場合に筋が強調されて、その美的外観が損なわれてしまう。
【０００４】
そこで、欠陥のある不良ガラス管を判別するために、ガラス管に光を照射し、その透過光をスクリーンに投影してこれを撮像カメラにより撮像して画像処理し、欠陥を検査する方法が提案されている（特許文献1 図１参照）。
この方法によれば、欠陥によってスクリーンに投影された透過光に斑が生じることを利用してガラス管における欠陥の有無を検出することができるので、不良品の判定を効率よく行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２７４７６４６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１の技術においては、本来不良品として判定しなくてもよいものまでを不良品として判定してしまう可能性がある。
スクリーンに投影される光は、ガラス管における光源側管壁を通過した後、スクリーン側管壁を通過してきたものであるため、両壁面に欠陥が存在する場合には、それらが互いに小さな欠陥であったとしてもその欠陥度合いが強調されてしまう可能性がある。他方、ユーザは、蛍光灯が点灯された場合、上記強調された欠陥ではなく、ガラス管における光源側あるいはスクリーン側壁面の一方の欠陥しか見ないため、欠陥の検出は、壁面ごとに形成されたもののみについて行うことが望まれる。
【０００７】
本発明は、上記の問題に鑑み、壁面に形成された欠陥を適式に検査することができるガラス管の欠陥検査方法などを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る管球用ガラス管の欠陥検査方法は、管球用ガラス管の周方向に共焦点方式の光学変位センサを相対的に変位させながら、ガラス管の第１の面と第２の面の間の厚みを光学的に測定し（以下、光学的に測定した厚みを「光学的な厚み」という。）、当該測定された管球用ガラス管の周方向の厚み分布に基づき欠陥の有無を判断することを特徴とする。
【０００９】
ここで、欠陥の存在をガラス管の周方向の厚み分布から判断する判断の仕方は、厚み分布の特徴が一定条件を満たすか否かで判断する。例えば、ガラス管における一定の外周距離内においてその厚みが一定基準以上変化した場合に欠陥があると判断する。
上記測定方法によって測定された厚み分布においては、従来のように周方向において別の位置に存在する欠陥同士の影響を受けることがないので、上述した従来の検査方法における不具合を解消し、適式に欠陥の有無を検査することができる。なお、第１の面とは、ガラス管表面（外側）に相当し、第２の面とは、ガラス管裏面（内側）もしくは厚み方向に泡が内包されている場合にはガラスと泡の境界面に相当する。
【００１０】
ここで、管球用ガラス管を対になったローラ間に積載し、当該ローラを回転することによって管球用ガラス管をその管軸を中心に回転させるとともに、光学変位センサを、管球用ガラス管とローラとが接触する管球用ガラス管の周上近傍に固定することにより、管球用ガラス管の周方向に光学変位センサを相対的に変位させるようにすれば、ガラス管が微妙に弓なり状に反っていたとしても、光学的な厚み測定における変動を少なくすることができる。
【００１１】
特に、ガラス管が、ダンナー法を用いて製造されたガラス管であれば、ガラス管の長さ方向には比較的均等なものが製造されるので、ガラス管の光学的な厚みを１箇所周方向に測定するようにすればよい。
このような管球用ガラス管の検査方法を適用した欠陥検査ステップを備えてガラス管を製造すれば、従来よりも歩留まりを向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るガラス管の欠陥検査方法の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
まず、ガラス管の欠陥検査を行う欠陥検査装置について説明する
（欠陥検査装置の全体構成）
図１は、欠陥検査装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【００１３】
同図に示すように、欠陥検査装置は、ガラス管１をその管軸を中心に回転可能に積載する積載部２と、ガラス管１の光学的な厚みを測定する厚み測定部３とからなる。
測定対象のガラス管１は、例えば直管型の蛍光ランプ（２０Ｗ）に用いられるものであり、本実施の形態においては、管内径２６．４ｍｍ、管外径２８．０ｍｍ、厚み０．８ｍｍのものが用いられる。測定対象の大きさ、径などについては特に限定されるものではないが、形状としては直管のものが用いられる。
【００１４】
積載部２は、図示しないモータなどの駆動部を備え、当該駆動部によってすべてが同方向に回転駆動されるローラ対２１，２２を備える。
