(57)【要約】【課題】白筋を欠陥として検出せず、かつ、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などを欠陥として検出することができるプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置の提供を目的とする。【解決手段】プリフォーム検査装置１は、プリフォーム１０の反撮像側に設けられた赤外線照明２と、プリフォーム１０の撮像側に設けられた可視光照明３と、プリフォーム１０を撮像し、画像信号を出力する撮像手段４と、画像信号にもとづいてプリフォーム１０の検査を行う検査手段とを備え、プリフォーム１０の欠陥を検出する構成としてある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反撮像側からプリフォームに近赤外線を照射し、撮像側から前記プリフォームに可視光を照射して、
前記プリフォームを撮像するとともに、画像信号を出力し、
前記画像信号にもとづいて、前記プリフォームの欠陥を検査することを特徴とするプリフォーム検査方法。
【請求項２】
前記欠陥を検査する際、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を欠陥として選択的に検出することを特徴とする請求項１に記載のプリフォーム検査方法。
【請求項３】
前記近赤外線が、赤外線ＬＥＤから照射され、前記可視光が、蛍光灯から照射されることを特徴とする請求項１又は２に記載のプリフォーム検査方法。
【請求項４】
プリフォームの反撮像側に設けられた赤外線照明と、
前記プリフォームの撮像側に設けられた可視光照明と、
前記プリフォームを撮像すると共に、画像信号を出力する撮像手段と、
前記画像信号にもとづいて前記プリフォームの検査を行う検査手段と
を備え、
前記プリフォームの欠陥を検出することを特徴とするプリフォーム検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブロー成形によってボトル状の合成樹脂製容器に成形されるプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置に関し、特に、プリフォームに発生した目視可能な欠陥である未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を選択的に検出することのできるプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ポリエチレンテレフタレートなどの熱可塑性樹脂を用いて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二軸延伸ブロー成形などによってボトル状に成形してなる合成樹脂製ボトルが、各種飲料品が内容物として充填される飲料用容器として広い分野で一般的に利用されている。そして、このような合成樹脂製ボトルを量産するに際しては、ブロー成形に先だってプリフォームの欠陥の有無を検査し、瑕疵のあるプリフォームを予め排除しておくことによって生産性を高めることが望まれる。
【０００３】
プリフォームの欠陥の有無を検査する技術として、たとえば、特許文献１には、プリフォームを挟むようにして、照明とＣＣＤカメラとが配設されたプリフォーム検査装置の技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２には、少なくとも２層に構成された部分を有する、透明な検査対象物を検査する検査装置の技術が開示されている。この装置は、検査対象物に照射する、第１の波長λ１の光と前記第１の波長λ１とは異なる第２の波長λ２の光を放射する面光源と、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光が照射された検査対象物を撮影する撮像装置と、前記第１の波長λ１と前記第２の波長λ２の光のそれぞれについて、前記撮像装置により撮影された画像データから各画素の濃度値を抽出し、画素毎に前記第１の波長λ１の光と前記第２の波長λ２の光について画素濃度の比を求める演算装置とを備え、前記演算装置は、前記画素濃度の比の変化量に基づいて、前記検査対象物の良／不良を判断する。
【０００５】
また、特許文献３には、プラスチック着色物品を近赤外範囲の放射線に露光させ、前記物品から戻るか又はその物品を通過する放射線を測定し、そして、前記戻った又は通過した放射線を解析して、前記物品又はその内容物についての欠陥データを提供する方法の技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１００１１９号公報
【特許文献２】特開２０１１−１６９７３５号公報
【特許文献３】特表２００４−５０９３５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従前からの本出願人の検討によって、合成樹脂製ボトルの成形に支障をきたすおそれのある目視可能ないくつかの欠陥が特定されており、かかる欠陥を未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などと称している。
