JP2011169735A - 透明な多層成形物の検査装置および検査方法 - Google Patents

Abstract

【課題】多層に構成された部分を有する透明な成形物について、多層中の特定の層の有無や、層構成の異なる位置、または層のムラを安定的に精度よく検出可能な検査装置および検査方法を提供する。
【解決手段】少なくとも２層に構成された部分を有する、透明な検査対象物１を検査する検査装置２０は、検査対象物１に照射する、第１の波長λ１の光と第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光を放射する面光源３１と；第１の波長λ１と第２の波長λ２の光が照射された検査対象物１を撮影する撮像装置４１と；第１の波長λ１と第２の波長λ２の光のそれぞれについて、撮像装置４１により撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に第１の波長λ１の光と第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求める演算装置５１とを備える。さらに検査装置２０では、演算装置５１が前記画素濃度の比の変化量に基づいて、検査対象物１の良／不良を判断する。
【選択図】図３

Description

本発明は、透明な多層成形物の検査装置および検査方法に関し、特に、多層を構成する特定の層の有無や、層構成の異なる位置、および層のムラを検出するための検査装置および検査方法に関する。

多層に構成された成形物、例えばペットボトルは、ガスバリア性、耐熱性、機械的強度等を高めるために、ナイロン樹脂等の特定の材料からなるコア層と、その両面にポリエチレンテレフタレートの層を配置して構成される。一般的には、このコア層はペットボトルの口部や胴部の底面にはなく、その他の位置に配置される。すなわち、ペットボトルは、口部や底面を除く大部分が２層のポリエチレンテレフタレートの層と１層のコア層からなる３層で構成される。このようなコア層は、ペットボトルのプリフォームの段階で、所定の位置に所定の厚みで確実に配置されていることが要求される。そのためプリフォームは、検査装置によりこのコア層の有無や位置等が検査される。

プリフォームのコア層の有無等を検査する従来の方法として、レーザ光源を用いてプリフォームの側方からレーザ光を照射し、プリフォームからの反射光をＣＣＤセンサに入射させることによりコア層の位置を検出する方法がある（例えば、特許文献１参照）。すなわち、プリフォームの外周面、コア層および内周面からの反射光を利用して、コア層の位置や厚さを検出する。しかし、プリフォームに揺らぎ等が生じる場合には、レーザ光の照射位置を安定して維持できず、ＣＣＤセンサが反射光を安定的に受光することが困難になる場合があり、安定した検査が困難になるといった課題がある。

また、従来の他の検査方法として、プリフォームの口部上方からリング状の照明を照射し、側方からカメラで撮影する方法がある（例えば、特許文献２参照）。この方法では、コア層の有無により屈折光が変化するため、コア層を検出することができる。しかし、側方に散乱する屈折光の強度は非常に弱いので、場合によっては検出が困難となることがある。

また、プリフォームのコア層が薄く構成された場合、すなわち、プリフォームの全体量に対してコア層を構成する材料の量が少ない場合も、コア層の位置を正確に検出することが困難になる。

特開２００５−４９２５９号公報 特開２００７−２５６０７６号公報

そこで本発明は、このような多層に構成された部分を有する透明な成形物について、多層中の特定の層の有無や、層構成の異なる位置、または層のムラを安定的に精度よく検出可能な検査装置および検査方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の態様に係る検査装置は、例えば図１、図３に示すように、少なくとも２層に構成された部分を有する、透明な検査対象物１を検査する検査装置２０において、検査対象物１に照射する、第１の波長λ１の光と第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光を放射する面光源３１と；第１の波長λ１と第２の波長λ２の光が照射された検査対象物１を撮影する撮像装置４１と；第１の波長λ１と第２の波長λ２の光のそれぞれについて、撮像装置４１により撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に第１の波長λ１の光と第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求める演算装置５１とを備え；演算装置５１は、前記画素濃度の比の変化量に基づいて、検査対象物１の良／不良を判断する。
なお、「透明な検査対象物」とは、照射された光の一部を反射および吸収し残りを透過させるものをいう。したがって曇りガラス状のものや着色したものであっても、第１の波長λ１の光と第２の波長λ２の光について、吸収特性に違いが生じる程度の透明度があるものも含むものとする。「異なる波長」とは、フィルタ等で分離できる程度以上の波長差があるものをいう。さらに、「第１の波長λ１の光と第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光」とは、吸収特性に違いが生じる程度の波長差の光であればよく、２つの特定の波長帯の光であってもよく、または、２つの特定の波長の光であってもよい。「面光源」とは、一定の面積を照射する光束を発生する光源をいう。

このように構成すると、吸収特性の異なる２つの波長（帯）の光について、撮影画像データから得られた各画素の濃度値の比を求め、この比の変化量に基づいて検査を行うため、画素の濃度値に含まれる周囲環境の影響を緩和して、検査を行うことができる検査装置となる。そのため、例えば、検査対象物の層構成の異なる位置、すなわち特定層が出現する位置（エッジ位置）をより明確に把握することができる。

