JP6688501B2

JP6688501B2 - 容器の検査装置

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Publication number: JP6688501B2
Application number: JP2016140747A
Authority: JP
Inventors: 堀内　一宏; 一宏堀内
Original assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Current assignee: Kirin Techno System Co Ltd
Priority date: 2016-07-15
Filing date: 2016-07-15
Publication date: 2020-04-28
Anticipated expiration: 2036-07-15
Also published as: JP2018009944A

Description

本発明は、容器の口部を検査する検査装置に関する。

容器の口部を検査する検査装置として、容器内の空気を吸引して容器の口部を保持しつつ、口部に挿入した反射部材で容器上方から照射される検査光を透過させ、容器の内側から照明して検査する検査装置（例えば特許文献１参照）が知られている。

特開２００６−３３２２号公報

容器を吸引するための空気には塵埃が混入している。その空気の流路に検査光の導光経路が晒された場合、検査装置の使用につれて導光経路上で汚れが進行し、容器に照射される検査光の照度が低下するおそれがある。このような事情は容器の吸引時に限らず、導光経路が空気に晒される限り生じ得る。

そこで、本発明は検査光の照度の低下を防止できる容器の検査装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る検査装置は、容器（１００）の口部（１０１）を検査する検査装置（１）であって、前記口部の天面と全周に亘って密着可能な保持面（４０ｅ）を備えた保持具（４０）と、前記保持具に装着され、前記保持面と密着した口部の内部に挿入される発光部（４４）を備えた光学部材（４１）とを有する保持手段（２８）と、光源（１６）から射出される検査光を前記発光部の内部に導く導光手段（２３）と、を具備し、前記導光手段には、前記光源からの前記検査光を前記発光部側に導く第１導光部（３２）と、前記第１導光部の前記発光部側における端面（３２ｂ）と対向するように配置され、前記第１導光部の前記発光部側の端面から射出される検査光を前記発光部内に導く第２導光部（５４）とが設けられ、前記第１導光部の外周側には、前記第１導光部に沿って延ばされて、前記発光部側における端部が前記第１導光部と前記第２導光部との対向部（５６）に対する外周側の領域（５５）に達する空気通路（３４）が設けられ、前記保持手段には、前記保持面と密着した口部の内部と前記空気通路の前記発光部側における端部とを結ぶ通気路（５８）が設けられ、前記外周側の領域には、前記空気通路の前記発光部側における端部から前記対向部を覆い隠す覆い部（３１ａ、６５）が設けられたものである。

上記態様の検査装置によれば、光源からの検査光が第１導光部と第２導光部とを順次経由して発光部まで導かれて発光部が発光することにより、口部を内面側から照明して検査することができる。また、通気路を介して空気通路と口部の内部とが通じているので、その空気通路を介して容器の内部から空気を吸引するといった処理により容器の内圧を適宜に調整することができる。そして、第１導光部と第２導光部との対向部が空気通路の発光部側における端部から覆い部によって覆い隠されるので、その対向部が空気通路を通過する空気に晒されて汚れが進行するおそれを解消し、又は抑制することができる。したがって、検査光の照度の低下を防止することが可能である。

上記態様に係る検査装置の一形態において、前記空気通路の前記発光部側における端部と前記発光部との間には、前記空気通路と前記発光部の内部とを仕切って当該発光部の内部に閉鎖空間（５３）を生じさせる隔壁部（５２）が設けられ、前記通気路は前記隔壁部に対して前記閉鎖空間の反対側にて前記空気通路に開口し、前記第２導光部として、前記隔壁部を貫いて前記閉鎖空間側に突出する導光軸（５４）が設けられてもよい。この形態によれば、発光部の内部が閉鎖空間とされ、その閉鎖空間内に導光軸が突出するとともに、空気通路と通気路とは閉鎖空間外で相互に接続される。したがって、導光軸を介して発光部の近傍まで確実に検査光を導きつつ、検査光の射出面となる導光軸の端面側への空気の侵入を阻止して検査光の照度低下をさらに確実に防止することができる。

上記形態においては、前記第１導光部の外周側が筒状部材（３１）にて覆われ、前記導光軸は前記隔壁部から前記空気通路側にも突出するように設けられ、前記筒状部材の前記発光部側における端部（３１ａ）が前記対向部を超えて前記導光軸側まで延ばされることにより、当該端部が前記覆い部として機能するものとされてもよい。この形態によれば、第１導光部を覆う筒状部材を、導光部同士の対向部に対する覆い部として活用することにより、比較的簡単な構成で覆い部を実現することができる。

前記筒状部材と前記保持具との間には前記筒状部材を半径方向に支持する筒支持部材（６０）が配置されてもよい。これによれば、筒状部材を保持具内で半径方向に支持して筒状部材と第１導光部及び第２導光部の位置関係の変化やバラツキを抑えることができる。

