JP2009092401A - 検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡便な構成で高い精度の検査を実現するとともに、検査コストを抑えつつ、検査効率の高い検査装置及び検査方法を提供するとともに、視認し難い樹脂の異常歪みを検出することができる検査装置及び検査方法を提供する。
【解決手段】樹脂成形体の検査装置であって、樹脂成形体に対して検査光を照射する光源と、検査光の進行方向上に配置した偏光手段と、検査光が偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像する撮像手段と、干渉模様に基づいて樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する解析手段と、を備え、偏光手段は、少なくとも、光源と樹脂成形体との間に配置した第１偏光手段と、樹脂成形体と撮像手段との間に配置した第２偏光手段と、を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、樹脂を成形してなる成形体を検査する検査装置及び検査方法に関する。

飲料その他の液体を充填する容器として、樹脂を成形してなるものが広く利用されている。このような樹脂製容器では、容器の耐久性、内容物の品質維持、外観その他の観点から、容器の形状、外観等を検査する必要があり、さまざまな検査装置及び検査方法が提案されている。

例えば、特許文献１（特開２００１−２８９７９０号公報）記載の口部検査装置では、容器の下方からの投光を、容器の口部内に挿入したホルダの突出部で反射させ、この反射光を撮像することによって容器のネジ口部の欠陥を検出することができる。

また、特許文献２（特開２００４−１２２９４号公報）記載のラベル検査方法では、検査対象である容器上のラベルに紫外線吸収機能又は赤外線吸収機能を付与するとともに、検査光として紫外線又は赤外線を使用して、ラベルに対する照射後の検査光を受光することによってラベルの損傷状態を検査することができる。
特開２００１−２８９７９０号公報 特開２００４−１２２９４号公報

しかしながら、従来の検査装置及び検査方法では、樹脂成形体の形状、外観等を高い精度で検査することが困難であり、また、単なる視認、または単なる撮像では認識しにくい樹脂の異常歪みについては、有無の判断が特に難しかった。

例えば、特許文献１記載の口部検査装置では、容器の口部内の所定位置にホルダを正確に配置するとともに、高い精度でホルダの向きを設定する必要があるため、検査効率を高めることが難しかった。さらに、検査はホルダからの反射光の撮像結果に基づいて行うことから、検査精度は撮像装置の解像度に依存してしまうことになる。したがって、高い検査精度実現のためには高精細の撮像素子を備えた撮像装置を用意する必要があり、これにより検査コストの増加につながるおそれがあった。

また、特許文献２記載のラベル検査方法では、紫外線又は赤外線の透過・不透過を検出するのみであるため、損傷の有無は分かっても細かい欠陥は見つけにくく、特に視認し難い樹脂の歪みの異常については、検出出来なかった。

そこで本発明は、簡便な構成で高い精度の検査を実現することのできる検査装置及び検査方法を提供することを目的とする。また、本発明の目的は、検査コストを抑えつつ、検査効率の高い検査装置を提供し、さらには、視認し難い樹脂の異常歪みを検出できる検査装置及び検査方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明の検査装置は、樹脂成形体の検査装置であって、樹脂成形体に対して検査光を照射する光源と、検査光の進行方向上に配置した偏光手段と、検査光が偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像する撮像手段と、干渉模様に基づいて樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する解析手段と、を備え、偏光手段は、少なくとも、光源と樹脂成形体との間に配置した第１偏光手段と、樹脂成形体と撮像手段との間に配置した第２偏光手段と、を有することを特徴としている。

本発明の検査装置は、解析を所望するする歪み、形状、及び外観の種類に応じて、第１偏光手段の偏光方向及び第２偏光手段の偏光方向を変更する偏光方向変更手段を備えることが好ましい。

本発明の検査装置において、第１偏光手段及び第２偏光手段は、それぞれ、少なくとも１枚の偏光板を備えるとよい。

本発明の検査装置において、偏光方向変更手段は、第１偏光手段に含まれる偏光板及び／又は第２偏光手段に含まれる偏光板を偏光方向の異なる偏光板に交換する偏光板交換手段を備えることが望ましい。

本発明の検査装置において、第１偏光手段に含まれる偏光板の少なくとも１枚が備える偏光方向と、第２偏光手段に含まれる偏光板の少なくとも１枚が備える偏光方向は互いに９０度をなすことが好ましい。