本発明の第２の態様に係る検査装置は、上記本発明の第１の態様に係る検査装置２０において、例えば、図２に示すように、検査対象物１を把持し、検査対象物１を自転させる把持装置２１を備え；撮像装置４１（図３）は、自転する検査対象物１を複数回撮影するように設定される。

このように構成すると、検査対象物が自転しているため、検査対象物の全周検査が可能となる。その結果、検査対象物についてより確実な検査が可能な検査装置となる。

本発明の第３の態様に係る検査装置は、上記本発明の第１の態様または第２の態様に係る検査装置において、第１の波長λ１の光は、検査対象物１の少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層に、他の層よりも強く吸収される波長の光であって、検査対象物１に第１の波長λ１と第２の波長λ２の光が照射されると、前記特定の１の層を含む前記少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、画素濃度の比がより大きく異なる。

このように構成すると、少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層において、第１の波長λ１の光が強く吸収される。そのため、特定の１の層を含む少なくとも２層に構成された部分において、第１の波長λ１の光の画素濃度と第２の波長λ２の光の画素濃度に、より差が生じる。その結果、特定の１の層を含む少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、画素濃度の比がより大きく異なり、例えば、検査対象物中の層構成の異なる位置（すなわち特定の１の層のエッジ位置）をより正確に把握することができる検査装置となる。

本発明の第４の態様に係る検査装置は、上記本発明の第３の態様に係る検査装置において、検査対象物１の特定の１の層が、ポリグリコール酸を含む。

本発明の第５の態様に係る検査方法は、例えば図３に示すように、面光源３１から放射された、第１の波長λ１の光と第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光で透明な検査対象物１を照射するステップと；前記光が照射された検査対象物１を撮影するステップと；第１の波長λ１と第２の波長λ２の光のそれぞれについて、撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に第１の波長λ１の光と第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求めるステップと；前記画素濃度の比の変化量に基づいて、検査対象物１の良／不良を判断するステップを備える。

このように構成すると、吸収特性の異なる２つの波長（帯）の光について、撮影画像データから得られた各画素の濃度値の比を求め、この比の変化量に基づいて検査を行うため、画素の濃度値に含まれる周囲環境の影響を緩和して、検査を行うことができる検査方法となる。そのため、例えば、検査対象物の層構成の異なる位置、すなわち特定層が出現する位置（エッジ位置）をより明確に把握することができる。

本発明の第６の態様に係る検査方法は、上記本発明の第５の態様に係る検査方法において、検査対象物１は、少なくとも２層に構成された部分を有し、前記少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層に、第１の波長λ１の光を強く吸収するようになる材料が添加されており、前記照射するステップにおいて、第１の波長λ１の光が、前記特定の１の層に前記材料の添加前と比べ強く吸収され、前記特定の１の層を含む前記少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、前記画素濃度の比がより大きく異なる。なお、第６の態様に係る検査方法は、前記検査対象物１が検査者により提供される工程を更に備えても良い。

このように構成すると、少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層において、第１の波長λ１の光が強く吸収される。そのため、特定の１の層を含む少なくとも２層に構成された部分において、第１の波長λ１の光の画素濃度と第２の波長λ２の光の画素濃度に、より差が生じる。その結果、特定の１の層を含む少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、画素濃度の比がより大きく異なり、例えば、検査対象物中の層構成の異なる位置（すなわち特定の１の層のエッジ位置）をより正確に把握することができる検査方法となる。

本発明の第７の態様に係る検査方法は、上記本発明の第６の態様に係る検査方法において、検査対象物１の特定の１の層が、ポリグリコール酸を含む。

本発明によれば、多層に構成された部分を有する透明な成形物（検査対象物）について、多層中の特定の層の有無や、層構成の異なる位置、または層のムラを安定的に精度よく検出することができる。

プリフォーム１の一部断面図である。 検査装置２０が備える真空吸着ヘッド２１と照明部３１の位置関係を示す側面図であり、真空吸着ヘッド２１によりプリフォーム１が把持された状態を示す。 検査装置２０が備える照明部３１、カラーカメラ４１、および画像処理装置５１の位置関係を示す平面図であり、自転するプリフォーム１をカラーカメラ４１で撮影している状態を示す。 プリフォーム１の検査領域Ｙ（口部）を示す側面図である。 プリフォーム１の検査領域Ｚ（胴部）を示す側面図である。 第１の波長λ１および第２の波長λ２について、画像データの画素濃度から比較係数γを算出する方法を示すフロー図である。 実施例１〜８、比較例１〜４について、コア層（ＰＧＡ層）のエッジ（端）の検知結果を表形式で示す図である。 測定方法ごとの、プリフォームの胴部を撮影した画像である。 測定方法ごとの、プリフォームの口部を撮影した画像である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において互いに同一または相当する部分には同一あるいは類似の符号を付し、重複した説明は省略する。また、本発明は、以下の実施の形態に制限されるものではない。