各ローラ対２１，２２は、ガラス管１の両端部近傍に配され、対になったローラとローラ間においてガラス管１の端部を積載する。ここで、ローラ対２１，２２を同方向に一定速度で回転することにより、ガラス管１はその管軸を中心に一定方向に一定速度で回転される。なお、各ローラ対２１，２２におけるガラス管１と接触する部分は、ガラス破損防止のため、ガラス管１の組成よりもやわらかい素材であることが好ましく、ゴムなど弾力性のあるものが好ましい。
【００１５】
厚み測定部３は、公知の光学反射式レーザ変位センサを用い、第１面（表面）と第２面（裏面もしくは内部に泡が内包されている場合にはその泡の境界面）の反射光の光路差を利用した厚み測定が可能な装置であり、例えば株式会社キーエンスのレーザフォーカス変位計ＬＴ−８０１０を用いることができる。厚み測定部３は、厚みを検出するセンサ部３１とセンサ部３１によって検出された厚みを表示する表示部３２を備える。
【００１６】
センサ部３１は、ガラス管１とローラ対２１とが接触するガラス管１における周方向の軌跡上に近接して配される。このように配されることによって、ガラス管１がわずかに屈曲していたとしても、ガラス管１を支持するローラ対２１の上方にセンサ部３１が配されるので、ガラス管１に対するセンサ部３１の距離をほぼ一定に保つことができる。
【００１７】
表示部３２は、センサ部３１の検出結果に基づき、ガラス管１の屈折率が均等であるとの仮定の下において求められるガラス管１の光学的な厚みを、ガラス管１の外周距離に対してプロットしたグラフを表示する。
図２は、センサ部３１による厚み測定原理を説明するための、センサ部３１近傍の要部拡大図である。
【００１８】
同図に示すように、センサ部３１は、レーザ光を照射する光源部３１０と、光源部３１０より照射されたレーザ光の一部を透過させるハーフミラー３１１と、ハーフミラー３１１を透過したレーザ光をコリメートするレンズ３１２と、コリメートされたレーザ光を再びガラス管１において集束させるレンズ３１３と、ガラス管１から反射された光の一部を取り出すピンホール板３１４と、ピンホール板３１４を通過した光量を検出する検出部３１５、およびガラス管１の光学的な厚みを算出する算出部（不図示）を備える。
【００１９】
光源部３１０としては、例えば、波長６７０ｎｍ、スポット径１０〜２０μｍのレーザ光を射出する半導体レーザを用いることができる。その波長、出力範囲については、測定対象のガラス管の組成に応じて、照射された光が吸収されにくいものを選択することが好ましい。また、スポット径としては、細かい傷や泡（５０μｍ程度）の大きさの半分程度以下であることが望ましいので、２５μｍ以下とすることが好ましい。
【００２０】
ハーフミラー３１１は、光源部３１０の光軸に対して４５°傾けた状態でその光軸上に配され、照射されたレーザ光の一部を反射するとともにその残りを透過する。
レンズ３１２は、その光軸が光源部３１０の光軸上に配されており、ハーフミラー３１１を透過してきたレーザ光をコリメートする。
【００２１】
レンズ３１３は、その光軸が光源部３１０に合わせて移動可能に保持されるとともに、図示しない駆動手段によってその光軸方向に沿って駆動される。そして、レンズ３１３を駆動手段を駆動することによって、レンズ３１２を透過してきたレーザ光をガラス管１の表面および裏面（泡が内包されているときにはその境界面）において集束させることができる。
【００２２】
ガラス管１に照射されたレーザ光は、一部が反射してレンズ３１３、レンズ３１２を通過し、ハーフミラー３１１に照射される。
ピンホール板３１４および検出部３１５は、光源部３１０の光軸と直交する方向に配されており、ハーフミラー３１１に反射されたレーザ光は、ピンホール板３１４を通過し、検出部３１５はそのレーザ光の光量を検出する。
【００２３】
ガラス管１の厚みの測定は、以下のように行う。
まず、ガラス管１におけるセンサ部３１側の表面１ａにレーザ光が集束するようにレンズ３１３を移動する。レーザ光が表面１ａに集束されたときにガラス管１による反射光量が最大となり、検出部３１５が検出する光量値が極大値をとるので、レンズ３１３を検出部３１５が極大値となるように移動する。
【００２４】
続いて、表面１ａの場合と同様、ガラス管１におけるセンサ部３１と反対側に位置する裏面１ｂにレーザ光が集束するように検出部３１５の検出する値を確認しながらレンズ３１３を移動する。
算出部（不図示）は、表面１ａにレーザ光を集束させたときから裏面１ｂにレーザ光を集束するまでのレンズ３１３の移動距離を求め、ガラスの屈折率が均等であると仮定して、そのレンズ３１３の移動距離に基づいて、ガラス管１の厚みに換算する。この換算は、ガラス管１と屈折率が等しくかつ全体に均質である種々厚みの異なる基準ガラス板を用意して、あらかじめそれらについて厚みを測定し、この基準ガラス板の厚みに対するレンズ３１３の移動距離をプロットすることによって導かれるレンズ３１３の移動距離とガラス管１の厚みの関係式を元に行うことができる。なお、ガラス管１の屈折率が均等であることが前提であるので、屈折率が変化していた場合に換算される厚みは、実質的な厚みとは異なり欠陥による影響を受けた見かけ上の厚みとして求められる。