本発明の検査装置において、樹脂成形体は、圧縮成形によって成形された樹脂成形体であって、偏光方向は、圧縮成形の成形方向に対して４５度をなすとよい。

本発明の検査装置において、樹脂成形体は成形後に透明又は半透明となる樹脂であることが好ましい。

本発明の検査装置において、樹脂成形体はポリエステル樹脂の成形により成形することができる。

本発明の検査装置において、樹脂成形体として、有底筒状である、ブロー成形容器のプリフォームを選ぶことができ、第１偏光手段及び第２偏光手段は、プリフォームの筒状壁の外部側に配置されていることが好ましい。

本発明の検査装置において、検査光は３原色を含む白色光であるとよい。
さらに、本発明の検査装置において、撮像手段は、干渉模様を白黒画像として撮像することが好ましい。

本発明の検査方法は、樹脂成形体に対して照射した検査光が、第１偏光手段、樹脂成形体、及び第２偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像手段を用いて撮像し、この干渉模様に基づいて樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する検査方法であって、検査光を出射する光源と樹脂成形体との間に第１偏光手段を配置する第１偏光手段配置工程と、樹脂成形体と撮像手段との間に第２偏光手段を配置する第２偏光手段配置工程と、樹脂成形体に対して検査光を照射する検査光照射工程と、検査光が第１偏光手段及び第２偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像する干渉模様撮像工程と、干渉模様に基づいて樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する解析工程と、を備えることを特徴としている。
また、本発明の検査方法において、樹脂成形体は、圧縮成形によって成形された筒状の樹脂成形体であって、第１偏光手段及び第２偏光手段は、筒状の樹脂成形体の筒状壁の外部に配置されていることが好ましい。

本発明によると、樹脂成形体検査光の進行方向上に偏光手段を配置し、検査光が偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像手段が撮像し、撮像した干渉模様に基づいて解析手段が樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する構成とするとともに、偏光手段が、少なくとも、光源と筒状成形体との間に配置した第１偏光手段と、筒状成形体と撮像手段との間に配置した第２偏光手段と、を有し、撮像手段が、干渉模様を撮像することにより、簡便な構成で高い精度の検査を実現することのできるだけでなく、単なる視認、または単なる撮像では認識しにくい樹脂の異常歪みを検出でき、さらには、検査コストを抑えつつ、検査効率の高い検査装置及び検査方法を提供することができる。

以下、本発明の実施形態に係る検査装置について図面を参照しつつ詳しく説明する。本実施形態は、本発明の樹脂成形体として、圧縮成形により成形した有底筒状のプリフォーム（予備成形体）を用いた場合の実施形態を示すものである。しかしながら、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、プリフォーム以外の樹脂成形品にも適用することができる。

図１に示すように、本実施形態に係る検査装置１０は、光源２０、光源２０とプリフォームＰの間に配置された第１偏光板３０、プリフォームＰと白黒カメラ４０の間に配置された第２偏光板３５、プリフォームＰからの出射光を撮像する白黒カメラ４０、及び、制御ユニット５０を備える。また、制御ユニット５０は、図２に示すように、入力部５１（例えばタッチパネル）、記憶部５２（例えばＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ））、解析部５３、制御部５９、及び、表示部５４（例えば液晶ディスプレイ）を備える。ここで、解析部５３及び制御部５９は、例えば、別個の、又は、共通の集積回路で構成する。制御部５９は、使用者が入力部５１を操作して入力した情報に基づいて、検査装置１０の動作を制御する。入力部５１の操作により入力された情報及び検査結果は、表示部５４に表示されるとともに、記憶部５２に保存される。

検査装置１０において光源２０から出射した検査光は、光源２０とプリフォームＰの間に配置された第１偏光板３０に入射する。第１偏光板３０を通った光は、第１偏光板３０の偏光方向に振動する光であり、プリフォームＰに入射する。つづいて、プリフォームＰから出射した光は第２偏光板３５に入射する。第２偏光板３５を通った光は、その偏光方向に振動する光であって、白黒カメラ４０側へ入射する。このように検査光が第１偏光板３０及び第２偏光板３５の順に通ると、第１偏光板３０の偏光方向と第２偏光板３５の偏光方向の関係に応じて干渉模様が発生する。検査装置１０では、このようにして発生する干渉模様を白黒カメラ４０によって撮像し、撮像された干渉模様に基づいて解析部５３においてプリフォームＰの歪み、形状、外観等を解析する。

