JPH09318559A - 透明ガラス容器の外観検査方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】透明ガラス容器の肉厚内の異物、内表面に付着
したガラス破片、成形時に発生する外表面の焼き傷など
の外観欠点を検出精度よく検出できる検査方法と装置を
提供する。 【構成】ガラス容器を軸中心に回転させる手段と、ガラ
ス容器の肉厚内及び内表面側に帯状平行光として投光さ
れる投光手段と、該平行光にほぼ直角に配置される撮像
手段と、該撮像手段によって撮影される画像中の連続す
る輝点の大きさを検知してあらかじめ設定されたしきい
値と比較して欠点として判断する検知手段とで構成され
る。そして被検査体の透明ガラス容器と撮像手段の中間
に台形プリズムを配置し、また被検査体の透明ガラス容
器の肉厚を測定し、該肉厚測定結果に基づいて外観欠点
の合否判定のしきい値を自動変化させるシステムを有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、透明ガラス容器の製造
工程または透明ガラス容器を使用する充填ラインにおい
て、該透明ガラス容器の肉厚内に存在する異物や、内表
面に付着した異物やガラス破片、外表面に存在する焼き
傷（ハゼシワ）の欠点を光学的に検査する方法と装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス容器の肉厚内や外表面に存
在する異物欠点の検査は、被検査ガラス容器を挟んで拡
散光源と固体撮像カメラを対向させて配置し、拡散光が
異物で遮蔽されて現れる暗部（黒点）を固体撮像カメラ
で検知して異物欠点を検出する方法が採用されていた。
そのために検査できる欠点は石やハッキリとした汚れに
代表される不透明異物に限られると言う問題があった。

【０００３】また、従来のガラス容器の胴部を挟んで光
源とカメラを配置した胴部検査方法ではガラス容器の胴
下部から底部に至る裾部は湾曲を持つ形状となっている
ことから、光源からの光線が屈折あるいは反射されて十
分に透過せずに画像が暗くなって検査ができないと言う
欠点があった。

【０００４】一方、口部上方と底部下方にカメラと光源
を配置した底部検査では底部の周辺のコーナー部では肉
厚が厚かったり、湾曲を持つ形状のために画像が暗くな
って検査ができなかったり、更に、細口壜では視野が狭
められてコーナー部が検査できないという欠点があっ
た。そのために胴裾部または底コーナー部を専用に検査
する検査装置が特公平７−８５０６１号で紹介されてい
る。

【０００５】次に、ガラス壜に負荷される熱的な衝撃、
充填時のコンタクトやハンドリングでの機械的な衝撃と
いった外的応力によって、充填工程や市場で破損に至る
場合があり、まれに問題となることがある。これらの破
損は、ガラス壜の成形直後の高温時に種々の成形環境雰
囲気からガラス壜内に入って内表面に傷をつけて固着し
た異物が起点となっている。これらの異物固着はガラス
壜のコンタクトポイント付近や底コーナー部付近の衝撃
応力が集中する部分に存在するときはとりわけ注意が必
要となる。しかし従来の検査方法では、内表面に付着し
た異物が微小のために検出精度が不足したり、あるいは
生産工程中での搬送による帯電によって外表面に付着
し、洗浄工程で容易に除去されるために不良とすべきで
ない塵、埃やガイド等の汚れとの区別が付かずに良品排
出が異常に多くなって検査機としての使用に耐えられな
いという状況もあった。

【０００６】また、上記の破損に至る内表面異物固着欠
点は、付着した異物付近の肉厚との相関があることが知
られており、肉厚が特に薄い軽量壜では肉厚に応じて、
即ち薄くなればなるほど小さい異物固着欠点を排除する
ことで破損防止を図る必要性があるにもかかわらず、肉
厚と内表面に固着した異物の大きさとを関連させた検査
方法が取られていなかった。