【００２５】
ガラス管１の厚みを周方向に測定するには、図１に示すローラ対２１，２２を一定速度で回転させてそれに積載されたガラス管１をその管軸を中心に一定速度（例えば６ｍｍ／秒）で回転させ、センサ部３１にガラス管１の周方向に沿った光学的な厚みをほぼ連続的に検出させることによって可能となる。
ここで、ガラス管に溝が形成されていたり、泡が内包されていたり、脈理が存在したりする欠陥が存在する場合、検出される光学的な厚みが周方向に急激に変動する場合がある。
【００２６】
例えば、図１に示すように、ガラス管１に溝１ｃが形成されていた場合には、その溝１ｃの底面と裏面１ｂとの間の厚みが測定されるので実質的に光学的な厚みが急激に薄くなる。また、泡が内包されていた場合には、表面１ａと泡の境界面との厚みが測定されるので、見かけ上、光学的な厚みが急激に薄くなる。さらに屈折率が局所的に異なっていたり、脈理が存在したりする場合には、以下のように見かけ上、光学的な厚みが変動する。
【００２７】
図３は、局所的に屈折率が変化する欠陥が存在していた場合に検出される光学的な厚みの変動を説明するための、センサ部３１近傍の要部拡大図である。
同図において、ガラス管１の実際の厚みは、Ｈ１で示される厚みを有しており、屈折率が変動していない場合には、実線で示すレンズ３１３の位置において、裏面１ｂにレーザ光が集束させることができるはずである。しかし、ガラス管１の組成が局所的に変化して屈折率が他のところよりも高くなっている場合には図中一点鎖線で示すようにレーザ光が屈折され、裏面１ｂにおいてはレーザ光が集束されない。そこで、レーザ光を裏面１ｂにおいて集束させるためにレンズ３１３を破線の位置まで距離Ｄだけ移動させる必要があるが、このような場合、換算されるガラス管１は、光学的な厚みが見かけ上実際の厚みＨ１よりも薄くなり、ガラス管１の周方向の光学的な厚みは急激に変化する場合がある。
【００２８】
このように、溝、泡、脈理などの欠陥が存在する場合には、欠陥の程度を光学的な厚みの変化として捕らえることができる。
ここで欠陥があるか否かの判断は、ガラス管１における外周距離の所定範囲内（例えば２ｍｍ）に、その厚みが所定値（１０μｍ）以上変化するか否かを基準として行うことができる。本実施の形態においては、表示部３２（図１）においてその判断基準をもとに欠陥の有無の判断を行うプログラムが組み込まれており、自動的に欠陥の有無を表示することができるようになっている。なお、この判断基準は、美的外観の基準であるので任意に設定することができる。
【００２９】
このような欠陥検査方法によれば、欠陥の存在を光学的な厚みの変化としてとらえることができ、従来のように欠陥同士が影響しあうことを防ぐことができるので、ガラス管の欠陥を適式に検査することができる。
また、蛍光灯の製造工程におけるガラス管の検査工程に、本欠陥検査方法を用いるようにすれば、従来よりも適式にガラス管を検査することができるので、歩留まりを向上することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態においては、管球用ガラス管と厚み測定部とを相対的に変位させるために管球用ガラス管を回転させるようにしていたが、管球用ガラス管を固定し、その周方向に沿って厚み測定部を移動させるようにしても本実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、上記実施の形態においては、管球用ガラス管の厚み測定を周方向に一周分行うようにしていたが、その測定途中において欠陥が見つかれば、その時点で測定を中止するようにしてもよい。
【００３１】
（実施例）
一般的な２０Ｗの直管型蛍光管に用いられる管球用ガラス管をダンナー法を採用した自動ガラス管連続生産装置からサンプリングした。このガラス管の標準管内径は２６．４ｍｍ、標準管外径は２８．０ｍｍ、標準厚みは０．８ｍｍである。
【００３２】
このガラス管を図１に示すローラ対に積載して当該ローラ対を回転させ、ガラス管の外周が６ｍｍ／秒の速度で回転するように設定した。
厚み測定部には、株式会社キーエンス社製のＬＴ−８１１０を使用し、測定された厚みは、厚みの値に比例して出力される電圧をデータレコーダ（株式会社キーエンス社製のＮＲ−２５０）を利用してパーソナルコンピュータに取り込んだ。
【００３３】
欠陥の有無は、管の周方向の長さ２ｍｍの範囲において、ガラス管の光学的な厚みの最大値と最小値の差、すなわちその厚み変化量が８μｍを超えるか否かによって判断している。
このようにしてガラス管の厚み分布を測定した結果を図４および図５に示す。なお、両図における縦軸には、標準厚み０．８ｍｍに対する差を厚み変化量として示し、横軸には、ガラス管の周方向の距離を示す。
【００３４】