ここで、検査の対象となるプリフォームＰ（樹脂成形体）について説明する。プリフォームＰは、飲料等を充填するための容器の形成に供される有底の筒状成形体である。プリフォームＰは、射出成形よりも低温で実施することのできる圧縮成形により形成する。具体的には、プリフォーム形状を形成するためのキャビティを備えた雌型内に、加熱・軟化させた熱可塑性樹脂を挿入した後に、雌型内に導入した雄型と雌型によって熱可塑性樹脂を圧縮加工することによって、プリフォームＰを所望の形状に成形する。本実施形態のプリフォームＰでは、その中心軸Ｃの方向において雄型を移動することによって、熱可塑性樹脂を圧縮して筒状の成形体とする。

こうして成形されるプリフォームＰは、延伸温度に予備加熱された後に、ブロー金型中で中心軸Ｃ方向に引っ張ることにより延伸されるともに、周方向にブロー延伸され、これにより容器（ブロー成形容器）が形成される。

プリフォームＰは、圧縮成形後に透明又は半透明となる樹脂を用いて形成する。このような樹脂としては、例えば、ポリエチレンテエレフタレート、ポリ乳酸、その他のポリエステル、ポリオレフィンが挙げられる。

ここで、「透明」及び「半透明」は、測定に用いる光、好ましくは波長４００〜７００ｎｍの可視光のうち、検査光に相当する特定波長の光を空のプリフォームＰに入射したときの透過率で定義することができ、透過率が７０％以上である場合を「透明」、１０％以上７０％未満である場合を「半透明」とする。したがって、本実施形態に係るプリフォームＰに対する可視光の透過率は１０％以上となる。なお、プリフォームＰの透過率は、光源２０から出射する検査光の波長、白黒カメラ４０の撮像解像度、ブロー成形容器の種類その他の条件に応じて、任意に設定することができる。

つづいて、検査装置１０の各部分の詳細な構成について説明する。
まず、プリフォームＰに対して検査光を照射する光源２０は、例えば蛍光灯、ＬＥＤ（発光ダイオード）、ハロゲンランプを用いる。光源２０は、検査光として、３原色（Ｒ、Ｇ、Ｂの光の３原色）の波長を含む白色光を出射する。光源２０は、プリフォームＰ全体、又は、プリフォームＰのうち、検査部分に検査光を照射する。

第１偏光板３０（第１偏光手段）は、公知の偏光板であり、好適にはプリフォームＰの形状に合わせた長板状であって、検査光の進行方向上であって、光源２０とプリフォームＰの間に配置する。ここで、検査光の進行方向とは、光源２０から白黒カメラ４０に向かう方向であって、光源２０の光軸に沿った方向を意味する。

第２偏光板３５（第２偏光手段）は、第１偏光板３０と同様に公知の、好適には長板状の偏光板である。第２偏光板３５は、検査光の進行方向上であって、プリフォームＰと白黒カメラ４０との間に配置する。
このような配置をとり、プリフォームＰを第１偏光板３０と第２偏光板３５の間で搬送（図１で紙面に対し略垂直の方向に搬送）することで、第１偏光板３０及び第２偏光板３５を固定したままで、退避させなくても、進行を遮られることなく、プリフォームＰを連続搬送したまま、撮像・検査することが可能になる。

第１偏光板３０及び第２偏光板３５は、いずれも、通った光が直線偏光となる偏光板であって、プリフォームＰの中心軸Ｃに平行に延びるように配置される。第１偏光板３０及び第２偏光板３５は、偏光方向（偏光板を通った光が振動する方向）が、それぞれ、プリフォームＰの成形方向（射出成形または圧縮成形における、樹脂の流動方向）である中心軸Ｃの方向（図１）に対して４５度をなし、かつ、互いに９０度をなすように配置することが好ましい。偏光方向は、後述のように、第１偏光板移動機構６０及び第２偏光板移動機構６５を用いて、異なる偏光方向を備える偏光板に交換することによって変更する。ここで、本発明の偏光手段は、第１偏光板３０と第２偏光板３５とにより構成される。