本発明の検査装置は、多層に構成された部分を有する透明な成形物（検査対象物）について、多層中の特定の層の有無や、層構成の異なる位置、または層のムラ等を検出するという目的を、吸収特性の異なる２種類の波長の光を利用することにより実現した。なお、２種類の波長の光とは、特定の波長帯の光であってもよく、または、特定の波長の光であってもよい。

下記の本発明の実施の形態では、図１に示す検査対象物としてのプリフォーム１を検査する検査装置を、例として説明する。したがって、はじめにプリフォーム１の構成について説明する。図１は、プリフォーム１の一部断面図である。プリフォーム１は、片側に開口部を有する口部１ａと、当該開口部とは反対側に口部１ａに連続して形成される円筒状の胴部１ｅからなる。胴部１ｅは、その上部分が、上方（口部１ａ側）から下方（胴部１ｅの底部側）に向けて内径が徐々に小さくなる絞り構造を有する。なお、胴部１ｅを延伸ブロー成形することにより、ペットボトル容器となり内容物が収容される。口部１ａはさらに、キャップ（不図示）を装着するためのネジ部１ｂおよびカブラ部１ｃを有する。口部１ａと胴部１ｅとの境界位置にはドーナツ板状のサポートリング部１ｄを有する。なお、プリフォームの形状は上記に限定されるものではない。例えば、搾り構造を有さずサポートリング部１ｄから胴部の底面まで直線的に円筒構造を構成し、丸底を有するものであってもよい。

プリフォーム１は、その全体がポリエチレンテレフタレート２（ＰＥＴ）から作られるが、プリフォーム１の断面図（図１右側）から明らかなように、所定の位置にポリエチレンテレフタレート２とは異なる材料から作られたコア層３を有する。コア層３は、主にペットボトルのガスバリア性、水バリア性等を高めるために配置される層である。したがって、コア層３は、（ＰＥＴ層内に封じ込めることによる）バリア性の保護、ブロー成形時の加工性、成形品の外観を考慮した上で、所定の位置（ペットボトルとなったときに内容物が収容される部分）に所定の厚みで配置されていることが要求される。プリフォームの検査では、コア層３が所定の位置（または範囲）に配置されているか否か、その厚みは十分か否か（またはムラがあるかどうか）等が検査され、不良と判断されたプリフォームが除かれる。

このようにコア層３は、ペットボトルのバリア性を高めることができる材料から作られることが好ましい。特に、ガスバリア性、水バリア性に優れたポリグリコール酸（ＰＧＡ）から作られることが好ましい。したがって、本実施の形態で用いるプリフォーム１は、ＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴの３層で構成される部分と、ＰＥＴ層のみからなる部分（口部１ａの上部および胴部１ｅの底部）を有する。

ポリグリコール酸の量は、プリフォームの全体量に対して０．５〜１０重量％であることが好ましく、特に１〜３重量％であることが望ましい。なお以後必要に応じて、プリフォーム１の３層で構成される部分のうち、コア層３より内側のポリエチレンテレフタレート２の層を内層２ａ、コア層３より外側のポリエチレンテレフタレート２の層を外層２ｂと称する。

ポリグリコール酸は、バリアに優れている。特に、ガスバリア性、水バリア性に優れているため、少量のポリグリコール酸から作られたコア層であっても、十分なガスバリア性、水バリア性を有する（ポリグリコール酸については、特許第３９７８０７０号公報参照）。そのため、後述の実施例で用いるプリフォーム中に含まれるポリグリコール酸は、プリフォームの全体量に対して、わずか１〜３重量％にすぎない。この量での層の厚さは、わずか約１０μｍ〜約３００μｍ程度である。このことは、コア層の検出検査をより困難にする要因となる。しかし、本発明者等は、このような少量の材料からなる層を有する多層成形物の検査においても、十分に安定した検査を行うことを可能にした検査装置および検査方法を開発した。

図２および図３を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る検査装置２０について説明する。検査装置２０は、把持装置としての真空吸着ヘッド２１（図２）、面光源としての照明部３１（図２、図３）、撮像装置としてのカメラ４１（例えばカラーカメラ）（図３）、および演算装置としての画像処理装置５１（図３）を備える。

