JPS6252026A - 容器口部の検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 〈産業上の利用分野） 本発明は容器の検査に関し、より詳しくは容器口部に欠
陥があるかを知るため容器口部を検査する容器口部検査
方法及び装置に関する。

（従来の技術） 容器製造技術においては、［容器口部（ｃｏｎｔａ−ｉ
ｒｅｒ　ｆｉｎｉｓｈ　）　Ｊという語は、一般的に、
容器における口（ｍｏｎｔｈ　）を画定する部分を指す
。例えば、びんにおいては、口部は、キャップシートを
考慮した容器口部を囲む首の上表面と同様に、ねじ山、
及び／又はキャップが取付けられる肩を有する首部を含
む。容器口部が好適に作られ、それによりキャップがそ
の端部に固定され、容器空洞部分が、取扱い及び貯蔵時
に炭酸ガスのもれが生じないように、シールされること
が重要である。

ガラス又はプラスデック８鼎を大量に生産するための従
来技術は、様々なブロー成形で容器を形成することを含
んでいる。様々なタイプの欠陥が生じる。容器側壁の光
学的伝達特性に影響を与える欠陥についての容器検査の
ため、光学的走査手法を採用することかこれまで提案さ
れてきた。

本出願の出願人に譲渡された米国特許第４．３７８．／
１９３号明細書、 第４，３７８，４９４号明細書及び 第４，３７８．４９５号明細書には以下のような方法及
び装置が示されている。叩も、ガラス容器を物理的及び
光学的に検査ザる多数の場所（位置）を通過して、それ
らの容器を運搬する方法及び装置が示されている。ある
光学的検査位置においては、ガラス容：咎は垂直に保持
され、その中心軸のまわりに回転させられる。光源は容
器側壁を通る拡散された光エネルギを調節する。カメラ
、即ち、容器の垂直回転軸に平行な直線アレイとしての
複数の感光エレメント（画素）を含むカメラは、容器側
壁の縦に細長い部分を通って伝達される光を見るように
１没けられている。各画素の出力は容器の回転の増加に
伴って抽出され、隣接する画素信号の大きさが予め選定
されたしきい値レベルよりも大きいときには、エベント
信号が生成される。

適当なりジェツト（排除）信号がこのようにして生成さ
れ、欠陥のある容器がコンベアラインから選び出される
。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明の目的は、容器端部の光学特性の関数として容器
口部を検査すると共に、そのような光学特性が予め定め
た標準値と一致しないときには検査中の容器はりジェツ
ト（排除）されるべきであることを示すための装置及び
方法を提供することにある。

本発明のさらに特有の目的は、テスト容器の光学的伝達
特性が得られ、標準的な受入可能な容器の対応する特性
と比較され、そのような比較がテスト容器が受入可能な
しのではないことを示すときには、リジェクト信号が出
力される装置及び方法を提供することにある。

本発明のさらに他の目的は、容器の人聞生産において安
価に実施することができ、且つ容器本体の側壁欠陥等の
検査と結合して容易に実施できる装置及び方法を提供す
ることにある。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段及び作用）本発明におい
ては、透明なガラス又（よプラスチックの容器［１部の
検査は、容器が固定状態に保持され且つぞの中心軸のま
わりに回転づ′る間に、容器上に横向きに光源から光１
ネルギを拡散することによってなされる。カメラ、即ち
、容器の回転軸と共面にあるリニアアレイ内に設けられ
た多数の感光素子（エレメント）を含むカメラは、容器
軸に対して下向き角度で設けられ、容器口を囲む口部の
壁面の内及び外表面部の対向部分をまっすぐに見る。カ
メラエレメントは容器の回転の増加に伴って走査され、
カメラの感光素子毎における光の強さを承り情報が、素
子の番号と走査の増加によってアレイ状のものとして第
１アレイメモリに格納される。このようにして、カメラ
は、口壁の内及び外表面の両方を、容器の回転時に、見
ると共に、対応する口部情報がメモリに格納される。