なお、偏光方向は、プリフォームＰの成形方向に対して一定の角度だけ傾斜し、かつ、互いに一定の角度をなすように配置できれば、任意の角度に設定することができる。また、第１偏光板３０及び第２偏光板３５の一方又は両方を、直線偏光以外の偏光（例えば円偏光）を生じさせる偏光板とすることもできる。

また、光源２０とプリフォームＰの間には、第１偏光板３０のほかに、第１偏光手段としての偏光板をさらに配置してもよい。また、プリフォームＰと白黒カメラ４０との間には、第２偏光板３５のほかに、第２偏光手段としての偏光板をさらに配置してもよい。追加配置する偏光板は、第１偏光板３０と第２偏光板３５による干渉効果を阻害しなければ任意の偏光方向を設定することができるが、第１偏光手段として追加する偏光板は第１偏光板３０と、第２偏光手段として追加する偏光板は第２偏光板３５と、それぞれ同一の偏光方向を備えることが好ましい。

上述のように、第１偏光板３０と第２偏光板３５の偏光方向のなす角度を９０度とすると、光源２０から検査光を出射すると、プリフォームＰの状態に応じた干渉模様が生じ、公知の白黒カメラ４０（撮像手段）によって撮像することができる。この白黒カメラ４０は、白黒画像を撮像可能なＣＣＤ（電荷結合素子）を備え、このＣＣＤによって干渉模様を撮像する。撮像手段としては、例えば、カラー画像を撮像可能なＣＣＤ、白黒画像又はカラー画像を撮像可能なＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）を用いることもできるが、白黒カメラを用いることにより、カラー画像を撮像可能な撮像手段を用いる場合よりも検査装置にかかるコストを低減することができ、また、あらかじめ、多色にわたる干渉模様を初めから簡便に白黒模様で取り込めるため、好ましい。

白黒カメラ４０で撮像された干渉模様は、ＣＣＤ及び白黒カメラ４０内の画像処理回路（不図示）によって所定の電気信号に変換され、制御ユニット５０へ出力される。制御ユニット５０においては、制御部５９による制御のもと、解析部５３が干渉模様に基づいてプリフォームＰの形状又は／及び外観を解析する。解析は、あらかじめ記憶部５２に保存された演算プログラムを制御部５９が読み出して、解析部５３が実行することによって行う。解析の手法としては、例えば、歪み、形状及び外観に異常のないプリフォームＰについてあらかじめ取得した干渉模様（例えば、円柱状部分については全面黒色の画像）と比較して、画像濃度の相違量が所定値よりも大きく、かつ、所定以上の面積を有する部分を、形状又は外観に異常がある部分として認識する。ここで、形状の異常としては、例えば、プリフォームＰを構成する壁面の傷、歪みによる外形形状の異常があり、外観の異常としては、例えば、壁面内部の構造の歪み、空洞がある。また、異常部分として認識するための画像濃度の相違量及び面積の所定値（閾値）は、入力部５１の操作によりあらかじめ記憶部５２に記憶してあり、解析の際に制御部５９がこれらの値を参照する。

第１偏光板３０は、単に固定されていてもよいが、第１偏光板移動機構６０（偏光板交換手段）を用いて、中心軸Ｃと平行に上下方向に移動することができることが好ましい。第１偏光板移動機構６０は、第１偏光板取付ロッド６１、及び第１偏光板取付部６２を備える（図１）。円柱形状を備える第１偏光板取付ロッド６１は、上下方向に延びるように配置され、第１偏光板取付ロッド６１の下部に配置された第１偏光板取付部６２により、第１偏光板３０の上部が脱着可能に装着される。第１偏光板取付部６２としては、例えば、第１偏光板３０の上部を把持するクリップや第１偏光板３０の上部を吸引保持する吸引具が挙げられる。第１偏光板取付ロッド６１の上下方向への移動機構としては、例えば、上部にエアシリンダを取り付け、このエアシリンダを動作させることによって行う。

