JP3040376B2 - 容器密封面領域検査方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は容器の検査に関し、
特に、容器の密封面領域における商業的な変動量、すな
わち、コマーシャル・ヴァリエーションを検出するため
の方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術、発明が解決すべき課題】米国特許第３，
３１３，４０９号は、スターホイールが一連の検査ステ
ーションを通して順番に容器を運ぶガラス容器検査装置
を開示する。検査ステーションの１つでは、各容器の選
択された寸法パラメタが容器をセンサと連結されたロー
ラーと接触させ、容器を中心軸線を中心に容器を回転さ
せることよって検査し、かくして、センサが容器パラメ
ータの変動量の関数として変化する出力信号を出す。特
に、容器の高さ、密封面曲がりと傾斜及び容器仕上げ部
のそった向きは、容器が回転すると容器の密封面に係合
するローラーで測定される。ローラーは、密封面での高
さ（レベル）のくるい又は変動量を表示するアナログ電
気信号を出すＬＶＤＴセンサに接続される。もし測定信
号が所望の規準と仕様から外れるならば、これらの信号
は適当な電子装置に送られ、排出プランジャを賦勢して
コンベヤラインから容器を分離する。容器の密封面と接
触しているローラーは機械的な摩耗を受けやすく、か
つ、密封面に汚染を引き起こすことがある。その上、ロ
ーラーの大きさは、ローラーが使われる容器の大きさ及
び検出することができる高さの変動量の寸法（分解能）
を制限する。可動部品は保守や修理を必要とする。その
上、ローラー構造は、密封面のリップ内のワイヤエッジ
又は超過プレスの高さを測定するようになっていない。

【０００３】米国特許第４，９４５，２２８号は容器の
仕上げ部の密封面検査装置を開示し、該装置は、容器を
定位置に保持し中心軸線を中心に回転させるときに容器
の密封面に光エネルギーを差し向けるように位置決めさ
れた光源を含む。光感受性素子群の直線配置又はマトリ
クス（領域）配置を含むカメラは、密封面によって反射
された光エネルギーを受けるように容器の回転軸線に対
して位置決めされ且つ方向付けられ、該カメラは、容器
の密封面の全周よりも小さい角度部分に制限された有効
視野を有する。カメラ配列は、容器の回転の増分量で走
査され、容器の回転の増分量の関数として各配列要素で
光強度を表示する情報を生じさせ、容器の密封面の商業
的な変動量（コマーシャル・ヴァリエーション）が、そ
のような情報の関数として検出される。そのような開示
の装置は、限度を越えた変動量，膨れ，薄い灰色および
汚れた容器仕上げ部のような容器の密封面の反射率に影
響を及ぼす商業的な変動量を検出するようになってい
る。しかしながら、そのような開示の装置は、容器の密
封面の高さ，容器密封面の曲がり，傾斜又はそり及び／
又は密封面の任意のワイヤエッジ又は超過プレス圧の高
さのような容器仕上げ部寸法のパラメタを測定するのに
適当でない。

【０００４】米国特許第５，４８９，９８７号は、容器
の密封面領域を検査するための装置を開示し、該装置
は、容器をその中心軸線を中心に回転させるときに狭い
幅の光エネルギーのビームを容器密封面領域に鋭角で差
し向けるように位置決めされた光源を含む。光センサ
は、密封面領域から反射する狭い幅の光エネルギーを受
けるように配置され、センサにおける反射光ビームの入
射位置の関数として変化する出力信号を出す。すなわ
ち、反射光ビームが光源及びセンサに関して密封面の高
さ又はレベルによって変わる位置でセンサに入射し、セ
ンサは電気的出力信号を出すことによって特性を示し、
該電気的出力信号はセンサへの反射光ビームの入射位置
の関数として変化する。密封面領域の高さの変化はセン
サ出力信号の関数として検出される。一つの実施形態で
は、光源／センサの組は容器の軸線の両側に配置され
る。容器の密封面のゆがみ、傾斜及び／又はそりは、容
器が回転するとき反射光ビームのセンサへの入射位置の
変化の結合関数として検出される。

