JP5256507B2 - 多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、多層構造を有した多層プリフォームにおける中間層の存否を検査する多層プリフォーム検査方法、及び、その検査に用いる多層プリフォーム検査装置に関し、特に、多層プリフォームにおける中間層の存否だけでなく、その中間層の上端部又は下端部が所定の許容範囲内に位置しているか否かについても判定可能とする多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置に関する。

従来、ＰＥＴボトルに代表されるプラスチック容器の材料コストを削減するなどの目的で、容器の薄肉軽量化が図られている。そして、このような薄肉軽量化に伴う内容物の保存性の低下を補うために、または、内容物の保存性をより向上させるために、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリメタキシリレンセバカミド等のキシリレン基含有ポリアミド樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などのガスバリア性樹脂や、環状オレフィン系樹脂などの水蒸気バリア性樹脂からなる中間層（バリア層）が、ポリエステル系樹脂からなる内外層の間に設けられた多層構造の容器も知られている。

しかしながら、本出願人が鋭意検討を重ねたところ、そのような薄肉軽量化された多層構造の容器は、単層の容器に比べて、落下衝撃などにより層間剥離や割れが生じやすいという知見を得るに至った。
そこで、本出願人は、中間層の下端部を、容器底部の接地部あるいは接地部よりも容器半径方向外側に位置するようにすることで、従来の多層プラスチック容器に見られた落下による割れや層間剥離を有効に防止することができる、バリア性及び耐落下衝撃性に優れた薄肉軽量化された多層プラスチック容器を先に提案した（特許文献１参照）。

また、このような中間層を有する多層プラスチック容器は、通常、有底筒状のプリフォームを形成し、次いで、このプリフォームを延伸ブロー成形などによりボトル状に成形するという手順で製造されるが、その成形されたプラスチック容器を多層構造にするためには、プリフォームの段階で、すでに多層構造にしておかなければならない。

そこで、プリフォームの段階で中間層の存否を判断する技術が提案されている。
例えば、多層プリフォームの表面に対して斜め方向からレーザ光を照射し、その多層プリフォームの表面、中間層（存在した場合）、裏面におけるレーザ光の光像（輝点）を撮像し、この光像の存在や距離などを画像処理により検出して、中間層の存否を判断するものがある（特許文献２参照）。
また、多層プリフォームの表面に対して斜め方向からレーザ光を照射し、その多層プリフォームにて反射したレーザ光を受光し、この受光したレーザ光のうち、多層プリフォームの中間層にて反射したレーザ光を検出して、その中間層の存否を判断するものがある（特許文献３参照）。

特開２０１０−２０２２４９号公報 特開２００５−０４９２５８号公報 特開２００５−０４９２５９号公報

しかしながら、特許文献２、３に記載の技術（以下、「文献技術」という。）においては、次のような問題があった。
例えば、文献技術は、多層プリフォームのうちレーザ光を照射した一箇所においてのみ、中間層の存否を判断していた。そして、その一箇所について「中間層が存在する」ものと判断したときには、当該多層プリフォームに対して「中間層が存在する」ものと判定していた。つまり、文献技術は、中間層の存否を判断する箇所が多層プリフォームにおける一箇所のみであり、他の多くの箇所ではその判断を行っていないのにもかかわらず、その一箇所における判断の結果をもって多層プリフォームの全体に適切に中間層が形成されているものと判定しており、この判定結果の信頼性が低いものとなっていた。

ここで、判定結果の信頼性を高めるために、例えば、多層プリフォームの複数箇所にレーザ光を照射し、それら複数箇所のそれぞれについて中間層の存否を判断することが考えられる。
しかしながら、この方法では、それら複数箇所の一つ一つに順にレーザ光を照射していかなければならないことから、判定結果を得るまでに相当の時間を要してしまうという問題があった。
特に、多層プリフォームの生産ラインにおいては、ラインスピードを下げることなく、多層プリフォームの良否判断を行うことが望まれるが、上記の方法では、多層プリフォームを一つ一つ検査するのに時間がかかりすぎるため、ラインスピードの低下が必至となることから、採用が難しく実用的でなかった。

さらに、検査対象である多層プリフォームが例えば図１５に示した構造を有する場合、すなわち、中間層の下端部が、プリフォームの底部から所定の距離（同図に示す距離ａ）に位置し、中間層の上端部が、プリフォームの口部上端から所定の距離（同図に示す距離ｂ）に位置するように形成される場合には、文献技術を用いた検査を行っても不良品を排除できないという問題があった。つまり、その中間層の上端部又は下端部が許容範囲外（同図に示すｄ１又はｄ２の範囲外）に位置する多層プリフォームについては不良品と判定して排除すべきところ、文献技術は、中間層の存否しか判断しないため、当該多層プリフォームに対しても「中間層が存在する」ものと判断し、良品であると誤判定してしまう結果となっていた。

ここで、中間層の上端部及び下端部が許容範囲内に位置しているか否かを判断する方法として、多層プリフォームにおける多数箇所にレーザ光を照射し、この照射を行うたびに中間層の存否を判断してそれら上端部及び下端部の位置を特定し、これら特定した上端部及び下端部の位置が許容範囲内にあるか否かを判断する方法が考えられる。ところが、このような方法では、多数箇所の一つ一つに順にレーザ光を照射していかなければならないことから、最終的な判定の結果を得るまでに相当の時間を要してしまうので実用的でないという問題があった。

本発明は、上記の事情にかんがみなされたものであり、多層プリフォームの一箇所ではなく所定の範囲又は多層プリフォームの全体にわたって中間層の存否を判断可能とするとともに、その判断の結果を短時間で取得可能とし、かつ、中間層の上端部や下端部が許容範囲内に位置しているか否かについても判断可能にした多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置の提供を目的とする。