真空吸着ヘッド２１は、円盤状の回転盤であるターンテーブル（不図示）の円周に沿って複数配置される。真空吸着ヘッド２１には小さな穴があいており、真空源（不図示）に接続された真空吸着ヘッド２１は、プリフォーム１を正立状態で吸い上げ、口部１ａの開口部を吸着させて把持する。すなわち、プリフォーム１は、ターンテーブルの下側にターンテーブルに対して垂直方向に把持される。図２は、真空吸着ヘッド２１によりプリフォーム１が把持された状態を示す。さらに、真空吸着ヘッド２１に把持されたプリフォーム１は、真空吸着ヘッド２１の自転に合わせて、プリフォーム１の縦中心軸周りに自転する。

図２に示すように、真空吸着ヘッド２１により上方から吊るされた状態で把持されたプリフォーム１の側面に対して、照明部３１から垂直に光が照射される。なお垂直とは、厳密に９０°を意図するものではなく、ほぼ垂直等の垂直と認識できる程度の傾斜した場合も含まれるものである。照明部３１は、第１の波長（帯）λ１と、第１の波長（帯）λ１とは異なる第２の波長（帯）λ２の光を同時に放射する光源であって、一定の面積を有する光束をプリフォーム１に照射する面光源である。面光源を用いているため、検査領域を面（図４のＹ領域、図５のＺ領域）とすることができ、ライン光源の場合と比べ、プリフォーム１の全周検査が容易になる。したがって、照明部３１は、少なくとも検査対象物であるプリフォーム１よりも縦横ともに大きい光源、または検査領域ＹおよびＺよりも縦横ともに大きい光源であることが好ましい。
なお面光源には、第１の波長（帯）λ１と第２の波長（帯）λ２の光を時間差で放射する光源を用いてもよい。

図３は、プリフォーム１をカラーカメラ４１で撮影する場合の、照明部３１、およびカラーカメラ４１の位置関係を示す平面図である。図３は、プリフォーム１を上部側、すなわち口部１ａ側から見た場合を示している。なお、図３では真空吸着ヘッド２１は省略されている。本実施例では、このように照明部３１とカラーカメラ４１がプリフォーム１を中心として対向する位置関係で、プリフォーム１が撮影される。また、図３に示すように、プリフォーム１は真空吸着ヘッド２１（図２）により矢印方向に自転しており、カラーカメラ４１は自転するプリフォーム１を撮影する。

本発明の第１の実施の形態に係る検査装置２０は、更にプリフォーム１を搬送する搬送機構を備える。すなわち、停止することなく連続的に回転する搬送機構（上述のターンテーブル）や、当該ターンテーブルにプリフォーム１を搬入または搬出する、間欠的に回転する搬送機構を備える。検査装置２０は、このような搬送機構の一部として、プリフォーム１を把持しプリフォーム１を自転させる把持装置を備え、カラーカメラ４１は、プリフォーム１が１回転する間に複数回の撮影を行い、漏れなく全周検査を行い、完全検査を可能とする。

撮影されたプリフォーム１の画像のうち、特定の検査領域について検査が行われる。図４は、口部１ａの検査領域Ｙを示す。図５は、胴部１ｅの検査領域Ｚを示す。

画像処理装置５１は、第１の波長（帯）λ１および第２の波長（帯）λ２のそれぞれの光について、撮影されたプリフォーム１の画像データから各画素の濃度値を抽出する。この濃度値の比（＝比較係数γ）を算出し、画素ごとに比較することにより、プリフォーム１中のコア層の有無や、層構成の異なる位置（すなわちコア層のエッジ位置）、または層のムラを検出する。このように、本実施例では異なる波長（帯）の光の吸収特性の違いを利用して検査を行う。すなわち、照明部３１から放出された第１の波長（帯）λ１と第２の波長（帯）λ２の光について、それぞれ透過率を算出し、その透過率の比（比較係数γ）に基づいて検査を行う。
なお、画素ごとの比を比較する場合、例えば、濃度値の比の差を用いてもよく、または、比のさらに比を算出して用いてもよい。すなわち、濃度値の比を比較することができればよい。

図６を参照して、より詳細に比較係数γの算出方法について説明する。
（１）カラーカメラ４１によりプリフォーム１を撮影する。
（２）カラーカメラ４１により照明部３１を撮影する。
（３）プリフォーム１の画像データから、第１の波長（帯）λ１についての画素濃度ｃ１と第２の波長（帯）λ２についての画素濃度ｃ２を抽出する。
（４）照明部３１の画像データから、第１の波長（帯）λ１についての画素濃度ｃ３と第２の波長（帯）λ２についての画素濃度ｃ４を抽出する。
（５）各画素について、第１の波長（帯）λ１の透過率（ｔ１）を算出する。
（６）各画素について、第２の波長（帯）λ２の透過率（ｔ２）を算出する。
（７）第１の波長（帯）λ１の透過率ｔ１と、第２の波長（帯）λ２の透過率ｔ２からその比（比の値）を算出し、比較係数γとする。なお、図６では、比較係数をγ＝ｔ１／ｔ２として算出しているが、当然にγ＝ｔ２／ｔ１であってもよい。

