JP3607163B2 - びん検査装置およびびん検査方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、びん検査装置及びびん検査方法に係り、特にリターナブル(再使用)性を有するびん(以下、リターナブルびんという。)の外観検査を行なうびん検査装置及びびん検査方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
リターナブルびんは、使用後に回収され、びん洗浄機により熱アルカリ溶液で洗浄することにより十数回程度繰り返し使用された後、廃棄処分とされている。
【0003】
ところで、出願人は、リターナブルびんの繰り返し使用回数を向上させるべく、びんについて客観的な基準で外観劣化を判別でき、検査速度を向上させることが可能なびん検査装置及びびん検査方法について開示している(特開平8−338815号の公報参照。)。これは、びんに光を照射・透過させた際に発生する散乱光の光量、分布などに基づいて劣化状態を検査するものである
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の装置および方法においては、光の散乱光を使用しているためびんが濡れている場合には、びん表面のコーティング膜のピンホール(欠陥)が隠蔽され、散乱光に十分な差ができず、検査精度が低くなるという欠点があった。
【0005】
本発明は、びんを通る光の透過度を波長毎に検証した結果、特定波長帯において、びんが乾燥状態にあっても、濡れ状態にあっても安定した透過光量の差が得られるという特徴をもとに、特定波長の透過光を利用した検査装置及び検査方法を提供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は本願発明者が、劣化していないコーティング膜と劣化したコーティング膜を透過する光量の差が、特定波長の光について顕著であること、すなわち、特定波長の光を用いれば感度の高いびんの検査を行うことができるという事実を見出したことに基づくものである。
【0007】
図3および図4は、分光光度計により波長300〜1000nmの範囲で10nm毎の各波長の透過光量を測定したものである。縦軸は透過光率(%)横軸は波長(nm)をあらわしている。サンプルびんは、グレード0(劣化なし。)とグレードIV(劣化激しい。)のものを用いて、それぞれ3回測定を行った。図3はサンプルびんが乾燥している状態、図4は濡れている状態での測定結果である。これらの図からも明らかなように、500nm以上の波長域においてグレード0とグレードIVとの透過光量に明瞭な差異が認められる。この差異は特に600〜800nmの波長域において顕著である。しかもこれらの傾向は、サンプルびんが乾燥していても(図3)、濡れていても(図4)同様に認められる。
【0008】
図1は、上記知見をさらに確認のため、検査装置化したものである。光照射手段1から照射された照射光5はびん2を透過して透過光6となり分光プリズム3に達する。透過光6は、分光プリズム3内で波長毎に分光され分光スペクトル7となって受光素子4に達し、光量が測定される。
【0009】
図2は、上記知見をさらに確認するため、光源を特定波長光のみ発生するレーザー光照射装置10としたものである。レーザー光照射装置10から照射された特定波長の照射光15はびん2を透過して透過光16となり、フィルター11を経て受光素子17に至り、光量測定される。この検査装置によっても上記知見、すなわち特定波長光を使用すれば、サンプルびんの乾燥の有無にかかわりなくコーティング膜の劣化について感度の高い検査が可能であることが確認された。
【0010】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照符号を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。
【0011】
請求項1の発明は、コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査装置であって、光を透過する被検査体である前記びんに検査光を射出する検査光射出手段と、前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別する判別手段とを備え、前記撮像手段には、前記透過光から前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の光のみを選択する波長選択手段が備えられ、前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかであることを特徴とする検査装置(19)により前記課題を解決する。また請求項5の発明は、上記検査装置を用いた検査方法により前記課題を解決する。
【0012】
これらの発明によれば、波長選択手段により透過光は特定波長の光に分光されるので、この特定波長光を撮像することにより感度の高い検査を行うことができる。
【0013】
請求項2の発明は、請求項1に記載の検査装置において、波長選択手段には分光プリズム(3)が備えられていることを特徴とする。また請求項8の発明は、上記検査装置を用いた検査方法により前記課題を解決する。
【0014】
これらの発明によれば、分光プリズムにより透過光は特定波長光に分光されるので、この特定波長光を撮像することにより感度の高い検査を行うことができる。
【0015】