この目的を達成するため、本発明の多層プリフォーム検査方法は、多層構造を有した多層プリフォームにおける中間層の存否を検査する多層プリフォーム検査方法であって、多層プリフォームに背面から縞状照明を照射して、多層プリフォームを撮像し、撮像された画像から検出される色合いにもとづいて、中間層の存否を判断する方法としてある。

また、本発明の多層プリフォーム検査装置は、多層構造を有した多層プリフォームにおける中間層の存否を検査する多層プリフォーム検査装置であって、多層プリフォームに背面から縞状照明を照射する照明手段と、多層プリフォームを正面から撮像する撮像手段と、撮像された画像から検出される色合いにもとづいて、中間層の存否を判断する判定手段とを備える構成としてある。

本発明の多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置によれば、多層プリフォームに背面から縞状照明を照射して、多層プリフォームを撮像し、撮像された画像から検出される色合いにもとづいて、中間層の存否を判断することとしたので、多層プリフォームの一箇所ではなく所定の範囲又は多層プリフォームの全体にわたって中間層の存否を判断できる。これにより、判定結果の信頼性を高めることができる。

また、中間層の存否を判断する手法として、多層プリフォームを撮像し、この撮像した画像から色合いを検出する手法としたので、中間層の存否の判定結果を得るまでの一連の処理を短時間で行うことができる。よって、多層プリフォームの生産ライン上でも採用することが可能な多層プリフォームの検査方法を提供できる。
さらに、多層プリフォームの全体又は所定の範囲にわたって中間層の存否を判断できることから、中間層の端部の位置を特定でき、この端部の位置が許容範囲内に収まっているか否かについても確実に判断できる。そして、その中間層の端部が所定範囲外に位置する多層プリフォームについては、生産ライン上から排除することで歩留まりの向上を図ることができる。

点光源から多層プリフォームに白色光線を照射したときに、その多層プリフォームを透過する光の波長に対する透過度の変化を示すグラフである。 多層プリフォームに対して法線方向に点光源から白色光線を照射したときに、その多層プリフォームを透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 多層プリフォームに対して斜め方向に点光源から白色光線を照射したときに、その多層プリフォームを透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 面照明から多層プリフォームに白色光線を照射したときに、その多層プリフォームを透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 複数の点光源から多層プリフォームに白色光線を照射したときに、その多層プリフォームを透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 第一の縞状照明手段から多層プリフォームの多層部に縞状照明を照射したときに、その多層部を透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 第二の縞状照明手段から多層プリフォームの多層部に縞状照明を照射したときに、その多層部を透過する光の透過方向及び拡散する光の拡散方向を示す模式図である。 本発明の実施形態における多層プリフォーム検査装置の構成を示す外観斜視図である。 第一の縞状照明手段の構成を示す外観斜視図である。 第二の縞状照明手段の構成を示す外観斜視図である。 多層プリフォームの製造ラインの一部と、これに組み入れられる多層プリフォーム検査装置の構成を示す外観斜視図である。 撮像手段が撮像したプリフォーム及び遮光部材の画像を示す図であって、（ｉ）は、多層プリフォーム及び遮光部材の画像、（ii）は、単層プリフォーム及び遮光部材の画像を示す。 撮像画像に映し出された多層プリフォームの明部における色合い（色相−明度）の測定結果を示すグラフである。 撮像画像に映し出された多層プリフォームの暗部における色合い（色相−明度）の測定結果を示すグラフである。 多層プリフォームの構成を示す縦方向断面図である。

以下、本発明に係る多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。

［本発明の原理］
まず、本発明について理解容易とするために、本発明の原理について、図１〜図７を参照して説明し、本発明が、どのような技術思想に基づいてなされたものであるかを明らかにする。
なお、ここでは、本発明の原理の説明として、次の項目について、順に説明する。
（１）多層プリフォームを透過した光の波長に対する透過度の測定
（２）点光源を用いて多層プリフォームに光を照射した場合
（３）面照明を用いて多層プリフォームに光を照射した場合
（４）縞状照明手段の構造及び機能

（１）多層プリフォームを透過した光の波長に対する透過度の測定
本発明者は、まず、多層プリフォームに光を照射して、その多層プリフォームを透過した光の波長に対する透過度の変化を測定した。
具体的には、図１５に示した構造を有する多層プリフォーム２ａに、点光源から発せられた指向性の高い白色光線を照射し、その照射方向に沿って多層プリフォーム２ａを透過した光の波長に対する透過度の変化を測定した。
その結果、図１に示すように、多層プリフォーム２ａの多層部２２（多層プリフォーム２ａのうち中間層２１の存在する部分）を透過した光は、特定の波長（同図においては、４３０ｎｍ付近の青色の波長）の透過度が高くなっていた。また、その特定の波長以外の波長の透過度が低くなっていた。一方、多層プリフォーム２ａの単層部２３（多層プリフォーム２ａのうち中間層２１の存在しない部分）を透過した光は、どの波長の透過度もほぼ同程度の値（４００ｎｍ以上の波長において、６５〜７５％）であった。

これは、多層部２２においては、特定の波長の光が透過し、特定の波長以外の波長の光が吸収又は拡散することを意味し、また、単層部２３においては、照射された白色光線がそのまま透過することを意味するものである。
このため、その白色光線が照射された多層プリフォーム２ａを目視したときには、多層部２２が、透過した光の波長（特定の波長）に応じた色（例えば、青色）に見え、単層部２３が、透過した白色光線の波長に応じた色（つまり、白色）に見える。
このように、多層プリフォーム２ａにおいては、中間層２１の存否により、透過する光の波長が異なり、色も異なって見える。

