WO2013038976A1

WO2013038976A1 - ガラス瓶の製造方法

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Publication number: WO2013038976A1
Application number: PCT/JP2012/072687
Authority: WO
Inventors: 和久森内
Original assignee: ニプロ株式会社
Priority date: 2011-09-14
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2013-03-21
Also published as: CN103857634B; CN103857634A; JP2013060339A; JP5853520B2

Abstract

【課題】長手方向全体に亘って同軸精度が高いガラス瓶、及びその製造方法を提供する。【解決手段】ガラス管（２００）は、複数の円盤（１１２）に載置され、撮像装置（１２０）によってその開口端（２１０）周辺が撮像される。生成された画像データは、制御装置（１４０）によって処理され、開口端（２１０）の中心位置が演算される。制御装置（１４０）は、成形装置（１３０）の芯出し部（１３１）を制御し、開口端（２１０）の中心と芯（１３３）の中心軸線とが一致する高さで、芯（１３３）を開口端（２１０）に挿入させる。バ－ナ－（１３４）によって開口端（２１０）周辺が加熱されて軟化される。ガラス管（２００）を載置する円盤（１１２）が回転した状態で、開口端（２１０）周辺が芯（１３３）に沿って成形され、口部（２２０）が形成される。

Description

ガラス瓶の製造方法

　本発明は、ガラス瓶の製造方法に関する。

　従来より、管状のガラス管などを加工してガラス瓶を製造する方法が知られている。このような方法で製造されるガラス瓶は、主に液体を保持する容器として、あらゆる場面で使用されている。特に医療分野や化学分野において、医薬品を保持する目的で使用されるガラス瓶には、高い成形の精度が求められる。そのようなガラス瓶の一例として、たとえば、アンプル、バイアル、及び注射器用容器として使用されるカートリッジやシリンジが挙げられる。

　ガラス管からガラス瓶を製造する方法として、一般的に以下の方法が使用されている。まず、ガラス管を適当な長さに切断する。ガラス管を回転させながら、開口端周辺をバーナー等で加熱して軟化させる。ガラス管の開口端周辺の周面を外側から押圧する。ガラス管が回転しているため、押圧された部分は周方向に沿って内側に凹むように変形される。こうしてガラス瓶の口が成形される。また、もう一方の開口端を加熱処理等により塞ぎ、ガラス瓶の底を形成する。

　特許文献１には、小穴が空けられたゴム栓をガラス管の一端に挿入して閉止し、他端をガスバーナーなどで成形加工することで、ガラス内面からのアルカリ成分溶出が少なくされたガラス製の容器が記載されている。また、特許文献２には、モータによってＸ，Ｙ両軸方向に移動できるテーブル上にプランジャーメカニズムが設置された自動調芯装置が記載されている。プランジャーメカニズムの稼働側に一定ピッチで導電体が取り付けられており、導電体の変位を検出する作動センサが異常波形を検出したときに、モータに作動信号が送られて自動的に調芯が行われる。

特開２００１－３２８６１２号公報特開平４－１４４９２５号公報

　上述されたような方法でガラス管を加工する場合、ガラス管を寝かせた状態で加工する方法（以下、横式成形とする）、又はガラス管を立てた状態で加工する方法（以下、縦式成形とする）のいずれかが使用される。通常、ガラス管は寝かせられた状態で製造ラインを搬送されるため、横式成形の方が縦式成形よりも製造の工程を単純にすることができる。

　横式成形において、ガラス管は、例えばローラ上に寝かされた状態に載置される。その際、ガラス管は長手方向がローラの回転軸と平行に載置される。ローラが回転すると、その回転はガラス管に伝達され、ガラス管はローラの回転向きとは逆向きに回転する。回転するガラス管に対して上述された開口端周辺の加工が行われる。

　しかしながら、ガラス瓶に加工されるガラス管は必ずしも全てが同一の形状ではなく、外径や内径に僅かな誤差が存在することがある。また、同一のガラス管であっても、切断された部位によって外径や内径に僅かな誤差が存在することがある。その場合、ローラ上に載置されたガラス管の中心軸線は、個体によって僅かに異なる高さに存在することになる。すなわち、横式成形において、ガラス管の回転中心は、個体ごとに異なる高さに存在することがある。それにより、全てのガラス管に対して同じ方法で開口端周辺の加工を行った場合。ガラス瓶の胴部分の中心軸線と開口端周辺の中心軸線とがずれてしまい、ガラス瓶の同軸精度が損なわれるおそれがある。