第２偏光板３５も、単に固定されていてもよいが、第１偏光板３０と同様に、第２偏光板移動機構６５（偏光板交換手段）を用いて、中心軸Ｃと平行に上下方向に移動することができることが好ましい。第２偏光板移動機構６５は、第２偏光板取付ロッド６６、及び第２偏光板取付部６７を備える（図１）。円柱形状を備える第２偏光板取付ロッド６６は、上下方向に延びるように配置され、第２偏光板取付ロッド６６の下部に配置された第２偏光板取付部６７により、第２偏光板３５の上部が脱着可能に装着される。なお、第２偏光板取付部６７の構成例及び第２偏光板取付ロッド６６の移動については、上述の第１偏光板取付部６２及び第１偏光板取付ロッド６１と同様である。また、第２偏光板取付ロッド６６を上下に移動する移動機構は、第１偏光板取付ロッド６１の移動機構と共通であっても別個であっても良いが、共通とすると、第１偏光板取付ロッド６１と第２偏光板取付ロッド６６の上下動の同期をとる必要がないとともに、移動機構が１つで済むため検査装置にかかるコストを抑えることができる。

第１偏光板３０は、第１偏光板移動機構６０（偏光方向変更手段）を用いて、光源２０から出射する検査光の進行方向（図１の点線参照）から上方へ退避したところで、別の偏光板に交換可能である。したがって、プリフォームＰにおいて解析を所望する形状又は／及び外観の種類に応じて、偏光方向の異なる偏光板に交換することができる。例えば、縦キズ（上下方向の傷）を解析する場合には、プリフォームＰの成形方向に対して１０〜３０度傾斜した偏光方向を備えた偏光板に、歪みを解析する場合は、プリフォームＰの成形方向に対して０度又は９０度の偏光方向を備えた偏光板に、肩部分のキズを解析する場合は肩の傾斜に合わせた偏光方向を備えた偏光板に、交換する。

第２偏光板３５についても、第１偏光板３０と同様に、第２偏光板移動機構６５（偏光方向変更手段）を用いて、プリフォームＰにおいて解析を所望する形状又は／及び外観の種類に応じて、偏光方向の異なる偏光板に交換することができる。

さらに、第１偏光板移動機構６０及び第２偏光板移動機構６５の上下動を制御することで、プリフォームＰに対する第１偏光板３０及び第２偏光板３５の上下方向における相対位置を変更することができる。したがって、プリフォームＰ全体に対応するように第１偏光板３０及び第２偏光板３５を配置することもできる一方、検査を希望する部分（検査部分）に対応する高さ位置に配置することもできる。第１偏光板移動機構６０及び第２偏光板移動機構６５の移動量は、使用者が入力部５１を操作して設定する。なお、上記の第１偏光板移動機構６０及び第２偏光板移動機構６５を用いた偏光方向変更手段以外にも、第１偏光板及び第２偏光板を円盤状の偏光板とし、それぞれ回動可能に設置し、偏光方向を変更可能にしておいて、測定対象に応じて適宜第１偏光板、第２偏光板を回転させ、偏光方向を適切に調整できるようにしてもよい。

一方、プリフォームＰは、プリフォーム回転機構７０によって、中心軸Ｃの周りに回転可能である。プリフォーム回転機構７０は、支持パイプ７１、プーリ７２、及びチャック部７３を備える（図１）。

支持パイプ７１は、中空の円筒形状をなし、その中心軸がプリフォームＰの中心軸Ｃの延長線上にあるように、プリフォームＰの上方に配置される。支持パイプ７１の下部の外周面にはプーリ７２が固定されている。このプーリ７２には、回転ベルト（不図示）が掛け回されている。この回転ベルトは、制御部５９の制御によって駆動する回転駆動部（不図示）からの動力をプーリ７２に伝達し、これにより支持パイプ７１はその中心軸の周りを回転する。支持パイプ７１は、一定の角度（例えば３０度）ずつ順次回動することができ、一度に回動する角度は、入力部５１を操作することによって設定する。

支持パイプ７１の下端にはチャック部７３が固定されている。チャック部７３は、支持パイプ７１の内部通路７１ａを介して外部のポンプ７６（図２）に接続されている。外部のポンプ７６は、制御部５９の制御により吸引動作を行い、これにより、内部通路７１ａ、及びチャック部７３の内部を負圧とすることができる。チャック部７３の下端には、吸引口７３ａが設けられており、チャック部７３の内部が負圧の状態で、この吸引口７３ａをプリフォームＰの上端内部に密着配置すると、プリフォームＰをチャック部７３に吸着保持することができる。この吸引動作によって実現する圧力は、入力部５１を操作することによって任意の値に設定することができる。