なお、点光源から多層プリフォーム２ａに白色光線を照射した場合に、多層部２２と単層部２３で色が異なって見える理由として、中間層２１が特定の波長以外の波長の光を吸収する場合と、中間層２１がその光を拡散する場合とが考えられる。
そこで、本発明者は、特定の波長に応じた色以外の色の光（例えば、赤色光）を放射する面照明を用意し、この面照明からの光を多層プリフォーム２ａに照射し、当該多層プリフォーム２ａの色を目視で観察した。
その結果、多層プリフォーム２ａの全体が同じ色（特定の波長に応じた色以外の色（例えば、赤色））に見えた。つまり、面照明からの光の透過率が濃淡差として観察されなかった。このため、照射された光のうち特定の波長以外の波長の光は、中間層２１で吸収されるのではなく、中間層２１で拡散しているものと考えられる。
以降の説明では、照射された光のうち特定の波長以外の波長の光が中間層２１で拡散することを前提として説明を行うこととする。

（２）点光源を用いて多層プリフォームに光を照射した場合
図２に示すように、多層プリフォーム２ａの多層部２２に対して法線方向に、点光源からの白色光線を照射した場合は、その多層部２２の中間層２１で特定の波長の光（例えば、青色光）がその照射方向に沿って透過するとともに、特定の波長以外の波長の光（例えば、黄色光）がその照射方向から外れた方向へ拡散する。この場合、その多層プリフォーム２ａの反光源側（点光源に対向する側とは反対側）の側面に対して法線方向（白色光線の照射方向に対向する方向）から、その多層プリフォーム２ａの多層部２２を目視すると、多層部２２のうち点光源からの白色光線が照射された部分が、特定の波長に応じた色に見える。
また、図３に示すように、多層プリフォーム２ａの多層部２２に対して斜め方向に、点光源からの白色光線を照射した場合において、その多層プリフォーム２ａの反光源側の側面に対して法線方向から、その多層部２２を目視したときには、その多層部２２における当該部分が、特定の波長以外の波長に応じた色に見える。これは、当該部分から拡散した光（特定の波長以外の波長の光）のうち多層部２２から法線方向に伝播した光が目視している目に届くためである。
なお、多層プリフォーム２ａは、有底筒状であるため、照射された光は、多層プリフォーム２ａにおける光源側の胴壁と反光源側の胴壁をそれぞれ１回ずつ、計２回透過することになるが、図２〜図７においては説明を容易にするため、１回の透過に簡略化して図示している。

（３）面照明を用いて多層プリフォームに光を照射した場合
面照明を光源として用いた場合は、多層プリフォーム２ａの全体又は所望の範囲に一度に白色光線を照射することができる。
ところが、図４に示すように、多層プリフォーム２ａにおける多層部２２の一箇所に着目した場合、面照明の発光面の全体からその一箇所に対して、それぞれの角度で白色光線が入射する。そして、その一箇所を透過する光は、それぞれ入射方向に沿って透過する。つまり、その一箇所においては、この一箇所と面照明の発光面の中心とを結んだ線を多層プリフォーム２ａの反光源側から外方に延伸したときのこの延伸線を中心とし、その一箇所を頂点としたときの立体角の範囲内で、特定の波長の光が透過していく。
また、その一箇所においては、特定の波長以外の波長の光が、その入射方向から外れた方向に拡散する。そうすると、多層プリフォーム２ａの多層部２２における反光源側の側面に対して法線方向から、その一箇所を目視したときには、特定の波長の光である透過光と特定の波長以外の波長の光である拡散光が、いずれも目視している目に届く。このため、その一箇所が、特定の波長に応じた色と特定の波長以外の波長に応じた色とが加法混合した色、すなわち、その多層プリフォーム２ａを照射している白色光線と同じ色（白色）に見える。
よって、面照明を用いた場合には、多層部２２と単層部２３の両方が白く見えるようになり、それら多層部２２と単層部２３とで色の違いが観察されなくなる。

（４）縞状照明手段の構造及び機能
（２）で説明したように、点光源を用いた場合は、多層プリフォーム２ａの多層部２２を検出できる。ただし、この場合は、検出範囲が狭いという問題がある。一方、（３）で説明したように、面照明を用いた場合は、多層プリフォーム２ａの全体を一度に照明できる。ただし、この場合は、多層部２２と単層部２３との区別がつかないという問題がある。
そこで、例えば、図５に示すように、複数の点光源を所定間隔で配置し、多層プリフォーム２ａに白色光線を照射するという構成が考えられる。この構成によれば、多層プリフォーム２ａの全体に一度に白色光線を照射することができ、かつ、点光源を用いていることから、多層プリフォーム２ａの多層部２２では特定の波長に応じた色を観察でき、また、単層部２３では照射光と同じ白色を観察できる。

ただし、この構成では、多層プリフォーム２ａの高さ方向（同図の縦方向）に一度に光を照射できるものの、水平方向（同図の奥行き方向）に一度に光を照射することができない。
そこで、本発明者は、さらなる鋭意研究を行った。その結果、光を縞状に形成して多層プリフォーム２ａに照射する縞状照明手段を創作するに至った。

この縞状照明手段の第一の具体的な構成を、図６（斜視図は図８、図９）に示す。各図に示すように、第一の縞状照明手段１１は、多層プリフォーム２ａの全体に一度に白色光線を照射できるように面照明（照明部１１１）を設けるとともに、その面照明からの白色光線の一部を帯状に遮断する遮光部１１６と、その白色光線の他の一部を帯状に通過させる通過部１１７とが交互に縞状に配置された遮光部材１１５を、面照明と多層プリフォーム２ａとの間に設けた構成としてある。
この第一の縞状照明手段１１を用いることにより、多層プリフォーム２ａの全体に縞状に光を照射することができるので、図５に示した状態、すなわち、複数の点光源からの白色光線が照射される状態を、多層プリフォーム２ａの全体にわたって擬似的に再現でき、しかも、このような縞状の照明を、多層プリフォーム２ａの水平方向にも同様に照射することができる。
特に、図５と図６とを比較してわかるように、多層プリフォーム２ａにおける光の透過及び拡散は、各図とも同様の態様で発生しており、図４に示すような加法混合はほとんど生じない。よって、第一の縞状照明手段１１を用いることで、中間層２１の存否を判断できる。