上記態様の検査装置において、前記保持具及び前記光学部材のそれぞれが前記口部の軸線（ＡＸ２）の回りに回転可能に設けられ、前記第１導光部の少なくとも前記対向部側の端部及び前記第２導光部のそれぞれは前記軸線と同軸的に配置され、前記第１導光部の前記対向部側の端部は前記軸線に沿って回転不能に設けられ、前記対向部には隙間（５６）が設けられてもよい。この形態によれば、第１導光部と第２導光部との間の隙間により、両導光部間の相対的な回転が許容されつつ、第１導光部から隙間を介して第２導光部へと検査光を伝えることができる。導光部間の隙間は覆い部にて空気通路の端部から覆い隠されているので、その隙間に空気が回り込んで導光部の端面の汚れが進行するおそれは解消され、又は抑制される。

上記態様に係る検査装置の一形態において、前記対向部の前記隙間が前記空気通路への前記通気路の開口位置と比較して前記発光部の遠方に位置していてもよい。隙間が通気路の開口位置と比較して発光部の遠方に位置する場合には、通気路を介して空気を吸引すると、その空気の流れる経路の途中に隙間が存在することになり、仮に覆い部がなければその隙間に空気が流れ込むおそれが高まる。しかし、そのような空気の流れは覆い部にて阻止される。したがって、覆い部の作用効果がより確実に発揮されることになる。

なお、以上の説明では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したが、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。

本発明の一形態に係る容器の口部検査装置を備えた検査装置の平面図。メインロータ装置の正面図。吸着ヘッドの拡大図。プリフォームの保持部の要部拡大図。図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。プリフォームの全体図。他の形態に係る口部検査装置におけるプリフォームの保持部の要部拡大図。プリフォームの保持部の変形例における要部拡大図。プリフォームの保持部の他の変形例における要部拡大図。

図１は、本発明の一形態に係る容器の検査装置の平面図である。検査装置１は、容器としてのプリフォーム１００の外観を検査する。図６は、プリフォーム１００の全体図である。プリフォーム１００には、口部１０１と、首部１０２と、胴部１０３が設けられている。口部１０１の側面には、らせん状の溝部１０１ａが設けられている。また、口部１０１の上端には、開口部１０１ｂが設けられている。首部１０２には、鍔１０２ａが設けられている。胴部１０３には、球面状の底部１０３ａが設けられている。

図１に戻り、検査装置１は、所定の搬送経路に沿ってプリフォーム１００を搬送しつつ、搬送途中で各部の外観を検査する。検査結果に応じて、不良品を排出しつつ良品を次工程へ搬送する。検査装置１には、入口スターホイール搬送装置２と、メインロータ装置３と、出口スターホイール搬送装置４とが設けられている。入口スターホイール搬送装置２は、プリフォーム１００を供給する入口搬送部５からプリフォーム１００を受け取ってメインロータ装置３に搬送する。入口スターホイール搬送装置２には、外周に等間隔に設けられた複数のポケット２ａを有するスターホイール２ｂが設けられている。また、出口スターホイール搬送装置４も同様に、外周に等間隔に設けられた複数のポケット４ａを有するスターホイール４ｂが設けられている。出口スターホイール搬送装置４は、不良品のプリフォーム１００を不良品排出部６へ搬送し、残りの良品のプリフォーム１００を出口搬送部７へ搬送する。なお、入口スターホイール搬送装置２及び出口スターホイール搬送装置４は、周知技術を利用して構成してよい。

図２は、メインロータ装置３の正面図である。メインロータ装置３は、軸線ＡＸ１に沿って設けられる回転軸１１と、軸線ＡＸ１の回りに回転する搬送手段としての第１ディスク１２と、回転しないように固定された第２ディスク１３と、第１ディスク１２の外周に沿って等間隔に設けられた複数の吸着ヘッド１４と、吸着ヘッド１４の回転部分を自転させるための回転駆動手段としての回転駆動装置１５（図１参照）とを備えている。回転軸１１は、回転自在に設けられている。第１ディスク１２は、回転軸１１と一体として回転する。第１ディスク１２には、外周に沿って等間隔に開いた複数の貫通孔１２ａと、吸着ヘッド１４を上下方向に案内する昇降ガイド部材１２ｂとが設けられている。各貫通孔１２ａには、吸着ヘッド１４が挿入され、吸着ヘッド１４は第１ディスク１２の回転に伴って軸線ＡＸ１の回りに回転する。昇降ガイド部材１２ｂには、ガイドレール１２ｃと、ガイドレール１２ｃに沿って案内されるスライダ１２ｄとが設けられている。ガイドレール１２ｃは、第１ディスク１２に固定され、吸着ヘッド１４に固定されたスライダ１２ｄを案内する。また、第２ディスク１３には、外周に沿ってカム１３ａが設けられている。回転駆動装置１５には、複数の軸に掛け回されたスピンベルト１５ａが設けられ、スピンベルト１５ａは、図示しない駆動源から動力を受け、回転駆動する。