【０００７】そして従来の検査方法では欠点対象が不透
明な欠点に限られるので、ガラス容器の内面に形成され
たバードスウィング欠点、固着したガラス破片、ガラス
容器の外表面に形成された底部ガラス盛り上がり、焼き
傷等の透明な成形欠点は検査することができなかった。
そのために特公昭５９−２１４９９号公報や特開平１−
２１３５５８号公報で開示される破片固着のみを検査す
る検査装置や、特開平１−１３２９４２号公報で開示さ
れるハゼシワ（焼き傷）検査装置などのように個々の欠
点に対する専用検査装置が発明されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解消して、透明ガラス容器に存在する肉
厚内の異物や、内表面の異物やガラス破片固着、外表面
のハゼシワ等の欠点を、胴裾部や底コーナー部を死角と
せず、また肉厚との相関を持たせて精度よく検査する方
法と装置を提供する目的として完成されたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の透明ガラス容器の外観検査方法お
よび装置は、第一の発明としてのガラス容器の底部およ
び底裾部外観検査において、検査位置に搬送されてガラ
ス容器を軸中心に回転させる手段と、ガラス容器の底部
肉厚内及び内表面に帯状平行光として投光される投光手
段と、該帯状平行光にほぼ直角に、且つガラス容器下方
にあるガラス容器中心を通り投光方向を短手とする細長
く切り欠いたデッドプレートの検査窓よりガラス容器底
部を撮像できるように配置される撮像手段と、該撮像手
段によって撮影される画像は、欠点を有しない場合は暗
視野として、また欠点を有する場合は該欠点または／お
よび該欠点により形成されるガラス表面の凹凸によって
散乱反射する明点を画像として捉え、撮像した該画像中
に連続する明点の大きさを検知して、あらかじめ設定さ
れたしきい値と比較して欠点として判断する検知手段と
で構成されたことを特徴とするものである。

【００１０】そして第二の発明としてのガラス容器の胴
部外観検査において、検査位置に搬送されてガラス容器
を軸中心に回転させる手段と、ガラス容器の上方および
／または下方より胴部肉厚内及び内表面に帯状平行光と
して投光される投光手段と、該帯状平行光にほぼ直角
に、且つガラス容器側方にあってガラス容器胴部を撮像
できるように配置される撮像手段と、該撮像手段によっ
て撮影される画像は、欠点を有しない場合は暗視野とし
て、また欠点を有する場合は該欠点または／および該欠
点により形成されるガラス表面の凹凸によって散乱反射
する明点を画像として捉え、撮像した該画像中に連続す
る明点の大きさを検知して、あらかじめ設定されたしき
い値と比較して欠点として判断する検知手段とで構成さ
れたことを特徴とするものである。

【００１１】そしてこの検査方法と装置は、被検査体の
透明ガラス容器と撮像手段の中間に湾曲部分の観察撮像
するために散乱反射光の方向を変えるための台形プリズ
ムおよび／またミラーを配置したことを特徴とし、更に
は被検査体の透明ガラス容器の肉厚を測定し、該肉厚測
定結果に基づいて外観欠点の合否判定のしきい値を自動
変化させることを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態を図
面で以下に説明する。図１はガラス壜の裾部と底部の検
査方法を示したもので、図１（ａ）は正面一部断面図、
図１（ｂ）は平面図である。スターホイル１で保持され
て公知の間歇回転で検査ステーションにインデックスさ
れた被検査ガラス壜２は、壜回転手段３で軸中心に回転
され、１回転以上回転させて検査を行う。そしてガラス
壜２は細長く切り欠き穴４が設けられたデッドプレート
５と称する摩擦係数の小さい材料で構成された板面上で
ブレの少ない回転を可能としている。