また、縞状照明手段の第二の具体的な構成を、図７（斜視図は図１０）に示す。各図に示すように、第二の縞状照明手段１２は、複数の線状光源１２１を平行に配置した構成としてある。この構成によっても、多層プリフォーム２ａの全体に縞状の光を照射することができ、図５に示した状態を擬似的に再現できる。
しかも、図７に示された多層プリフォーム２ａにおける光の透過及び拡散の態様は、図５や図６に示したものと同様の態様である。よって、この第二の縞状照明手段１２を用いた場合でも、中間層２１の存否を判断できる。

以上が、多層プリフォーム２ａの中間層２１の存否を検査する本発明の原理である。
この本発明の原理にもとづいて多層プリフォーム２ａを検査する多層プリフォーム検査装置及び多層プリフォーム検査方法について、以下、説明する。

［多層プリフォーム］
まず、検査対象となる多層プリフォーム２ａについて説明する。
多層プリフォーム２ａは、図１５に示した構造で形成されており、中間層２１が存在する多層部２２と、中間層２１が存在しない単層部２３とを有している。

多層部２２の内層２６及び外層２７と単層部２３は、いずれもポリエステル系樹脂で形成されている。
中間層２１としてのバリア層は、一般に、ポリメタキシリレンアジパミド、ポリメタキシリレンセバカミド等のキシリレン基含有ポリアミド樹脂、エチレンビニルアルコール共重合体などのガスバリア性樹脂や、環状オレフィン系樹脂などの水蒸気バリア性樹脂を用いて形成される。
また、バリア性樹脂としては、上記の各種樹脂にマイカ、バーミキュライト、スメクタイトなどのクレイを配合したものも用いられる。
さらに、このようなバリア性樹脂と内層２６及び外層２７を形成する樹脂との層間接着性を良好ならしめるために、バリア性樹脂中に内層２６又は外層２７と同種の樹脂を配合することも行われる。
このように、中間層２１に複数の材料が配合されていることが、透過する光の特定波長の吸収及び拡散を引き起こすものと推測される。

［多層プリフォーム検査装置］
次に、本実施形態の多層プリフォーム検査装置の構成について、図８を参照して説明する。
なお、ここでは、第一の縞状照明手段１１を備えた多層プリフォーム検査装置の構成について先に説明し、その後に、第二の縞状照明手段１２を備えた多層プリフォーム検査装置の構成について説明する。

図８に示すように、多層プリフォーム検査装置１は、第一の縞状照明手段１１と、プリフォーム支持部材１３と、撮像手段１４と、判定手段１５とを備えている。
ここで、第一の縞状照明手段１１は、照明部１１１と、遮光部材１１５とを有している。
照明部１１１は、検査対象であるプリフォーム２ａに白色光線を照射するための投光手段である。
この照明部１１１は、図９に示すように、蛍光灯などの光源１１２と、この光源１１２が収納された筐体１１３と、この筐体１１３の一の面に嵌め込まれた拡散板１１４とを有している。拡散板１１４は、光源１１２からの光をできるだけ均一に拡散させて外部へ放出するための磨りガラス状の板部材である。

遮光部材１１５は、図９に示すように、照明部１１１（光源１１２）からの白色光線の一部に対してその伝播を遮断する遮光部１１６と、照明部１１１（光源１１２）からの白色光線の他の一部を通す通過部（スリット部）１１７とを有した部材である。
遮光部１１６と通過部１１７は、いずれも線状又は帯状に形成されており、複数の遮光部１１６と複数の通過部１１７が、交互に、かつ平行に配置されている。
換言すれば、複数の遮光部１１６は、平行かつ等間隔で縞状（ストライプ状）に配置されており、これら複数の遮光部１１６の各間が、スリット状の通過部１１７を構成している。

この遮光部材１１５の形成方法の具体例としては、例えば、透明又は半透明のフィルムに縞状の模様を印刷するなどして、遮光部１１６や通過部１１７を生成する方法がある。この方法で形成された遮光部材１１５は、照明部１１１の拡散板１１４に貼付することができる。
また、遮光部材１１５は、例えば、樹脂製の部材を用いて形成することができる。具体的には、例えば、細長い板状の樹脂製部材を複数用意して、これらを平行かつ等間隔に並べ、これらの端部をそれぞれ連結することにより、遮光部材１１５を形成することができる。
なお、遮光部材１１５の遮光部１１６の幅と通過部１１７の幅は、それぞれ任意に決めることができる。これに関しては、後記の「多層プリフォーム検査方法」において詳述する。

プリフォーム支持部材１３は、多層プリフォーム２ａの口部２４付近を把持するなどして、当該多層プリフォーム２ａを支持する。支持された多層プリフォーム２ａは、照明部１１１の拡散板１１４及びこの拡散板１１４に付された遮光部材１１５の前方に配置される。これにより、多層プリフォーム２ａは、照明部１１１からの縞状照明を受けることができる。
なお、照明部１１１の拡散板１１４又は遮光部材１１５と多層プリフォーム２ａとの間の距離は、任意に決めることができる。
プリフォーム支持部材１３が多層プリフォーム２ａを支持する手法は、検査範囲を隠さない限り、任意に決めることができる。この手法には、例えば、二股のクリップにより多層プリフォーム２ａの端部を挟持する手法や、真空吸着により多層プリフォーム２ａを支持する手法などがある。

