JP2018136269A - プリフォームの底部検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】底部のゲート部における欠陥を検出可能なプリフォームの底部検査装置を提供する。【解決手段】プリフォームの底部検査装置２０は、第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォーム１０の底部の面に垂直方向から照射する第１光源１２ａと、第１の波長と異なる第２の波長を有し、第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光をプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第２光源１２ｂと、プリフォームの底部を透過した第１の光の透過光による撮像画像及びプリフォームの底部を透過した第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラ１４と、第１の光の透過光による撮像画像に基づいてプリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、第２の光の透過光による撮像画像に基づいてプリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部１６と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、飲料用容器の前駆体であるプリフォームの底部検査装置に関する。

現在、飲料用容器、例えばペットボトル等の樹脂製容器は、一般的に、樹脂材料を射出成形によって前駆体であるプリフォームが形成された後、成形温度で高圧流体を吹き込んで延伸させて形成されている。

このプリフォームの側壁に欠陥があると、高圧流体を吹き込んだ際にパンクしたり欠陥が広がる等の問題が生じる。そこで、プリフォームの段階で欠陥を検出する必要がある。一般的には、プリフォームの側壁の後ろから光（バックライト）を当ててプリフォームを透過した透過光を用いて異物等（光を透過しにくい不透明性の異物、樹脂の白化、気泡等）の欠陥を検出する検査手法が行われている。

特開平１１−３０５９３号公報

プリフォームの底部には、肉厚の薄いフラット部と、その中央の肉厚の厚いゲート部とがある。各プリフォームの切断時に、この肉厚の厚いゲート部に異物や黒点（コゲ）と呼ばれる欠陥が生じる場合がある。従来のバックライトを当ててプリフォームの欠陥を検出する方法において、ゲート部が肉厚であるためゲート部の透過光は暗く、このゲート部上の欠陥、特に黒点を検出することは困難であった。

本発明の目的は、底部のゲート部における欠陥を検出可能なプリフォームの底部検査装置を提供することである。

本発明に係るプリフォームの底部検査装置は、第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第１光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有し、前記第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光を前記プリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第２光源と、
前記プリフォームの底部を透過した前記第１の光の透過光による撮像画像及び前記プリフォームの底部を透過した前記第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラと、
前記第１の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、前記第２の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部と、
を備える。

本発明に係るプリフォームの底部検査装置によれば、底部のゲート部における欠陥、特に黒点を検出できる。

実施の形態１に係るプリフォームの底部検査装置の構成を示す概略斜視図である。 プリフォームの概要を示す側面図である。 プリフォームの底部の構造を示す底面図である。 光源の一つの構成例を示す概略斜視図である。 光源の他の構成例を示す側面図である。 第１の光の透過光によるプリフォームの底部の撮像画像である。 第２の光の透過光によるプリフォームの底部の撮像画像である。

第１の態様に係るプリフォームの底部検査装置は、第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第１光源と、
前記第１の波長と異なる第２の波長を有し、前記第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光を前記プリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第２光源と、
前記プリフォームの底部を透過した前記第１の光の透過光による撮像画像及び前記プリフォームの底部を透過した前記第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラと、
前記第１の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、前記第２の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部と、
を備える。

第２の態様に係るプリフォームの底部検査装置は、第１の光量を有する第１の光と、前記第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光と、を時間分割してプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する光源と、
前記プリフォームの底部を透過した前記第１の光の透過光による撮像画像及び前記第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラと、
前記第１の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、前記第２の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部と、
を備える。

以下、実施の形態に係るプリフォームの底部検査装置について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るプリフォームの底部検査装置２０の構成を示す概略斜視図である。図２は、プリフォーム１０の概要を示す側面図である。図３は、プリフォーム１０の底部３の構造を示す底面図である。
このプリフォームの底部検査装置２０は、第１光源１２ａ及び第２光源１２ｂを含む光源１２と、カメラ１４と、検査部１６と、を備える。第１光源１２ａは、第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射する。第２光源１２ｂは、第１の波長と異なる第２の波長を有し、第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光をプリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射する。カメラ１４によって、プリフォーム１０の底部３を透過した第１の光の透過光による撮像画像及び第２の光の透過光による撮像画像を得る。検査部１６によって、第１の光の透過光による撮像画像に基づいてプリフォーム１０の底部３のゲート部４の欠陥（黒点）５を検出すると共に、第２の光の透過光による撮像画像に基づいてプリフォーム１０の底部３のフラット部６の欠陥を検出する。