【０００５】本発明の一般的な目的は、容認できない商
業的な変動量（コマーシャル・ヴァリエーション）又は
欠陥について、容器の密封面領域を検査するための改良
した装置および方法を提供することにある。本発明の他
のもっと特定的な目的は、一操作で、単一の検査ステー
ションで、多くのタイプの変動量について、容器の密封
面領域を検査するようになった上記の特性の装置と方法
を提供することにある。本発明の更なる目的は、容器の
仕上げ部の密封面領域の光学的特性及び寸法的特性の両
方を検査するための上記特性の方法および装置を提供す
ることにある。本発明の他の目的は、測定の工程が該容
器密封面における位置の変動量や揺れを免除するように
改良した特徴を有する、上記米国特許第５，４８９，９
８７号に開示されたタイプの容器の密封面領域、特に容
器の仕上げ部の寸法特性を測定し又は決定するための装
置および方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、前述の目的を達成するとともに、実施するのに経済
的であり、かつ、長期の稼動寿命にわたって信頼できる
上記の特徴の方法および装置を提供することにある。本
発明の、より具体的な更に他の目的は、容器の密封面に
おける高さの特性、特に容器仕上げ部と密封面の曲が
り，傾斜及び／又はそりを測定するための電気光学な非
接触な方法および装置を提供することにあり、該方法及
び装置は、一部が容器の仕上げ部における他の寸法パラ
メータを測定するために既に設けられた電気光学素子を
使用する。本発明の他の目的は、別の実施形態では、ガ
ラス製品製造装置の熱間の終り又は冷間の終りのいずれ
かで行われる上記特徴の方法及び装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の１つの観点によ
る容器の仕上げ部の密封面領域を検査する装置は、線形
の平行な光ビーム（すなわち、長さ寸法を有し、多くの
場合、幅寸法も有している）を容器の密封面領域に差し
向けるように位置決めされた構造式光源を含む。容器の
密封面領域の線形の光ビームは、容器の軸線に直交する
長い寸法と、密封面と接する狭い寸法とを有している。
光センサは、密封面領域から反射した線形の光ビームの
一部を受けるように配置され、光源及びセンサに対する
密封面領域の高さや、段部によって変化する電気的出力
信号を出す。センサは、密封面の高さを表示する情報を
提供するために、関連した電子装置に接続される。好ま
しい実施形態では、密封面領域を画像間で光源及びセン
サに対して移動させることによって、又は、密封面から
の多レーザー光と反射を使用することによって、多画像
が密封面の異なる部分からセンサで得られる。容器の密
封面のところでの線形光ビームの細長い寸法により、光
源とセンサに対する密封面のところでの揺れや非整列状
態に順応する。その上、容器の密封面の線形光ビームの
半径方向の細長い寸法により、容器の口内のワイヤエッ
ジからセンサに反射を生じさせ、かくして、そのような
いかなるワイヤエッジの存在および高さの両方を表示
し、かつ、ワイヤエッジの高さが密封面の高さを超える
かどうか、すなわち、超過プレスかどうかを表示する情
報をセンサに生じさせる。

【０００７】本発明の好ましい実施形態の光源とセンサ
は容器の密封面領域の上に配置され、容器の密封面に入
射および容器の密封面から反射された光ビームの一部が
互いに公称９０°の角度であり密封面と公称垂直な面内
にあるように互いに、かつ、容器の密封面領域に対して
向けられる。（用語「公称」は、密封面の理想的な又は
設計上の高さ及び方位に波及する条件に言及し、短い容
器又は容器仕上げ部での揺れによるそのような理想的な
高さ及び向きからのどんなずれも、「公称」の反射ビー
ムの方位と角度からの小さなずれを潜在的に引き起こ
す。）容器の軸線に公称平行で且つ密封面に垂直な平面
内に光源とセンサが配置される。発明の好ましい実施形
態の光センサは、マトリクス（すなわち、面積）配列セ
ンサと、容器の密封面領域から反射された光エネルギー
をセンサに焦点合わせするための１つ、または、それ以
上のレンズを含む。焦点合せレンズは、画像平面をマト
リクス配列センサに有し、線形光ビームと公称一致する
対象平面を容器密封面に有する。光センサレンズの受光
角度は、密封面のほぼ水平な部分から反射された光だけ
がセンサに差し向けられるように、容器の密封面の半径
方向に制限されることが好ましい。センサレンズの受光
角度は、容器がわずかに傾けられ、又は、反射エネルギ
ーを分散させる傾向のある密封面を有する場合にも受光
するように、密封面の接線方向に延びることが好まし
い。本発明の好ましい実施形態では、密封面の光源はレ
ーザーダイオードとレンズを含み、レーザーダイオード
からレーザー線を容器の密封面に投射する。

【０００８】発明の１つの実施形態において、テレセン
トリックレンズの軸線に平行な光エネルギによって形成
された容器の仕上げ部の輪郭の画像を第二のセンサに焦
点合わせするために、第二の光センサは第二のマトリク
ス配列センサとテレセントリックレンズを含む。この第
二の光センサは、第一のセンサが観察する容器の仕上げ
部とは異なった部分を、密封面領域に対してわずかな下
向き角度で観察する。第一センサ又は密封面センサ及び
第二センサ又は輪郭センサからの出力情報は、容器の仕
上げ部の曲がり、傾斜及び／又はそりを測定するため
に、容器の回転の関数としてモニターされる。（容器の
仕上げ部の寸法パラメータを測定することができること
に加えて）第二の光センサは、曲がり、傾斜およびそり
の測定から、全体として容器の上下運動の隔絶を可能に
する。他の変形実施形態では、第１の光センサは、容器
口を横切って第１の光源及びセンサの直径方向に対向し
た他のレーザー光線光源又は上記の出願におけるような
狭いビーム光源のいずれかと組み合わされる。２個の光
センサの出力は、密封面での曲がり、傾斜及び／又はそ
りを測定するように組み合わされる。

【０００９】本発明の他の観点による容器の仕上げ部検
査装置は、容器の軸線及び密封面の公称平面に対して異
なる角度から光エネルギーを容器の密封面領域に差し向
けるために、第一と第二の光源を含む。容器の密封面領
域から反射された、第一の光源及び第二の光源からの光
エネルギーは、マトリクス配列センサに向けられ、セン
サが光源からの照明角度に対応する２つの異なる角度か
ら効果的に容器の密封面領域を観察する。本発明のこの
観点の好ましい実施例では、異なる光源は、異なる特性
の容器の密封面の寸法特性及び／又は物理的な相違を検
出するための異なる照明角度を有する光で容器密封面を
照明するために、異なる構造のものである。異なる光源
は、容器の回転の増分量で交互に通電されるのが望まし
く、センサは、異なる密封面の特性の連続した画像を生
じさせるように走査される。