プリフォーム１の検査領域（図４の検査領域Ｙまたは図５の検査領域Ｚ）について、上記比較係数γの値から、ＰＥＴからなる層と、ＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴからなる層とを識別することができる。すなわち、ＰＥＴのみからなる層とＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴからなる層では比較係数γの値が大きく異なるため、閾値を設定し、検査領域の各画素のγ値を判別することにより、ＰＧＡ層の境界を検知することができる。また、ＰＧＡ層が特定の厚みを有する場合のγ値を閾値として、検査領域の各画素を判別することにより、所定の厚み以上のＰＧＡ層が所定の位置に配置されているか否かの判断が可能となる。こうした閾値は、画像処理装置５１により自動で設定するか、またはオペレータにより手動で設定してもよい。さらに、ＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴからなる３層の領域（すなわち同一層からなる領域）において、γ値の分布から、ムラが発生した場合のその位置や程度を検知することができる。特に、ＰＥＴ層（内外層）においてムラの発生に問題のないことが保証できれば、ＰＧＡ層（コア層）についてムラの発生の検知が可能となる。なお、プリフォーム１のＰＧＡ層は、製造上の理由により境界位置付近での厚みが徐々に薄くなるといった特徴を有するため、このようなムラの位置等を検知できることは有益である。また、特定の厚み以上を有することが要求される部分において、特定の厚みに達しない部分（ムラ）が発生した場合に当該部分を検知できることは有益である。

このように上記の実施例は、異なる波長（帯）の光により生ずる吸収特性の違いを利用して、特定の２波長（帯）について透過率の比を求め、その値を用いることにより、撮影時の周囲環境の影響を緩和した安定した検査を可能にしたものである。
なお、異なる波長（帯）の光とは、吸収特性に違いが生じる波長（帯）の光であればよい。例えば、可視領域での異なる波長（帯）、赤外領域での異なる波長（帯）、または、紫外領域での異なる波長（帯）の光であってもよい。または、可視領域と赤外領域、可視領域と紫外領域、さらに赤外領域と紫外領域のそれぞれの組合せにより異なる波長（帯）の光を構成してもよい。

さらに、異なる波長（帯）の光により生ずる吸収特性の違いを利用して、特定の２波長（帯）について、透過した光量でなく反射した光量を撮影し、その画像データから反射率の比を求めることにより、比較係数γ´を算出してもよい。

このγ値（またはγ´値）に基づいて、所定の位置にＰＧＡ層が配置されていないプリフォーム、所定の位置にＰＧＡ層が配置されていてもその厚みが不十分なプリフォーム、およびＰＧＡ層に許容できないほどのムラが生じ部分的にその厚みが不十分となったプリフォーム等を不良品として排除することができる。

本発明の第２の実施の形態に係る検査装置について説明する。第２の実施の形態に係る検査装置では、プリフォーム１のコア層が特定の波長（帯）の光を強く吸収するような物質をコア層に添加する。例えば、コア層を構成するポリグリコール酸に微量の色材を添加して、着色したプリフォーム１を検査対象物として用いる。その上で、検査装置で使用する特定の異なる２波長（帯）の光のうち第１の波長（帯）λ１の光として、色材を添加したコア層に強く吸収されるような波長（帯）の光を選択する。例えば、ブルーの色材を添加した場合、第１の波長（帯）λ１の光に可視光の赤色の波長（帯）の光を用いる。このようにすると、コア層が第１の波長（帯）λ１の光をより強く吸収し、異なる２波長（帯）の光の吸収特性にさらに差が生じ、コア層の存在する層としない層の判別等が更に容易になる。特に、コア層を構成するポリグリコール酸がプリフォームの全体量に対して極少量の場合であっても、コア層の検知が可能となる。また、コア層の存在する部分と存在しない部分とで、光の吸収特性に差があまり生じないような材料を用いてプリフォーム１を製造した場合においても、コア層への物質の添加によりコア層の存在する部分としない部分の判別等が容易になり、安定した検査が可能となる。
添加する物質の量は、量が多いほど第１の波長（帯）λ１の光を強く吸収するようになるため好ましい。しかし、添加する物質に色材を用いた場合であって検査対象物がプリフォームの場合には、プリフォームがペットボトルに成形された後に、肉眼において着色が認識できないことが要求されることがある。その場合は、添加する物質の量が極力制限される。しかし、本願発明者等は、後述の実施例からも明らかなように、物質（色材）の添加量が極少量であっても、本願の検査装置を用いて十分に安定した検査が可能であることを見出した。
なお、上記「着色したプリフォーム１」の「着色」とは、色材の添加により、特定の波長（帯）の光の吸収を増加させることをいい、必ずしも肉眼において着色されたことが確認できることを必要とするものではない。