【００１３】そして、検査のためにガラス壜２裾部に該
ガラス壜２側面側より壜径とほゞ同じ幅を有し、かつ、
厚みが薄い帯状平行光６を投光手段１０によって入射す
る。ここで帯状平行光６を壜幅とほゞ同じ幅にするの
は、切り欠き穴４の上方に位置する２箇所の壜裾部２ａ
で反射した光線がカメラに飛び込まなくするためであ
る。そして入射した帯状平行光６は、ガラス壜２の裾部
２ａ（図２に記載）より入射させ、底肉厚内と底部２ｂ
（図２に記載）の内表面を伝搬させる。この時底部２ｂ
肉厚内に存在する異物７や、あるいは底部内表面に固着
した異物に帯状平行光６が照射され、異物によって散乱
する反射光８が生ずる。この散乱した反射光８を帯状平
行６にほゞ直角に配置した撮像手段９で検知して、その
サイズで良否の判定を行う。

【００１４】検査のための帯状平行光６はガラス壜２の
裾部２ａから壜底部２ｂの肉厚内に投光され、その方向
はデッドプレート５の切り欠き４の細長い穴の短手方向
と同じ向きに投光する。そして入射光は壜裾部２ａの斜
面に当たり、壜表面で反射しほゞ垂直下方向に向かう光
と、壜底肉厚内へ入射する光とに分かれる。前者は検査
には役立つことはなく除去すべきノイズと言える。デッ
ドプレート５は、このノイズとなる余分な光を撮像系に
入れない黒色の遮蔽板であり、切り欠かれた細長い穴４
は壜底部２ｂの検査窓である。

【００１５】ガラス壜２裾部２ａよりほゞ平行に入射し
た光線は壜底部２ｂ外表面にある人為的に設けられた彫
刻１１、ナーリング、バーコード等によって入射光の一
部は屈折して曲げられる。この時カメラの視野中心軸は
ガラス壜２の回転軸にほゞ垂直の配置となっているため
に、屈折光は撮像手段９の視野には到達しないのでこれ
ら壜底部２ｂ外表面の彫刻１１等の影響を受けて不良と
誤認することはない。一方、ガラス肉厚内の白石やスチ
ールボール等の内面の異物７に入射光が当たって散乱反
射した光の方向は広い範囲に及ぶためにデッドプレート
５に設けられた細長い切り欠き穴４を介して撮像手段９
系で捉えることができる。そして１回転以上回転させて
切り欠き穴４を介して壜底部２ｂ全面を検査することが
できる。

【００１６】前記の底部内表面に固着した検査対象異物
は、金属粉のように黒色であっても、成形時のガラスが
軟化している状態で混入付着したものであれば、底部内
表面に付着する折、図２に示すようにガラス壜２内表面
に凹凸部１３を形成するので異物そのものが散乱反射し
なくても、該凹凸部１３によって散乱あるいは反射が生
じるために、異物としての存在を検知することが可能と
なる。

【００１７】本発明のもう１つの特徴であるデッドプレ
ート５の切り欠き穴４下方に配置される台形プリズム１
４は、該プリズム１４の上底面を撮像手段９側に、下底
面を壜２の底側にして切り欠き穴４と平行に配置し、該
プリズム１４の下方のミラー１２を介した撮像手段９の
視野方向を変化させて、切り欠き穴４の上方に位置する
２箇所の壜２の裾部２ａを検査する目的で使用されてい
る。また、下部に撮像手段９を配置することで従来の上
部カメラ検査方式で課題であった細口壜における視野範
囲の制限を受ける問題点を解消している。そして、該プ
リズム１４は底部２ｂの制限の解消のみならず、検査平
行光６と撮像手段９との配置関係をほゞ直角に維持して
いるため、視野方向を変える目的であればプリズムのほ
かにミラーを用いても同様の効果を得られるのは言うま
でもない。

【００１８】更に、従来の透過方式の検査装置と異な
り、本発明の検査方法と装置は撮像手段９は常時暗視野
を観察している。そのため透過方式の明視野のもとでは
撮像系の光量を飽和以上にすると検出感度が低下する問
題があったのに対して、光強度を十分に上げることがで
きるので異物での散乱反射光を容易に強くすることが可
能であり検査感度を上げることが可能となる。

