(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体(B)が充填された容器(1)の外側に静電気発生器(2)を設けており、この静電気発生器(2)の静電力でもって泡(A)を液面上で移動させることを特徴とする泡の除去装置。
【請求項２】
静電気発生器(2)が、液体(B)を充填している容器(1)の外側にあって、容器(1)との対向部を−又は＋の電荷を帯電して泡(A)を液面上で移動させる請求項１に記載される泡の除去装置。
【請求項３】
液体(B)が充填された容器(1)の外側に静電気発生器(2)を接近させて、この静電気発生器(2)の静電力でもって泡(A)を液面上で移動させる泡の除去方法。
【請求項４】
液体(B)を充填している容器(1)の外側に静電気発生器(2)を設け、この静電気発生器(2)の容器(1)との対向部を、−又は＋の電荷を帯電して静電気発生器の静電力でもって泡(A)を液面上で移動させる請求項３に記載される泡の除去方法。
【請求項５】
液体(B)が充填された透光性の容器(1)の内部をイメージセンサ(5)で検出して異物(C)を検出する異物検査装置において、
容器(1)の外側に静電気発生器(2)を設け、この静電気発生器(2)の静電力で泡(A)を液面上で移動させて異物(C)を検出することを特徴とする異物検査装置。
【請求項６】
液体(B)が充填された透光性の容器(1)の内部をイメージセンサ(5)で検出して異物(C)を検出する異物検査装置において、
容器(1)の外側に一対の電極(3)を配設し、電極(3)に電圧を印加して、泡(A)を液面上で移動させて異物(C)を検出することを特徴とする異物検査装置。
【請求項７】
電極(3)にパルス電圧を印加するパルス電源を接続している請求項６に記載される異物検査装置。
【請求項８】
容器(1)を回転させる回転機構(7)を備える請求項５又は６に記載される異物検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液面に浮遊する泡を静電力で移動させる泡の除去装置及び除去方法と、泡を移動させて異物を正確に検出する異物検査装置に関する。
本明細書において、「泡を除去する」とは必ずしも泡を消失させるのではなく、泡を移動させて特定の領域から除去する広い意味に使用する。
【０００２】
【従来の技術】
容器に液体を充填すると液面に泡が浮遊することがある。液面の泡は、種々の弊害を起こす原因となる。たとえば、容器の液面をＣＣＤカメラ等のイメージセンサで検出して、検出した信号を画像処理して容器内の異物混入を検出する装置においては、泡と異物を識別することが極めて難しい。異物を正確に検出するためには、泡を除去して異物のみを検出する必要がある。このことを実現するには、泡を除去する必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
泡を除去する装置は、たとえば、特公昭６３−６３１６５号公報に記載される。この公報の装置は、図１に示すように、液面の真上に超音波ホーン１０を設けている。超音波ホーン１０は、超音波電源に駆動されて、液面に超音波を放射する。この装置は、大出力の超音波を液面に放射するので、超音波と共に可聴周波数である低周波も放射されて、騒音が発生して作業環境が悪くなる。さらに、上方を開放している容器に充填している液体にしか直接には超音波を放射できない。閉鎖された容器は、液面に直接に超音波を放射できない。このため、閉鎖された容器の泡を有効に除去できない。さらに、超音波によっては必ずしも全ての液体において泡を有効に除去するのが難しい欠点もある。