容器口部の走査の終了後、メモリに格納されたテスト情
報は、第２アレイメモリに格納され且つ受入可能な容器
口部を示寸標準情報と比較される。

本発明の好ましい実施例においては、そのような標準情
報は、受入可能な口部を備えたものとして予め定められ
た標準容器を走査するとによって、且つカメラの感光素
子と走査の増加に応じてそのような情報をアレイメモリ
内に格納することによって、ステップアップ作用によっ
て得られる。そして、テスト及び！準メモリアレイは互
いに比較され、そのような比較結果が予め定めたオペレ
ータによって調節可能なしきい値を越えた相違を示ずと
ぎには、リジェクト信号が生成される。

本発明の好ましい実施例においては、カメラ及び光源は
、容器軸を挟んで互いに反対側に設けられる。カメラに
よって見られる光エネルギは、このように、テスト状態
下における容器の屈接特性に依存する複合関数である。

しかしながら、以下のことが理解されよう。即ち、その
ような特性は、製造公差、成形の仕方の違い及びガラス
処理の仕方の違いに結びついたいくらかの差を有する与
えられた容器形状に対してほぼ類似している。以下のこ
とが予想されよう。即ち、リジェクト信号に帰着するテ
スト及び標準の情報アレイ間のしきい値差は、オペレー
タによって経験的に定められる。

（実施例） 第１図に３３いて、：１ンベ７２０は典型的に星形車〈
図示けず）とスライドプレート２１を含み、そのコンベ
ア２０は成形容器源に配設接続され、連続的に容器２２
を検査ステーション２４へ運ぶ。

コンベア２０は、米国特許第４．２３０，２１９号明細
書及び第４．３７８，４９３号明細書に示されたような
、好適ないかなるタイプのものであってもよく、それら
に示されたちのはここにおける参照により具体化され、
さらに、鈎型的に、回転可能な星形車を備え、走査中に
連続的に容器をある位置に運び、それらの容器を指定位
置に保持する。駆動ローラのようなびん回転装置２６が
設けられ、ステーション２４において容器２２と係合し
、容器２２をその中心軸２３のまわりに回転させる。エ
ンコーダ２８は容器回転機構に結合し、容器の回転増加
量を示す信号を出力する。検出器３０は、リミットスイ
ッチのようなものであり、ステーション２４における容
器２２の存在を示す信号を出力する。

ここで説明されている本発明の好ましい実施においては
、容器２２はモールド成形されたガラスぴんとして説明
される。そのガラスびんは、容器本体３２と、一般に円
筒状となった首３４とを備え、その首３４は肩３７から
上方へ突出している。

本発明によって検査される容器口部は首３４の上部を含
み、その首３４の上部はキャップシール面３６となって
いる。螺旋ねじ山３８は、容器口を囲む口壁の外表面上
に完全に成形されている。さらに、つき出た部分即ち肩
４０は口壁外表面上に同様に形成され、口壁外表面上に
キャップのスカート部が通常の方法でひだ付けされ、キ
ャップが容器に固定される。一般に、本発明は、キャッ
プが固定される容器口部の検査に適用される。

光源４２が設けられ、容器の軸２３の横方向から容器端
部への拡散光エネルギが制御される。光ｉＩ≦（４２は
、１又はそれ以上のランプ４４と、拡散板４６を備える
。カメラ７１８が光源４２と対向して軸２３の側方に設
（〕られている。カメラ４８は複数の感光素子（画素）
５２（第２図）を備え、それらの感光素子５２は、軸２
３と同一の平面にあるリニアアレイ５０に設【ノられ、
且つ容器の軸に対し角度５４で８器の口に向って下向き
に方向づけられている。レンズ５６は第２図に図示する
ようにカメラの視野をリニアアレイ５０に合致さＵ゛、
それにより同軸円筒状容器口部の外壁及び内壁表面５８
．６０との対向部分をまっすぐに見られるようにし、内
壁表面６０は容器の口を通して角度５４で見られる。カ
メラ４８の実作４８′は第２図に示されているのが理解
されよう。本発明の好ましい実施例においては、エレメ
ントアレイ（リニアアレイ）５０は２５６個の素子５２
を備え、それらの素子駄直線状視野の合成されたものを
有し、その直線状視野は少なくともシール面３６から肩
４０の隣接する低部縁まで広がっている（もちろん、本
発明は、説明のために図示された特別の最終形状に制限
されるものではないことが理解されよう）。