【００１９】すなわち、上述の光強度を上げることによ
って、たとえ撮像素子の１画素の捕捉検査エリアが欠陥
サイズに比較して広くなっても、微小欠陥からの散乱光
強度を強くすることで素子が受光して発生する電圧レベ
ルを上げて、事実上分解能以上の細かい欠点の検出を可
能とすることができる。これにより微小欠点の検出と、
従来肉厚が厚くて光量不足で検査できなかった裾部２ａ
についても検査できるようにしている。しかも塵や埃や
ガイド汚れは通常黒色で壜表面に付着するが、本発明の
検査光では散乱反射は起こらず、これらを不良として検
出することはない。

【００２０】本発明の検査方法と装置においては、前述
の異物欠点以外に、図２に示す底部内表面に固着した透
明なガラス破片１５や、外表面に形成された焼き傷（ハ
ゼシワ）、底部ガラス盛り上がりについても検出できる
特徴を持っている。即ち、本発明では検査のための帯状
平行光６はガラス壜２の底部内表面をも通過するように
投光されている。そして内表面はガラス壜２成形時のブ
ローエアで成形されているために自由面で、その壜肌は
鏡面である。したがってこの鏡面での散乱反射はないも
のの、固着または付着したガラス片１５によって散乱反
射するために、これらを検出できる。一方、外表面の欠
点である焼き傷（ハゼシワ）、底部ガラス盛り上がりは
壜肉厚中を伝搬する光線が散乱し、検出可能となる。

【００２１】以上はガラス壜２の胴裾部２ａから底部２
ｂにかけての検査方法と装置の好ましい形態について説
明してきたが、第二の本発明の胴部１６の検査について
も同様の方法で検査することができる。即ち図３で示す
ように胴部１６の検査においては、ガラス壜２の胴部１
６肉厚内に光を入射するために、ガラス壜２の上方と下
方、場合によっては胴側面方向より投光手段１７、１８
により平行光１９ａ、１９ｂ、１９ｃを入射する。そし
て胴部１６の肉厚内および内表面を伝搬する帯状平行光
が異物等によって散乱反射する。そしてその反射光を台
形プリズム２０で集光して撮像手段２１ａ、２１ｂで捉
えて欠点を検知し、図示しない排出装置によって検査ラ
インから排出される。

【００２２】胴部１６の異物のなかで壜搬送時に壜同士
が衝突するポイント（コンタクトポイント）近傍の内面
異物を起点とする破損が発生することが知られている。
しかもこのとき内面の異物の大きさは、通常の外観検査
機の検出感度よりも小さいことも多く、検査困難となる
場合がしばしば発生する。さらに肉厚が薄いほど内面異
物として排除すべき異物サイズを小さくしなければなら
ないことが図４のグラフで示すように判っている。それ
故に、コンタクト部は肉厚測定結果と異物測定結果とを
関連させて良否を判定することが必要である。

【００２３】そこで本発明ではもう１つの特徴であり、
図５のフローで示すように、肉厚測定値により異物検査
のサイズのしきい値を自動的に変更できるシステムを備
えている。即ち、肉厚測定が基準値( 例えば1.５ｍｍ)
以下であれば肉厚不良として被検査ガラス壜をリジェク
トし、肉厚が基準値以上のときでも、基準限度付近（例
えば１.5〜１.8ｍｍ）の一定範囲以内においては警告
（ＷＡＲＮＩＮＧ）信号を肉厚測定結果から出して異物
検査を厳しく検知し、それ以上の肉厚であれば通常の異
物検査による判定値でもって検査を行うシステムとなっ
ている。

【００２４】もちろん逆に、異物サイズの大きさを基に
して、肉厚検査感度を自動的に変更できるシステムにし
ても同様の効果が得られるのは明らかであるし、更に、
壜２の裾部２ａの厚み測定をもとに底裾部異物のしきい
値変更を行ってもよい。