【００１０】本発明の第二の観点によるより好ましい実
施例では、密封面の反射率に影響を及ぼす特性の密封面
を検査するための第一の光源、ワイヤエッジ又は超過プ
レス条件についての段階部を検査するための第二の光
源、密封面の内縁の段階部領域におけるざらざらを検出
するための第三の光源の３つの構造形光源は、異なる特
性の光エネルギーを異なる角度で容器密封面に差し向け
る。一組のレンズは、密封面によって反射された第一の
光源と第二の光源からの光エネルギーを受けるように位
置決めされる。レンズは、密封面に位置する第一の焦点
を有するように位置決めされ、その結果反射光エネルギ
ーはレンズを通ることによって平行にされる。平行光エ
ネルギーは、単一の経路に沿ったエネルギービームをマ
トリクス配列センサに結合させるためのビーム分割器へ
入射する。通常、密封面から反射された３番目の光源か
らの光エネルギーは、センサへ入射しない。しかしなが
ら、どんな割れたガラスのざらざらも光エネルギーを拡
散させるので、その結果、一部がレンズを通してマトリ
クス配列センサに反射する。

【００１１】付加的な目的、特徴およびその利点と共
に、発明は以下の説明、添附の請求項及び付随の図面か
ら最もよく理解される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１を参照して、典型的にはスタ
ーホイールとスライドプレート２１を含むコンベヤ２０
が、連続する容器２２を密封面検査ステーション２４の
所定位置に送り込むように配置され、かつ、成型容器２
２の供給源に連結されている。そのようなスターホイー
ルコンベヤ容器検査装置は、例えば上述の米国特許第
３，３１３，４０９号に開示されている。駆動ローラの
ようなボトル回転装置２６が、容器がコンベヤによって
定位置に保持されるとき、ステーション２４で順番に各
容器２２に係合し、その中心軸線２５を中心に容器を回
転させるように、位置決めされる。エンコーダ２８が容
器回転機構に接続されて容器の回転増分量を表示する信
号を出す。そのような容器の回転増分量は、容器が一定
速度で回転するときは角度位置の一定の増分量であって
もよいし、或いは、一定の時間増分量であってもよい。
スイッチのような検出器３０が、ステーション２４にお
いて容器２２の存在を表示する信号を出すように位置決
めされる。

【００１３】図１に示す本発明の実施例で、容器２２
は、円筒形の本体３２と、本体の肩３５から上方に突出
するほぼ円筒形の首部３４とを有する成形ガラスボトル
から成る。容器の仕上げ部分は、軸線方向に面するキャ
ップ密封面３６で終わる首部３４の上方部分を含み、首
部３４の該上方部分は本発明によって検査される。螺旋
状のねじ山３８が、容器の口を囲む仕上壁の外面に一体
に成形され、仕上げ壁の外面に形成されるリップ又は肩
４０がキャップを容器に固定するためのキャップスカー
トが通常の方法でこのリップ又は肩にクランプされる。
容器を形成する型の特性により、段階部４２（図４）が
密封面３６の内径の周りに存在する。段階部４２の過剰
な高さはワイヤエッジ４２ａになる。ワイヤエッジが密
封面３６の高さを超えると、それは超過プレス部４２ｂ
になる。ワイヤエッジ又は超過プレス部は多くの理由で
望ましくなく、それは容器の型に問題があることを指示
する。図１に示す発明の実施形態は、密封面３６及びと
段階部４２の高さ又はレベルを検査するための方法と装
置に向けられている。この点について、説明が進展する
につれて、この出願の用語「密封面」が、密封面３６そ
のものばかりでなく段階部４２をも含む密封面領域全体
を指すことが認識されるであろう。

【００１４】光源４４が、ステーション２４で容器２２
の密封面３６の上に位置決めされ、光エネルギーの狭い
幅の平行ビーム４６を密封面３６に鋭角で下向きに差し
向けるように配向される。特に、光ビーム４６は、ステ
ーション２４における容器２２の公称上の位置と方位で
容器の軸線２５と直交し、かつ、これと同一平面の密封
面３６のところで長い寸法を有し、容器の軸線に対して
接線方向の狭い寸法を有する平行線形光ビームからな
る。光源４４は、レーザーダイオード４８と上記した平
行線形レーザービームを形成するための円筒形のレンズ
５０とからなる。カメラ５２が、ステーション２４で容
器２２の密封面３６より上に位置決めされ、密封面３６
（もし存在するならば段階部４２）から反射された光ビ
ーム４６の部分５４を受けるように配向される。カメラ
５２は、焦点合せレンズ装置５６と、マトリクス（領
域）配列光センサ５８とを含み、レンズ５６は反射光エ
ネルギー５４をこの光センサ５８に焦点合わせする。光
源４４とカメラ５２は、入射光ビーム４６及び反射光ビ
ーム５４の平面内に配置され、該平面は容器の軸線２５
と平行で、かつ、その軸線２５から横方向に片寄せられ
ている。照明ビーム４６の入射角と光ビーム５４の公称
上の反射角は各々軸線２５に対して４５°であり、これ
は、ビーム４６，５４が互いに９０°の公称上の角度を
なしているということである。