請求項3の発明は、コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査装置であって、光を透過する被検査体である前記びんに検査光を射出する検査光射出手段と、前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を受光して受光信号を出力する信号処理手段と、前記受光信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別する判別手段とを備え、前記検査光射出手段には、前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の検査光を射出する特定波長光射出手段が備えられ、前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかである
ことを特徴とする検査装置(39)により前記課題を解決する。また請求項7の発明は、上記検査装置を用いた検査方法により前記課題を解決する。
【0016】
これらの発明によれば、検査光は照射の段階で特定波長に調整されているので、その透過光をそのまま撮像して、感度の高い検査を行うことができる。
【0017】
請求項4の発明は、請求項3に記載の検査装置において、特定波長光射出手段には、レーザー光射出装置(40)が備えられていることを特徴とする。また請求項10の発明は、上記検査装置を用いた検査方法により前記課題を解決する。
【0018】
これらの発明によれば、検査光は照射の段階でレーザー光射出装置により特定波長に調整されているので、その透過光をそのまま撮像して、感度の高い検査を行うことができる。
【0020】
これらの発明によれば、コーティング膜が形成されたびんの劣化の有無に対して、透過光の差異が明瞭な波長域において、びんの検査を行うことができる。また、びんが乾燥していても濡れていても良好な感度を得ることができる。
【0022】
これらの発明によれば、コーティング膜が形成されたびんの劣化の有無に対して、感度の高い波長域において、びんの検査を行うことができる。また、びんが乾燥していても濡れていても良好な感度を得ることができる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面に示す2つの実施形態に基づき説明する。
【0024】
図5および図6は、透過光を受光側で分光プリズムを用いて波長を選択してその選択された特定波長の透過光量を測定する検査装置19および検査方法にかかる本発明の第1の実施形態を示している。図5は分光プリズムを用いたびん検査装置19、図6は検査装置19を組み込んだびん検査ラインのブロック図をそれぞれ示している。
【0025】
図5に示されるように、検査装置19は、びん2の一端側に光照射手段1が設けられ、他端側には撮像装置25が設けられている。撮像装置25の内部には、びん2に近い側から、スリット20、レンズ21、分光プリズム3および受光素子28が一列に配列されている。
【0026】
光照射手段1から照射された入射光26の光束はびん2を透過し、透過光27となって撮像装置25へと入射する。撮像装置25の透過光入り側にはスリット20が設けられており、透過光27のうち被検査範囲の光のみ選択され、検査範囲外の光はここで遮断する。ついで被検査範囲の光のみ選択された光束はレンズ21により収斂されて分光プリズム3に入射される。入射された光は分光プリズム3により各波長に分光され、受光素子28により波長毎に光量が測定される。
【0027】
図6は、検査装置19をラインに組み込んだ場合の一例を示す。びん2を図の右上方から左下方に搬送するコンベア30をはさんで、光照射手段1と撮像装置25とが配置され、両者の間が検査エリアとなっている。検査エリアの搬送面側部には、びん2がコンベア30により検査エリアに到達したことを感知するびん検出センサー31が設けられている。さらにこの近傍にはトリガ、照明コントローラー32および画像処理・判定用PCが備えられており、これらの間は信号の送受信が可能となっている。
【0028】
コンベア30によりびん2が検査エリアに達すると、センサー31がこれを感知して、トリガ、照明コントローラー32に信号を送信する。信号を受信したトリガ、照明コントローラー32は光照射手段1にびん2が光照射手段1と撮像装置25との間に搬送されるタイミングと同期して光を照射すべき命令信号を送信する。命令信号を受信した光照射手段1は、所定の検査光をびん2に向けて照射する。検査光はびん2を透過して、撮像装置25内の分光プリズム3にて各波長に分光され、受光素子28にて特定波長の光のみ撮像される。この測定結果は、画像処理・判定用PC33に撮像信号として送信される。画像処理・判定用PC33は前記撮像信号に基づいて特定波長(本実施形態においては670nm)のスペクトル積分値(画素数)の演算を行う。この値が所定値以下であった場合、画像処理・判定用PC33は、「びん排出信号」34を発し、びん2は不良びんとしてライン外に排出される。これについては後に詳述する。
【0029】
なお、上記の実施の形態では、撮像装置25内部にスリット20、レンズ21を配列する例を示したが、透過光の特定波長を明瞭に分光することができるのであれば、これらを省略することも可能である。
【0030】
図7は、検査装置19により、コーティング膜の劣化の程度が異なる5種類のサンプルびんを検査した結果を示したものである。図の縦軸は、透過光のうち波長670nmの光のスペクトル積分値(画素数)をあらわしている。一方図の横軸は、びんコーティング膜の劣化の程度を表している。グレード0は劣化がないことを示し、グレードIVは劣化が激しいことを示す。グレードI〜IIIはそれらの中間にある劣化状態を示す。また、左右2本のグラフのうち左側のグラフは、乾燥状態のびんについて測定した結果を示し、右側のグラフは濡れた状態のびんについての結果である。図からも明らかなように、びんが乾燥状態にあっても濡れた状態でも、コーティング膜の劣化の程度に応じてスペクトル積分値に明瞭な差が認められる。したがって例えば、グレードIVのびんを不良びんとして排出したい場合には、スペクトル積分値が50000.0以下になった場合に排出信号を発するように、画像処理・判定用PC33の設定を行えば良い。