上記本発明の第１および第２の実施の形態に係る検査装置については、検査対象物としてＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴの３層構造を有するプリフォームを検査する場合として説明したが、多層を構成する熱可塑性樹脂は、ポリエチレンテレフタレートに限られるものではない。すなわち、熱可塑性樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリ乳酸等の熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリスチレン系樹脂、塩素含有樹脂、ポリカーボネート樹脂、環状オレフィン系樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、他の脂肪族ポリエステル系樹脂等であってもよい。

さらに、本発明の検査装置における検査対象物は、ペットボトルのプリフォームに限定されるものではない。すなわち、多層に構成された透明な成形物であって、照射された光の一部を吸収し、他を反射および透過する（すなわち透明な）ものであればよい。
多層に構成された透明な成形物を構成する材料には、合成樹脂やガラス等も含まれる。また、成形物の形状は特に限られず、平板状や曲板状、円筒状、ボトル状、コップ状、コンテナ状、箱状等の容器状、さらに棒状等、いかなる形状であってもよい。
なお、「多層」とは、異なる材料からなる層を積層することをいい、少なくとも２層を有していればよく、または、３層、４層、さらにそれ以上であってもよい。また、多層とは、異なる材料どうしが層を構成していればよく、例えば、コーティングやラミネートにより層が構成されている場合も含む。なお、異なる材料とは、各層の材料が異なる場合に限られず、各層の少なくとも１層が混合物の場合に、各層の成分構成が異なる場合も含まれる。

以下に、図７を参照して本願発明の実施例について説明する。なお、本実施例では、上記の実施の形態と同様に、検査対象物にペットボトルのプリフォームを用いた場合を例として説明する。以下のとおり、プリフォームのサンプルを作成した。
［サンプル１］
３層の多層インジェクション装置を用いて、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）をポリグリコール酸（ＰＧＡ）とともに成形し、ＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴの３層を有する透明なプリフォームを得た。コア層は、プリフォームの全体量２５ｇに対して１重量％のポリグリコール酸からなる。すなわち３層は、ＰＥＴ／１％ＰＧＡ／ＰＥＴで構成されている。
［サンプル２］
コア層は、プリフォームの全体量２５ｇに対して３重量％のポリグリコール酸からなる。その他は、サンプル１と同様である。すなわち３層は、ＰＥＴ／３％ＰＧＡ／ＰＥＴで構成されている。
［サンプル３］
３層の多層インジェクション装置を用いて、ポリエチレンテレフタレートをポリグリコール酸とともに成形し、ＰＥＴ／ＰＧＡ／ＰＥＴの３層を有するプリフォームを得た。コア層は、プリフォームの全体量２５ｇに対して１重量％である。さらに、コア層にはポリグリコール酸（９９重量％）とポリエチレンテレフタレート（１重量％）をブレンドしたものを用いた。すなわち３層は、ＰＥＴ／１％（ＰＧＡ＋ＰＥＴ）／ＰＥＴで構成されている。サンプル３は、サンプル１、サンプル２に比べ、若干雲価（ＨＡＺＥ）が増加したコア層を有するプリフォームである。
［サンプル４］
コア層は、プリフォームの全体量２５ｇに対して３重量％である。さらに、コア層にはポリグリコール酸（９９重量％）とポリエチレンテレフタレート（１重量％）をブレンドしたものを用いた。その他は、サンプル３と同様である。すなわち３層は、ＰＥＴ／３％（ＰＧＡ＋ＰＥＴ）／ＰＥＴで構成されている。サンプル４も、サンプル１、サンプル２に比べ、若干雲価（ＨＡＺＥ）が増加したコア層を有するプリフォームである。
［サンプル５］
コア層を着色したこと以外はサンプル１と同様である。
［サンプル６］
コア層を着色したこと以外はサンプル２と同様である。
［サンプル７］
コア層を着色したこと以外はサンプル３と同様である。
［サンプル８］
コア層を着色したこと以外はサンプル４と同様である。
なお、ポリエチレンテレフタレートには、ＩＶ値＝０．８のもの（ＩＶ値：Ｉｎｈｅｒｅｎｔ Ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ、固有粘度）を用いた。ポリグリコール酸には、株式会社クレハ製クレダックスを用いた。着色は、コア層に青色材０．００５重量％を添加することにより行った。青色材（青色ドライカラー）には、フタロシアニン系青色材を用いた。