情報プロセッサ６２は、検査ステーション２４における
容器２２の存在を示す検出器３０からの信号と、容器の
回転の増加を示すエンコーダ２８からの信号を受は取る
。カメラアレイ（リニアアレイ）５０の感光素子５２は
それぞれ同じように情報プロセッサ６２に接続され、各
素子上の光の強度を示すそれぞれの信号をそれに供給す
る。情報プロセッサ６２は、物体アレイメモリ６４と標
準アレイメモリ６６に接続され、■つ容器選別装置（図
示せず）へ排除信号を供給する出力を有する。

本発明の好ましい実施例においては、２５６個の素子（
画素）５２がリニアアレイ５０に設けられ、そして容器
の回転毎に２５６だけ増加し、各メモリ６４．．６６は
このようにして少なくとも２５６個×２５６個のメモリ
ワードが配置されたアレイを含む。

第３図は、容器２２の口部を検査するための情報プロセ
ッサ６２の作用を説明するフローチャートである。容器
２２が検査ステーション２４に検出されると、情報プロ
セッサ６２は容器の回転の増加ｆσにカメラアレイ５ｏ
のそれぞれの索子５２をスキャンし、それぞれのアレイ
素子において対応する光の強さに応じた関数として物体
アレイメモリ６６内に情報を格納する。最初即ち学習段
階中においては、容器２２が選択されて既知の満足な容
器口部が得られ、走査毎に１４られる情報が走査毎に平
均化され、そして標準アレイメモリ６６に格納される。

容器が満足な口部を有するために、カメラの感光素子と
走査の増加にＪ：って、４！ＡｔＳアレイメモリ６６は
このように平均強度の完全なアレイを含む。

容器の検査中においては、即ちステーション２４がその
ような学習段階にないときは、メモリ６／Ｉ内の物体即
ちテストアレイはメモリ６６内の対応する標準情報と比
較される。その比較は容器の回転と走査が行なわれるの
に続いてなされる。

もちろん、以下のことが理解されよう。即ち、メモリ６
４．６６は比較のため対応するアレイを含むけれども、
そのよろｔ１アレイは必ずしも登録する必要はなく、そ
れは、容器口部の走査は、容器軸の予め定めた位置にお
いて始まり且つ終るものではないからである。言葉を変
えて云えば、各容器の走査は、容器軸の周囲のランダム
な角度をなした部分において開始する。しかしながら、
容器の形状が与えられるためアレイパターンは以前とし
て同一である。従って、もし、物体メモリ６４に格納さ
れているデータのそれぞれ又は一群のものが欠陥のある
容器を示す場合には、データの比較により決定されるよ
うに、単に、物体アレイメモリ６４に格納されているデ
ータを、そのメモリ６４に格納されているデータのパタ
ーンが、標準アレイメモリ６６に格納されているデータ
にほぼ一致するまで、変えることが必要である。

そのような比較は好ましくは第１の比較を含み、その第
１の比較は、もしテスト及び標準データがオペレータに
よる調節可能なしきい僅差だけ互いに異なる場合には、
個々のアレイ位置におけるデータの比較により決定する
ものである。次いで、もし全データパターンの平均又は
かた１上らせた強度が標準パターンと、オペレータが調
節可能な差よりも異なっている場合には、第２の比較の
実行により決定される。

もし、そのような比較の一方又は他方が過度の差を示す
場合には、リジェクト信号がセラ１−され、ブロセッリ
作用が再び繰り返され、検査位置において次の容器が受
領されるのが待たれる。

カメラ４８とレンズ５６（第１図）は、容器軸２３に対
して角度５４に調節されて設けられるのが好ましい。

カメラ４８が前記したように容器内端壁と外端壁の両方
を可視なるように、角度５４は容器の形状に応じて設置
作業時に調節される。具体的には、視角は、ねじ山の高
さと開口部の大きさによって、容器の側部上のねじ、内
領域が口及び・口壁を通して見えるように決定される。