【0031】
図8および図9は、レーザー光射出装置により特定波長の検査光を射出して、その透過光量を測定する検査装置39および検査方法にかかる本発明の第2の実施の形態を示している。図8はレーザー光射出装置を備えたびん検査装置39、図9は検査装置39を組み込んだびん検査ラインのブロック図をそれぞれ示している。
【0032】
図8に示されるように、検査装置39には、びん2をはさんで一端側にレーザー光射出装置40が設けられ、他端側には撮像装置45が設けられている。レーザー光射出装置40には、半導体レーザー発生素子41とそれから射出されたレーザー光の光束を拡幅する組み合わせレンズ42が備えられている。撮像装置45の内部には、びん2に近い側から、レンズ46、およびレーザーセンサー47が配列されている。なお、撮像装置45に透過光44以外のノイズ光、例えば乱反射光や他の光源からの光などが入ることがあるので、これらを遮断するために撮像装置45の入射側にフィルター11を設けている。ノイズ光が入射する恐れがなければフィルター11は省略しても良い。
【0033】
半導体レーザー発生素子41から射出されたレーザー光の光束は組み合わせレンズ42により所定の大きさに拡大された照射野を持つ平行光43となってびん2を透過する。このように照射野を拡大することにより検査範囲を拡大することができ、より信頼性の高い結果を得ることができる。透過光44は撮像装置45へと入射して、凸レンズ46により、収斂されてレーザーセンサー47に至り、光量測定される。
【0034】
図9は、検査装置39をラインに組み込んだ場合の一例を示す。びん2を図の右上方から左下方に搬送するコンベア50をはさんで、レーザー光射出装置40と撮像装置45とが配置され、両者の間が検査エリアとなっている。検査エリアの搬送面側部には、びん2がコンベア50により検査エリアに到達したことを感知するびん検出センサー51が設けられている。さらにこの近傍にはセンサーアンプ52が備えられており、センサーアンプ52と、レーザー光射出装置40および撮像装置45との間は信号の送受信が可能となっている。
【0035】
コンベア50によりびん2が検査エリアに達すると、センサー51がこれを感知して、図12の空びん検査装置制御盤61へ「びんあり信号」54を発信する。一方、レーザー光射出装置40は稼動中は連続的にレーザー光を発生し続けている。検査域に達したびん2からの透過光量が所定値より低い場合、すなわちレーザーセンサー47の発生電圧が所定値より低い場合には、センサーアンプ52を介して、びん排出機構(図12参照)へと「びん排出信号」を発信し、びん2は不良びんとしてライン外に排出される。これについても後に詳述する。
【0036】
なお、上記の実施の形態では、検査域拡大のため、レーザー光射出装置40と撮像装置45にレンズ42、46を配列する例を示したが、広い範囲を検査しなくとも全体の劣化状態が判定可能である場合には、これらを省略することも可能である。
【0037】
図10、11は、検査装置39により、コーティング膜の劣化の程度が異なる5種類のサンプルびんを検査した結果を示したものである。図の縦軸は、透過光のうち図10は波長670nmの透過光によるレーザーセンサー47の起電圧(V:ボルト)を、図11は波長780nmの透過光によるレーザーセンサー47の起電圧(V:ボルト)をあらわしている。一方図の横軸は、びんコーティング膜の劣化の程度を表している。グレード0は劣化がないこと、グレードIVは劣化が激しいこと、グレードI〜IIIはそれらの中間にある劣化状態、左右2本のグラフのうち左側のグラフは乾燥状態のびんについて測定した結果、右側のグラフは濡れた状態のびんについての結果である等、第1の実施の形態の場合と同様である。ここにおいても、びんが乾燥状態にあっても濡れた状態でも、コーティング膜の劣化の程度に応じてスペクトル積分値に明瞭な差が認められる。
【0038】
図12は本発明によるびん検査装置が組み込まれた検査ラインの一例を示す平面図である。本検査ラインでは、未検査びん70を搬入するコンベア80と、びんの欠陥検出用のカメラ等が適宜組み込まれたターンテーブル群81、82、83、84と、他社びん73を排出するコンベア87と、不良びん72を排出するコンベア86と、良びん71を充填等の次工程に搬送するコンベア85とによってびんの搬送が行われている。また図のA点には、本発明にかかる検査装置63、64が、B点においては他社びんを特定して排出する排出機構が、C点においては、本発明にかかる検査装置や他の検査装置からの排出信号を受けて該当する不良びんを排出する排出機構88が、ライン近傍にはライン全体の制御を司る空びん検査機制御盤61が配置されている。
【0039】
図の左上方からコンベア80にて連続的に搬入される未検査びん70は、A点において本発明の検査装置63、64によりコーティング膜劣化有無の判定を受ける。ここで劣化している旨の判断がなされると、検査装置63、64から空びん検査機制御盤61に向けて「びん排出信号」65を発する。「びん排出信号」65を受けた空びん検査機制御盤61は、センサー31、51からのびんあり信号とびん排出信号との同期をとり、他の検査機からの情報も含めて不良びん排出機構88に対して当該びんが到達した時点にあわせて排出が行われるように「排出命令」66を発し、不良びん72の排出が行われる。