プリフォーム回転機構７０を以上のように構成したため、プリフォームＰをチャック部７３に吸引保持した状態で回転駆動部を動作させると、回転ベルトを介してプーリ７２に動力が伝達されてプリフォーム回転機構７０がその中心軸の周りに回転する。これにより、プリフォーム回転機構７０と一体となってプリフォームＰも中心軸Ｃの周りに回転する。この回転の速度及び回転角度は制御部５９によって制御する。白黒カメラ４０の撮像範囲に合わせてプリフォーム回転機構７０（撮像補助手段）を回転させることによって、プリフォームＰを１回転以上回転させ、撮像エリアが重なり合うように複数回撮像することによってプリフォームＰの外周面の全周を撮像することができる。

なお、プリフォームＰの保持は、プリフォーム回転機構７０のように上部を吸引保持するもののほか、例えば下部を把持するような機構によって行っても良い。この場合も、把持機構の回転によってプリフォームＰがその中心軸Ｃの周りを回転することが好ましい。

また、上述の説明では、プリフォーム回転機構７０を用いてプリフォームＰを回転させつつ白黒カメラ４０で撮像することによって、プリフォームＰの外周面の全周を撮像していたが、これに代えて、プリフォームＰの周りを白黒カメラ４０が回転する機構を設けて、プリフォームＰの外周面の全周を撮像することとしてもよい。

さらにまた、プリフォームＰの中心軸Ｃの周りに、一定の角度間隔おきに、複数の白黒カメラを配置するとともに、各カメラとプリフォームＰとの間に第２偏光板に相当する偏光板を配置すると、プリフォーム回転機構７０を用いてプリフォームＰを回転させる場合よりも、迅速にプリフォームＰの外周面の全周を撮像することができる。

つづいて、本実施形態の検査装置１０を用いた検査方法について説明する。
まず、光源２０から出射する検査光の進行方向上であって、白黒カメラ４０との間の所定位置に、プリフォーム回転機構に保持された状態のプリフォームＰを配置する。一方、入力部５１を操作して、検査条件（例えば、検査光の種類、第１偏光板３０及び第２偏光板３５の高さ位置、１回の撮像ごとのプリフォームＰの回動角度、並びに、干渉模様解析における画像濃度及び面積の閾値）を設定する。

次に、光源２０とプリフォームＰとの間に第１偏光板３０を配置（第１偏光手段配置工程）するとともに、プリフォームＰと白黒カメラ４０との間に第２偏光板３５を配置する（第２偏光手段配置工程）。
第１偏光板３０及び第２偏光板３５の配置は、入力部５１を操作することにより開始し、予定位置に配置されたところで自動的に終了する。
以上により、検査光の進行方向上に、プリフォームＰ、第１偏光板３０、及び第２偏光板３５が配置される。

この状態で、入力部５１を操作することにより、光源２０からプリフォームＰに対して検査光を出射する（検査光照射工程）。検査光は、プリフォームＰに入射する前に第１偏光板３０に入射し、第１偏光板３０の偏光方向に沿って振動する光のみが通り抜ける。第１偏光板３０を通り抜けた検査光は、第１偏光板３０に対向するプリフォームＰの壁面に入射し、第２偏光板３５に対向する壁面からプリフォームＰの外部へ出射する。

プリフォームＰからの出射光は、第２偏光板３５に入射する。第２偏光板３５に入射した光は、第２偏光板３５の偏光方向に沿って振動する光のみが通り抜ける。第１偏光板３０の偏光方向と第２偏光板３５の偏光方向が互いに９０度をなす場合には、第１偏光板３０と第２偏光板３５との間で第１偏光板３０からの出射光の振動方向に変化がなければ、第２偏光板３５からは光が出射することがない。

これに対して、第１偏光板３０と第２偏光板３５との間で第１偏光板３０からの出射光の振動方向に変化があったときは、変化のあった光が第２偏光板３５を通るため、白黒カメラ４０は、第１偏光板３０と第２偏光板３５による干渉模様を撮像することができる。撮像された干渉模様は、白黒カメラ４０のＣＣＤ及び画像処理回路（不図示）によって所定の電気信号に変換されて制御ユニット５０の解析部５３へ出力される。