ここで、未溶解ゲルとは、プリフォーム１０の樹脂が未溶解なゲル状の部分をいい、プリフォーム１０の外面あるいは内面に窪んだ状態で発生し、白色である。未溶解ゲルは、ブロー成形した際に、破壊の起点となるおそれがあり、かつ外観上も好ましくない欠陥である。
また、茶色変色部は、プリフォーム１０の樹脂が茶色に変色した部分をいい、黒色変色部は、プリフォーム１０の樹脂が黒色に変色した部分をいい、これらは主にプリフォーム１０の内部に発生し、さらに、固形異物は、プリフォーム１０に混入した固形の異物であり、いずれも外観上、好ましくない欠陥である。
【０００８】
（従来例）
これらの欠陥を検出するために、本発明を完成するに先だって本発明者らが検討した従来例について、図面を参照して説明する。
図２は、当該従来例におけるプリフォーム検査装置を説明する概略図であり、（ａ）は平面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
【０００９】
図２において、プリフォーム検査装置１０１は、プリフォーム１０の反撮像側に設けられた反射板１０２、プリフォーム１０の撮像側に設けられた可視光照明１０３、可視光照明１０３から照射された可視光が反射するプリフォーム１０を撮像し、画像信号を出力する撮像手段４、及び、前記画像信号にもとづいてプリフォーム１０の欠陥検査を行う検査手段（図示せず）などを備えている。
なお、プリフォーム１０は、搬送方向に沿って公転するとともに自転する状態で、撮像手段４によって撮像される。
【００１０】
（可視光照明）
可視光照明１０３は、蛍光灯などの可視光を照射する照明としてあり、プリフォーム１０の撮像側に設けられている。この可視光照明１０３は、図示してないが、複数の蛍光灯及び反射板などを有するほぼ平板状であり、上方から見ると、一対の対向するほぼＬ字形状としてあり、撮像手段４の撮像領域に位置するプリフォーム１０に、左右方向及び撮像側から可視光を照射する。
なお、本明細書において、プリフォーム１０の撮像側とは、複数のプリフォーム１０の中心を通る円弧状の軌跡に対して、撮像手段４が位置する側をいい、また、プリフォーム１０の反撮像側とは、前記軌跡に対して、撮像手段４が位置していない側をいう。
【００１１】
（反射板）
反射板１０２は、上方から見ると、上述したプリフォーム１０の軌跡に対応して湾曲した板状部材であり、通常、レンズフレアや背景の悪影響などを抑制するために、白色に塗装されている。
【００１２】
（撮像手段）
撮像手段４は、プリフォーム１０のねじ部、胴部及び底部をそれぞれ撮像するねじ部用撮像手段４１、胴部用撮像手段４２及び底部用撮像手段４３を有している。
【００１３】
（検査手段）
検査手段は、ＣＰＵやメモリなどを有する情報処理装置であり、ねじ部用撮像手段４１、胴部用撮像手段４２及び底部用撮像手段４３が出力した画像信号を入力する。この検査手段は、各画像信号に対して所定の領域を検査ウインドウとして設定し、所定の閾値に対する二値化処理などを行い、目視可能な欠陥を検出すると、プリフォーム１０を不良品と判断し、該プリフォーム１０を排出するための排出信号を排出手段（図示せず）に出力する。
【００１４】
このようなプリフォーム検査装置１０１を用いてプリフォームを検査するには、撮像側からプリフォーム１０に可視光を照射し、この可視光が反射するプリフォーム１０を撮像する。そして、出力された画像信号にもとづいて、プリフォーム１０に発生した目視可能な欠陥を検査する。
【００１５】
しかしながら、上述した従来例にあっては、プリフォーム１０に発生した未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などを目視可能な欠陥として検出できるものの、欠陥ではない白筋と称するものをも欠陥として検出してしまっていた。このため、良品として使用可能な白筋が発生したプリフォーム１０が不良品として排斥されてしまい、歩留りを向上させることができないといった問題があった。
ここで、白筋とは、プリフォーム１０の底部にのみ発生し、プリフォーム１０の樹脂が薄い白色に変色したほぼ筋状の部分をいい、プリフォーム１０の内部に発生する。白筋は、ブロー成形した際に、破壊の起点となるものではなく、また外観としても支障がないため欠陥とはみなされないものである。
【００１６】
本発明は、以上のような問題を解決するために提案されたものであり、白筋を欠陥として検出せず、かつ、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などを欠陥として選択的に検出することができるプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置の提供を目的とする。
【００１７】
なお、本発明者等は、上記の問題を解決するために、鋭意、試験等を行い、プリフォーム１０を透過した近赤外線を用いて撮像すると、白筋を検出することなく未溶解ゲル、黒色変色部及び固形異物などを検出できることを見出した。
しかしながら、透過した近赤外線を用いて撮像すると、茶色変色部を検出しないといった新たな問題が発生し、この問題に対応すべく対策を講じた。