撮像手段１４は、遮光部材１１５及び多層プリフォーム２ａを介して照明部１１１の拡散板１１４に対向する位置に配置されており、多層プリフォーム２ａや遮光部材１１５における所定の箇所を撮像する。
この撮像手段１４は、画像のゆがみが少なくなるように、重要な検査部位と正対するように配置されるのが好ましく、図示の例では、多層プリフォーム２ａの下部を含む範囲を撮像する第一撮像手段１４１と、多層プリフォーム２ａの上部を含む範囲を撮像する第二撮像手段１４２とを設けてある。これにより、第一撮像手段１４１は、多層プリフォーム２ａにおける中間層２１の下端部２１１を含む範囲を撮像することができ、また、第二撮像手段１４２は、多層プリフォーム２ａにおける中間層２１の上端部２１２を含む範囲を撮像することができる。
なお、撮像手段１４は、撮像した画像についてデジタル処理が行えるように、例えば、ＣＣＤカメラなどで構成することが望ましい。
また、本実施形態においては、撮像手段１４を二つ設けているが、二つに限るものではなく、任意の数だけ設けることができる。

判定手段１５は、多層プリフォーム２ａにおける中間層２１の下端部２１１又は上端部２１２が許容範囲内に位置しているか否かを判定する手段である。
この判定手段１５の機能については、後記の「多層プリフォーム検査方法」にて詳述する。

また、多層プリフォーム検査装置１は、第一の縞状照明手段１１に代えて、第二の縞状照明装置１２を備えた構成とすることができる。
第二の縞状照明手段１２は、図１０に示すように、複数の線状光源１２１と、これらを両端で支持する光源支持部材１２２とを有している。
線状光源１２１は、棒状（例えば、円筒形状や角柱形状など）に形成された光源であって、一方又は両方の端部から電力の供給を受けることにより発光する。この線状光源１２１には、例えば、蛍光灯やＬＥＤ照明管などを用いることができる。
複数の線状光源１２１は、平行かつ等間隔に配置されており、これら複数の線状光源１２１が発光することで、光を縞状に形成し、これを縞状照明として多層プリフォーム２ａに照射できるようになっている。

なお、多層プリフォーム検査装置１は、多層プリフォーム２ａの製造ラインに組み入れることができる。この製造ラインに組み入れられた多層プリフォーム検査装置１の例を、図１１に示す。
同図に示すように、製造ラインに備えられた払出用ターレット１１０は、前工程から送られてきた多層プリフォーム２ａを一本ずつ支持する。検査ターレット１２０の真空吸着部１３０は、払出用ターレット１１０が支持する多層プリフォーム２ａを一本ずつ真空吸着して払出用ターレット１１０から分離し支持する。これら払出用ターレット１１０と検査ターレット１２０は、多層プリフォーム２ａが下側に位置するように支持する。
検査ターレット１２０が多層プリフォーム２ａを搬送する経路の両側には、多層プリフォーム検査装置１が設けられている。具体的には、その搬送経路を挟むようにして、第一の縞状照明手段１１（又は、第二の縞状照明手段１２）と撮像手段１４が対向配置されている。

第一の縞状照明手段１１の照明部１１１（又は、第二の縞状照明手段１２の線状光源１２１）は、常時発光している（又は、多層プリフォーム２ａが前方を通過するたびに発光させることもできる）。撮像手段１４は、照明部１１１（又は、線状光源１２１）との間に多層プリフォーム２ａが通過するタイミングで、その多層プリフォーム２ａを撮像する。判定手段１５は、撮像手段１４で撮像された画像を取り込んで解析し、多層プリフォーム２ａの中間層２１の存否及び中間層２１の端部の位置を検出し、当該多層プリフォーム２ａの良否を判定する。そして、判定の結果、良品と判定された多層プリフォーム２ａは、検査ターレット１２０によりさらに搬送されて、次工程に送られる。一方、不良品と判定された多層プリフォーム２ａは、排出シュート（図示せず）上で、検査ターレット１２０の真空吸着部１３０による真空吸着が解かれて落下し、系外に排除される。
なお、検査ターレット１２０の真空吸着部１３０を回転可能として、撮像手段１４が、多層プリフォーム２ａを周回りの複数角度で撮像したり、その多層プリフォーム２ａを回転させながら撮像したりするようにしてもよい。

このように多層プリフォーム２ａの製造ラインに多層プリフォーム検査装置１を組み入れた構成とすれば、この製造ラインにおいて、多層プリフォーム２ａの良否判定を行うことができる。そして、その多層プリフォーム２ａを全数検査し、不良品と判定された多層プリフォーム２ａについては、その検査時に排除することができる。しかも、このように不良品をプリフォーム２ａの段階で早期に排除できるので、その後に形成されるプラスチック容器の歩留まりを向上できる。

［多層プリフォーム検査方法］
次に、本実施形態の多層プリフォーム検査方法について説明する。
なお、ここでは、図８に示した多層プリフォーム検査装置１を用いて、多層プリフォーム２ａの良否判定を行う手順について説明する。

準備段階として、多層プリフォーム検査装置１の判定手段１５は、多層プリフォーム２ａの良否判定に必要な情報、例えば、通過部１１７や遮光部１１６の幅や間隔に関する情報、多層プリフォーム２ａの中間層２１があるべき位置及び単層であるべき位置に関する情報、多層部判定範囲（後述）などを記憶している。

まず、検査対象である多層プリフォーム２ａを、プリフォーム支持部材１３に取り付ける（多層プリフォーム２ａのセット）。
次に、照明部１１１から放射され遮光部材１１５により縞状に形成された白色光線を、縞状照明として、多層プリフォーム２ａを背面から照射する。なお、照明部１１１は、常時発光した状態にしておいてもよく、あるいは、任意のタイミング、例えば、前方に多層プリフォーム２ａが配置されたときや、撮像手段１４による撮像の際に発光するようにしてもよい。