【0040】
【発明の効果】
以上に説明したように、検査光に特定波長の光を用いることにより、分布を持った波長の光を検査光として使用した場合に比較して、感度の高い検査を行うことができる。また、びんが乾燥状態にあっても濡れ状態にあっても安定して感度の高い検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】プリズムにより分光して検査を行うオフライン検査装置の図。
【図2】レーザー光照射装置を用いたオフライン検査装置の図。
【図3】分光光度計を用いて乾燥状態のびんを測定した結果。
【図4】分光光度計を用いて濡れた状態のびんを測定した結果。
【図5】分光プリズムを用いたびん検査装置を示す図。
【図6】分光プリズムを組み込んだびん検査ラインのブロック図。
【図7】図5のびん検査装置での測定結果。
【図8】レーザー光照射装置を用いたびん検査装置を示す図。
【図9】レーザー光照射装置が組み込まれたびん検査ラインのブロック図。
【図10】図8のびん検査装置での測定結果であって、レーザー光の波長が670nmの場合。
【図11】図8のびん検査装置での測定結果であって、レーザー光の波長が780nmの場合。
【図12】本発明によるびん検査装置が組み込まれた検査ラインの一例を示す平面図。
【符号の説明】
1 光照射手段(検査光射出手段)
2 びん
3 分光プリズム
19 検査装置
25 撮像装置
33 画像処理・判定用PC(判別手段)
39 検査装置
40 レーザー光射出装置(特定波長光射出手段)
45 撮像装置
52 センサーアンプ(判別手段)
Claims (8)
- コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査装置であって、
光を透過する被検査体である前記びんに検査光を射出する検査光射出手段と、前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を撮像して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別する判別手段とを備え、
前記撮像手段には、前記透過光から前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の光のみを選択する波長選択手段が備えられ、
前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかである
ことを特徴とする検査装置。 - 前記波長選択手段には分光プリズムが備えられていることを特徴とする請求項1に記載の検査装置。
- コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査装置であって、
光を透過する被検査体である前記びんに検査光を射出する検査光射出手段と、前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を受光して受光信号を出力する信号処理手段と、前記受光信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別する判別手段とを備え、
前記検査光射出手段には、前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の検査光を射出する特定波長光射出手段が備えられ、
前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかである
ことを特徴とする検査装置。 - 前記特定波長光射出手段には、レーザー光射出装置が備えられていることを特徴とする請求項3に記載の検査装置。
- コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査方法であって、
光を透過する被検査体である前記びんに検査光を照射するステップと、
前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の光に分光するステップと、
前記特定波長の光を撮像して、撮像信号を出力するステップと、
前記撮像信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別するステップと、
を備え、
前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかである
ことを特徴とする検査方法。 - 前記透過光を特定波長の光に分光するステップは、分光プリズムにより前記透過光を前記特定波長の光に分光するステップであることを特徴とする請求項5に記載の検査方法。
- コーティング膜が形成されたびんの前記コーティング膜の劣化度合を検査する検査方法であって、
光を透過する被検査体である前記びんに前記コーティング膜の劣化度合を反映する特定波長範囲にある特定波長の検査光を照射するステップと、
前記検査光のうち前記被検査体を透過した透過光を受光して、受光信号を出力するステップと、
前記受光信号および予め設定した基準データに基づいて前記被検査体の状態を判別するステップと、
を備え、
前記特定波長は670nmまたは780nmのいずれかである
ことを特徴とする検査方法。 - 前記特定波長の検査光を照射するステップは、レーザー光を照射するステップであることを特徴とする請求項7に記載の検査方法。
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