干渉模様の撮像は、プリフォーム回転機構７０によってプリフォームＰを中心軸Ｃの周りに一定角度ずつ回動させるたびに行い、撮像された干渉模様は、撮像のたびに電気信号に変換して解析部５３に出力される（干渉模様撮像工程）。プリフォームＰの回動角度は白黒カメラ４０の撮像範囲に対応させており、順次撮像することによってプリフォームＰの外周面の全周を撮像することができる。解析部５３では、入力された電気信号に基づいてプリフォームＰの形状又は／及び外観を解析する（解析工程）。

ここで、第１偏光板３０と第２偏光板３５との間で検査光の振動方向に変化が生じる主な要因としては、通過するプリフォームＰの壁面の歪み、外形形状、及び、壁面内部の構造がある。これらの壁面の歪み、外形形状、及び、壁面内部の構造は、プリフォームＰの設計上設けられたものと、成形の不具合によって生じたものと、がある。なお、プリフォームＰの外形形状については、検査光の入射面が入射方向と、出射面が出射方向と、それぞれ直交する場合には検査光の振動方向に変化は生じない。

解析部５３における解析は、成形に不具合のなかったプリフォームＰによる干渉模様と、検査対象とするプリフォームＰによる干渉模様と、を比較することにより行う。成形に不具合のなかったプリフォームＰによる干渉模様は、あらかじめ撮像して記憶部５２に保存しておき、解析を行うときに制御部５９が読み出す。なお、成形に不具合のなかった場合のプリフォームＰによる干渉模様は、実際に成形及び撮像を行うことなく、演算手段（例えばコンピュータ）を用いたシミュレーションによって取得することもできる。

解析部５３における干渉模様の比較の結果、画像濃度の相違量が所定値よりも大きく、かつ、所定以上の面積を有する部分があった場合には、その部分の形状又は外観に異常があるものとして認識し、異常通知信号を制御部５９へ出力する。異常通知信号を受けた制御部５９は、表示部５４に、異常があった旨及び異常があった位置を表示させる。
なお、本実施形態で、制御部５９は図２の形態に限らず、例えば、光源２０、プリフォーム回転機構７０、第１偏光板移動機構６０、第２偏光板移動機構６５、ポンプ７６などから独立していてもよい。（例えば、光源２０、第１偏光板移動機構６０、第２偏光板移動機構６５は手動でＯＮ／ＯＦＦ制御してもよいし、プリフォーム回転機構７０、ポンプ７６は制御部５９とは別の、例えば、プリフォーム搬送装置（図示せず）の制御部を使って制御してもよい。）

以上のように構成されたことから、上記実施形態によれば、次の効果を奏する。
（１）光源２０として３原色を含む白色光源を用い、かつ、偏光板を、光源２０とプリフォームＰの間、及び、プリフォームＰと白黒カメラ４０の間に配置する、という簡便な構成により、プリフォームＰの壁面についての干渉模様を撮像することができ、これに基づいた検査が可能になる。この構成では、偏光板の配置が容易にできるため、高い検査効率を実現することができる。
（２）干渉模様に基づいて解析を行うため、プリフォームＰの歪み、形状及び／又は外観の異常の有無だけでなく、異常の状態を詳しく解析することができ、これにより高い精度の検査を行うことができる。また、干渉模様を用いるため、異常のある部分と異常のない部分とを容易に見分けることができることから、高価なカメラを導入する必要がなく、検査コストを抑えることができる。
（３）ポリエステル樹脂製のブロー成形容器の予備成形品（プリフォームＰ）に本発明を用いることにより、低温成形可能な圧縮成形品の検査が容易となるため、産業上極めて有用である。
（４）ブロー成形を行う前のプリフォームＰについての異常を感知できるので、異常のあるプリフォームについて予め排除することで、無駄なブロー成形を行わずに済む。

以上のように、本発明に係る検査装置及び検査方法は、樹脂を成形してなる樹脂成形体の検査に有用であり、特に、圧縮成形により成形した透明又は半透明の有底筒状の容器又はそのプリフォーム等に適している。