図３は吸着ヘッド１４の拡大図である。吸着ヘッド１４は、プリフォーム１００の口部１０１の上端部を吸着支持しつつ軸線ＡＸ２の回りに自転させ、かつ吸着ヘッド１４外に配置された光源１６から射出される検査光を口部１０１の内部に導いて口部１０１を内面側から照射するように構成されている。なお、光源１６には、一例としてＬＥＤやＬＤ等が利用される。光源１６は、第１ディスク１２の回転に伴う回転をしないように、第１ディスク１２の上方、より詳しくは吸着ヘッド１４の上方に固定されて設けられている。光源１６は、図１に示す移動経路Ｗ上の点灯領域Ａに設置される。撮像装置８ａ（後に詳述する。）の撮像位置に応じて１又は複数の光源１６が設置されてもよい。撮像位置の一例として検査位置Ｐで説明する。光源１６は、検査位置Ｐに位置する吸着ヘッド１４に向けて光を照射可能な位置に設置される。光源１６は、検査期間において常に点灯し続けるように構成されている。

吸着ヘッド１４には、回転軸２０と、回転軸２０を軸線ＡＸ２を中心として回転自在に支持する第１支持部２１及び第２支持部２２と、光源１６から射出された検査光を導く導光手段の一例としての導光部２３とが設けられている。第１支持部２１にはハウジング２４が設けられ、そのハウジング２４の下端側にはベアリング２５を介して回転軸２０の上端部２０ａが回転自在かつ軸線ＡＸ２の方向には相対移動ができないように嵌め合わされている。第２支持部２２にもハウジング２６が設けられ、そのハウジング２６の上下端部にはベアリング２７を介して回転軸２０の中間部２０ｂが回転自在かつ軸線ＡＸ２の方向には相対移動ができないように嵌め合わされている。回転軸２０は第２支持部２２の下方にさらに延ばされ、その下端部には保持部２８が設けられている。保持部２８の詳細は後述する。

図２に示すように、ハウジング２６はスライダ１２ｄと連結される。また、ハウジング２４はガイドレール１２ｃの上端側に取り付けられたブラケット１７と軸線ＡＸ２の方向には相対移動可能かつ軸線ＡＸ２の回りには相対回転できないように組み合わされる。したがって、吸着ヘッド１４は、ガイドレール１２ｃに沿ってスライダ１２ｄと一体的に昇降することができる。その昇降動作は、上述した第２ディスク１３のカム１３ａとスライダ１２ｄに取り付けられたカムフォロワ１３ｂとによって実現される。第２支持部２２の上方にはプーリ２９が設けられている。プーリ２９は、回転軸２０と一体回転可能かつ軸線ＡＸ２の方向には回転軸２０に対して相対移動ができないようにして回転軸２０に取り付けられている。プーリ２９が図１のスピンベルト１５ａと噛み合うことにより、回転軸２０はスピンベルト１５ａの走行に伴って軸線ＡＸ２の回りに回転駆動される。

図３に戻って、第１支持部２１のハウジング２４の中心側にはプラグ３０が固定されている。プラグ３０の中心側には筒状部材の一例としての外筒３１、及び導光部２３の構成要素である第１導光部の一例としての導光部材３２が設けられている。外筒３１は内径及び外径が一定の円筒状であり、例えば金属材料を用いて形成される。導光部材３２は外径一定の真直な軸状体である。導光部材３２は、例えば検査光を通過させる透過性を備えたアクリル樹脂にて形成される。導光部材３２は光ファイバ、その他の透過率の高い光学部材で構成されてもよい。外筒３１及び導光部材３２は軸線ＡＸ２と同軸的に配置され、軸線ＡＸ２の方向にはプラグ３０に対して移動不能である。したがって、外筒３１及び導光部材３２はプーリ２９からの駆動力で回転軸２０が回転しても、これに合わせて回転することなく第１支持部２１により回転不能に支持される。

外筒３１及び導光部材３２の上端はプラグ３０の上方に突出し、かつ導光部材３２の上端面３２ａは吸着ヘッド１４の上方に露出する。吸着ヘッド１４が光源１６の直下に移動したとき、導光部材３２の上端面３２ａが光源１６と対向し、それにより光源１６から射出された検査光が導光部材３２の内部に導かれる。導光部材３２の内部に導入される検査光の偏りを防ぐため、導光部材３２の上端面３２ａは軸線ＡＸ２と直交する平坦面状に形成されている。外筒３１は導光部材３２の外周が空気通路３４に直接露出しないように導光部材３２を覆ってこれを保護する機能を有する。なお、外筒３１と導光部材３２との間には導光部材３２の出し入れに必要な隙間が設けられる。

外筒３１及び導光部材３２は回転軸２０の内部に沿って下方に延ばされ、それらの下端側は保持手段の一例としての保持部２８の内部に達している。外筒３１と回転軸２０との間には、全長かつ全周に亘って隙間が設けられている。それにより、外筒３１の外側には円筒状の空気通路３４が形成される。第１支持部２１のハウジング２４の外周には継手３５が取り付けられている。継手３５の内部通路の一端側は空気通路３４の上端部に接続され、他端側は吸引手段の一例としてのバキュームポンプＶＰに接続される。したがって、バキュームポンプＶＰを作動させることにより、空気通路３４から空気を吸引することができる。なお、空気通路３４の上端はプラグ３０にて概ね塞がれるが、実際には、回転軸２０の上端面２０ｃとプラグ３０との間に微小の隙間が残されている。これにより、回転軸２０とプラグ３０との接触を回避しつつ吸引力の減少を最小限に留めることができる。