【００１５】情報処理装置６０（図１）が、検査ステー
ション２４における容器の存在を指示する信号を検出器
３０から受け、又、容器の回転の増分量を指示する信号
をエンコーダ２８から受信する。同様に、カメラ５２は
情報処理装置６０に接続され、情報処理装置６０から制
御信号を受信し、又、センサ５８における反射光エネル
ギー５４の入射位置を表示する出力信号を情報処理装置
に出す。光源４４も情報処理装置６０によって制御され
る。情報処理装置６０はまた、オペレータに画像データ
を表示するためのディスプレイ６２に接続され、そし
て、コンベヤラインから容認できない容器を取り除くた
めの適当な機構に不合格信号を与える。図１ないし図４
に示す本発明の実施形態の作用において、線形照明ビー
ム４６が密封面３６に交差し、その一部が密封面３６の
水平部分によってカメラ５２のセンサ５８へ反射する。
同様に、照明ビームの一部がワイヤエッジ４２からカメ
ラセンサ５８へ反射する。カメラレンズ５６は、好まし
くは、マトリクス配列センサ５８の画像面に配置された
画像平面と、密封面３６の公称の位置のビーム４６と共
線の対象平面とを有する。もし、密封面が傾きにより水
平でなければ、レンズ５６は、依然として、反射された
光エネルギーを映すので、密封面の傾きは、配列センサ
５８での画像と、それによって出された高さ測定信号に
影響を及ぼさない。レンズ５６の受光角度は、密封面の
ほぼ水平な部分から反射した光エネルギーだけがセンサ
５８に差し向けられるように、密封面３６に対して半径
方向に制限される。レンズ５６は、密封面が公称の位置
だけ横方向に片寄って整列され、すなわち、わずかに傾
むけられたとしても、或いは、光エネルギーが密封面の
粗い部分から反射されても、反射された光エネルギーを
センサ５８に差し向け向けるように、軸線２５及び密封
面３６に接線の方向に広い受光角度を有する。

【００１６】センサ５８に投影された画像から、密封面
３６と、（もし、あるならば）段部４２の高さは、セン
サ５８における相対的な入射の位置の関数として、情報
処理装置６０によって決定することができる。密封面３
６は典型的には凸状をなし（図４）、段階部４２は相当
に狭いので、カメラ５２での反射された光の画像は、一
つは、典型的には、光ビームの平面と垂直な密封面のポ
イントによって反射された少量の光によって創り出さ
れ、もう一つは、ワイヤエッジの先端からのものの２つ
の明るいスポットからなる。これら２つの画像スポット
の相対位置は、所望の情報を提供する。容器密封面の曲
がりと傾斜に関する情報を、図１から図４に示す発明の
実施形態で得ることができる。しかしながら、容器の全
体の揺れはこれらの測定値に影響を及ぼす。図５は、図
１ないし図４の実施形態の光源４４とカメラ５２を、光
源７０、テレセントリックレンズ７２及びカメラ７４と
組合せた本発明の変更例を示す。光源７０は、容器２２
の仕上げ部３４を照明するための照明７６と拡散板７８
とを含む。テレセントリックレンズ７２は、密封面の近
縁のみを観察するように密封面の本体の下にわずかな角
度（例えば、５°）をなしている。テレセントリックレ
ンズ７２の軸線と平行な光線のみをカメラのマトリクス
（領域）配列センサ８０に差し向ける。カメラ５２，７
４は、密封面の直径方向の両側から観察する。したがっ
て、容器の仕上げ部３４の鮮明な画像はカメラ７４のセ
ンサ８０に向けられる。この画像は、１９９４年８月２
５日の米国特許出願第０８／２９６，２９７号の開示に
従って、輪郭寸法の情報を得るために分析されうる。ま
た、この輪郭寸法の情報は、容器の揺れと容器の高さの
全体的な変動量に、実質的に関係なく、容器の仕上げ部
の曲がり、傾斜及び／又はそりを決定するためのカメラ
５２で得られた密封面の高さの情報と組み合わせること
ができる。すなわち、カメラ７４で得られた情報は、全
体の密封面高さを指示する基準情報を出し、カメラ５２
で増分高さ測定値を、容器の密封面の全体の曲がり、傾
斜及び／又はそり特性を決定するために、容器回転の関
数としての基準情報と照合される。

【００１７】図６は本発明の他の実施形態を図示し、こ
こでは、第二のレーザー光線源４４ａが密封面に光ビー
ム４６ａを差し向けるように配置され、ここからビーム
５４ａが第二のカメラ５２ａに反射される。光源とカメ
ラの対４４，５２及び４４a，５２aは、密封面３６の直
径方向両側で動作する。カメラの出力は、上記の特許
５，４８９，９８７号に開示されたように、密封面にお
ける曲がり、傾斜及び／又はそりを決定するために、情
報処理装置（図１）で組み合わされる。二次光源４４ａ
とカメラ５２ａは、引用出願に開示されたように狭いビ
ーム光源とカメラによって説明される。図７は、本発明
の他の観点と実施形態に従って、容器の仕上げ部３４の
密封面３６の数回の検査を行うための装置１００を示
す。第一光源４４は先に説明したように、密封面３６に
線形光ビームを差し向けるように角度１０２で位置決め
される。第二光源１０４はＬＥＤ１０６を含み、該ＬＥ
Ｄ１０６は、角度１０７で光ビームを、拡散板１０８と
フレネルレンズ装置１１０を通して、レーザーダイオー
ド光源４４からの光ビームの交点で密封面３６に送る。
第三光源１１２は、ＬＥＤ１１４を含み、該ＬＥＤ１１
４は光エネルギを角度１１５で密封面３６に差し向け、
光源４４，１０４からの照明点で密封面に再び交差す
る。カメラ５２は容器の軸線２５の反対側に角度１０７
で配置される。通常、光源１０４から反射された光エネ
ルギーは、レンズ１１８に入射する。このレンズは、レ
ンズを通して進む反射された光エネルギーが平行になる
ように、照明点からのその焦点距離に等しい、密封面３
６からの距離に取り付けられる。そのような平行光エネ
ルギーは、ビーム分割器１２０とレンズ５６を通して、
カメラ５２のマトリクス配列センサ５８に差し向けられ
る。レンズ１２２は光源４４の反対側に角度１０２で位
置決めされ、再びその焦点距離に等しい、密封面３６の
照明点からの距離に取り付けられる。レンズ１２２を通
過した平行光エネルギーは、鏡１２４によってビーム分
割器１２０に差し向けられ、そこから、そのような反射
された光エネルギーはレンズ５６を通して、マトリクス
配列センサ５８に差し向けられる。従って、レンズ１１
８，１２２，鏡１２４およびビーム分割器１２０は、マ
トリクス配列センサ５８に差し向けられた単一のビーム
経路に、密封面３６から反射された光源４４，１０４の
光エネルギーを組み合わせるように機能する。光源１１
２の角度１１５は、通常、光源１１２からの光エネルギ
ーがカメラ５２から離れた密封面３６で反射されるよう
な角度である。軸線２５に対する角度１０２，１０７，
１１５の例示的な値は、それぞれ４５度，１７度および
７０度である。