本発明の実施形態に係る検査装置の構成を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 検査装置
２０ 光源
３０ 第１偏光板（第１偏光手段）
３５ 第２偏光板（第２偏光手段）
４０ 白黒カメラ（撮像手段）
５０ 制御ユニット
５１ 入力部
５２ 記憶部
５３ 解析部（解析手段）
５４ 表示部
５９ 制御部
６０ 第１偏光板移動機構（偏光板変更手段、偏光板交換手段）
６１ 第１偏光板取付ロッド
６２ 第１偏光板取付部
６５ 第２偏光板移動機構（偏光板変更手段、偏光板交換手段）
６６ 第２偏光板取付ロッド
６７ 第２偏光板取付部
７０ プリフォーム回転機構
７１ 支持パイプ
７１ａ 内部通路
７２ プーリ
７３ チャック部
７３ａ 吸引口
７６ ポンプ
Ｐ プリフォーム（樹脂成形体）

Claims (13)

1. 樹脂成形体の検査装置であって、
   前記樹脂成形体に対して検査光を照射する光源と、
   前記検査光の進行方向上に配置した偏光手段と、
   前記検査光が前記偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像する撮像手段と、
   前記干渉模様に基づいて前記樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する解析手段と、
   を備え、
   前記偏光手段は、少なくとも、
   前記光源と前記樹脂成形体との間に配置した第１偏光手段と、
   前記樹脂成形体と前記撮像手段との間に配置した第２偏光手段と、
   を有することを特徴とする検査装置。
2. 解析を所望する歪み、形状、外観の種類に応じて、前記第１偏光手段の偏光方向及び前記第２偏光手段の偏光方向を変更する偏光方向変更手段を備える請求項１に記載の検査装置。
3. 前記第１偏光手段及び前記第２偏光手段は、それぞれ、少なくとも１枚の偏光板を備える請求項１又は請求項２に記載の検査装置。
4. 前記偏光方向変更手段は、前記第１偏光手段に含まれる偏光板及び／又は前記第２偏光手段に含まれる偏光板を偏光方向の異なる偏光板に交換する偏光板交換手段を備える請求項２又は３に記載の検査装置。
5. 前記第１偏光手段に含まれる偏光板の少なくとも１枚が備える偏光方向と、前記第２偏光手段に含まれる偏光板の少なくとも１枚が備える偏光方向は互いに９０度をなす請求項３又は請求項４に記載の検査装置。
6. 前記樹脂成形体は、圧縮成形によって成形された樹脂成形体であって、前記偏光方向は、前記圧縮成形の成形方向に対して４５度をなす請求項５に記載の検査装置。
7. 前記樹脂成形体は成形後に透明又は半透明となる樹脂である請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の検査装置。
8. 前記樹脂成形体はポリエステル樹脂の成形により成形される請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の検査装置。
9. 前記樹脂成形体は、有底筒状である、ブロー成形容器のプリフォームであって、前記第１偏光手段及び第２偏光手段は、前記プリフォームの筒状壁の外部側に配置されている請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の検査装置。
10. 前記検査光は３原色を含む白色光である請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の検査装置。
11. 前記撮像手段は、前記干渉模様を白黒画像として撮像することを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の検査装置。
12. 樹脂成形体に対して照射した検査光が、第１偏光手段、前記樹脂成形体、及び第２偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像手段を用いて撮像し、この干渉模様に基づいて前記樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する検査方法であって、
    前記検査光を出射する光源と前記樹脂成形体との間に第１偏光手段を配置する第１偏光手段配置工程と、
    前記樹脂成形体と前記撮像手段との間に第２偏光手段を配置する第２偏光手段配置工程と、
    前記樹脂成形体に対して前記検査光を照射する検査光照射工程と、
    前記検査光が前記第１偏光手段及び前記第２偏光手段を通ることによって生ずる干渉模様を撮像する干渉模様撮像工程と、
    前記干渉模様に基づいて前記樹脂成形体の歪み、形状、及び外観のうち少なくとも一つを解析する解析工程と、
    を備えることを特徴とする検査方法。
13. 前記樹脂成形体は、圧縮成形によって成形された筒状の樹脂成形体であって、前記第１偏光手段及び第２偏光手段は、前記筒状の樹脂成形体の筒状壁の外部に配置されている請求項１２に記載の検査方法。