図４に詳細を示すように、保持部２８には、回転軸２０の下端部に一体回転可能に取り付けられる保持具の一例としてのヘッドブロック４０と、ヘッドブロック４０に取り付けられる光学部材の一例としてのキャップ４１とが設けられている。ヘッドブロック４０は上ブロック４０ａと下ブロック４０ｂとを軸線ＡＸ２の方向に突き合わせて相互に連結した組み立て部品であり、その外周は軸線ＡＸ２と同軸の円筒面状に形成されている。ヘッドブロック４０の内部には空洞部４０ｃが設けられており、その空洞部４０ｃは下ブロック４０ｂの貫通孔４０ｄを介してヘッドブロック４０の下方に開放されている。貫通孔４０ｄは軸線ＡＸ２と同軸であり、その内径はプリフォーム１００の口部１０１の内径とほぼ同一である。貫通孔４０ｄの周囲において、ヘッドブロック４０の下端面４０ｅは軸線ＡＸ２と直交する平坦面状に形成されている。それにより、下端面４０ｅはプリフォーム１００の口部１０１の上端面（天面）と全周に亘って隙間なく密着可能な保持面として機能することができる。

キャップ４１には、ヘッドブロック４０の空洞部４０ｃに嵌め合わされる固定部４２と、その固定部４２からヘッドブロック４０の貫通孔４０ｄに沿って延ばされた円筒部４３と、ヘッドブロック４０から下方に突出する円錐台状の発光部４４とが設けられている。固定部４２は空洞部４０ｃと隙間なく密着する。円筒部４３の外径は貫通孔４０ｄよりも幾らか小さい。それにより、円筒部４３の外周と貫通孔４０ｄの内周面との間には、円筒部４３の外周を一周するようにして環状溝４５が形成されている。発光部４４は、ヘッドブロック４０の下端面４０ｅよりも下方に突出し、その外径は下方に向かうほど漸次減少する。発光部４４の下端面４４ａは、軸線ＡＸ２と直交する平坦面状に形成されている。ヘッドブロック４０とプリフォーム１００の口部１０１とが軸線ＡＸ２上で同軸的に置かれたとき、発光部４４はプリフォーム１００の口部１０１の内部に挿入される。環状溝４５は、プリフォーム１００の口部１０１の内部領域に開口する。キャップ４１の固定部４２には、固定部４２の全周に亘って延びる空洞部４７と、その空洞部４７と環状溝４５とを接続する複数の第１通気孔４８とが形成されている。第１通気孔４８は上下方向、すなわち軸線ＡＸ２の方向に延ばされ、軸線ＡＸ２の回りには等間隔で配置されている。第１通気孔４８の個数及び内径は適宜に定めてよい。

キャップ４１は、その全体が検査光を拡散する光拡散部材で構成される。光拡散部材は、一般的に乳白色の部材で構成される。拡散部材の構成として、例えば、ガラスやポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂等の透明材料が用いられ、それらの材料に光を拡散させる拡散剤（透明樹脂と屈折率の異なる粒子）が分散されている。光拡散部材の構成は、周知技術を利用してよい。ただし、発光部４４のみが光拡散部材にて構成され、固定部４２及び円筒部４３は透過性を有しない材料にて形成されてもよい。つまり、キャップ４１は、少なくとも発光部４４が光拡散部材にて構成された光学部材であればよい。

キャップ４１の固定部４２の内側には隔壁部材５０が設けられている。隔壁部材５０は、固定部４２に対して気密に接合される円筒状の嵌合部５１と、その嵌合部５１の内周を塞ぐように設けられた隔壁部５２とを備えている。したがって、発光部４４の内部には、キャップ４１の円筒部４３及び発光部４４と隔壁部材５０の隔壁部５２とによって囲まれた閉鎖空間５３が形成されている。閉鎖空間５３は空気通路３４に対して気密に仕切られている。隔壁部材５０は導光部材３２と同様に検査光を透過させることが可能な材料にて形成されている。一例として、隔壁部材５０は導光部材３２と同一の材料にて形成することができる。