　本発明は、前述された事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、長手方向全体に亘って同軸精度が高いガラス瓶の製造方法を提供することにある。

　(1)　本発明は、水平方向の軸を各々有する複数の円盤対が、各軸を水平方向に離間させ且つ隣接する円盤対が軸方向から視て重なるように配置されており、隣接する２対の円盤対に載置されたガラス管体に芯材を挿入して加工するガラス瓶の製造方法である。本発明に係るガラス瓶の製造方法は、隣接するいずれか２対の上記各円盤対に載置された上記ガラス管体の開口端を撮像して画像データを得る撮像ステップと、上記画像データに基づいて、上記ガラス管体の開口端の中心を演算する中心演算ステップと、演算された上記ガラス管の中心位置と上記芯材の軸線とが合致するように、隣接するいずれか２対の上記各円盤対に載置された上記ガラス管体の開口端に上記芯材を挿入する芯挿入ステップと、上記ガラス管体が載置された上記各円盤対を回転させながら上記ガラス管体の開口端を加熱して、上記芯材に沿って口部を形成する口形成ステップと、を含む。

　隣接するいずれか２対の円盤対に載置されたガラス管体の開口端周辺を撮像される。生成された画像データが処理されて、ガラス管体の開口端の中心が演算される。隣接するいずれか２対の円盤対に載置されたガラス管体の開口端に芯材が挿入される。その際、芯材の軸線がガラス管の中心位置と合致するように芯材が挿入される。ガラス管体が載置された各円盤対を回転させながらガラス管体の開口端が加熱されて、芯材に沿って口部が形成される。このような方法によると、芯材の中心軸線と開口端の中心とが一致しているため、長手方向全体に亘って同軸精度が高いガラス瓶を製造することができる。

　なお、本発明において、「中心を演算する」とは、開口端の中心位置を特定する数値情報を演算によって求めることである。この数値情報は、必ずしも空間中における開口端の中心座標を直接示すものである必要はなく、芯挿入ステップにおいて使用される任意の形式に符号化されていてもよい。例えば、中心位置を特定する数値情報は、事前に決定された基準位置からの変位量として符号化されていてもよい。

　(2)　上記中心位置は、上記開口端の外郭線の位置又は形状の少なくとも一方に基づいて演算されてもよい。

　ガラス管体の開口端の外郭線の位置又は形状を特定し、それに基づき中心位置を演算することで、少ないステップ数で演算が完了する。

　(3)　上記外郭線の位置又は形状は、上記画像データに対してエッジ検出処理を行うことで特定されてもよい。

　エッジ検出処理によって、外郭線の位置又は形状を特定することで、外郭線の位置又は形状を高精度に特定することができる。

　本発明によると、長手方向全体に亘って同軸精度が高いガラス瓶を製造することが可能である。

図１は、本発明の実施形態に係るガラス瓶製造装置１００の全体構造を示す模式図である。図２は、撮像装置１２０の構成を示す模式図である。図３は、成形装置１３０の構成を示す模式図である。図４は、円盤１１２によってガラス管２００が搬送される様子を前後方向４３０の前方から観察した図である。図５は、円盤１１２に載置された外径が異なるガラス管２００ごとに、その中心位置を示す図である。図６は、押圧部材１３６がガラス管２００を押圧する様子を示す図である。図７は、ガラス管２００に口部２２０が形成される様子を示す図である。

　以下に、適宜図面が参照されて、本発明の好ましい実施形態が説明される。なお、以下に説明される実施形態は本発明の一例に過ぎず、本発明の要旨を変更しない範囲で、本発明の実施形態が適宜変更できることは言うまでもない。