図４に示すガラス管の厚み分布においては、どの周方向長さ２ｍｍ領域においても、厚み変化量は８μｍを超える値は検出されていない。このガラス管を使用して蛍光灯を作製しても、目視においては、欠陥は観察されなかった。
一方、図５に示すガラス管の厚み分布においては、図中に示すように、周方向長さ２ｍｍの範囲内において９μｍの厚み変化量が認められる。このような部分においては、実際に厚みが薄くなる溝が形成されていたり、脈理や気泡などが存在したりして、欠陥が存在していると認められる。このガラス管を使用して蛍光灯を作成した場合には、目視においても筋状の欠陥が観察された。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明に係る管球用ガラス管の欠陥検査方法によれば、ガラス管の周方向の光学的な厚みの変化に基づいて欠陥の有無を判断することができるので、従来のよりも適式にガラス管の欠陥を検査することができる。また、このような管球用ガラス管の欠陥検査方法を用いた検査工程を蛍光灯の製造工程に備えることにより、従来よりも歩留まりを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】欠陥検査装置の全体構成を示す概略斜視図である。
【図２】センサ部の構成を示す光路図である。
【図３】屈折率に変化があった場合のセンサ部近傍の光路図である。
【図４】良品と判断されるガラス管の光学的な厚み分布グラフである。
【図５】不良品と判断されるガラス管の光学的な厚み分布グラフである。
【符号の説明】
１ガラス管
１ａ表面
１ｂ裏面
１ｃ溝
２積載部
３厚み測定部
４ケース
５グローブ
２１，２２ローラ対
３１センサ部
３２表示部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for inspecting defects such as striae in a cylindrical glass tube used for a tube such as a round fluorescent lamp and a straight tube fluorescent lamp.
[0002]
[Prior art]
Tubes such as fluorescent lamps are generally cut into a predetermined length of a cylindrical glass tube and used as a straight tube type, or the straight tube is bent into a ring shape and used as a round shape. is there. Many of the glass tubes for lamps (hereinafter, referred to as "glass tubes") used in such fluorescent lamps are manufactured by a method called a Danner method.
[0003]
By the way, the Danner method is a method in which molten glass is formed into a tube and stretched. Therefore, the manufactured glass tube has scratches, bubbles, thickness unevenness, a difference in refractive index, and striae (hereinafter referred to as “striae”) caused by foreign matter. Including the defect) is likely to form streaks along the tube axis direction. That is, although the state becomes relatively uniform in the tube axis direction of the glass tube, the state of refraction of transmitted light due to defects may become uneven along the circumferential direction of the glass tube. Therefore, when the degree of the defect is severe, the streak is emphasized when the fluorescent lamp is turned on, and the aesthetic appearance is impaired.