【００２５】

【実施例】

（実施例１）以下に図６（ａ）、（ｂ）で示す本発明の
ガラス壜の底部および底裾部検査装置の実施例を説明す
る。図６（ｂ）は（ａ）の平面図である。ガラス壜６１
の検査に使用する平行光６２ａの投光手段６２は、ファ
イバー式ライトガイドとし、シリンドリカルレンズを使
用して帯状平行光６２ａとしている。平行光の上下高さ
調整をして壜底部に投光するためのミラー６３を用いて
上下調整代を広げるようにすることが望ましい。また、
照明幅は壜径とほゞ同一にするためにシリンドリカルレ
ンズ先端にマスク６４を配置してある。なお、使用する
光源はメタルハライド光源またはキセノン光源である。
検知側のミラー６８、台形プリズム６７はボックスＢ内
に収納するようにして防塵対策が施されて、カメラ６９
で撮像する構成となっている。６５はデッドプレート、
６６はデッドプレート６５に設けられた細長い切り欠き
穴であり、図示しない公知の手段で切り欠き穴６６の中
心上に搬送され、図示しない公知の回転手段でガラス壜
６１は少なくとも１回転以上回転されて、前述で説明し
た形態でもって検査される。

【００２６】上述の検査装置を用いて、実生産ラインで
１００，０００本の検査を行い、排出されたリジェクト
壜３９本を調査した。リジェクト壜３９本の内訳は、気
泡１１本、底ビリ３本、異物９本、ホットコート粉１
本、底ハゼシワ８本、白石７本であり、この中で気泡の
３本は良品としても問題のないものであった。また、サ
ンプルとして用意した破片固着５種類、底盛り上がり不
良３種類の不良サンプルも１０回の検出可否テストを行
い、１００％リジェクトすることが確認できた。通常ガ
ラス壜の検査機における良品排出率は０．４％程度が一
応の目安とされていることから判断して、本発明の検査
装置は０．０４％と低く良好な結果が得られた。

【００２７】（実施例２）本発明の胴部の検査装置の実
施例を図７（ａ）、（ｂ）を参照しつつ以下に説明す
る。図６（ｂ）は（ａ）の平面図である。投光手段７２
（ａ）、７２（ｂ）はファイバー式ライトガイドのフラ
ット光を多数使用し、シリンドリカルレンズを使用して
集光して図７で示すようにガラス壜７１の胴部肉厚内と
内表面に投光としている。前述の実施例１の底部および
底裾部検査装置と同様に台形プリズム７３によって視野
を拡大して裾部７１ａを検査可能にしている。そして裾
部７１ａ部分を台形プリズム７３を用いることで方向を
変えて２度観察することができる。これは投光の一部が
壜裾部で反射し明部と観察され検査できなくなるために
使用している。胴部検査に使用するカメラ７４は壜回転
のスピードが速いためにショット２００／ｓｅｃの高速
カメラを使用することが望ましい。

【００２８】また、本発明の装置には肉厚を測定検査す
るための装置７５が設置されており、該肉厚計測は異物
等の外観検査と同一ステーションで計測している。該肉
厚計測装置７５は公知の静電容量式の他、レーザー共焦
式のセンサーを用いても構わないが、図５で示すシステ
ムが搭載されており、異物検査感度を自動的に変更でき
るようになっている。

【００２９】上記の胴部検査装置を用いて、実生産ライ
ンで実施例１と同様に１００，０００本の検査を行い、
排出された５２本のリジエクト品を調査した。５２本の
内訳は気泡１８本、異物１１本、白石９本、ハゼシワ１
４本であった。その中で良品レベルのものは気泡１２本
であり、底部検査と同様良好な結果が得られた。

【００３０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の透明ガラス容器の検査方法と装置によれば、従来課題
となっていた容器の変曲点のある裾部や厚肉の底コーナ
ー部が特別な専用装置を使用せずに容易に検査できるよ
うになる。また、本発明は撮像を常時暗視野で捉える方
法であり、この結果投光する光強度を十分に上げること
ができるので分解能を高く上げることが可能となり、破
損の起点となるような小さい内面異物と搬送上で付着す
るガイド等のよごれとを精度よく区別して、ムダバネも
なく確実に欠点として除去することができる。