［ガラス瓶製造装置１００の概要］
　図１に示されるガラス瓶製造装置１００は、搬送装置１１０と、撮像装置１２０と、成形装置１３０と、制御装置１４０とを有するものである。ガラス管２００（本発明のガラス管体に相当）は、搬送装置１１０によって搬送向き５００に搬送される。ガラス管２００が搬送される中で、撮像装置１２０が有するデジタルカメラ機能によって、ガラス管２００の長手方向の端部である開口端２１０（本発明の開口端に相当）が撮像される。撮像された画像データ（本発明の画像データに相当）は、制御装置１４０によって処理され、開口端２１０の中心位置が算出される。搬送向き５００の下流側において、成形装置１３０は、算出された開口端２１０の中心位置に基づき、ガラス管２００の開口端２１０から芯１３３（本発明の芯材に相当）を挿入する。開口端２１０の周辺は、成形装置１３０によって芯１３３に沿って成形され、ガラス瓶（本発明のガラス瓶に相当）の口部２２０（本発明の口部に相当）が形成される。以下、ガラス瓶製造装置１００の各構成要素が詳細に説明される。以下の説明において、上下を基準に上下方向４１０が定義され、ガラス管２００が搬送される向きを基準に左右方向４２０が定義され、上下方向４１０及び左右方向４２０と垂直な方向に、前後方向４３０が定義される。

［搬送装置１１０］
　図１に示されるように、搬送装置１１０は、左右方向４２０に沿って並べられた複数の回転軸１１１（本発明の軸に相当）と、各回転軸１１１に設けられた複数の円盤１１２（本発明の円盤対に相当）と、各回転軸１１１を回転させる駆動部１１５とによって構成されている。回転軸１１１は、長手方向が前後方向４３０に向けて配置されている。

　円盤１１２は、例えば金属によって製造された薄平な板状であり、前後方向４３０からの平面視において、円形の形状を有するものである。円盤１１２は、各回転軸１１１の長手方向において、所定距離だけ離間されて複数設けられている。円盤１１２が離間された距離は、ガラス管２００の長手方向の寸法よりも短くなっており、好ましくはガラス管２００の両端から各々１０～１５ｍｍ短く、すなわち全体としてガラス管２００の長手方向の寸法より２０～３０ｍｍ短い。なお、ガラス管２００の長手方向の寸法は、１．５～３．０ｃｃの容量のガラス瓶であれば約６０ｍｍである。１つの回転軸１１１に設けられた円盤１１２の直径は、互いに等しい。搬送向き５００に隣接された２つの回転軸１１１において、各回転軸１１１に設けられた円盤１１２の位置は、前後方向４３０に円盤１１２の隙間が０．５～１．０ｍｍ程度となるようにオフセットされている。互いにオフセットされた円盤１１２は、前後方向４３０からの平面視において、部分的に重なり合っている。円盤１１２が重なり合った部分が重なり部１１３と称される。例えば、直径が７８ｍｍの円盤１１２に対して、回転軸１１１の間隔が５５ｍｍに設定されることによって、２３ｍｍの重なり部１１３が生じる。詳細は後述されるが、ガラス管２００は、各重なり部１１３の上部に所定の時間滞留しながら、搬送向き５００に段階的に搬送される。図１の例においては、各回転軸１１１に対して２つの円盤１１２が設けられているため、隣接する回転軸１１１の間に２つの重なり部１１３が形成されている。ただし、各回転軸１１１に設けられる円盤１１２の数は２つに限られるものではなく、２つ以上であれば当業者が適宜決定してもよい。

　円盤１１２の周の一部には切片１１４（図４に図示）が形成されている。切片１１４は、円盤１１２の周の一部が、２つの直線に沿って切り取られたものである。２つの直線は、切片１１４の最深部で約９０°～１２０°程度の角を為して交差している。切片１１４の深さは、円盤１１２の半径の約１／６～１／５程度である。切片１１４は、ガラス管２００を保持して搬送するためのものである。円盤１１２の直径、及び切片１１４の形状や大きさは、搬送されるガラス管２００の寸法に応じて当業者が適宜決定することができる。

　駆動部１１５は、各回転軸１１１を支持し、回転軸１１１を円盤１１２と共に回転させる駆動力を与えるものである。回転軸１１１は、駆動部１１５によって、左向き（図４（Ａ）の第１向き６１０）に回転する。駆動部１１５は、１つ又は複数のモータ（不図示）と、モータの回転を各回転軸１１１に伝達するギア（不図示）などで構成される。図１において、駆動部１１５は、全ての回転軸１１１に対して１つだけ設けられているが、各回転軸１１１ごと又は複数本の回転軸１１１ごとに設けられていてもよい。駆動部１１５は、通信ケーブル１４１を介して制御装置１４０と接続されており、制御装置１４０の制御によって動作する。回転軸１１１の回転は、制御装置１４０によって制御される。駆動部１１５は、制御装置１４０の制御によって、各回転軸１１１ごと又は複数本の回転軸１１１ごとに、回転速度を変化させたり回転を停止させる機能を有していてもよい。