続いて、撮像手段１４は、多層プリフォーム２ａを正面から撮像する。このとき、撮像手段１４は、多層プリフォーム２ａの全体又は一部と遮光部材１１５の全体又は一部とを含む所定の範囲を撮像する。また、撮像手段１４が複数設けられているときは、それら複数の撮像手段１４が、多層プリフォーム２ａにおける異なる箇所をそれぞれ撮像するようにすることもできる。
なお、多層プリフォーム２ａについて「正面」とは、この多層プリフォーム２ａ及び多層プリフォーム検査装置１の各構成を図８に示すように配置したときに、当該多層プリフォーム２ａにおいて撮像手段１４に対向する側をいい、「背面」とは、多層プリフォーム２ａにおける「正面」に対して反対側、すなわち、上記配置を行ったときに縞状照明手段１１、１２に対向する側をいう。

ここで、第一撮像手段１４１によりプリフォーム及び遮光部材１１５を撮像した画像を、図１２（ｉ）、（ii）に示す。同図（ｉ）は、多層プリフォーム２ａの下部を含む範囲を撮像した画像、同図（ii）は、単層プリフォーム２ｂ（バリア層である中間層２１が存在しないプリフォーム）の下部を含む範囲を撮像した画像である。
同図（ｉ）、（ii）に示すように、撮像した画像においては、透明の多層プリフォーム２ａを通して遮光部材１１５の遮光部１１６と通過部１１７がそれぞれ映し出される。ここで、その画像のうち多層プリフォーム２ａを通して遮光部１１６が映し出されている部分を暗部３１とし、通過部１１７が映し出されている部分を明部３２とすると、多層プリフォーム２ａの多層部２２においては、明部３２が青く見え、暗部３１が黄色く見える。なお、公報に掲載された図面はカラーで表示されていないため、公報に掲載された同図（ｉ）からは、青色や黄色を認識できないが、後述の実施例で示すように、区別可能な色合いの相違を呈している。
これに対し、多層プリフォーム２ａの単層部２３においては、同図（ｉ）に示すように、暗部３１が黒く見え、明部３２が白く見える。

判定手段１５は、撮像手段１４で撮像された画像のデータを入力するとともに、これを画像データとして記憶する。
そして、判定手段１５は、その画像に映し出された多層プリフォーム２ａの暗部３１と明部３２の色合いを、その撮像画像の画像データにもとづいて検出する。この判定手段１５が検出する色合いには、例えば、色相や明度などが含まれる。

ここで、暗部３１や明部３２の位置を特定する方法として、次の二つの方法を挙げることができる。
（方法１）画像における暗部３１や明部３２の位置を数値化して予め記憶しておく方法
縞状照明手段１１、多層プリフォーム２ａ、撮像手段１４のそれぞれの設置位置が固定しており、かつ、撮像手段１４における各種設定値（例えば、撮像する範囲、倍率等）も固定しているような場合には、暗部３１や明部３２が画像におけるほぼ固定した位置に表れる。このため、判定手段１５は、画像における暗部３１や明部３２の位置を数値化して予め記憶しておき、色合いを検出する際には、その数値を取り出して画像における暗部３１や明部３２の位置を特定し、各位置から色合いを検出するようにすることができる。

（方法２）画像上の明度を検出して暗部３１や明部３２の範囲を特定する方法
図１２に明らかなように、暗部３１と明部３２は、画像上明度が異なる。これは、図１３に示す明部３２におけるグラフの明度のレンジが２５０〜１５０であるのに対し、図１４に示す暗部３１におけるグラフの明度のレンジが１００〜０であることからもわかる。
そこで、画像を処理して、その撮像画像に映し出された多層プリフォーム２ａにおける多数箇所の明度を検出し、この検出した明度の数値にもとづいて暗部３１と明部３２のそれぞれの範囲を特定し、各範囲から色合いを検出するようにすることができる。

判定手段１５は、暗部３１及び明部３２ごとに色合いを検出し、この検出した色合いを示す数値が、多層部判定範囲の範囲内に含まれるか否かを判断し、これにより、それら暗部３１又は明部３２の各位置が多層部２２又は単層部２３のいずれであるかを判断する。
ここで、多層部判定範囲とは、検出した色合いを示す数値と比較される数値であって、その色合いを示す数値が多層プリフォーム２ａの多層部２２で検出された色合いの数値であるものと判断される数値の範囲をいう。具体的には、図１３及び図１４に示された太枠の範囲をいう。
判断の結果、色合いを示す数値が多層部判定範囲に含まれているときは、その数値が検出された暗部３１又は明部３２の位置が多層部２２であると判断する。
一方、色合いを示す数値が多層部判定範囲に含まれていないときは、その数値が検出された暗部３１又は明部３２の位置が単層部２３であると判断する。

次いで、判定手段１５は、多層部２２であるものと判断した暗部３１又は明部３２と、単層部２３であるものと判断した暗部３１又は明部３２との境界３３を、中間層２１の下端部２１１又は上端部２１２として特定する。
さらに、判定手段１５は、その下端部２１１又は上端部２１２が許容範囲内に位置しているか否かを判断する。
例えば、判定手段１５は、遮光部１１６（暗部３１）の幅を示す数値と、通過部１１７（明部３２）の幅を示す数値と、許容範囲を示す数値とを、予め記憶している。そして、これらの数値を用いて、中間層２１の下端部２１１と多層プリフォーム２ａの底部２５との距離（図１５に示すａ）を算出し、この距離が許容範囲内（例えば、ａ±（ｄ２／２））に収まる数値であるか否かを判断する。また、上記の数値を用いて、中間層２１の上端部２１２と多層プリフォーム２ａの口部２４の端面との距離（ｂ）を算出し、この距離が許容範囲内（例えば、ｂ±（ｄ１／２））に収まる数値であるか否かを判断する。

判断の結果、下端部２１１及び上端部２１２がいずれも許容範囲内に位置しているときは、判定手段１５は、当該多層プリフォーム２ａが良品であると判定する。一方、その下端部２１１又は上端部２１２の一方又は双方が許容範囲内に位置していないときは、判定手段１５は、当該多層プリフォーム２ａが不良品であると判定する。