隔壁部材５０の隔壁部５２には、導光部２３の構成要素である第２導光部の一例として、軸線ＡＸ２と同軸的に延びる円柱状の導光軸５４が形成されている。導光軸５４は隔壁部５２を貫くように設けられることにより、空気通路３４側及び閉鎖空間５３側に突出する。導光部材３２の発光部４４側の端部（下端部）は隔壁部材５０の嵌合部５１の内周側の領域５５に達する位置まで延ばされており、その下端面３２ｂは導光軸５４の上端面５４ａと微小な隙間５６を介して対向する。隙間５６の存在により、導光部材３２に対する導光軸５４の回転が許容される。隙間５６は、第１導光部と第２導光部との対向部の一例に相当し、領域５５はその隙間５６の外周側の領域の一例に相当する。導光部材３２の下端面３２ｂ及び導光軸５４の上端面５４ａはいずれも軸線ＡＸ２と直交する平坦面状に形成されている。したがって、導光部材３２に導かれた検査光は導光部材３２の下端面３２ｂから射出され、導光軸５４の上端面５４ａから導光軸５４の内部に導かれる。一方、導光軸５４の下端面５４ｂは軸線ＡＸ２を中心として上方に球面状に後退する凹曲面状に形成されている。したがって、導光軸５４に導かれた検査光は導光軸５４の下端面５４ｂから発光部４４の内面に向かってほぼ均一に拡散するようにして射出する。しかも、発光部４４が上述した光拡散部材で構成されているため、発光による導光軸５４の下端面５４ｂの輪郭が消失して均一な光が発光部４４から取り出される。それにより、プリフォーム１００の口部１０１に対してその内面側から均一な検査光を照射することができる。

回転軸２０は隔壁部材５０の嵌合部５１よりも幾らか上方の位置まで延ばされている。空気通路３４の発光部４４側の端部（下端部）は、嵌合部５１の内周側、言い換えれば導光部材３２と導光軸５４との対向部としての隙間５６に対する外周側の領域５５に達している。隔壁部材５０の嵌合部５１には、キャップ４１の空洞部４７と空気通路３４とを結ぶ複数の第２通気孔５７が形成されている。第２通気孔５７は回転軸２０の半径方向に延ばされ、かつ軸線ＡＸ２の回りには等間隔で配置されている。これにより、環状溝４５と空気通路３４とが第１通気孔４８、空洞部４７及び第２通気孔５７を介して接続される。それらの環状溝４５、第１通気孔４８、空洞部４７及び第２通気孔５７により、ヘッドブロック４０の下端面４０ｅと密着したプリフォーム１００の口部１０１の内部と空気通路３４の下端部とを結ぶ通気路５８が保持部２８に形成される。したがって、バキュームポンプＶＰを作動させることにより、プリフォーム１００の内部から空気を吸引して口部１０１をヘッドブロック４０の下端面４０ｅに吸着し、プリフォーム１００を軸線ＡＸ２と同軸上にて保持部２８から吊り下げられるように保持することができる。

第２通気孔５７の空気通路３４側における開口位置は、隔壁部材５０の隔壁部５２に対して閉鎖空間５３の反対側（つまり上方）に設定されている。したがって、空気通路３４に導かれた空気が閉鎖空間５３に導かれて導光軸５４の下端面５４ｂが汚れるおそれはない。さらに、外筒３１の下端部３１ａは、導光部材３２の下端面３２ｂと導光軸５４の上端面５４ａとの間の隙間５６を超えて下方、すなわち導光軸５４の外周側まで延ばされている。それにより、外筒３１の下端部３１ａは、導光部材３２と導光軸５４との隙間５６に対する外周側の領域５５まで延ばされた空気通路３４の下端部から隙間５６を覆い隠す覆い部として機能する。したがって、空気通路３４に導入される空気が隙間５６に回り込んで端面３２ｂ、５４ａの汚れが進行するといった不都合が生じるおそれを解消し、又は抑制することができる。特に、隙間５６が第２通気孔５７の空気通路３４側における開口位置よりも上方、すなわち通気孔５７の開口位置と比較して発光部４４の遠方に位置しているため、外筒３１による覆いが省略された場合には、隙間５６に空気が回り込むおそれが高まるが、上記の構成によりそのおそれを確実に解消し、又は抑制することができる。ただし、隙間５６が第２通気孔５７よりも発光部４４側に偏った位置に存在していたとしても、その隙間５６を領域５５から覆い隠すことは有効である。

導光部材３２の外周には保護層６０が設けられている。保護層６０は導光部材３２の全長に亘って設けられ、それにより導光部材３２の外周の全ては保護層６０にて覆われている。保護層６０はその屈折率が導光部材３２の屈折率よりも小さい材料にて形成されている。すなわち、導光部材３２の屈折率をｍ、保護層６０の屈折率をｎとしたとき、ｍ＞ｎの関係が成立する。保護層６０は適宜の手法により設けることができるが、例えばフッ素系の熱収縮チューブを導光部材３２の外周に装着し、そのチューブを熱収縮させて導光部材３２の外周に密着させることにより保護層６０を形成することができる。その他にも、保護層６０の材料を塗布し、蒸着するといった適宜の形成方法により保護層６０が形成されてよい。また、導光軸５４の隔壁部５２よりも上方に突出した部分の外周にも保護層６１が導光軸５４を全周に亘って覆うように設けられている。保護層６１の屈折率は導光軸５４のそれよりも小さい。保護層６１の形成手法は保護層６０と同様でよい。