　図１には、搬送装置１１０として、円盤１１２及び回転軸１１１を有した部分だけが示されているが、搬送装置１１０は、必ずしも全ての部分が図１に示されるような構成である必要はない。例えば、搬送装置１１０は、ガラス管２００を搬送するためのコンベアを有していてもよいし、ガラス管２００を滑らせて搬送するための傾斜面を有していてもよい。また、本実施形態に係る搬送装置１１０は、ガラス管２００を搬送向き５００に搬送するものであるが、搬送向き５００は常に同じ向きでなくてもよい。つまり、搬送装置１１０は、搬送中にガラス管２００をカーブさせたりＵターンさせるものであってもよい。

［撮像装置１２０］
　図１に示されるように、撮像装置１２０は、円盤１１２付近に設けられており、円盤１１２に対して前後方向４３０の前方に設けられている。撮像装置１２０は、ＣＭＯＳセンサを内蔵しており、デジタルカメラ機能を有している。図２に示されるように、デジタルカメラ機能を構成するレンズ１２１は、前後方向４３０の後方、すなわち円盤１１２側に向けられている。デジタルカメラ機能は、搬送中に重なり部１１３の上部に載置されたガラス管２００の開口端２１０周辺を撮像するためのものである。平常時においては、撮像装置１２０の各種パラメタは固定されており、搬送される複数のガラス管２００を、同じ条件で撮像することができる。撮像装置１２０は、デジタルカメラ機能を制御するためのＣＰＵやＲＡＭを内蔵したマイクロコンピュータを有している。撮像装置１２０は、通信ケーブル１４２（図１に図示）を介して制御装置１４０と接続されており、制御装置１４０の制御によって動作するものである。撮像装置１２０が撮像を行うタイミングは、制御装置１４０によって制御される。また、撮像装置１２０は、通信ケーブル１４２を通じて、撮像によって生成された画像データを制御装置１４０に転送する機能を有している。

［成形装置１３０］
　図１に示されるように、成形装置１３０は、撮像装置１２０よりも搬送向き５００の下流側に設けられている。また、成形装置１３０は、円盤１１２付近に設けられており、円盤１１２に対して前後方向４３０の前方に設けられている。図３に示されるように、成形装置１３０は、ホルダー１３２を有した芯出し部１３１と、ガラス管２００の開口端２１０周辺を加熱して軟化させるバーナー１３４と、押圧部材１３６によって開口端２１０周辺を押圧する押圧部１３５とを有している。成形装置１３０は、通信ケーブル１４３（図１に図示）を介して制御装置１４０と接続されており、制御装置１４０の制御によって動作するものである。成形装置１３０は、重なり部１１３に滞留したガラス管２００の開口端２１０周辺を成形し、口部２２０（図７に図示）を形成するものである。

　芯１３３は、ホルダー１３２に保持されている。ホルダー１３２は、大部分が芯出し部１３１に収容されており、複数のモータなどから駆動伝達されて動作する。ホルダー１３２は、例えばモータ（不図示）からの動力によって成形装置１３０の内部を上下方向４１０に移動範囲７００を移動可能である。また、ホルダー１３２は、例えばモータ（不図示）からの動力によって前後方向４３０の後方に向けて芯１３３を繰り出したり、芯１３３をホルダー１３２の内部に収容することができる。すなわち、ホルダー１３２は、移動範囲７００内の任意の高さにおいて、芯１３３を前後方向４３０に出し入れ可能である。制御装置１４０は、開口端２１０の中心位置に基づいて、ホルダー１３２を上下方向４１０に移動させ、開口端２１０の中心と芯１３３の中心軸線とが一致する高さで芯１３３を繰り出してガラス管２００に挿入させる。図３において、ホルダー１３２の内部に収容された状態の芯１３３が一点鎖線によって示されている。また、ホルダー１３２から繰り出されてガラス管２００に挿入された状態の芯１３３が実線によって示されている。