また、判定手段１５は、撮像手段１４で撮像された画像や、色合いの検出結果、多層プリフォーム２ａの良否判定の結果などを、モニタ画面等の表示部（図示せず）に表示させることができる。具体的には、図１２（ｉ）、（ii）に示した画像や、図１３又は図１４に示すグラフなどを表示させることができる。
ここで、図１２（ｉ）、（ii）に示した画像が表示された場合には、検査担当者が目視により多層プリフォーム２ａの良否判定を行うことができる。例えば、表示部に表示された多層プリフォーム２ａの暗部３１と明部３２のそれぞれに、判断結果である多層部２２又は単層部２３を示すマークを付すようにする。そして、検査担当者は、多層プリフォーム２ａの下部において単層部２３を示すマークが付された暗部３１と明部３２の数を数え、この数にそれら暗部３１又は明部３２の幅を乗算することで、多層プリフォーム２ａの底部２５から中間層２１の下端部２１１までの距離を算出し、この距離が許容範囲内に含まれているか否かを判断することにより、当該多層プリフォーム２ａの良否を判定することができる。

なお、多層プリフォーム２ａの良否判定の手順は、上記の手順以外に、例えば、次のような手順がある。
例えば、中間層２１の下端部２１１又は上端部２１２が位置すべき許容範囲は、通常、前もって設定されている。また、画像における暗部３１や明部３２の位置がほぼ固定している場合、それら暗部３１や明部３２のそれぞれが、多層部２２であるべきか、あるいは、単層部２３であるべきかについても、予め決まってくる。
そこで、暗部３１と明部３２のそれぞれについて、多層部２２であるべきか、あるいは、単層部２３であるべきかを予め判定手段１５に記憶させておく。そして、判定手段１５は、暗部３１及び明部３２ごとに多層部２２又は単層部２３のいずれであるかを判断し、多層部２２であるべき暗部３１及び明部３２が全て（又は所定数以上が）多層部２２であるものと判断され、かつ、単層部２３であるべき暗部３１及び明部３２が全て（又は所定数以上が）単層部２３であるものと判断された場合に、中間層２１の境界位置が許容範囲内に位置しているものとして「良品」と判定し、それ以外は、「不良品」と判定することもできる。
なお、この場合、境界位置の許容範囲内にあたる暗部３１又は明部３２については、多層部２２か単層部２３かを判定しないようにすることもできる。

また、図８等に示した遮光部材１１５の縞方向は、遮光部１１６の長手方向と通過部１１７の長手方向がいずれも水平方向に配置された横縞としてあるが、これは、多層プリフォーム２ａの有底円筒形状の軸方向が垂直方向であり、これに対してその縞方向が直交方向となるように配置したものである。このように遮光部材１１５の縞方向を横方向としたことにより、多層プリフォーム２ａの底部２５と中間層２１の下端部２１１との距離や、多層プリフォーム２ａの口部２４の端面と中間層２１の上端部２１２との距離を見積もる際に、遮光部１１６及び通過部１１７の幅（暗部３１及び明部３２の幅）や両者の間隔を目盛り代わりとして使用することができる。
そして、このように目盛り代わりとして使用する機能を発揮できるように、遮光部１１６及び通過部１１７の幅（暗部３１及び明部３２の幅）や両者の間隔については、許容範囲内に少なくともひとつ、遮光部１１６又は通過部１１７が内包するように設定するのが好ましい。
このとき、第一の縞状照明手段１１を用いると、遮光部１１６及び通過部１１７の幅（暗部３１及び明部３２の幅）や両者の間隔の設定が、第二の縞状照明手段１２に比べて容易に行える。

以下、具体的な実施例を挙げて、本発明をより詳細に説明する。

本実施例の仕様は、次のようにした。
多層プリフォーム検査装置１は、図８に示す構成のものを用意した。
撮像手段１４は、カラーＣＣＤカメラを２台用意し、一方を第一撮像手段１４１とし、他方を第二撮像手段１４２とした。
検査対象として、多層プリフォーム２ａを２０本用意した。これら多層プリフォーム２ａの断面形状を、図１５に示す。同図に示す多層プリフォーム２ａは、特許文献１に記載の容器用の多層プリフォーム２ａと同様のものである。
多層プリフォーム２ａの中間層２１は、ポリメタキシリレンアジパミド（ＭＸＤ６）にクレイ３重量％を配合したバリア性樹脂と、ポリエチレンテレフタレートとを３：７の割合でブレンドした樹脂組成物により形成し、７重量％の層比とした。
単層部２３（および内層２６と外層２７）を形成する材料は、ポリエチレンテレフタレートであった。

検査方法は、ＨＳＶ色空間における色相（Ｈ）、明度（Ｖ）に基づく色検査とし、彩度（Ｓ）については省略した。
多層プリフォーム２ａの長手方向における測定点数は、２３点とした。
測定ピッチは、２．５ｍｍとした。
周方向の測定点数は、１点とした。
測定点１点における測定領域は、１ｍｍ×１ｍｍとした。

多層プリフォーム２ａをセットし、その多層プリフォーム２ａに光を照射し、撮像手段１４が、多層プリフォーム２ａ及び遮光部材１１５の所定範囲を撮像した。判定手段１５は、その撮像手段１４が撮像した画像に映し出された多層プリフォーム２ａの暗部３１及び明部３２の色合いを検出した。
この検出された色合いである色相と明度との関係を、図１３、図１４に示す。
なお、総測定点数は２０本×２３点であるが、図１３、図１４では、測定結果の意味が読み取りやすいように、代表的な点を示してある。