【００３１】さらに、本発明では肉厚に応じて除去すべ
き異物の大きさのしきい値を自動的に変更できる構成に
してあるので、特に肉薄壜で破損につながる微小な異物
を精度よく選別することもできる。

【００３２】また、ガラス容器の致命的な欠陥であるガ
ラス破片固着や、製造工程で壜外表面に形成される焼き
傷（ハゼシワ）や底部盛り上がり不良の重大な欠点を専
用装置を配置せずに精度よく検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の底部の検査方法の概要を示す一部断面
図である。

【図２】本発明の底部の検査方法の概要を示す一部断面
図である。

【図３】本発明の胴部の検査方法の概要を示す一部断面
図である。

【図４】異物をオリジンとするインパクト破損時のガラ
ス壜の肉厚と異物のサイズの関係図である。

【図５】異物と肉厚との相関による異物判定のしきい値
の自動変更システム図を示す。

【図６】本発明の底部の検査装置の概要を示す一部断面
図である。

【図７】本発明の胴部の検査装置の概要を示す一部断面
図である。

【符号の説明】

１ スターホイル ２、６１、７１ ガラス壜 ３ 回転手段 ４、６６ 切り欠き穴 ５、６５、７６ デッドプレート ６、１９ 帯状平行光 ７ 異物 ８ 散乱反射光 ９、２１、６９、７４ 撮像手段 １０、１７、１８、６２、７２ 投光手段 １１ 彫刻 １２、６８ ミラー １３ 凹凸 １４、２０、６７、７３ 台形プリズム １５ ガラス破片 １６ 胴部 ７５ 肉厚計測装置

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ガラス容器の底部および底裾部外観検査に
   おいて、検査位置に搬送されてガラス容器を軸中心に回
   転させる手段と、ガラス容器の底部肉厚内及び内表面に
   帯状平行光として投光される投光手段と、該帯状平行光
   にほぼ直角に、且つガラス容器下方にあるガラス容器中
   心を通り投光方向を短手とする細長く切り欠いたデッド
   プレートの検査窓よりガラス容器底部を撮像できるよう
   に配置される撮像手段と、該撮像手段によって撮影され
   る画像は、欠点を有しない場合は暗視野として、また欠
   点を有する場合は該欠点または／および該欠点により形
   成されるガラス表面の凹凸によって散乱反射する明点を
   画像として捉え、撮像した該画像中に連続する明点の大
   きさを検知して、あらかじめ設定されたしきい値と比較
   して欠点として判断する検知手段と、で構成されたこと
   を特徴とする透明ガラス容器の外観検査方法および装
   置。
2. 【請求項２】ガラス容器の胴部外観検査において、検査
   位置に搬送されてガラス容器を軸中心に回転させる手段
   と、ガラス容器の上方および／または下方より胴部肉厚
   内及び内表面に帯状平行光として投光される投光手段
   と、該帯状平行光にほぼ直角に、且つガラス容器側方に
   あってガラス容器胴部を撮像できるように配置される撮
   像手段と、該撮像手段によって撮影される画像は、欠点
   を有しない場合は暗視野として、また欠点を有する場合
   は該欠点または／および該欠点により形成されるガラス
   表面の凹凸によって散乱反射する明点を画像として捉
   え、撮像した該画像中に連続する明点の大きさを検知し
   て、あらかじめ設定されたしきい値と比較して欠点とし
   て判断する検知手段と、で構成されたことを特徴とする
   透明ガラス容器の外観検査方法および装置。
3. 【請求項３】被検査体のガラス容器と撮像手段の中間に
   湾曲部分の観察撮像するために散乱反射光の方向を変え
   るための台形プリズムおよび／またミラーを配置したこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の透明ガ
   ラス容器の外観検査方法および装置。
4. 【請求項４】被検査体のガラス容器の肉厚を測定し、該
   肉厚測定結果に基づいて外観欠点の合否判定のしきい値
   を自動変化させることを特徴とする請求項１または請求
   項２または請求項３に記載の透明ガラス容器の外観検査
   方法および装置。