回転軸２０の下端部の内周には筒支持部材６２が設けられている。図５にも示したように、筒支持部材６２は回転軸２０の内周に嵌まり合うリング状に形成され、その内周側には複数の支持片６２ａが周方向に一定間隔を空けて設けられている。支持片６２ａは外筒３１の外周に接し、外筒３１を軸線ＡＸ２と同軸上に保持する機能を奏する。また、支持片６２ａ間に隙間６２ｂが存在することにより、空気通路３４における空気の流通は妨げられない。さらに、筒支持部材６２は回転軸２０と一体に回転するため、支持片６２ａと外筒３１との間の摩擦抵抗を減少させるべく、支持片６２ａは、その軸線ＡＸ２の方向の長さが内周側に突出するに従って漸次短くなるような形状に形成されている。また、支持片６２ａにそのような形状を付与することにより、組み立て時に筒支持部材６２を案内して支持片６２ａの内側へ容易に差し込むことができる。

図１に戻ってさらに説明を続ける。検査装置１には、プリフォーム１００を撮像する複数の撮像装置８ａ〜８ｃ（区別する必要のない場合、参照符号８で代表する。）と、検査するプリフォーム１００を照明する照明装置９が設けられている。撮像装置８には、プリフォーム１００を撮像するカメラ８ｄと、ミラー８ｅとが設けられている。カメラ８ｄは、ミラー８ｅを介してプリフォーム１００を撮像する。撮像装置８ａはプリフォーム１００の口部１０１を撮像し、撮像装置８ｂは首部１０２を撮像し、撮像装置８ｃは胴部１０３を撮像する。照明装置９は、撮像するプリフォーム１００を照明するためのもので、適宜の位置に配置される。

また、検査装置１には、制御装置７１が設けられている。制御装置７１は、マイクロプロセッサと、そのマイクロプロセッサにて実行されるべきオペレーティングシステム等のプログラムが記録されたＲＯＭ、及びマイクロプロセッサに対する作業領域を提供するＲＡＭ等の内部記憶装置とを備えたコンピュータユニットである。制御装置７１内には、コンピュータハードウエアと所定のソフトウエアとの組合せによって実現される適宜の論理的装置が実現される。制御装置７１には、撮像装置８ａ〜８ｃが接続され、撮像タイミング等が制御される。その他、必要に応じて制御装置７１にメインロータ装置３の各機構や照明装置９等を接続してもよい。口部検査装置１０には、メインロータ装置３と、撮像装置８ａと、光源１６と、制御装置７１とが含まれる。なお、撮像装置８ａが撮像手段に相当する。

図１を参照して検査装置１の動作を説明する。入口搬送部５からプリフォーム１００が入口スターホイール搬送装置２に供給されると、各ポケット２ａに収容され、順次メインロータ装置３へ搬送される。メインロータ装置３では、吸着ヘッド１４の空気通路３４を介してプリフォーム１００内の空気が吸引され、プリフォーム１００は、保持部２８により口部１０１が保持される。メインロータ装置３では、軸線ＡＸ１の回りに各吸着ヘッド１４が回転（公転）するとともに、回転駆動装置１５のスピンベルト１５ａがプーリ２９を回転させることにより軸線ＡＸ２の回りに吸着ヘッド１４の回転軸２０が回転（自転）する。各吸着ヘッド１４は、公転する際に、カムフォロア１３ｂの移動に伴って上下方向に移動する。メインロータ装置３は、入口スターホイール搬送装置２からのプリフォーム１００の供給時、及び出口スターホイール搬送装置４へのプリフォーム１００の受渡し時に各吸着ヘッド１４が上下方向に移動するように構成されている。プリフォーム１００を自転させた状態でプリフォーム１００の各部１０１、１０２、１０３を各撮像装置８ａ〜８ｃで撮像し、外観検査をする。検査後のプリフォーム１００は、出口スターホイール搬送装置４に供給されて、不良品と良品とに区別される。良品のプリフォーム１００は、出口搬送部７から次の工程へ搬送される。

次に、図４を参照して口部検査装置１０の動作を説明する。口部検査装置１０では、プリフォーム１００の口部１０１の外観を検査する。メインロータ装置３で搬送されるプリフォーム１００が、軸線ＡＸ１の回りを回転しつつ、軸線ＡＸ２の回りを回転することにより、口部検査装置１０は、各プリフォーム１００の全周に亘る外観の検査が可能となる。光源１６が点灯した状態で吸着ヘッド１４が検査位置Ｐに到達すると、導光部材３２の上端面３２ａが光源１６からの検査光を受光し、その検査光が導光部材３２から導光軸５４を経て発光部４４に照射されて発光部４４が発光する。保持部２８のヘッドブロック４０に保持されたプリフォーム１００の口部１０１には、発光部４４を介して検査光が照射され、撮像装置８ａで口部１０１が撮像される。導光部材３２は、軸線ＡＸ２に沿って設けられているのでプリフォーム１００の回転に影響することはない。発光部４４が導光軸５４の下端面５４ｂからの検査光を拡散させ、撮像装置８ａと発光部４４との間に位置する口部１０１の側面をその内側から均一に照明することができる。したがって、保持部２８及び光源１６をプリフォーム１００の上方に集約させることができるとともに、プリフォーム１００の口部１０１に対して均一な検査光を照明することができる。よって、装置の構造、特にプリフォーム１００周辺の構造を小型化しつつ、検査に適した検査光をプリフォーム１００の口部１０１の内側に照明することができ、装置の小型化と検査精度の向上を両立させることができる。