ここで、図１３に示すように、明部３２における色相と明度の測定結果においては、色相が３４付近、明度が２２０付近を境界３３として、データの分布が分かれることがわかった。
このようにデータが二分される理由は、中間層２１の存否が影響しているためであるものと考えられる。つまり、中間層２１がある多層部２２では、青色領域の波長の光を透過し、青色領域の波長以外の波長の光を拡散するため、青色領域の波長に応じた色に近づく色相が測定される。また、多層部２２には中間層２１があるために、明度が低くなる。これに対し、中間層２１がない単層部２３では、白色光線がそのまま透過し、かつ、明度が高い。
これら測定データと中間層２１の特性にもとづいて、多層部判定範囲を設定すると、同図に示すように、色相が３４以上、明度が２２０以下の範囲となる。
よって、この多層部判定範囲の範囲内にあるデータが測定された明部３２が位置する多層プリフォーム２ａの当該箇所は、多層部２２であると判断できる。そして、多層部判定範囲の範囲内にないデータが測定された明部３２が位置する多層プリフォーム２ａの当該箇所は、単層部２３であると判断できる。

また、図１４に示すように、暗部３１における色相と明度との関係については、色相Ｈ＝３２を漸近線として明度が上昇しながら近づくようなグラフの形状となった。
さらに、それらのデータの分布は、同図に示すように、色相が２７付近、明度が２０付近を境界３３として、二分されることがわかった。
このようにデータが二分される理由は、中間層２１の存否が影響しているためであるものと考えられる。つまり、中間層２１がある多層部２２では、黄色領域の波長の光が拡散するため、暗部３１では、その黄色領域の波長に応じた色に近い値で色相が測定される。また、その拡散光により、暗部３１でも明度が高くなる。これに対し、中間層２１がない単層部２３では、多層部２２における上記の現象が発生しないので、暗部３１では、色相の値が低く、かつ、明度が低い。
これら測定データと中間層２１の特性にもとづいて、多層部判定範囲を設定すると、同図に示すように、色相が２７以上、明度が２０以上の範囲となる。
よって、この多層部判定範囲の範囲内にあるデータが測定された暗部３１が位置する多層プリフォーム２ａの当該箇所は、多層部２２であると判断できる。そして、多層部判定範囲の範囲内にないデータが測定された暗部３１が位置する多層プリフォーム２ａの当該箇所は、単層部２３であると判断できる。

以上、本発明の多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置の好ましい実施形態について説明したが、本発明に係る多層プリフォーム検査方法及び多層プリフォーム検査装置は上述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述した実施形態では、色合いとして色相と明度を検出しているが、図１３、図１４を見る限り、明度だけを用いて判定することも可能と考えられる。ただし、プリフォーム表面の傷や内部の気泡、異物の混入など、本発明の検査対象以外の不良による影響を排除する意味で、色相と明度の双方を検出して判定するのが好ましい。
また、色合いの検出は、ＨＳＶ色空間に限るものではなく、例えば、ＲＧＢ表色系、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系、ＸＹＺ表色系、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系などの種々の表色系にもとづいて定量的に表わされた色を示す数値を色合いとして検出して、中間層の存否の判断に用いることもできる。
さらに、上述した実施形態では、画像に表わされた多層プリフォームの明部及び暗部の両方の色合いを検出しているが、これに限るものではなく、明部又は暗部の一方の色合いを検出して、その後の処理を実行することもできる。

また、本発明の原理を説明するにあたり、多層プリフォームにおける中間層としてのバリア層を形成する材料に含まれるクレイが、透過する光の特定波長の吸収及び拡散に起因するものと推測されるとしたが、本発明は、このような材料を用いて形成されたバリア層の検査に限定されない。多層プリフォームに形成された中間層が、指向性の高い白色光線を照射したときに、当該光線の照射方向に沿って透過してくる光が特定の波長成分に偏って観察されるとともに、それ以外の波長成分が拡散光として観察される特性を示すものであれば、当該中間層を形成する材料が何であるかにかかわらず、本発明を適用することができる。

本発明は、多層プリフォームの中間層を対象とした検査に関する発明であるため、その中間層に関する検査を行う装置に利用可能である。

１ 多層プリフォーム検査装置
１１ 第一の縞状照明手段
１１１ 照明部
１１５ 遮光部材
１１６ 遮光部
１１７ 通過部
１２ 第二の縞状照明手段
１２１ 線状光源
１３ プリフォーム支持部材
１４ 撮像手段
１５ 判定手段

Claims (7)

1. 多層構造を有した多層プリフォームにおける中間層の存否を検査する多層プリフォーム検査方法であって、
   前記多層プリフォームに背面から縞状照明を照射して、前記多層プリフォームを撮像し、
   撮像された画像から検出される色合いにもとづいて、前記中間層の存否を判断する
   ことを特徴とする多層プリフォーム検査方法。
2. 前記縞状照明は、面状照明の前面に遮光部材を配置して線状又は帯状に形成される
   ことを特徴とする請求項１記載の多層プリフォーム検査方法。
3. 前記撮像された画像において、前記縞状照明で照射された前記多層プリフォームの明部及び／又は暗部から検出される色合いにもとづいて、前記中間層の存否を判断する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の多層プリフォーム検査方法。
4. 前記中間層の存否を前記明部ごと及び／又は前記暗部ごとに判断し、
   前記中間層が存在すると判定された前記明部及び／又は暗部と前記中間層が存在しないと判定された前記明部及び／又は暗部との境界が、前記多層プリフォームにおける所定の範囲内に位置しているか否かを判断する
   ことを特徴とする請求項３記載の多層プリフォーム検査方法。
5. 前記色合いは、色相及び／又は明度を含む
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の多層プリフォーム検査方法。
6. 前記中間層は、複数の材料が配合されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の多層プリフォーム検査方法。
7. 多層構造を有した多層プリフォームにおける中間層の存否を検査する多層プリフォーム検査装置であって、
   前記多層プリフォームに背面から縞状照明を照射する照明手段と、
   前記多層プリフォームを正面から撮像する撮像手段と、
   前記撮像された画像から検出される色合いにもとづいて、前記中間層の存否を判断する判定手段とを備える
   ことを特徴とする多層プリフォーム検査装置。