[0004]
Therefore, in order to determine a defective glass tube with a defect, a method of irradiating the glass tube with light, projecting the transmitted light on a screen, imaging the image with an imaging camera, performing image processing, and inspecting the defect is proposed. (See FIG. 1 of Patent Document 1).
According to this method, it is possible to detect the presence or absence of a defect in the glass tube by utilizing the fact that the transmitted light projected on the screen due to the defect produces a spot, so that the defective product can be efficiently determined.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 2747664 A
[Problems to be solved by the invention]
However, in the technique of the above-mentioned Patent Document 1, there is a possibility that a product that does not need to be determined as a defective product may be determined as a defective product.
Since the light projected on the screen passes through the light source side wall of the glass tube and then passes through the screen side wall, if both walls have defects, they are small defects. Even if there is, the degree of the defect may be emphasized. On the other hand, when the fluorescent lamp is turned on, the user sees only the defect on the light source side or the screen side wall surface of the glass tube, not the above-described defect, and the defect detection is performed for each wall surface. It is desirable to do only things.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a glass tube defect inspection method and the like that can appropriately inspect defects formed on a wall surface.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the defect inspection method for a glass tube for a tube according to the present invention is to relatively displace a confocal optical displacement sensor in a circumferential direction of the glass tube for a tube. The thickness between the first surface and the second surface is optically measured (hereinafter, the optically measured thickness is referred to as “optical thickness”), and the measured circumference of the tube glass tube is measured. The presence or absence of a defect is determined based on the thickness distribution in the direction.
[0009]
Here, the method of determining the presence of a defect from the thickness distribution in the circumferential direction of the glass tube is determined by whether or not the characteristics of the thickness distribution satisfy a certain condition. For example, it is determined that there is a defect when the thickness of the glass tube changes within a predetermined outer peripheral distance by a predetermined reference or more.
In the thickness distribution measured by the above measuring method, since there is no influence of defects existing at different positions in the circumferential direction as in the related art, it is possible to solve the problems in the conventional inspection method described above, Can be inspected for defects. The first surface corresponds to the front surface (outside) of the glass tube, and the second surface corresponds to the boundary between glass and bubbles when bubbles are included in the back surface (inside) or in the thickness direction of the glass tube. Surface equivalent.
[0010]
Here, a glass tube for a tube is loaded between a pair of rollers, and by rotating the roller, the glass tube for a tube is rotated around its tube axis. By fixing the optical displacement sensor relatively in the circumferential direction of the glass tube for the tube by fixing it near the periphery of the glass tube for the tube where the glass tube and the roller come into contact, the glass tube can be delicate. Even in the case of a bow-like warp, variation in optical thickness measurement can be reduced.
[0011]
In particular, if the glass tube is a glass tube manufactured using the Danner method, a relatively uniform glass tube is manufactured in the longitudinal direction of the glass tube. What is necessary is just to measure in the direction.
If a glass tube is manufactured with a defect inspection step to which such a method for inspecting a glass tube for a tube is applied, the yield can be improved as compared with the conventional case.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a glass tube defect inspection method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a description will be given of a defect inspection apparatus for performing a defect inspection of a glass tube (overall configuration of the defect inspection apparatus).
FIG. 1 is a schematic perspective view showing the entire configuration of the defect inspection apparatus.
[0013]
As shown in FIG. 1, the defect inspection apparatus includes a loading section 2 for loading a glass tube 1 rotatably about its axis, and a thickness measuring section 3 for measuring an optical thickness of the glass tube 1. .
The glass tube 1 to be measured is used, for example, for a straight tube fluorescent lamp (20 W). In the present embodiment, the glass tube 1 has a tube inner diameter of 26.4 mm, a tube outer diameter of 28.0 mm, and a thickness of 0.8 mm. Things are used. The size and diameter of the measurement object are not particularly limited, but a straight pipe shape is used.
[0014]
The loading unit 2 includes a driving unit such as a motor (not shown), and includes a pair of rollers 21 and 22 all driven to rotate in the same direction by the driving unit.