そこで、本発明者等は、さらに試験等を行い、プリフォーム１０を透過した近赤外線に加え、プリフォーム１０によって反射された可視光を用いて撮像すると、白筋と茶色変色部とを識別できることが判明し、この知見に基づき白筋を検出することなく未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などを選択的に検出できるプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置を開発したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明のプリフォーム検査方法は、反撮像側からプリフォームに近赤外線を照射し、撮像側から前記プリフォームに可視光を照射して、前記プリフォームを撮像するとともに、画像信号を出力し、前記画像信号にもとづいて、前記プリフォームの欠陥を検査する方法としてある。
【００１９】
また、本発明のプリフォーム検査装置は、プリフォームの反撮像側に設けられた赤外線照明と、前記プリフォームの撮像側に設けられた可視光照明と、前記プリフォームを撮像すると共に、画像信号を出力する撮像手段と、前記画像信号にもとづいて前記プリフォームの検査を行う検査手段とを備え、前記プリフォームの欠陥を検出する構成としてある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置によれば、良品としてブロー成形可能な白筋が発生したプリフォームを欠陥として排斥しないので、歩留りを向上させることができる。すなわち、白筋が発生したプリフォームを排斥し廃棄していた場合と比べると、廃棄されるプリフォームに費やした加工費及びプリフォームの材料費などの損失発生を防止でき、経済性や生産性などを向上させることができる。
また、透過する近赤外線及び反射する可視光によって、プリフォームを撮像するので、上述した従来例のように、反射する可視光のみを利用する場合と比べると、レンズフレアの発生を低減することができる。これにより、検査ウインドウを広くすることができ、検査の信頼性などを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の実施形態にかかるプリフォーム検査装置を説明する概略図であり、（ａ）は平面図を示しており、（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示しており、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図を示している。
【図２】図２は、従来例にかかるプリフォーム検査装置を説明する概略図であり、（ａ）は平面図を示しており、（ｂ）はＣ−Ｃ断面図を示しており、（ｃ）はＤ−Ｄ断面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（プリフォーム検査装置）
図１において、本実施形態のプリフォーム検査装置１は、プリフォーム１０の反撮像側に設けられた赤外線照明２、プリフォーム１０の撮像側に設けられた可視光照明３、赤外線照明２から照射された赤外線が透過し、かつ、可視光照明３から照射された可視光が反射するプリフォーム１０を撮像し、画像信号を出力する撮像手段４、及び、前記画像信号にもとづいてプリフォーム１０の検査を行う検査手段（図示せず）などを備えている。
なお、プリフォーム１０は、単層のプリフォーム、又は、多層のプリフォームであり、搬送方向に沿って公転するとともに自転する状態で、撮像手段４によって撮像される。
【００２３】
（赤外線照明）
赤外線照明２は、近赤外線を照射する照明であり、プリフォーム１０の反撮像側に設けられている。この赤外線照明２はほぼ平板状であり、図示してないが、複数の赤外線ＬＥＤなどを有し、撮像手段４の撮像領域に位置するプリフォーム１０に、反撮像側から近赤外線を照射する。これにより、プリフォーム１０を透過した近赤外線が撮像手段４に入光する。
また、上記の赤外線ＬＥＤは、ピーク波長が約８００ｎｍ〜約１１００ｎｍであり、照射された近赤外線は、人間の目には見えないが、後述するモノクロＣＣＤカメラは、可視光に対する感度より低くなるが、該近赤外線にも感度を有している。
さらに、近赤外線を使用することにより、レンズフレアの発生を低減する効果があり、検査ウインドウを広くすることができ、検査の信頼性などを向上させることができる。
【００２４】
なお、プリフォーム検査装置１は、後述するように、プリフォーム１０を透過した近赤外線を用いて撮像すると、白筋を検出することなく未溶解ゲル、黒色変色部及び固形異物などを選択的に検出できる。
ただし、プリフォーム検査装置１は、透過した近赤外線のみを用いて撮像すると、茶色変色部を検出できない。
【００２５】
（可視光照明）
可視光照明３は、蛍光灯などの可視光を照射する照明としてあり、プリフォーム１０の撮像側に設けられている。この可視光照明３はほぼ平板状であり、図示してないが、複数の蛍光灯及び反射板などを有し、上方から見ると、一対の対向するほぼＬ字形状としてあり、撮像手段４の撮像領域に位置するプリフォーム１０に、撮像側から可視光を照射する。
なお、可視光照明３は、上述した構造に限定されるものではない。
【００２６】
なお、プリフォーム検査装置１は、後述するように、プリフォーム１０を透過した近赤外線に加え、プリフォーム１０によって反射された可視光を用いて撮像するので、白筋と茶色変色部とを識別でき、白筋を検出することなく未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などを選択的に検出できる。
【００２７】
（撮像手段）