【００１８】光源１０４によって照明された密封面３６
上の点は、フレネルレンズ装置１１０の全口径から到来
する光エネルギーを受ける。反射後に、この光はレンズ
１１８，５６によってマトリクス配列センサ５８に差し
向けられる。フレネルレンズからの光によって照明され
る如き密封面の明るい画像は配列上に形成される。限度
を超えた仕上げ部の縁の変動量やピットなどの密封面の
強く傾斜した領域は、そのような領域がレンズ１１８か
ら離れた光エネルギーを反射するので、明るい画像の背
景に対して暗い領域として現れる。マトリクス配列セン
サ５８を使用すると、特徴の向きや形状はあまり重要で
ない。先の実施形態におけるように、密封面のほとんど
水平である部分のみが光源４４からのエネルギーをレン
ズ１２２，５６を通してマトリクス配列センサ５８へ反
射し、ここで、そのような領域は他の暗い背景上に明る
いスポットとして現れる。照明軸線と観察軸線の間の夾
角９０°により、もし存在するならば、段部からの最も
明るい部分が、密封面より上であるか下であるかを画像
処理装置６０（図１）が決定することができる。段部が
密封面より上であれば、超過プレスが指示される。ワイ
ヤエッジが密封面より下であるか或いは存在しなけれ
ば、超過プレス圧が指示されない。上記したように、光
源１１２は、カメラ５２のマトリクス配列センサ５８と
組み合わせて、密封面の内縁又は段部領域４３（図４）
がかけ或いは多数のひびを有している状態であるざらざ
らを検出するように機能する。段階領域４２が滑らかで
且つざらざらがなければ、光源１１２からの光エネルギ
ーは、レンズ１２２，１１８及びカメラ５２から離れた
密封面によって反射される。ざらざらの割れたガラス
は、光エネルギーのいくらかをレンズ１１８，１２２に
向かって、そして配列センサ５８へ拡散（屈折又は反
射）させる。かくして，ざらざらは他の暗い背景に対し
て明るい画像として現れる。

【００１９】操作中、３つの光源４４，１０４，１１２
が順番に閃光し、マトリクス配列センサ５８は各光源ス
トロボで情報処理装置６０によって走査される。例え
ば、マトリクス配列センサ５８から走査される第一枠
は、光源１０４の閃光によって画像を受け、第二枠は光
源４４の閃光によって、第三枠は光源１０４の閃光によ
って、第四枠は光源１１２の閃光によって画像を受け取
る。このようにして、データの４つの枠は、各々、自身
の照明をもつカメラから撮られる。この過程は、容器の
密封面の多数の二次元の画像を発生させるために容器の
回転増分量で繰り返される。光源が密封面に対して異な
る角度に置かれ、レンズが、これらの光源からの反射さ
れたエネルギーを単一のマトリクス配列センサに差し向
けるのに採用されるので、単一のセンサは多数の角度か
ら密封面を効果的に観察する。さらに、図７の光学素子
のすべてを、単一の検査ステーションに組み入んでもよ
い。

【００２０】図１乃至７の実施形態では、光源／光セン
サ装置と容器との間の相対運動は、容器に接触して容器
を容器の軸線２５を中心に回転させるローラー２６（図
１）等によって得られる。そのような技術は、ガラス製
品製造工程のいわゆる冷間の終り、すなわち、容器が冷
たく固くなる焼き鈍しがまの下流で使用するのに適して
いる。しかしながら、そのような技術は、熱くて柔らか
い容器の側壁をローラーが歪めるので、製造工程のいわ
ゆる熱間の終わり、すなわち、ガラス製品製造機械と焼
き鈍しがまとの間での使用するのには適していない。図
８は、製造機械と焼き鈍しがまとの間でエンドレスベル
トコンベヤ１３０によって搬送される熱い容器２２を示
す。位置エンコーダ２８がコンベヤ１３０に接続され、
コンベヤ／容器の運動きを表示する信号を情報処理装置
６０（図１）に与える。情報処理装置６０が密封面領域
から反射された光ビーム４６の反射の多画像を得るよう
に、容器の線形運動の増分量でカメラ５２を走査する。
例えば、カメラ５２は、レーザー線が密封面領域を横切
って弦状に延びる１０個の画像を得るように走査される
のがよい。密封面領域からの反射は、他の暗い背景に対
して明るいスポットとして現れる。カメラ５２のマトリ
クス配列センサの画像平面５４ａが、密封面領域３６の
公称高さの上下に延び、それは揺れや高さのかなりの変
動量に順応するであろうことに注目すべきである。