【０００４】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、閉鎖された容器の液面に浮遊する泡を有効に除去できると共に、作業環境を快適にできる泡の除去装置及び除去方法と、異物を正確に検出できる異物検査装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の泡の除去装置と除去方法は、静電力で泡Ａを移動して除去する。泡Ａが静電力で除去できる原理を図２に示す。この図に示すように、液面に浮遊している泡Ａは、＋と−の電荷を有している。（図２では便宜上＋を示す）。それは、水の分子構造が図３に示すような構造であるので、双極子能率をもち、周囲に−電荷があると気泡の水分子は＋側（水素原子）を外側に向けて配列し、周囲に＋電荷があると気泡の水分子は−側（酸素原子）を外側に向けて配列するためである。さらに液体Ｂの泡Ａは軽量であるため水面上を非常に移動しやすい状態にある。図２に示すように、容器１の外側に、−に帯電している静電気発生器２を近付けると、容器１の外側が＋、内側が−になり、内側の−の電荷で泡Ａの＋側を吸引する。このため、容器１内の液体Ｂに浮遊している泡Ａは、容器１の内面に吸引されて中心部から除去される。逆に、＋に帯電した静電気発生器を近づけると、容器の内壁が＋になり、気泡Ａの−側を引き寄せる。
【０００６】
本発明の請求項１の泡の除去装置は、液体Ｂを充填している容器１の外側に静電気発生器２を設けている。この装置は、静電気発生器２の静電力でもって泡Ａを液面上で移動して除去する。
【０００７】
泡の除去装置は、液体Ｂを充填している容器１の外側に一対の電極３を配設し、電極３に電圧を印加して、泡Ａを液面上で移動させて除去することもできる。この装置は、電極３にパルス電圧を印加して泡Ａを移動できる。
【０００８】
さらに、本発明の泡の除去方法は、液体Ｂが充填された容器１の外側に静電気発生器２を接近させて、この静電気発生器２の静電力でもって泡Ａを液面上で移動させる。
【０００９】
さらに、本発明の泡の除去方法は、液体Ｂが充填された容器１の外側に一対の電極３を接近させると共に、電極３に電圧を印加して、泡Ａを液面上で移動させる。この除去方法は、電極３にパルス電圧を印加して泡Ａを移動することができる。
【００１０】
本請求項５の発明は、液体Ｂを充填している透光性の容器１の内部をイメージセンサ５で検出して異物Ｃを検出する異物検査装置であって、容器１の外側に静電気発生器２を設けている。この装置は、静電気発生器２の静電力で泡Ａを液面上で移動して、異物Ｃを検出する。
【００１１】
請求項６の発明は、液体Ｂを充填している透光性の容器１の内部をイメージセンサ５で検出して異物Ｃを検出する異物検査装置であって、容器１の外側に一対の電極３を配設している。この装置は、電極３に電圧を印加して、泡Ａを液面上で移動させて異物Ｃを検出する。この装置は、電極３にパルス電圧を印加して泡Ａを移動できる。
【００１２】
さらに、異物検査装置は、容器１を回転させることによって、異物Ｃを容器の中心に集め、泡Ａを静電力で容器１の内面に移動して、より正確に異物Ｃを検出できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための泡の除去装置及び除去方法と異物検査装置を例示するものであって、本発明は、泡の除去装置及び除去方法と異物検査装置を下記のものに特定しない。
【００１４】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１５】
本発明の泡の除去方法は、液体が充填された容器の外側に静電気発生器を接近させて、この静電気発生器の静電力でもって泡を液面上で移動させる。この除去方法に使用する除去装置を図４と図５に示す。これらの図に示す泡の除去装置は、液体Ｂを充填している容器１の外側に、静電気発生器２を設けている。静電気発生器２は、容器１と対向する先端に、−又は＋の電荷を帯電できるものである。
【００１６】
静電気発生器２は、プラスチック製のケースに、多数のプラスチック粒子を内蔵させるものが使用できる。この静電気発生器２は、プラスチックケースを往復運動させると、プラスチック粒子が摩擦して静電気が発生する。この静電気発生器２を容器１に接近させると、液面に浮遊している泡Ａが静電気の吸引力で移動して除去される。
【００１７】