上記サンプル１〜８を用いて、以下の方法でそれぞれ測定し検査を行った。
陰影法：撮影画像について、特定の波長（帯）への成分分離を行わず、光の透過率に基づく画素毎の濃度を算出し検査を行った。
分光２波長比較法：第１の実施の形態に係る検査装置２０を用いて検査を行った。すなわち、撮影画像の各画素について第１の波長帯λ１の光と第２の波長帯λ２の光の比較係数γを算出し検査を行った。なお、第１の波長帯λ１の光として赤色の波長帯域の光を、第２の波長帯λ２の光として青色の波長帯域の光を用いた。
［比較例１］サンプル１＋陰影法
［比較例２］サンプル２＋陰影法
［比較例３］サンプル３＋陰影法
［比較例４］サンプル４＋陰影法
［実施例１］サンプル１＋分光２波長比較法
［実施例２］サンプル２＋分光２波長比較法
［実施例３］サンプル３＋分光２波長比較法
［実施例４］サンプル４＋分光２波長比較法
［実施例５］サンプル５（着色）＋分光２波長比較法
［実施例６］サンプル６（着色）＋分光２波長比較法
［実施例７］サンプル７（着色）＋分光２波長比較法
［実施例８］サンプル８（着色）＋分光２波長比較法

図７に比較例１〜４、実施例１〜８について、ポリグリコール酸を含むコア層（以下ＰＧＡ層とする）のエッジ（端）の検知結果を示す。なお、図７の記号（○△×）は以下のとおりである。
×：検知不可能（サンプル中のＰＧＡ層のエッジの検出が困難であった。）
△：検知精度不安定（サンプル中のＰＧＡ層のエッジの検出はできるが、通常は不良品と判定されるべきサンプルが良品と判定されるなど、検査の精度にバラツキがあった。）
○：検知可能（サンプル中のＰＧＡ層のエッジの検出が可能であり、検査の精度も安定したものであった。）

図７に示すとおり、比較例１〜４の陰影法を用いた検査では、検知結果が検知不可能（×）または検知精度不安定（△）であり、サンプル１〜サンプル４について安定した検査はできなかった。一方で、同一のサンプルを用いているにも関わらず、分光２波長比較法を用いた検査では、実施例２〜４が示すとおり、陰影法では検知の困難であったサンプルについてエッジの検知ができ安定した検査が可能となった。すなわち検査の精度が向上していることがわかる。さらに、サンプル１（ポリグリコール酸含有量わずか１重量％）は、分光２波長比較法を用いた場合でもエッジの検出が難しく、安定した検査が困難であった（実施例１）。しかし、ＰＧＡ層にフタロシアニン系の青色材０．００５重量％を添加したサンプル５（ポリグリコール酸含有量わずか１重量％）では、分光２波長比較法を用いてエッジの検知ができるようになり、安定した検査が可能となった（実施例５）。すなわち、青色材の添加により赤色の波長帯域の光の吸収量が増加し、その結果、赤色の波長帯域の光の透過率と青色の波長帯域の光の透過率の比（比較係数γ）に変化が生じ、少量のポリグリコール酸から構成された層の検出を可能にしたものである。

図８は、測定方法ごとの、プリフォームの胴部を撮影した画像である。各画像について、検査領域Ｚ（図５）すなわち胴部中央を比較して説明する。
（１）は陰影法を用いて測定したサンプル１の画像（比較例１）、（２）は分光２波長比較法による比較係数γに基づくサンプル１の画像（実施例１）、（３）は特定の閾値を境界として設け（２）の画像のγ値を区分した場合のサンプル１の画像である。（１）と（２）の画像を比較すると同一のサンプル（サンプル１）の画像であるにも関わらず、（２）の分光２波長比較法によるγ画像には、（１）の陰影法による画像では見られない画素値の変化が表れている。さらに、（２）と（３）の画像を比較すると、（２）の画像では肉眼で識別困難な層構成の異なる位置（ＰＧＡ層のエッジ位置）を（３）の画像では鮮明に確認することができる。すなわち、（３）の画像ではＰＧＡ層の存在する部分（白）としない部分（黒）をはっきりと区別することができる。
（４）は陰影法を用いて測定したサンプル５（ＰＧＡ層着色）の画像、（５）は分光２波長比較法による比較係数γに基づくサンプル５（ＰＧＡ層着色）の画像（実施例５）、（６）は（５）の画像のγ値を区分した場合のサンプル５の画像である。なお、（６）の画像においてもＰＧＡ層の存在する部分は白、しない部分は黒で表されている。（３）と（６）の画像を比較すると、（３）の画像（サンプル１）の胴部中央は、一部分においてＰＧＡ層の検知が不鮮明であるのに対し、（６）の画像（サンプル５）では、ＰＧＡ層が着色されたことにより、検知の精度が向上しＰＧＡ層のエッジ位置をより明確に確認することができる。
このように、一部に搾り構造を有する円筒形のプリフォームであっても、その形状に影響されることなく、検査領域でのＰＧＡ層の有無を精度よく検知することができる。