【００２１】上記したように、多反射は、容器密封面の
異なる領域から得られることが好ましい。これは、（図
１から図７の回転と、図８の平行移動による）走査画像
間で光源／センサ装置と容器との間の相対運動を起こさ
せることによって、或いは、多くのレーザー線で密封面
領域を同時に照明することによって成し遂げられる。単
一の光線／多くの走査の対策が、浅い焦点深度と、相応
して大きいカメラレンズ口径を考慮に入れる。より大き
いレンズ口径はレンズによって遮られる容器からの反射
の確率を増大させる。多くのレンズ／単一の画像の対策
の利点は、容器の運動の影響が仕上部の輪郭を歪めない
ことである。検査過程から得られる情報は、いかなる問
題をも解消するために、製造工程で調整又は補正を実施
するのに使われることが好ましい。調整か補正は手動で
行われてもよいし、或いは、もっと好ましくは、自動で
なされてもよい。検査が冷間の終りで行われる場合、自
動補正は米国特許第４，７６２，５４４号に開示されて
いるように行われるのがよい。最も好ましくは、検査は
熱間の終りに行われ、製造工程で適切なパラメータが自
動的に調整される。曲がり、傾斜、そり、高さの変動量
及び／又はワイヤエッジ超過プレスの補正のために、機
械タイミング、冷却及び／又は固化特性について調整が
なされる。また、持続的問題は、機械、部分や型の保守
又は修理の必要性を指示する。

【図面の簡単な説明】

【図１】容器の密封面領域を検査するための本発明の好
ましい一実施形態による装置の略図である。

【図２】図１に示す実施形態の作用を示す部分的な略図
である。

【図３】容器密封面と容器の軸線に対する光ビームの向
きを示す図１と図２で示す実施形態の上部平面図であ
る。

【図４】容器の密封面領域の部分拡大断面図である。

【図５】本発明の他の実施形態の略図である。

【図６】本発明の他の実施形態の略図である。

【図７】本発明の更に他の観点による容器の密封面を検
査するための装置の略図である。

【図８】本発明による製造工程のいわゆる熱間の終りで
容器を検査するための装置の略図である。

【符号の説明】 ２２ 容器 ２４ ステーション ２５ 容器の軸線 ２６ ボトル回転装置 ２８ エンコーダ ３４ 仕上げ部 ３６ 密封面領域 ４４ 光源 ４６ 線形光ビーム ５２ 光センサ手段 ５８ マトリクス配列センサ ６０ 処理装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム ティー シェパード アメリカ合衆国 ペンシルバニア州 16033 エヴァンス シティー エルジ ン レーン 121 (56)参考文献 特開 平８−43320（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−136224（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−122276（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−138508（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−53920（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−138709（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−278113（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−305772（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−101128（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 102 G01N 21/84 - 21/91