　バーナー１３４は、前後方向４３０において、円盤１１２とホルダー１３２の間に設けられている。バーナー１３４は、上下方向４１０の上方に向けて炎を放射することができる。バーナー１３４は、ガラス管２００の開口端２１０周辺を加熱して軟化させるものである。

　押圧部１３５は、バーナー１３４の周辺に設けられている。押圧部１３５の上部には、左右方向４２０の両側においてそれぞれ棒状の押圧部材１３６が軸支されている。平常時において、押圧部材１３６は、下端側を軸支され、上端側が左右方向４２０の両側に開かれた状態となっている（図６（Ａ）の状態）。押圧部材１３６は、例えばモータからの動力によって先端側が左右方向４２０の内側に向かって回動する。すなわち、２つの押圧部材１３６は、図６（Ａ）における第２向き６２０及び第３向き６３０にそれぞれ回動する。押圧部１３５は、バーナー１３４に加熱されて軟化されたガラス管２００の開口端２１０周辺を、２つの押圧部材１３６によって押圧する（図６（Ｂ）の状態）。押圧部材１３６の形状は、ガラス管２００の開口端２１０周辺が加工されるべき形状に基づいて、当業者が適宜決定することができる。

［制御装置１４０］
　制御装置１４０は、搬送装置１１０、撮像装置１２０、及び成形装置１３０の動作をそれぞれ制御するものである。制御装置１４０は、上述された通信ケーブル１４１，１４２，１４３を介して搬送装置１１０、撮像装置１２０、及び成形装置１３０とそれぞれ通信可能に接続されている。制御装置１４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びハードディスクドライブ等を有したコンピュータである。制御装置１４０は、例えば、各装置を制御するために専用に設計されたコンピュータであってもよいし、汎用的に使用されるパーソナルコンピュータやワークステーションに各装置を制御するための制御用プログラムがインストールされたものであってもよい。また、制御装置１４０は、各装置を制御する複数のコンピュータが通信可能に接続されたものであってもよい。また、通信ケーブル１４１，１４２，１４３は必ずしも必須のものではなく、制御装置１４０は、各装置と無線方式によって通信されてもよい。

　制御装置１４０には、撮像装置１２０から転送された画像データを処理する画像処理プログラムがインストールされている。制御装置１４０は、画像データを処理して、ガラス管２００の開口端２１０の中心位置を算出する。画像処理プログラムの詳細については後述される。

［ガラス瓶３００の製造方法］
　ガラス管２００は、寸法や材質が、製造されるガラス瓶３００の要件に合致した管である。一般的には、ガラス管２００は、前後方向４３０と交差する断面が円形の管である。ガラス管２００は、長手方向の少なくとも一端が開放されたものである。ガラス管２００は、長さ数メートルの管が、所定の長さずつに分断されたものであってもよい。例えば、１．５～３．０ｃｃの容量のガラス瓶３００であれば、約６０ｍｍの長さのガラス管２００が用いられる。

　ガラス管２００は、搬送装置１１０によって、搬送向き５００に搬送される。ガラス管２００の開口端２１０の一方は前後方向４３０の前方に位置している。搬送中のガラス管２００は、円盤１１２の重なり部１１３の上部に載置された状態になる。つまり、ガラス管２００は、前後方向４３０に離間された複数の円盤１１２上に跨って載置される。

　制御装置１４０の制御によって、円盤１１２が回転軸１１１と一体に図４（Ａ）の第１向き６１０に回転する。ガラス管２００が載置された円盤１１２のうち、搬送向き５００の下流側の円盤１１２に形成された切片１１４が、ガラス管２００の位置まで周回すると、ガラス管２００は、切片１１４に保持される（図４（Ｂ）の状態）。ガラス管２００は、切片１１４に保持された状態で円盤１１２の周に沿って搬送され（図４（Ｃ）の状態）、搬送向き５００の１つ下流側の重なり部１１３の上部まで移動する（図４（Ｄ）の状態）。ガラス管２００の移動が下流側の円盤１１２によって止められるため、ガラス管２００は、切片１１４の保持から外れた状態になる（図４（Ｅ）の状態）。以上の動作が繰り返されて、ガラス管２００は、各重なり部１１３を経由しながら搬送向き５００に段階的に搬送される。