保持部２８は、プリフォーム１００内の空気を吸引してその口部１０１をヘッドブロック４０の下端面４１ｅに吸着させて保持する。プリフォーム１００内の空気は継手３５に接続されたバキュームポンプＶＰにより吸引される。この際、導光軸５４の下端面５４ｂが空気通路３４から仕切られた閉鎖空間５３に位置し、導光部材３２の下端面３２ｂと導光軸５４の上端面５４ａとの間の隙間５６も外筒３１の下端部３１ａにより外周側の領域５５から覆い隠されているので、空気通路３４内に流入する空気に混ざっている塵埃等が端面３２ｂ、５４ａ、５４ｂに付着することを防ぎ、検査光の照度の低下を防ぐことができる。

上記の形態では、導光部材３２及び導光軸５４の外周が保護層６０、６１にて覆われているため、導光部材３２及び導光軸５４のそれぞれの内部に導かれた検査光は、導光部３２及び導光軸５４の外周の境界面にて全反射を繰り返しながらそれらの内部を進む。保護層６０、６１が仮に空気中の塵埃で汚れたとしても、これが導光部材３２及び導光軸５４のそれぞれの内部における全反射には影響を与えることはない。したがって、検査光の照度低下をより確実かつ効果的に防止することが可能である。ちなみに、プリフォーム１００がＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製でかつ検査装置１がプリフォーム１００の生産ラインに設置される場合には、検査装置１の周囲にＰＥＴの樹脂粉が漂う可能性があり、その樹脂粉が空気通路３４に吸い込まれて導光部材３２や導光軸５４の外周に付着すると、ＰＥＴ樹脂の屈折率が導光部材３２や導光軸５４のそれよりも大きいため、その付着部分から検査光が外に漏れ、口部１０１における照度が低下するおそれがある。保護層６０、６１を設けた場合にはそのような照度低下を防ぐ効果が得られる。

なお、上記の形態では、筒支持部材６２が回転軸２０の下端部内周に装着されているが、これに代えて、図７に示すように隔壁部材５０の嵌合部５１の内周側に筒支持部材６２が装着されてもよい。図７の形態では、第２通気孔５７から流入する空気の流れを妨げないように、嵌合部５１の内周面と筒支持部材６２の外周面との間にリング状の隙間６３が形成されている。導光部材３２の下端面３２ｂと導光軸５４の上端面５４ａとの間の隙間５６が外筒３１の下端部３１ａによって覆い隠されることは図４の例と同様である。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、上記の形態では、覆い部は外筒３１を利用する例に限らず、外筒３１とは別部品を隙間５６の外側に配置して領域５５から隙間５６を覆い隠すようにしてもよい。その一例を図８に示す。図８の例では、導光軸５４の外周に筒状体６５を同軸的に装着し、その筒状体６５の上端部を、隙間５６よりも上方かつ外筒３１の外周側まで延ばすことにより筒状体６５を覆い部として機能させている。図９に示すように、隔壁部材５０の嵌合部５１の内周側に筒状体６５を嵌め合わせ、その上端部を隙間５６よりも上方かつ外筒３１の外周側まで延ばすことにより筒状体６５を覆い部として機能させてもよい。筒状体６５は、例えば回転軸２０の下端部に装着されてもよい。その場合には筒状体６５の下端部を隙間５６よりも下方まで延ばせばよい。図８及び図９では保護層６０が省略されているが、導光部材３２の外周が保護層６０で覆われてもよい。図８の例では導光軸５４の空気通路３４側に突出する部分の外周が保護層６１で覆われてもよい。また、図８及び図９の例において、外筒３１は省略されてもよい。図４及び図７の例においても、外筒３１の下端部３１ａに代えて覆い部として機能し得る部品を隙間５６の外周側に配置すれば、外筒３１が省略されてもよい。

図９の例では、導光軸５４が隔壁部５２に対して閉鎖空間５３側にのみ突出するように設けられている。つまり、導光軸５４は、必ずしも隔壁部５２から導光部材３２側に突出させる必要はない。隔壁部５２の厚さを増加させて軸線ＡＸ２を中心とする一定範囲のみを透過性材料にて構成すれば、第２導光部は閉鎖空間５３側及び空気通路３４側のいずれに対しても突出しない形状に設けることも可能である。つまり、第２導光部は必ずしも突出部分を有する形状に限られることなく、第１導光部から射出される検査光を発光部４４に向けて導くことができる限り、適宜の形状に形成されてよい。