Claims (37)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心軸線を有しており、軸線方向に面する
   密封面領域（３６）によって囲まれ、容器キャップと密
   封係合するための開口を有する容器（２２）の仕上げ部
   （３４）を検査するための装置であって、 容器の密封面のところで、容器の軸線に直交する方向の
   寸法が長くなるように、平行になった線形の光ビーム
   （４６）を、容器の密封面領域に差し向けるように位置
   決めされた構造形の光源（４４）と、 容器の密封面領域から反射した前記線形の光ビームの一
   部を受光するように配置された光センサ手段（５２）と
   を備え、 前記光源及び前記光センサ手段は、容器の密封面領域か
   ら前記光センサ手段に反射した光が、前記光源及び前記
   センサ手段に対して容器の密封面の高さによって変わる
   前記センサ手段の位置に入射するように容器の密封面領
   域より上に配置されており、容器の軸線に直交する方向
   の寸法が長い前記線形の光ビームは、容器の密封面領域
   の揺れや、容器の密封面領域と前記光源及び前記光セン
   サ手段との非整列状態に順応し、 前記光センサ手段に反射された光の入射位置の関数とし
   て、容器の密封面の高さの変動量を検出するための手段
   （６０）を備えている、 ことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】前記線形のビーム（４６）は、容器の軸線
   の両側で、容器（２２）の密封面領域（３６）を完全に
   横切って延びることを特徴とする請求項１に記載の装
   置。
3. 【請求項３】前記密封面領域（３６）の異なる個所につ
   いて、前記光センサ手段（５２）で多反射を得るための
   手段を更に有することを特徴とする請求項１又は請求項
   ２に記載の装置。
4. 【請求項４】多反射を得るための前記手段は、前記光源
   （４４）及び前記センサ手段（５２）に対して容器（２
   ２）を移動させるための手段（２６又は１３０）と、前
   記光源及び前記センサ手段に対して、容器の運動の増分
   量で、前記光センサ手段を走査するための手段（６０）
   とを備えることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】容器（２２）を移動させるための前記手段
   は、容器の軸線（２５）を中心として容器を回転させる
   ための手段（２６）を備えることを特徴とする請求項４
   に記載の装置。
6. 【請求項６】容器の軸線に直交する方向の寸法が長い前
   記線形の光ビームは、前記回転手段（２６）にある容器
   （２２）の密封面（３６）で、容器の軸線（２５）と公
   称同一平面であることを特徴とする請求項５に記載の装
   置。
7. 【請求項７】容器を移動させるための前記手段は、前記
   光源（４４）と前記センサ手段（５２）を通過して直線
   的に容器（２２）を移動させるための手段（１３０）を
   有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. 【請求項８】容器の軸線に直交する方向の寸法が長い前
   記線形の光ビーム（４６）は、容器（２２）の密封面領
   域（３６）を横切って弦状に延びることを特徴とする請
   求項７に記載の装置。
9. 【請求項９】前記線形の光ビーム（４６）の反射角が、
   容器（２２）の密封面領域（３６）で、公称９０°であ
   ることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１
   項に記載の装置。
10. 【請求項１０】前記光源（４４）と前記光センサ手段
    （５２）は、容器の軸線（２５）に対して公称平行であ
    り、かつ、容器（２２）の密封面領域（３６）と垂直で
    ある共通の平面内に配置されていることを特徴とする請
    求項９に記載の装置。
11. 【請求項１１】前記光センサ手段はマトリクス配列セン
    サ（５８）からなることを特徴とする請求項１から請求
    項１０のいずれか１項に記載の装置。
12. 【請求項１２】光センサ手段（５２）は、容器（２２）
    の密封面領域（３６）で反射された前記光源（４４）か
    らの光エネルギーを前記マトリクス配列センサ（５８）
    に焦点合せするための手段（５６）をさらに有し、前記
    焦点合せ手段は、前記マトリクス配列センサに画像平面
    を有し、かつ、容器の密封面領域で前記線形のビーム
    （４６）と公称一致する対象平面を有することを特徴と
    する請求項１１に記載の装置。
13. 【請求項１３】マトリクス配列センサ（８０）及びテレ
    セントリックレンズ（７２）を含む第二の光源（７０）
    及び第二の光センサ手段（７４）を更に有し、該テレセ
    ントリックレンズは、第二の前記光源からの光エネルギ
    ーによって前記テレセントリックレンズの軸線に平行に
    形成された容器仕上げ部の輪郭の画像を前記マトリクス
    配列センサに焦点合わせし、前記変動量検出手段（６
    ０）は曲がり，傾斜及び／又はそりを測定するために前
    記光センサ手段（５２，７４）の両方と接続されること
    を特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか１項に
    記載の装置。
14. 【請求項１４】両方の光源（４４，７０）と、両方の光
    センサ手段（５２，７４）は、結合された光ビームが容
    器の密封面領域の直径方向に対向した部分を照明するよ
    うに配置されることを特徴とする請求項１３に記載の装
    置。
15. 【請求項１５】前記光源（４４）は、レーザーダイオー
    ド（４８）と、容器（２２）の密封面領域（３６）にレ
    ーザー線としてレーザーダイオードから光を投射するた
    めの手段（５０）とを含むことを特徴とする請求項１か
    ら請求項１４のいずれか１項に記載の装置。
16. 【請求項１６】中心軸線を有しており、軸線方向に面す
    る容器密封面領域（３６）によって囲まれ、容器キャッ
    プと密封係合するための開口を有する容器（２２）の仕
    上げ部を検査するための検査方法であって、 （ａ）線形の光ビームが、容器の密封面領域のところ
    で、容器の密封面領域を横切って弦状に延びるように、
    平行な線形の光ビームを容器の密封面領域に向ける段階
    と、 （ｂ）光センサ手段（５２）を位置決めし、容器の密封
    面から反射された前記線形の光ビームのうちの一部分を
    受け入れる段階とを含み、 前記光センサ手段（５２）は、容器の密封面領域の上方
    に配置され、容器の密封面領域から前記光センサ手段に
    反射された光が、前記センサ手段に対して容器の密封面
    領域の高さによって異なる前記センサ手段の位置に入射
    して、前記線形光ビームの細長い寸法により、前記光ビ
    ーム及び前記センサ手段に対する容器の密封面領域の揺
    れ又は容器密封面領域の非整列状態に順応させ、 （ｃ）容器の密封面領域の高さの変動量を、前記光セン
    サへの反射光の増分量の位置の関数として検出する段階
    を含む、 ことを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】前記（ｃ）段階より前に、 （ｄ）容器の密封面領域（３６）の異なる部分からの多