Each of the roller pairs 21 and 22 is disposed near both ends of the glass tube 1, and loads the end of the glass tube 1 between the paired rollers. Here, by rotating the pair of rollers 21 and 22 in the same direction at a constant speed, the glass tube 1 is rotated around the tube axis at a constant speed in a constant direction. The portion of each of the roller pairs 21 and 22 that comes into contact with the glass tube 1 is preferably made of a material softer than the composition of the glass tube 1 in order to prevent glass breakage, and is preferably an elastic material such as rubber.
[0015]
The thickness measuring unit 3 uses a known optical reflection type laser displacement sensor, and reflects light from a first surface (front surface) and a second surface (a boundary surface of a bubble when the bubble is included on the back surface or inside). Is a device capable of measuring the thickness using the optical path difference of, for example, a Keyence Corporation laser focus displacement meter LT-8010 can be used. The thickness measuring section 3 includes a sensor section 31 for detecting the thickness and a display section 32 for displaying the thickness detected by the sensor section 31.
[0016]
The sensor unit 31 is arranged close to a locus in the circumferential direction of the glass tube 1 where the glass tube 1 and the roller pair 21 are in contact with each other. With this arrangement, even if the glass tube 1 is slightly bent, the sensor unit 31 is disposed above the roller pair 21 that supports the glass tube 1. Can be kept almost constant.
[0017]
The display unit 32 sets the optical thickness of the glass tube 1 obtained based on the detection result of the sensor unit 31 on the assumption that the refractive index of the glass tube 1 is uniform with respect to the outer peripheral distance of the glass tube 1. To display the plotted graph.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part in the vicinity of the sensor unit 31 for explaining the principle of thickness measurement by the sensor unit 31.
[0018]
As shown in the figure, the sensor unit 31 includes a light source unit 310 for irradiating a laser beam, a half mirror 311 for transmitting a part of the laser beam emitted from the light source unit 310, and a laser beam for transmitting the half mirror 311. 312, a lens 313 for focusing the collimated laser beam again in the glass tube 1, a pinhole plate 314 for extracting a part of the light reflected from the glass tube 1, and a pinhole plate 314. A detection unit 315 for detecting the amount of light and a calculation unit (not shown) for calculating the optical thickness of the glass tube 1 are provided.
[0019]
As the light source unit 310, for example, a semiconductor laser that emits laser light having a wavelength of 670 nm and a spot diameter of 10 to 20 μm can be used. Regarding the wavelength and the output range, it is preferable to select a wavelength and an output range that do not easily absorb the irradiated light according to the composition of the glass tube to be measured. Further, the spot diameter is desirably about half or less of the size of a fine flaw or bubble (about 50 μm), and is therefore preferably 25 μm or less.
[0020]
The half mirror 311 is disposed on the optical axis of the light source unit 310 in a state of being inclined by 45 ° with respect to the optical axis, and reflects a part of the emitted laser light and transmits the rest.
The optical axis of the lens 312 is arranged on the optical axis of the light source unit 310, and collimates the laser light transmitted through the half mirror 311.
[0021]
The lens 313 has its optical axis movably held in accordance with the light source unit 310 and is driven along the optical axis direction by a driving unit (not shown). Then, by driving the driving means of the lens 313, the laser beam transmitted through the lens 312 can be focused on the front surface and the back surface of the glass tube 1 (the boundary surface when bubbles are included).
[0022]
The laser light applied to the glass tube 1 is partially reflected, passes through the lenses 313 and 312, and is applied to the half mirror 311.
The pinhole plate 314 and the detection unit 315 are arranged in a direction orthogonal to the optical axis of the light source unit 310, and the laser light reflected by the half mirror 311 passes through the pinhole plate 314, and the detection unit 315 The amount of laser light is detected.
[0023]
The thickness of the glass tube 1 is measured as follows.
First, the lens 313 is moved so that the laser light is focused on the surface 1a of the glass tube 1 on the sensor unit 31 side. When the laser beam is focused on the surface 1a, the amount of light reflected by the glass tube 1 becomes maximum, and the amount of light detected by the detection unit 315 has a maximum value. Therefore, the lens 313 is moved so that the detection unit 315 has a maximum value. I do.