　ガラス管２００が撮像装置１２０後方の重なり部１１３まで搬送されると、制御装置１４０は、撮像装置１２０を制御して、ガラス管２００の開口端２１０周辺を撮像させる。図２に示されるように、レンズ１２１は前後方向４３０の後方に向けられているため、ガラス管２００は長手方向から撮像される。撮像によって得られた画像データは、通信ケーブル１４２を介して制御装置１４０に転送される。なお、制御装置１４０が撮像装置１２０を制御して、ガラス管２００の開口端２１０周辺を撮像させる動作が本発明の撮像ステップに相当する。

　制御装置１４０は、ガラス管２００が成形装置１３０まで搬送されるまでの間に、上述された画像処理プログラムによって画像データを処理し、開口端２１０の中心位置を演算する。画像処理プログラムは、当業者が任意に設計できるものであるが、例えば制御装置１４０に以下のような処理を実行させるものである。

　画像データは、ガラス管２００の開口端２１０を長手方向の前方から撮像して得られたものである。すなわち、ガラス管２００の断面が円形である場合、ガラス管２００は開口端２１０が円形に撮像されている。まず、制御装置１４０は、画像データに対してエッジ検出処理（本発明のエッジ検出処理に相当）を行い、エッジ部分以外の輝度値を０にした２値画像データを生成する。エッジ検出処理としては、例えば、各画素の輝度値について、近傍画素との差分を取ったものを閾値に基づいて２値化する等の方法が使用可能である。

　続けて、制御装置１４０は、得られた２値画像データに対して、円形の形状を特定するテンプレートマッチング処理を行う。それにより、検出されたエッジのうち、開口端２１０の外郭線（本発明の外郭線に相当）に対応する部分が特定される。撮像装置１２０は、開口端２１０の外郭線から開口端２１０の中心位置を算出する。算出される開口端２１０の中心位置とは、例えば開口端２１０の中心に対応する画素の座標である。この画素の座標は、当該画素の横方向の座標と、縦方向の座標とによって特定されるものである。開口端２１０の中心位置が、画素と画素との境界に対応している場合、当該位置は、各画素を細分化した仮想単位であるサブピクセルによって特定されてもよい。なお、撮像装置１２０から転送される画像データは、ストリーミング形式の動画像データであってもよい。その場合、動画像中に登場する複数のガラス管２００に対して、開口端２１０の中心位置を特定する上記処理がリアルタイムに行われてもよい。なお、制御装置１４０が画像処理プログラムに基づいて開口端２１０の中心に対応する画素の座標を演算する処理が、本発明の中心演算ステップに相当する。

　ガラス管２００が成形装置１３０後方の重なり部１１３まで搬送されると、制御装置１４０は、算出された開口端２１０の中心位置に基づいて、芯出し部１３１のホルダー１３２を上下方向４１０の所定の高さまで移動させる。詳細には、開口端２１０の中心と芯１３３の中心軸線とが一致する高さにホルダー１３２を移動させる。制御装置１４０は、芯１３３を前後方向４３０の後方に繰り出し、開口端２１０からガラス管２００の所定の深さまで芯１３３を挿入させる。制御装置１４０がホルダー１３２を移動させる位置を決定する処理の一例が、以下に説明される。

　図５（Ａ）は、外径の基準となる仮想的なガラス管が、芯出し部１３１後方に載置されたと仮定した場合の仮想外殻線９００を示している。撮像範囲８００は、撮像装置１２０が撮像を行う際に画像データに反映される空間の範囲である。仮想外殻線９００の中心ｏ１の空間中の位置が、ｘ１及びｙ１で示されている。ｘ１及びｙ１は、左右方向４２０及び上下方向４１０における中心ｏ１の空間中の位置である。撮像範囲８００は固定されているため、中心ｏ１は、画像データ中の特定の画素（以下、基準画素とする）に対応する。なお、画像データにおける基準画素の座標、及び芯１３３の中心軸線がｙ１に位置する際の、ホルダー１３２の上下方向４１０の位置（以下、基準位置とする）が、制御装置１４０によって事前に記憶されている。

　図５（Ｂ）は、仮想外殻線９００よりも外径の大きなガラス管２００が、芯出し部１３１後方に載置された状態を示している。図５（Ａ）と同様に、開口端２１０の中心ｏ２の位置が、ｘ１及びｙ２によって示されている。開口端２１０の中心は、ガラス管２００の外径に関わらず、２つの円盤１１２から等距離だけ離れて位置することになる。つまり、ｘ１は、図５（Ａ），（Ｂ）において互いに同じ位置にある。一方、上下方向４１０における開口端２１０の中心は、ガラス管２００の外径が大きくなるほど高い位置に存在することになる。従って、図５からも判断されるように、ｙ１＜ｙ２である。