静電気発生器２の作用で泡Ａを移動させる容器１は、プラスチックやガラス等の誘電材で製作される誘電材容器である。誘電材は、電気双極子を無数に含んでいる。電気双極子は、両端に＋−の電荷を有するので、−または＋に帯電している静電気発生器２が接近すると、吸引力と反発力の作用で整列される。図２に示すように、先端を−に帯電している静電気発生器２を誘電材に接近させると、電気双極子が整列して、静電気発生器２と対向する面は＋、反対側が−となる。誘電材である容器１の内面に発生する−の電荷は、泡Ａの＋電荷を吸引して接近させる。絶縁容器の外側に＋に帯電する静電気発生器を接近させると、誘電材容器の内面が＋に帯電するので、泡Ａの−電荷を吸引して接近させる。
【００１８】
以上の泡の除去装置は、摩擦等の作用で静電気を発生して泡を移動させる。本発明の泡の除去方法は、電極間に高電圧を印加して、電極間の静電界で泡を移動して除去することもできる。このことを実現する除去装置を図６に示す。ただし、この図６は本発明の実施例を示すものではなく、参考例として記載している。この図に示す泡の除去装置は、液体Ｂを充填している容器１の外側に一対の電極３を配設し、この電極３に高電圧を印加して、泡Ａを移動させる。一対の電極３は、高電圧を印加するための直流電源４を接続している。電極３は、互いに離れて接触することはないので、電流が流れることはない。したがって、一対の電極３は、一種のコンデンサーを成形している。コンデンサーは、電荷を蓄えることができる。このため、直流電源４は、連続して高電圧を印加するのではなくて、パルス電圧を印加するパルス電源を使用することもできる。パルス電源は、連続して高電圧を印加する直流電源に比較して低コストに製造できる。パルス電源で高電圧が印加される電極間の電圧は、図７に示すように、高電圧が印加された瞬間に高くなり、その後次第に低下する。電圧が低下する割合は、電極間の静電容量で変化し、静電容量が大きいと電圧の低下は緩やかになる。電極間の静電容量は対向する電極間の距離に反比例して、電極の対向面積に比例する。したがって、電極を大きくして間隔を狭くすると、電圧の低下を遅くできる。
【００１９】
一対の電極３間に配設される容器１も、プラスチックやガラス等の誘電材で製作される誘電材容器である。電極３間に配設される誘電材容器は、静電気発生器と同じように電極３に印加される静電界によって帯電されて、泡Ａの逆電荷を吸引する。図６に示すように、電極３に＋−の高電圧を印加すると、−側の電極に近い泡Ａは＋側が、＋側の電極に近い泡Ａ’は−側の電荷がそれぞれの電極に吸い寄せられる。
【００２０】
図８は、泡の除去装置で泡を除去して異物を検出する装置を示す。この図の異物検査装置は、液体Ｂを充填している透光性の容器１の内部をＣＣＤカメラ等のテレビカメラである５で検出し、イメージセンサ５で検出した信号をマイクロコンピューターからなる演算回路６で演算して異物Ｃを識別する。この装置は、泡Ａを間違って異物Ｃと識別しないように、泡Ａを一定の方向に移動して除去する装置を設けている。図の異物検査装置は、一対の電極３と直流電源４を泡の除去装置としている。泡の除去装置には、図３に示す静電気発生器２も使用できる。
【００２１】
さらに、図８の異物検査装置は、異物Ｃを容器１の中心に集めるために、容器１を回路させる回転機構７も備える。図の回転機構７は、容器１を載せて回転させる回転台８と、この回転台８を回転させるモーター９とを備える。回転台８は容器１の中心を回転軸として回転でき、かつ容器１を垂直に立てた姿勢で保持して回転させる。容器１が水平面内で回転されると、容器１に充填している液体Ｂが一緒に回転されるようになる。液体Ｂが回転すると、異物Ｃは中心に集まる性質がある。回転機構７で異物Ｃを中心に集めた後、泡の除去装置で泡Ａを一定の方向に移動させると、異物Ｃと泡Ａを中心部と側部とに分離できる。この構造は、異物Ｃのみを容器１の中心部分に集めて、泡Ａを中心部分から除去して、イメージセンサ５で正確に異物Ｃを判別できる。
【００２２】
この異物検査装置は、容器１を回転させて異物Ｃを中心に集めた後、容器１の回転を停止して液体Ｂの回転も停止させ、その後、泡の除去装置で泡Ａを容器１の内壁に移動させて、泡Ａと異物Ｃとを分離する。
【００２３】