図６は、第１の光の透過光によるプリフォーム１０の底部３の撮像画像である。図７は、第２の光の透過光によるプリフォーム１０の底部３の撮像画像である。このプリフォームの底部検査装置２０によれば、より光量の多い、つまり明るい第１の光の透過光による撮像画像（図６）によって底部３のゲート部４の欠陥（黒点）５を検出できる。一方、図６の撮像画像では、フラット部６は全体として明るくなりすぎて小さな欠陥を検出できない。また、より光量の少ない、つまり暗い第２の光の透過光による撮像画像（図７）によって底部３のフラット部６の欠陥５ａを検出できる。一方、図７の撮像画像では、ゲート部４は暗くなりすぎて欠陥（黒点）を検出できない。このように光量が多く明るい第１光源１２ａと、光量が少なく暗い第２光源１２ｂとをそれぞれ用いてプリフォーム１０の底部３の透過光による撮像画像を同時に得ることによって、１回の撮像で肉厚の異なるゲート部４とフラット部６とにおける欠陥（黒点５及び他の欠陥５ａ）をそれぞれ検出できる。

以下に、このプリフォームの底部検査装置２０を構成する構成部材について説明する。

＜プリフォーム＞
プリフォーム１０は、例えば、ペットボトル等の飲料用容器の前駆体であるプリフォームである。このプリフォーム１０は、例えば、樹脂材料を射出成形等によって成形される。図２に示すように、プリフォーム１０は、口部１、胴部（側壁）２、底部３を有する。口部１は、その後の高圧流体を吹き込んで延伸する場合にもそのまま維持され、ペットボトル等の口部となる。また、底部３は封止されており、肉厚が側壁２と同程度のフラット部６とその中央にゲート部４と呼ばれる肉厚部分を有する。図３では、底部３のゲート部４に欠陥である黒点（コゲ）５が生じている様子を示している。なお、黒点（コゲ）は、例えば、樹脂が炭化したすす又は炭化物等と思われるが詳細な組成等は不明である。黒点は、それ自体で機能的な不利益は生じないと思われるものの、外観上の違和感を生じたり、見た目の印象がよくない等の問題がある。また、欠陥は、黒点に限られず、例えば、白化（変性）、われ、キズ、透明体等がある。

＜光源（第１光源及び第２光源）＞
図４は、光源１２の一つの構成例を示す概略斜視図である。図５は、光源の他の構成例を示す側面図である。
図４及び図５に示すように、光源１２は、第１光源１２ａと、第２光源１２ｂと、を含む。第１光源１２ａは、第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射する。第２光源１２ｂは、第１の波長と異なる第２の波長を有し、第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光をプリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射する。第１光源１２ａ及び第２光源１２ｂは、プリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射するように配置される。具体的には、図１に示すように、光源１２（第１光源１２ａ及び第２光源１２ｂ）は、プリフォーム１０の底部３の鉛直下方に設けられている。なお、光源１２は、プリフォーム１０の底部３の鉛直下方に限られず、プリフォーム１０の口部１の鉛直上方に設けてもよい。また、光源１２は、プリフォーム１０の底部３全体に対して同時に２つの波長の光を照射できる面光源である。光源１２は、第１光源１２ａと第２光源１２ｂの光量をそれぞれ独立して制御できることが好ましい。光源１２には、例えば、ランプ、ＬＥＤ等の通常しうる光源であれば使用できる。

例えば、図４に示すように、複数の第１光源１２ａと複数の第２光源１２ｂとを面内で互いにランダムに配置して一つの面光源を構成してもよい。この場合に、第１光源１２ａを第２光源１２ｂより多く配置して第１光源１２ａ全体の光量を第２光源１２ｂ全体の光量より多く調整してもよい。
また、図５の光学系の構成例に示すように、第１光源１２ａからの第１の光１３ａと第２光源１２ｂからの第２の光１３ｂとをプリズムで同一方向（ｚ軸方向）に向けてプリフォーム１０の底部に照射してもよい。なお、図５では、第１光源１２ａからの第１の光１３ａと第２光源１２ｂからの第２の光１３ｂとを軸をずらして示している。これは第１の光１３ａと第２の光１３ｂとをわかりやすくするための便宜上の表示であって、実際には同じ軸上を通っていてもよい。
また、第２光源１２ｂをリング照明とし、そのリング照明中央の穴部分を通して第１光源１２ａの光をプリフォーム１０の底部に照射してもよい。この場合、第２光源１２ｂの中心部は相対的に光量が低下するため、拡散板を設けたり、光源とプリフォームとの距離を離す等して、検出感度の低下を防ぐことが好ましい。