上記の形態では、第１導光部が回転不能、かつ第２導光部は第１導光部と同軸上を回転するが、導光部の相対回転は必ずしも必須ではない。つまり、第１導光部も第２導光部と同様に回転するように設けられてもよいし、第１導光部及び第２導光部のいずれもが回転しないように構成されてもよい。それらの場合でも、例えば組み立て上の都合等から導光手段の第１導光部と第２導光部とが対向配置されることがあり、その場合に両導光部の対向部の外周側に覆い部を設けてその対向部への空気の流入を抑えることができる。

上記の形態では、発光部４４の内部を隔壁部５２によって空気通路３４と仕切られた閉鎖空間５３として設けているが、隔壁部５２は必ずしも設けられることを要しない。例えば、通気路５８の空気通路３４側の開口位置が第２導光部５４の下端面５４ｂよりも十分に遠方に位置して下端面５４ｂの周囲に空気が回り込むおそれが低い場合には、隔壁部５２が省略されてよい。

上記の他にも、吸着ヘッド４の各部に対して適宜の変更が適用されてよい。例えば、保護層６０、６１を設ける場合には、導光部材３２及び導光軸５４のそれぞれの外周面上の少なくとも一部、例えば、特に汚れが進行し易い部分のみに限定して保護層６０、６１が設けられてもよい。第１導光部はその全長に亘って容器口部の軸線と同軸に延ばされていることを要しない。例えば、回転軸２０の上方にて第１導光部が曲げられ、その先端に光源１６が配置されてもよい。検査対象の容器はプリフォームに限らず、口部を有する限り各種の容器を検査対象とすることができる。空気通路及び通気路は、容器の口部内に空気を導入する手段としても利用することが可能である。その場合でも覆い部は第１及び第２導光部の対向部の汚れを防止する手段として機能する。

１検査装置
１０口部検査装置
１４吸着ヘッド
１６光源
２０回転軸
２３導光部
２８保持部（保持手段）
３１外筒（筒状部材）
３１ａ筒状部材の下端部（覆い部）
３２導光部材（第１導光部）
３２ｂ導光部材の下端面
３４空気通路
４０ヘッドブロック（保持具）
４０ｅヘッドブロックの下端面（保持面）
４１キャップ（光学部材）
４４発光部
４５環状溝
４７空洞部
４８第１通気孔
５０隔壁部材
５２隔壁部
５３閉鎖空間
５４導光軸（第２導光部）
５４ａ導光軸の上端面
５５外周側の領域
５６隙間（対向部）
５７第２通気孔
５８通気路
６０、６１保護層
６２筒支持部材
６５筒状体（覆い部）
１００プリフォーム（容器）
１０１口部

Claims

容器の口部を検査する検査装置であって、
前記口部の天面と全周に亘って密着可能な保持面を備えた保持具と、前記保持具に装着され、前記保持面と密着した口部の内部に挿入される発光部を備えた光学部材とを有する保持手段と、
光源から射出される検査光を前記発光部の内部に導く導光手段と、を具備し、
前記導光手段には、前記光源からの前記検査光を前記発光部側に導く第１導光部と、前記第１導光部の前記発光部側における端面と対向するように配置され、前記第１導光部の前記発光部側の端面から射出される検査光を前記発光部内に導く第２導光部とが設けられ、
前記第１導光部の外周側には、前記第１導光部に沿って延ばされて、前記発光部側における端部が前記第１導光部と前記第２導光部との対向部に対する外周側の領域に達する空気通路が設けられ、
前記保持手段には、前記保持面と密着した口部の内部と前記空気通路の前記発光部側における端部とを結ぶ通気路が設けられ、
前記外周側の領域には、前記空気通路の前記発光部側における端部から前記対向部を覆い隠す覆い部が設けられている検査装置。
前記空気通路の前記発光部側における端部と前記発光部との間には、前記空気通路と前記発光部の内部とを仕切って当該発光部の内部に閉鎖空間を生じさせる隔壁部が設けられ、前記通気路は前記隔壁部に対して前記閉鎖空間の反対側にて前記空気通路に開口し、前記第２導光部として、前記隔壁部を貫いて前記閉鎖空間側に突出する導光軸が設けられている請求項１に記載の検査装置。
前記第１導光部の外周側が筒状部材にて覆われ、前記導光軸は前記隔壁部から前記空気通路側にも突出するように設けられ、前記筒状部材の前記発光部側における端部が前記対向部を超えて前記導光軸側まで延ばされることにより、当該端部が前記覆い部として機能する請求項２に記載の検査装置。
前記筒状部材と前記保持具との間には前記筒状部材を半径方向に支持する筒支持部材が配置されている請求項３に記載の検査装置。
前記保持具及び前記光学部材のそれぞれが前記口部の軸線の回りに回転可能に設けられ、前記第１導光部の少なくとも前記対向部側の端部及び前記第２導光部のそれぞれは前記軸線と同軸的に配置され、前記第１導光部の前記対向部側の端部は前記軸線に沿って回転不能に設けられ、前記対向部には隙間が設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の検査装置。
前記対向部の前記隙間が前記空気通路への前記通気路の開口位置と比較して前記発光部の遠方に位置している請求項５に記載の検査装置。