[0024]
Subsequently, as in the case of the front surface 1a, the lens 313 is moved while confirming the value detected by the detection unit 315 so that the laser light is focused on the back surface 1b located on the opposite side of the glass tube 1 from the sensor unit 31.
The calculation unit (not shown) calculates the moving distance of the lens 313 from the time when the laser light is focused on the front surface 1a to the time when the laser light is focused on the back surface 1b, and assumes that the refractive index of the glass is uniform. The thickness is converted into the thickness of the glass tube 1 based on the moving distance of the lens 313. This conversion is performed by preparing reference glass plates of various thicknesses having the same refractive index as the glass tube 1 and being uniform throughout, measuring the thicknesses thereof in advance, and moving the lens 313 with respect to the thickness of the reference glass plate. Can be obtained based on the relational expression between the moving distance of the lens 313 and the thickness of the glass tube 1 derived by plotting. In addition, since the refractive index of the glass tube 1 is assumed to be uniform, the thickness converted when the refractive index has changed is different from the substantial thickness, and is apparently affected by the defect. It is required as thickness.
[0025]
In order to measure the thickness of the glass tube 1 in the circumferential direction, the pair of rollers 21 and 22 shown in FIG. 1 are rotated at a constant speed, and the glass tube 1 loaded thereon is moved at a constant speed (for example, 6 mm / (Seconds) to allow the sensor section 31 to detect the optical thickness along the circumferential direction of the glass tube 1 almost continuously.
Here, when a groove is formed in the glass tube, bubbles are included, or there is a defect such as striae, the detected optical thickness may fluctuate rapidly in the circumferential direction. is there.
[0026]
For example, as shown in FIG. 1, when the groove 1c is formed in the glass tube 1, the thickness between the bottom surface and the back surface 1b of the groove 1c is measured, so that the optical thickness is substantially reduced. It becomes thin rapidly. Further, when bubbles are included, the thickness between the surface 1a and the boundary surface of the bubbles is measured, so that the optical thickness suddenly decreases in appearance. Further, when the refractive index is locally different or striae is present, the optical thickness fluctuates apparently as follows.
[0027]
FIG. 3 is an enlarged view of a main part in the vicinity of the sensor unit 31 for explaining a change in optical thickness detected when a defect whose refractive index changes locally exists.
In the figure, the actual thickness of the glass tube 1 has a thickness indicated by H1, and when the refractive index does not fluctuate, laser light is applied to the back surface 1b at the position of the lens 313 indicated by a solid line. It should be able to focus. However, when the composition of the glass tube 1 is locally changed and the refractive index is higher than other portions, the laser light is refracted as shown by a dashed line in the figure, and the laser light is Not focused. In order to focus the laser beam on the back surface 1b, it is necessary to move the lens 313 to the position indicated by the broken line by a distance D. In such a case, the converted glass tube 1 has an apparent optical thickness And the optical thickness in the circumferential direction of the glass tube 1 may change rapidly.
[0028]
As described above, when a defect such as a groove, a bubble, or a stria exists, the degree of the defect can be regarded as a change in the optical thickness.
Here, the determination as to whether or not there is a defect can be made based on whether or not the thickness of the glass tube 1 changes by a predetermined value (10 μm) or more within a predetermined range (for example, 2 mm) of the outer peripheral distance. In the present embodiment, a program for judging the presence or absence of a defect based on the criterion is incorporated in the display unit 32 (FIG. 1) so that the presence or absence of the defect can be automatically displayed. Has become. Note that this criterion is an aesthetic appearance criterion and can be set arbitrarily.
[0029]
According to such a defect inspection method, the presence of a defect can be regarded as a change in optical thickness, and it is possible to prevent the defects from affecting each other as in the related art. Expressions can be checked.
Further, if the present defect inspection method is used in the glass tube inspection process in the fluorescent lamp manufacturing process, the glass tube can be more appropriately inspected than before, and the yield can be improved.
[0030]
In the above embodiment, the tube glass tube is rotated to relatively displace the tube glass tube and the thickness measurement unit, but the tube glass tube is fixed, Even if the thickness measuring section is moved along the circumferential direction, the same effect as in the present embodiment can be obtained. Further, in the above embodiment, the thickness measurement of the glass bulb for the bulb is performed for one round in the circumferential direction. However, if a defect is found during the measurement, the measurement may be stopped at that time. Good.