図９は、測定方法ごとの、プリフォームの口部を撮影した画像である。図８と同様に、図９の左列は陰影法を用いて測定した場合の画像であり、中央列は分光２波長比較法による比較係数γに基づく画像であり、右列は特定の閾値を境界として設けγ値を区分した場合の画像である。各画像について、検査領域Ｙ（図４）すなわち口部中央を比較して説明する。
図８と同様に、分光２波長比較法によるγ画像には、陰影法による画像では見られない画素値の変化が表れている。さらに、（１３）と（１６）の画像を比較すると、ポリグリコール酸の量が１重量％と極めて少ないにも関わらず、（１６）の画像ではＰＧＡ層を色材で着色したことにより、カブラ部とサポートリング部の間の領域にあるＰＧＡ層のエッジを（１３）の画像に比べて見やすくすることができた。
このように、プリフォームの口部は、ネジ部、カブラ部およびサポートリング部（図１）を有しているにも関わらず、ＰＧＡ層の有無を精度よく検知することができる。さらに、（１１）の画像の“Ｂ１”、（１４）の画像の“Ｔ２−２”、（１７）の画像の“０２”のようにサンプルが刻印文字を有する場合、陰影法では画素濃度が刻印文字の影響を受ける（すなわち画像中に刻印文字が表れている）のに対し、分光２波長比較法では比較係数γが刻印文字の影響をほとんど受けることなく（すなわち画像中に刻印文字が表れていない）、測定することができる。
なお、図９の（１７）（１８）（１９）の画像は、ＰＧＡ層を有していない（すなわちＰＥＴ層のみの）プリフォームの画像である。測定方法が異なるにも関わらず、どの画像においても画素値にほとんど変化がないことがわかる。

本発明の検査装置は、設置環境の影響を受けずに容易に設置・調整が可能であり、さらに、自転する検査対象物の全周検査が非接触で可能である。また、本発明の検査装置は、ペットボトルのプリフォームのような円筒形の検査対象物について、プリフォームの円筒構造に基づくレンズ効果やネジ部による影の影響、さらには一部に搾り構造を有する場合であっても搾り構造による影響を受けることなく、安定した検査が可能となる。さらに、検査対象物中に含まれる、少量の材料からなる極めて薄く形成された層であっても安定的に検知することができる。

１ ＰＥＴプリフォーム、検査対象物
１ａ 口部
１ｂ ネジ部
１ｃ カブラ部
１ｄ サポートリング部
１ｅ 胴部
２ ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）
２ａ 内層
２ｂ 外層
３ ポリグリコール酸（ＰＧＡ）、コア層
２０ 検査装置
２１ 真空吸着ヘッド、把持装置
３１ 照明部、面光源
４１ カメラ、カラーカメラ、撮像装置
５１ 画像処理装置、演算装置
Ｙ 検査領域
Ｚ 検査領域

Claims (7)

1. 少なくとも２層に構成された部分を有する、透明な検査対象物を検査する検査装置において、
   前記検査対象物に照射する、第１の波長λ１の光と前記第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光を放射する面光源と；
   前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光が照射された検査対象物を撮影する撮像装置と；
   前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光のそれぞれについて、前記撮像装置により撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に前記第１の波長λ１の光と前記第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求める演算装置とを備え；
   前記演算装置は、前記画素濃度の比の変化量に基づいて、前記検査対象物の良／不良を判断する、
   検査装置。
2. 前記検査対象物を把持し、前記検査対象物を自転させる把持装置を備え；
   前記撮像装置は、自転する前記検査対象物を複数回撮影するように設定された；
   請求項１に記載の検査装置。
3. 前記第１の波長λ１の光は、前記検査対象物の前記少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層に、他の層よりも強く吸収される波長の光であって、
   前記検査対象物に前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光が照射されると、前記特定の１の層を含む前記少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、前記画素濃度の比がより大きく異なる、
   請求項１または請求項２に記載の検査装置。
4. 前記検査対象物の前記特定の１の層は、ポリグリコール酸を含む、
   請求項３に記載の検査装置。
5. 面光源から放射された、第１の波長λ１の光と前記第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光で透明な検査対象物を照射するステップと；
   前記光が照射された前記検査対象物を撮影するステップと；
   前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光のそれぞれについて、前記撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に前記第１の波長λ１の光と前記第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求めるステップと；
   前記画素濃度の比の変化量に基づいて、前記検査対象物の良／不良を判断するステップとを備える；
   検査方法。
6. 前記検査対象物は、少なくとも２層に構成された部分を有し、
   前記少なくとも２層に構成された部分のうちの特定の１の層に、前記第１の波長λ１の光を強く吸収するようになる材料が添加されており、
   前記照射するステップにおいて、前記第１の波長λ１の光が、前記特定の１の層に前記材料の添加前と比べ強く吸収され、
   前記特定の１の層を含む前記少なくとも２層に構成された部分と、前記特定の１の層を含まない部分において、前記画素濃度の比がより大きく異なる、
   請求項５に記載の検査方法。
7. 前記検査対象物の前記特定の１の層は、ポリグリコール酸を含む、
   請求項６に記載の検査方法。