　画像処理プログラムに基づき、制御装置１４０は、算出した開口端２１０の中心の画素の座標と基準画素の座標とを比較する。例えば、図５（Ｂ）のガラス管２００においては、開口端２１０の中心ｏ２に対応する画素の座標は、基準画素の座標より一定の画素分（ｄ画素とする）だけ上方にずれることになる。この画素の座標のずれｄに基づき、制御装置１４０は、基準位置に対するホルダー１３２の上下方向４１０の変位ｙ２－ｙ１を算出する。ｄとｙ２－ｙ１とは線形の関係にあり、比例定数ａを用いてｙ２－ｙ１＝ａｄが成り立つ。比例定数ａの値は、試験に基づき当業者が事前に決定することができる。制御装置１４０は、ホルダー１３２を、基準位置からｙ２－ｙ１だけ上方に移動させる。以上の方法によって、開口端２１０の中心ｏ２と芯１３３の中心軸線とを一致させることができる。なお、制御装置１４０が芯出し部１３１を制御して、ホルダー１３２を移動させ、開口端２１０から芯１３３を挿入させる動作が本発明の芯挿入ステップに相当する。

　重なり部１１３において、円盤１１２がそれぞれ第１向き６１０に回転しているため、ガラス管２００は、第１向き６１０とは逆向きに回転される。ガラス管２００の開口端２１０周辺は、バーナー１３４の炎によって加熱されて軟化される。図６に示されるように、制御装置１４０は、成形装置１３０の押圧部１３５を制御して、図６（Ａ）に示される２つの押圧部材１３６を、第２向き６２０及び第３向き６３０にそれぞれ回動させる。図６（Ｂ），図７に示されるように、押圧部材１３６は、一定の力によって開口端２１０周辺を左右方向４２０の外側から押圧する。それにより、ガラス管２００の押圧された部分は、周方向内側に凹むように変形される。ガラス管２００には芯１３３が挿入されているため、ガラス管２００の押圧された部分は、芯１３３の周面に沿って成形され、口部２２０が形成される。なお、図６（Ａ），（Ｂ）においては、成形装置１３０及び芯１３３以外の構成要素は省略されている。

　口部２２０の形成が完了した後、制御装置１４０は、ホルダー１３２を制御して、芯１３３をガラス管２００から抜き出す。同時に２つの押圧部材１３６を図６（Ａ）の位置に復帰させる。なお、制御装置１４０が押圧部１３５を制御して、口部２２０を形成させる動作が本発明の口形成ステップに相当する。

　なお、図には示されないが、成形装置１３０よりも搬送向き５００の下流側には、バーナーなどを有した瓶底を形成する装置（不図示）が設けられていてもよい。ガラス管２００の前後方向４３０の後方の端部が開放されている場合には、後方の開口端２１０が当該装置によって閉塞され、ガラス瓶の底が形成される。例えば、開口端２１０周辺がバーナーなどによって熱せられて軟化される、開口端２１０周辺が軟化された状態で成形され、開口端２１０が平らな平面状に閉塞される。以上の工程を経て、ガラス管２００からガラス瓶３００が製造される。瓶底を形成する方法の詳細は、当業者が適宜決定することができる。

［実施形態の作用効果］
　口部２２０が形成される際、開口端２１０の中心と挿入された芯１３３の中心軸線とが一致しているため、長手方向全体に亘って同軸精度が高いガラス瓶３００を製造することができる。

　また、画像データから開口端２１０の外郭線を特定し、それに基づき中心位置を演算するため、少ないステップ数で演算が完了する。

　また、画像データにエッジ検出処理を行って外郭線の位置又は形状を特定するため、外郭線の位置又は形状を高精度に特定することができる。

　また、ガラス管２００の搬送及び加工が、ガラス管２００を寝かせた状態（長手方向が水平方向となる状態）で行われるので、製造工程が簡略化され、ガラス瓶３００の低コスト化が実現される。