[0031]
(Example)
A glass tube for a bulb used for a general 20 W straight tube type fluorescent tube was sampled from an automatic glass tube continuous production apparatus employing a Danner method. The standard inner diameter of the glass tube is 26.4 mm, the outer diameter of the standard tube is 28.0 mm, and the standard thickness is 0.8 mm.
[0032]
This glass tube was loaded on the roller pair shown in FIG. 1 and the roller pair was rotated, so that the outer circumference of the glass tube was set to rotate at a speed of 6 mm / sec.
For the thickness measuring unit, LT-8110 manufactured by KEYENCE CORPORATION is used, and the measured thickness is a voltage output in proportion to the thickness value and a data recorder (NR-250 manufactured by KEYENCE CORPORATION). And imported it to a personal computer.
[0033]
The presence or absence of a defect is determined based on the difference between the maximum value and the minimum value of the optical thickness of the glass tube in a range of the length of the tube in the circumferential direction of 2 mm, that is, whether the thickness variation exceeds 8 μm. .
FIGS. 4 and 5 show the results of measuring the thickness distribution of the glass tube in this manner. In each of the figures, the vertical axis indicates the difference from the standard thickness of 0.8 mm as the thickness change amount, and the horizontal axis indicates the circumferential distance of the glass tube.
[0034]
In the thickness distribution of the glass tube shown in FIG. 4, no change in thickness exceeding 8 μm is detected in any circumferential length of 2 mm. Even when a fluorescent lamp was manufactured using this glass tube, no defect was visually observed.
On the other hand, in the thickness distribution of the glass tube shown in FIG. 5, as shown in the figure, a thickness change of 9 μm is recognized within a range of a circumferential length of 2 mm. In such a portion, it is recognized that a defect is present due to the formation of a groove that actually reduces the thickness or the presence of striae or bubbles. When a fluorescent lamp was prepared using this glass tube, streak-like defects were visually observed.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the defect inspection method for a glass tube for a bulb according to the present invention, it is possible to determine the presence or absence of a defect based on a change in the optical thickness in the circumferential direction of the glass tube. The defect of the glass tube can be inspected more properly than before. Further, by providing an inspection process using such a defect inspection method for a glass tube for a tube in the manufacturing process of the fluorescent lamp, the yield can be improved as compared with the conventional case.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an overall configuration of a defect inspection apparatus.
FIG. 2 is an optical path diagram illustrating a configuration of a sensor unit.
FIG. 3 is an optical path diagram near a sensor unit when the refractive index has changed.
FIG. 4 is an optical thickness distribution graph of a glass tube determined to be good.
FIG. 5 is an optical thickness distribution graph of a glass tube determined to be defective.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass tube 1a Front surface 1b Back surface 1c Groove 2 Loading part 3 Thickness measuring part 4 Case 5 Globe 21, 22 Roller pair 31 Sensor part 32 Display part

Claims

While relatively displacing the confocal optical displacement sensor in the circumferential direction of the tube glass tube, the optical thickness between the first surface and the second surface of the glass tube is measured, and the measurement is performed. A defect inspection method for a glass tube for a tube, characterized in that the presence or absence of a defect is determined based on the thickness distribution in the circumferential direction of the glass tube for a tube.

The glass tube for a tube is loaded between a pair of rollers, and the roller is rotated to rotate the glass tube for a tube around its tube axis, and the optical displacement sensor is used for the tube. The optical displacement sensor is relatively displaced in a circumferential direction of the glass tube for a tube by disposing it near the periphery of the glass tube for a tube where the glass tube and the roller are in contact with each other. Item 1. The defect inspection method for a glass tube for a bulb according to Item 1.

The method for inspecting a glass tube for a tube according to claim 1, wherein the glass tube for a tube is a glass tube manufactured using a Danner method.

A method for manufacturing a glass tube for a bulb,
While relatively displacing the confocal optical displacement sensor in the circumferential direction of the glass tube for a tube, the optical thickness between the first surface and the second surface of the glass tube is measured, and the measurement is performed. A method for manufacturing a glass tube for a tube, comprising: a defect inspection step of the tube glass tube for judging the presence or absence of a defect based on the thickness distribution in the circumferential direction of the formed glass tube for a tube.