撮像手段４は、プリフォーム１０のねじ部、胴部及び底部をそれぞれ撮像するねじ部用撮像手段４１、胴部用撮像手段４２及び底部用撮像手段４３を有しており、各撮像手段は、通常、モノクロＣＣＤカメラであり、可視光及び近赤外線に感度を有している。
【００２８】
（検査手段）
検査手段は、ＣＰＵやメモリなどを有する情報処理装置であり、ねじ部用撮像手段４１、胴部用撮像手段４２及び底部用撮像手段４３が出力した画像信号を入力する。この検査手段は、各画像信号に対して所定の領域を検査ウインドウとして設定し、所定の閾値に対する二値化処理などを行い、異常を検出すると、プリフォーム１０を不良と判断し、該プリフォーム１０を排出するための排出信号を排出手段（図示せず）に出力する。
【００２９】
そして、上記異常は、目視可能な不良とすべき欠陥で、具体的には、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物などであり、モニターに表示すると暗い部分である。すなわち、本実施形態のプリフォーム検査装置１は、目視可能な欠陥を検査する際、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を欠陥として検出し、良品として使用可能な白筋が発生したプリフォーム１０を不良品としては排斥しないので、歩留りを向上させることができる。
【００３０】
次に、本実施形態のプリフォーム検査方法などについて説明する。
本実施形態のプリフォーム検査方法は、上記プリフォーム検査装置１を用いて行う検査方法であり、まず、赤外線照明２が、反撮像側からプリフォーム１０に近赤外線を照射し、可視光照明３が、撮像側からプリフォーム１０に可視光を照射する。
また、プリフォーム１０は、上述したように、搬送方向に沿って公転するとともに自転している。
【００３１】
ここで、好ましくは、プリフォーム検査装置１の調整及び設定として、まず、赤外線照明２をオフとし、可視光照明３をオンとした状態で、検査手段が茶色変色部を検出するように、撮像手段４のアイリス（絞り）調整を行い、次に、赤外線照明２をオンとし（可視光照明３はオン状態を維持している。）、近赤外線の照射強度を低強度から高強度に上昇させ、白筋を検出せず、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を検出する強度に、赤外線照明２を設定するとよい。なお、この調整及び設定は、通常、限度見本などを用いて、検査開始前や定期点検時などに行われる。
このようにすると、プリフォーム検査装置１の調整及び設定を容易に、かつ、適切に行うことができ、生産性及び検査の信頼性を向上させることができる。
なお、照射強度とは、単位立体角当たりの光束（単位はワット／ステラジアン。）をいう。
【００３２】
次に、撮像手段４は、赤外線照明２から照射された近赤外線が透過し、かつ、可視光照明３から照射された可視光が反射するプリフォーム１０を撮像し、画像信号を検査手段に出力する。
【００３３】
検査手段は、上記の画像信号にもとづいて、プリフォーム１０に発生した目視可能な欠陥を検査する。
この検査手段は、画像信号に対して、二値化処理などを行い、検査ウインドウ内に、異常（通常、暗く表示される部分）が検出されないか否かを検査し、検出されるとプリフォーム１０を不良品と判断し、排出手段（図示せず）に排出信号を出力する。
すなわち、本実施形態のプリフォーム検査方法は、目視可能な欠陥を検査する際、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を欠陥として選択的に検出し、プリフォーム１０に発生した白筋は欠陥として検出されない。これにより、いわゆる「無駄はね」を防止し歩留りを向上させることができる。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態のプリフォーム検査装置１及びプリフォーム検査方法によれば、良品として使用可能な白筋が発生したプリフォーム１０を不良品として排斥しないので、歩留りを向上させることができ、経済性や生産性などを向上させることができる。
【００３５】
以上、本発明のプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明に係るプリフォーム検査方法及びプリフォーム検査装置は、上述した実施形態に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、目視可能な欠陥を検査する際、未溶解ゲル、茶色変色部、黒色変色部及び固形異物を欠陥として選択的に検出しているが、目視可能な欠陥は、上記の対象物に限定されるものではない。たとえば、検査対象物を透過した近赤外線によって識別され、あるいは、識別されず、かつ、検査対象物によって反射された可視光によって識別され、あるいは、識別されないといった特性を利用できる様々な対象物に適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１、１０１  プリフォーム検査装置
２  赤外線照明  
３、１０３  可視光照明  
４  撮像手段  
４１  ねじ部用撮像手段  
４２  胴部用撮像手段
４３  底部用撮像手段
【図１】
2014134461.tif 000003
【図２】
2014134461.tif 000004