角度５４は少なくとも４５°と７５°の間で調節可能で
あるのが望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の好ましい実施例としての容器口部検査
装置の概略図、第２図はカメラよって見られる容器口部
の概略図であって、その上に重ね合わされたカメラの視
野を備えたものであり、第３図は容器口部を検査する本
発明の詳細な説明するフ〔１−チャートである。 ２０・・・コンベア、２１・・・スライドプレート、２
２・・・容器、２３・・・中心軸、２４・・・検査ステ
ーション、２６・・・回転装置、２８・・・エンコーダ
、３０・・・検出器、３４・・・首、３６・・・シール
面、３７・・・肩、３８・・・じねじ山、／１０・・・
肩、４２・・・光源、４４・・・ランプ、４６・・・拡
散板、４８・・・カメラ、４８′・・・実像、５０・・
・リニアアレイ、５２・・・感光素子、５４・・・角度
、５６・・・レンズ、５８・・・外壁表面、６０・・・
内壁表面、６２・・・情報プロセッサ、６４・・・アレ
イメモリ、６６・・・アレイメモリ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中心軸と、口壁によつて囲まれた開口とを備えた容
   器であつて、その口壁は前記容器に対する内及び外壁表
   面を有する容器口部の検査装置において、 容器を固定位置に保持すると共に、その容器をその中心
   軸のまわりに回転させる保持・回転手段と、 前記保持・回転手段内の容器の口部上に、前記軸に対し
   て横方向から、拡散される光エネルギを照射するように
   配置された光源と、 前記保持・回転手段内の容器の開口部を視野に入れるよ
   うに前記軸に対してある角度で設けられ、前記内及び外
   口部壁表面部分を視野として有するカメラと、 前記カメラに応答し前記口部の光学特性の関数としての
   情報を取得する情報取得手段と、 を備えたことを特徴とする容器端部の検査装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の装置において、前記
   保持・回転手段に応答し容器の回転の増加時に信号を供
   給する手段をさらに備え、前記情報取得手段は、前記信
   号に応答し容器の回転の関数としての前記情報を得るこ
   とを特徴とする装置。 ３、特許請求の範囲第２項に記載の装置において、前記
   カメラは、リニアアレイを形成する複数の感光素子を備
   えたことを特徴とする装置。 ４、特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前記
   カメラは、前記リニアアレイが前記保持・回転手段内の
   容器の中心軸と共面になるように配置されたことを特徴
   とする装置。 ５、特許請求の範囲第４項に記載の装置において、前記
   カメラは、前記光源と前記中心軸を挟んで反対側に配置
   されたことを特徴とする装置。 ６、特許請求の範囲第５項に記載の装置において、前記
   カメラは、前記中心軸に対して４５°から７５°の角度
   の線状の視野を有することを特徴とする装置。 ７、特許請求の範囲第３項に記載の装置において、前記
   情報取得手段は、 容器の回転の増加時に前記カメラのリニアアレイを走査
   するための走査手段と、 カメラの感光素子と走査の増加に応じた走査情報を格納
   する第１アレイメモリと、 を備えたことを特徴とする装置。 ８、特許請求の範囲第７項に記載の装置において、前記
   情報取得手段は、 受入可能な容器を示す情報を格納するための第２アレイ
   メモリと、 容器の走査の完了に応答し前記第１及び第２アレイメモ
   リに格納された情報同士を比較する手段と、 前記第１及び第２アレイメモリに格納された前記情報同
   士間の差に応じて容器リジェクト信号を出力する手段と
   、 を備えたことを特徴とする装置。 ９、特許請求の範囲第８項に記載の装置において、前記
   リジェクト信号出力手段は、前記差が予め選択されたし
   きい値を越えたときに、前記リジェクト信号を出力する
   手段を含むことを特徴とする装置。 １０、特許請求の範囲第９項に記載の装置において、前
   記しきい値を選択的に変化させるための手段をさらに含
   むことを特徴とする装置。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載の装置において、
   前記走査手段と前記カメラのリニアアレイに選択的に応