　また、ガラス管２００は、各重なり部１１３に一定時間滞留するため、重なり部１１３においてガラス管２００を加工することが容易となる。当業者は各回転軸１１１の回転速度を変更することで、ガラス管２００が重なり部１１３に滞留する時間を任意に調整することができる。

　ガラス瓶製造装置１００は、構造が簡潔であり、低価格で製造することができる。

［変形例］
　上述された実施形態において、各ガラス管２００から１つのガラス瓶３００が製造されていたが、各ガラス管２００から２つのガラス瓶３００が製造されてもよい。そのような変形例において、ガラス管２００には、長手方向の両方の端部が開放されたものが使用される。上述された実施形態と同様の方法により、一方の開口端２１０が成形装置１３０によって成形された後、ガラス管２００は、搬送装置１１０が有するアームなどによって前後方向４３０に反転される。アームの下流側には、もう一組の撮像装置１２０及び成形装置１３０が設けられており、同様の方法によってもう一方の開口端２１０が成形される。すなわち、両方の開口端２１０に口部２２０が形成される。ガラス管２００は、切断機などによって長手方向の中央で切断される。切断された２つのガラス管２００の切断部分が上述された方法によってそれぞれ平面状に閉塞され、２つのガラス瓶３００が製造される。

　また、上述された実施形態において、芯１３３は、ホルダー１３２と共に上下方向４１０に移動可能なものであったが、芯出し部１３１は、芯１３３が左右方向４２０にも移動可能であるように構成されていてもよい。その場合、制御装置１４０は、開口端２１０の中心位置に基づき、芯１３３の中心軸線と開口端２１０の中心とが一致するように、ホルダー１３２を上下方向４１０及び左右方向４２０に移動させる。このような方法によると、芯１３３の位置が左右方向４２０にも調整されるため、開口端２１０の中心と芯１３３の中心軸線とをより正確に一致させることができる。

　また、上述された実施形態において、押圧部材１３６は、ガラス管２００を左右方向４２０の両側から押圧していたが、押圧部材１３６は、ガラス管２００を異なる方法で押圧してもよい。例えば、押圧部材１３６は、ガラス管２００を上下方向４１０の両側から押圧してもよい。また、押圧部材１３６の代わりに回転するローラによって、口部２２０が形成されてもよい。

　また、搬送装置１１０は、必ずしも円盤１１２の回転によってガラス管２００を搬送する必要はない。例えば、搬送装置１１０は、搬送用のアームやコンベアなどの複数の手段によってガラス管２００を搬送してもよい。

　また、上述された実施形態において、撮像装置１２０と成形装置とは、異なる装置として構成されていたが、撮像装置１２０と成形装置とが１つの筐体に収容されて、１つの装置として構成されてもよい。その場合、ガラス管が重なり部１１３に滞留している間に、開口端周辺の撮像から口部２２０の成形までの一連の工程が行われてもよい。

１１１・・・回転軸
１１２・・・円盤
１３３・・・芯
２００・・・ガラス管
２１０・・・開口端
２２０・・・口部
３００・・・ガラス瓶

Claims

　水平方向の軸を各々有する複数の円盤対が、各軸を水平方向に離間させ且つ隣接する２対の円盤対が軸方向から視て重なるように配置されており、隣接する２対の円盤対に載置されたガラス管体に芯材を挿入して加工するガラス瓶の製造方法であって、
　隣接するいずれか２対の上記各円盤対に載置された上記ガラス管体の開口端を撮像して画像データを得る撮像ステップと、
　上記画像データに基づいて、上記ガラス管体の開口端の中心を演算する中心演算ステップと、
　演算された上記ガラス管の中心位置と上記芯材の軸線とが合致するように、隣接するいずれか２対の上記各円盤対に載置された上記ガラス管体の開口端に上記芯材を挿入する芯挿入ステップと、
　上記ガラス管体が載置された上記各円盤対を回転させながら上記ガラス管体の開口端を加熱して、上記芯材に沿って口部を形成する口形成ステップと、を含むガラス瓶の製造方法。
　上記中心位置は、上記画像データから特定された上記開口端の外郭線の位置又は形状の少なくとも一方に基づいて演算される請求項１に記載のガラス瓶の製造方法。　
　上記外郭線の位置又は形状は、上記画像データに対してエッジ検出処理を行うことで特定される請求項２に記載のガラス瓶の製造方法。