さらに、容器１を回転して異物Ｃを中心に集めながら、泡Ａを外周に移動できる異物検査装置を図９と図１０に示す。図９の装置は、容器１と一緒に静電気発生器２を回転させる。この装置は、容器１と液体Ｂとが一緒に回転される状態になると、泡Ａが常に静電気発生器２に吸引されて外周に移動される。ただ、異物検査装置は、図示しないが、容器と一緒に電極を回転させる構造とすることもできる。この装置も、容器を回転させて異物を中心に集めながら、泡を外周に移動できる。図１０の装置は、容器１の回転に同期して電極３の＋−を切り換える。この装置も液体Ｂが容器１と一緒に回転されるようになると、泡Ａが容器１と一緒に回転される静電界に吸引されて外側に移動される。異物Ｃは回転する液体Ｂによって中心に集められる。
【００２４】
イメージセンサ５は、液面の映像を電気信号に変換して演算回路６に入力する。演算回路６は入力される電気信号をＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換した後、画像処理して異物Ｃを識別する。液面に異物Ｃがあると、液面のコントラストや色が変化するので、演算回路６はこれ等を検出して異物Ｃを識別する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の泡の除去装置と除去方法は、作業環境を快適にして、閉鎖された容器の液面に浮遊する泡を有効に除去できる特長がある。それは、本発明の泡の除去装置と除去方法が、液体を充填している容器の外側に、静電気発生器、あるいは、一対の電極を設けており、静電気発生器の静電力でもって、あるいは、電極に電圧を印加することによって泡を液面上で移動させて除去しているからである。この除去装置と除去方法は、従来のように、超音波ホーンを使用することなく泡を除去できるので、低周波による悪影響を皆無にして作業環境を快適にできると共に、閉鎖された容器であっても、液面に浮遊する泡を確実に除去できる。このように、閉鎖された容器内の泡を除去できる装置と方法は、容器内の液体に対して極めてクリーンな状態で、安全に泡を除去できる特長がある。
【００２６】
さらに、本発明の異物検査装置は、液体を充填している容器の内部をイメージセンサで検出して、異物を正確に検出できる特長がある。それは、本発明の異物検査装置が、容器の外側に設けた静電気発生器の静電力で泡を移動させ、あるいは、容器の外側に設けた一対の電極に印加することによって泡を移動させてから異物を検出しているからである。この異物検査装置は、泡が除去された容器内をイメージセンサで検出するので、泡を誤って異物と判別することなく、極めて理想の状態で異物を検出できる。とくに、容器を回転させる異物検査装置は、異物を容器の中心に集め、泡を容器の内面側に移動できるので、より正確に異物を検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の泡の除去装置の側面図
【図２】  本発明の除去装置が泡を除去する原理を示す概略図
【図３】  水分子の電気極性を示すモデル図
【図４】  本発明の実施例の泡の除去装置の使用状態を示す側面図
【図５】  図４に示す泡の除去装置の水平断面図
【図６】  本発明の参考例の泡の除去装置の使用状態を示す水平断面図
【図７】  パルス電源の出力電圧を示すグラフ
【図８】  本発明の実施例の異物検査装置の概略正面図
【図９】  本発明の他の実施例の異物検査装置の水平断面図
【図１０】  本発明の他の実施例の異物検査装置の水平断面図
【符号の説明】
１…容器
２…静電気発生器
３…電極
４…直流電源
５…イメージセンサ
６…演算回路
７…回転機構
８…回転台
９…モーター
１０…超音波ホーン
Ａ、Ａ’…泡
Ｂ…液体
Ｃ…異物
【図１】
0003971591.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003971591.tif 000008
【図８】
0003971591.tif 000009
【図９】
0003971591.tif 000010
【図１０】
0003971591.tif 000011