   答しカメラの感光素子と走査の増加に応じて、走査情報
   を前記第２アレイメモリに格納する手段をさらに備えた
   ことを特徴とする装置。 １２、中心軸と、内及び外壁表面を有する、口部壁によ
   つて囲まれた開口とを備えた容器口部の検査装置におい
   て、 容器を固定位置に保持すると共に、その容器をその中心
   軸のまわりに回転させる保持・回転手段と、 容器の回転の増加を示す手段と、 前記保持・回転手段における容器口部へ光エネルギを照
   射するように設けられた光源と、 前記光源と前記中心軸を挟んで反対側に設けられ、前記
   内及び外口壁表面部分を含む直線視野を有するように、
   前記中心軸と共面上におけるリニアアレイ内に前記中心
   軸とある角度をもって設けられた複数の感光素子を有す
   るカメラと、 前記表示手段に対応し容器の回転の増加時に、前記カメ
   ラの感光素子を走査する手段と、 前記走査手段に応答しカメラの感光素子と走査手段の結
   合の関数としての走査情報を格納する手段と、 を備えたことを特徴とする装置。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載の装置において、 カメラの感光素子と、走査の増加の結合の関数として、
   受入可能な容器口部を示す情報を格納するための第２ア
   レイメモリと、 前記第１及び第２アレイメモリに格納された情報同士を
   比較するための手段と、 をさらに備えたことを特徴とする装置。 １４、特許請求の範囲第１３項に記載の装置において、
   前記光源は、前記軸に対して横方向から前記容器口部へ
   拡散される光エネルギを照射する手段を備えたことを特
   徴とする装置。 １５、開口と中心軸を有する容器口部の検査方法におい
   て、 （ａ）受入可能な口部を有する標準容器を選ぶステップ
   と、 （ｂ）前記標準容器がその中心軸のまわりに回転する間
   、前記標準容器口部上へ拡散される光エネルギを照射す
   るステップと、 （ｃ）前記標準容器の回転に伴つてその容器の口部をス
   キャンし、前記容器の光学特性を示す情報を、容器の回
   転の増加に応じたものとして、メモリ内に格納するステ
   ップと、 （ｄ）未知の口部特性を有するテスト容器を選ぶステッ
   プと、 （ｅ）前記テスト容器がその中心軸のまわりに回転する
   間に、前記テスト容器の口部上に拡散される光エネルギ
   を照射するステップと、 （ｆ）前記テスト容器の口部をその容器の回転に伴つて
   スキャンして、容器の回転の増加の関数として、前記テ
   スト容器の光学特性を示す情報を生じさせるステップと
   、 （９）ステップ（ｆ）において生じた前記情報と、ステ
   ップ（ｃ）においてメモリに格納した前記情報とを比較
   するステップと、 （ｈ）ステップ（ｆ）において生じた前記情報と、ステ
   ップ（ｃ）において格納された前記情報とが、予め選択
   されたしきい値以上に異なるときに、信号を出力するス
   テップと、 を備えたことを特徴とする容器口部の検査方法。 １６、特許請求の範囲第１５項に記載の方法において、
   前記ステップ（ｂ）及び（ｅ）は、拡散光エネルギの単
   一光源からの光で前記容器照明することを特徴とする方
   法。 １７、特許請求の範囲第１６項に記載の方法において、
   前記ステップ（Ｃ）及び（ｆ）は、単一のカメラで前記
   容器口部を見ることを特徴とする方法。 １８、特許請求の範囲第１７項に記載の方法において、
   前記ステップ（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、前記標準
   及びテスト容器の前記端部を同一の方向から見るように
   前記カメラの向きを定めるステップを備えることを特徴
   とする方法。 １９、特許請求の範囲第１８項に記載の方法において、
   前記ステップ（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、前記口部
   を容器開口部内の前記中心軸に対して下向き角でながめ
   て容器口部の内及び外表面の両方を見るように前記カメ
   ラをある方向に向けて設けるステップを備えることを特
   徴とする方法。 ２０、特許請求の範囲第１９項に記載の方法において、
   前記ステップ（ｄ）乃至（ｈ）は、多数の容器が連続す
   る毎に繰返して実行されることを特徴とする方法。