＜カメラ＞
カラー画像を取得可能なカメラ１４によって、プリフォーム１０の底部３を透過した第１の光の透過光による撮像画像及び第２の光の透過光による撮像画像を得る。カメラ１４は、光源１２に対してプリフォーム１０を挟んで対向する箇所に設けられる。例えば、図１に示すように光源１２をプリフォーム１０の底部３の鉛直下方に配置した場合には、カメラ１４は、プリフォーム１０を挟んで口部１の鉛直上方に配置すればよい。このように配置したカメラ１４によって、図６及び図７に示すように、第１の光の透過光によるプリフォーム１０の底部３の撮像画像と、第２の光の透過光によるプリフォーム１０の底部３の撮像画像と、を１枚のカラー画像として同時に得ることができる。カメラ１４は、例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子と、撮像素子を制御する撮像制御手段とを含んでもよい。

＜検査部＞
検査部１６によって、第１の光の透過光による撮像画像（第１検査画像）に基づいてプリフォーム１０の底部３のゲート部４の欠陥（黒点）５を検出すると共に、第２の光の透過光による撮像画像（第２検査画像）に基づいてプリフォーム１０の底部３のフラット部６の欠陥を検出する。カメラ１４から取得した１枚のカラー画像を色分解することで第１検査画像及び第２検査画像を生成してもよい。検査部１６は、カメラ１４及び光源１２と接続されている。具体的には、より光量の多い、つまり明るい第１の光の透過光による撮像画像（図６）によって底部３のゲート部４の欠陥（黒点）５を検出できる。また、より光量の少ない、つまり暗い第２の光の透過光による撮像画像（図７）によって底部３のフラット部６の欠陥５ａを検出できる。
また、プリフォーム１０の底部３において、ゲート部４がどのような位置に形成されるか一定していない。そこで、第２の光の透過光による撮像画像（図７）によって底部３のゲート部４の位置を検出してもよい。検出されたゲート部４の位置に基づいて、第１の光の透過光による撮像画像によって底部３のゲート部４の欠陥（黒点）５を検出できる。

この検査部１６は、例えば、電気回路によって物理的な構成として実現してもよい。あるいは、コンピュータ上で動作するコンピュータソフトウエアによって実現してもよい。または、カメラ１４の内部に設けた画像処理手段として実現しても良い。コンピュータは、通常の構成要素であるＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク、入出力インタフェース等のうち上記校正動作を実行できる必要最小限の機能を有していればよい。

（変形例）
また、光源１２を、第１の光量を有する第１の光と、第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光と、を時間分割してプリフォーム１０の底部３の面に垂直方向から照射する構成としてもよい。
この場合には、第１の光と第２の光とは、同じ波長とすることができので、波長の異なる複数の光を照射する複数の光源を用意する必要がない。また、カメラはモノクロカメラでよい。具体的には、第１の光と第２の光の切り替えを、カメラの撮像と同期させて高速に行う。

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

本発明に係るプリフォームの底部検査装置によれば、底部のゲート部における欠陥、特に黒点を検出できるので、プリフォームの底部検査装置として有用である。

１ 口部
２ 胴部
３ 底部
４ ゲート部
５ 黒点
５ａ 欠陥
６ フラット部
１０ プリフォーム
１２ 光源
１２ａ 第１光源
１２ｂ 第２光源
１３ａ 第１の光
１３ｂ 第２の光
１４ カメラ
１６ 検査部
２０ プリフォームの底部検査装置

Claims (2)

1. 第１の波長を有し、第１の光量を有する第１の光をプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第１光源と、
   前記第１の波長と異なる第２の波長を有し、前記第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光を前記プリフォームの底部の面に垂直方向から照射する第２光源と、
   前記プリフォームの底部を透過した前記第１の光の透過光による撮像画像及び前記プリフォームの底部を透過した前記第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラと、
   前記第１の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、前記第２の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部と、
   を備えた、プリフォームの底部の検査装置。
2. 第１の光量を有する第１の光と、前記第１の光量より少ない第２の光量を有する第２の光と、を時間分割してプリフォームの底部の面に垂直方向から照射する光源と、
   前記プリフォームの底部を透過した前記第１の光の透過光による撮像画像及び前記第２の光の透過光による撮像画像を得るカメラと、
   前記第１の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のゲート部の欠陥を検出すると共に、前記第２の光の透過光による撮像画像に基づいて前記プリフォームの底部のフラット部の欠陥を検出する、検査部と、
   を備えた、プリフォームの底部の検査装置。