    反射を、前記光センサで得る更なる段階を含む、 ことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 【請求項１８】前記段階（ｄ）は、 （ｄ１）容器（２２）と光源（４４）及びセンサ手段
    （５２）との間に相対移動を生じさせ、 （ｄ２）前記運動の増分量で前記多反射を得ることによ
    って実行される、 ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 【請求項１９】前記段階（ｄ１）は、容器の軸線（２
    ５）を中心として容器（２２）を回転させる段階を含む
    ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. 【請求項２０】前記段階（ｄ）は、 容器（２２）の軸線（２５）に直交する方向に、容器
    （２２）を直線的に移動させる段階を含むことを特徴と
    する請求項１８に記載の方法。
21. 【請求項２１】（ｄ）前記段階（ｃ）で検出された高さ
    の変動量の関数として、容器の製造のパラメータを調整
    する更なる段階を含むことを特徴とする請求項１６又は
    請求項１７に記載の方法。
22. 【請求項２２】前記段階（ａ）と段階（ｂ）は、容器
    （２２）の製造の熱間の終りで実行されることを特徴と
    する請求項２１に記載の方法。
23. 【請求項２３】前記段階（ｄ）は自動で実行されること
    を特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 【請求項２４】中心軸線を有しており、軸線方向に面す
    る密封面領域によって囲まれた開口を有する容器の仕上
    げ部を検査するための装置であって、 前記装置は、 前記軸線に対してそれぞれ異なる角度で、光エネルギを
    容器の密封面領域に向けるための第一および第二の光源
    と、 マトリックス配列センサ（５８）を含み、かつ、前記マ
    トリックス配列センサが密封面領域を、少なくとも前記
    異なる角度から観察するように、前記第一および第二の
    光源から容器の密封面領域で反射した光エネルギを前記
    マトリクス配列センサに差し向けるための手段（５６及
    び１１８から１２４）を含む光センサ手段（５２）と、 前記第一および第二の光源に接続されかつ前記マトリク
    ス配列センサに接続されており、前記第一および第二の
    光源がそれぞれ賦勢されたときに、容器の密封面領域の
    二次元画像を得るように前記マトリクス配列センサを走
    査するための手段と、 前記二次元画像の関数として、容器の密封面領域の商業
    的な変動量を検出するための手段と、 を備えることを特徴とする装置。
25. 【請求項２５】前記異なる角度から交互に光エネルギを
    容器の密封面領域に差し向けるように、前記第一および
    第二の光源を交互に賦勢するための、前記第一および第
    二の光源に接続された手段を更に備えることを特徴とす
    る請求項２４に記載の装置。
26. 【請求項２６】光エネルギを前記マトリクス配列センサ
    に向けるための前記手段は、密封面領域から反射した光
    エネルギが通過した後に平行にされるように、密封面領
    域に対して異なる角度の軸線を有し、かつ、密封面領域
    にそれぞれ焦点を有する一対のレンズと、前記レンズか
    らの平行な光エネルギを単一経路に沿って差し向けるよ
    うに配置された分光器と、前記単一経路上のそのような
    エネルギを前記マトリクス配列センサに差し向けるため
    の手段とを備えることを特徴とする請求項２５に記載の
    装置。
27. 【請求項２７】前記第一および第二の光源は、交互に閃
    光されることを特徴とする請求項２５に記載の装置。
28. 【請求項２８】前記光源のうちの一つは、密封面領域に
    焦点を有するフラネルレンズ構造を含むことを特徴とす
    る請求項２５に記載の装置。
29. 【請求項２９】前記光源のうちの一つは、容器の密封面
    領域のところで、容器の軸線に直角な方向の寸法が長い
    ような方法で、線形の光ビームを容器の密封面領域に差
    し向けるための手段を備え、前記１つの光源及び前記マ
    トリクス配列センサ手段は、容器の密封面領域から前記
    光センサ手段に反射した光が、前記光源及び前記センサ
    手段に対して密封面領域の高さによって変わる前記セン
    サ手段の位置に入射するように容器の密封面領域より上
    に配置されており、前記線形の光ビームの長い寸法によ
    り、容器密封面領域の揺れ又は非整列状態に順応するこ
    とを特徴とする請求項２４に記載の装置。
30. 【請求項３０】前記光源のうちの一つは、光エネルギー
    が、密封面領域によって前記マトリクス配列センサから
    遠ざかる方向に垂直に反射され、かつ、前記密封面領域
    のざらざらによって前記マトリクス配列センサに反射さ
    れるように差し向けられることを特徴とする請求項２４
    に記載の装置。
31. 【請求項３１】前記第一および第二の光源は、それぞれ
    異なる光学的な特性の光エネルギーを発生させ、前記マ
    トリクス配列センサは、容器の密封面領域の異なる特性
    の関数として、前記第一および第二の光源反射した光エ
    ネルギーを交互に受けることを特徴とする請求項２５に
    記載の装置。
32. 【請求項３２】前記第一および第二の光源を交互に賦勢
    し、容器の運動量の増分量で前記マトリクス配列センサ
    を走査するための手段を更に備えることを特徴とする請
    求項３１に記載の装置。
33. 【請求項３３】前記増分量は、容器の回転の増分量を含
    むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
34. 【請求項３４】前記増分量は、容器の直線運動の増分量
    を含むことを特徴とする請求項３２に記載の装置。
35. 【請求項３５】容器仕上げ部の検査方法であって、 （ａ）異なる光学的な特性の光エネルギーを第一および
    第二の異なる角度で容器の密封面領域に交互に差し向け
    て、前記光エネルギーを密封面領域から異なる角度で反
    射させる段階と、 （ｂ）前記段階（ａ）で反射された前記光エネルギを単
    一マトリクス配列センサに差し向ける段階と、 （ｃ）第一および第二の光源がそれぞれ賦勢されたとき
    に、容器の密封面領域の二次元画像を得るように前記マ
    トリクス配列センサを走査する段階と、 （ｄ）そのような二次元画像の関数として、密封面領域
    の商業的な変動量を検出する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
36. 【請求項３６】前記段階（ａ）は、 （ａ１）第一および第二の光源を準備する段階と、 （ａ２）前記第一および第二の光源からの光エネルギ
    を、前記第一および第二の角度からそれぞれ密封面領域
    に向けるために、前記第一および第二の光源を交互に賦
    勢させる段階と、 を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. 【請求項３７】前記段階（ａ１）は、前記第一および第
    二の光源の各々を、密封面領域で異なる照明光パターン
    を供給するように構成する段階を含むことを特徴とする
    請求項３６に記載の方法。