特許 5759440 金属酸化物被膜の膜厚測定装置および膜厚検査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5759440

(24)【登録日】2015年6月12日

(45)【発行日】2015年8月5日

(54)【発明の名称】金属酸化物被膜の膜厚測定装置および膜厚検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/06 20060101AFI20150716BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/06 101Z

【請求項の数】2

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2012-279170(P2012-279170)

(22)【出願日】2012年12月21日

(65)【公開番号】特開2014-122832(P2014-122832A)

(43)【公開日】2014年7月3日

【審査請求日】2013年11月25日

(73)【特許権者】

【識別番号】000178826

【氏名又は名称】日本山村硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078916

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 由充

(74)【代理人】

【識別番号】100142114

【弁理士】

【氏名又は名称】小石川 由紀乃

(72)【発明者】

【氏名】福永 純也

(72)【発明者】

【氏名】田中 直広

【審査官】 岸 智史

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−０５１３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１２４７０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２０５２４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１０６８１６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス容器の表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚を非接触で測定する装置であって、前記ガラス容器に向けて光を照射する投光器およびガラス容器の前記被膜からの反射光を受光する受光器を有するヘッド部と前記受光器による反射光の受光量に応じた測定データを得る測定回路部とを含む光量測定センサと、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離を測定する距離測定センサと、前記光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み反射光の受光量を被膜の膜厚算出データに換算しかつ前記膜厚算出データが前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じて補正された値となる演算式による演算を実行する演算制御装置とから成り、前記演算制御装置は、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた複数個の前記演算式が記憶されるメモリを有し、前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式を前記メモリに記憶された複数個の演算式より選択して、その選択された演算式による演算を実行することにより前記膜厚算出データを得ることを特徴とする金属酸化物被膜の膜厚測定装置。

【請求項2】

ガラス容器の表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚が適正であるかどうかを検査する装置であって、表面に金属酸化物被膜が形成されたガラス容器を搬送するコンベヤと、前記コンベヤ上に並ぶ複数のガラス容器について前記被膜の膜厚を非接触で測定する膜厚測定装置と、前記コンベヤに沿う膜厚測定装置の下流位置に配置され被膜の膜厚が適正でないガラス容器をコンベヤ上より排除する排出機構とを有し、前記膜厚測定装置は、コンベヤ上のガラス容器に向けて光を照射する投光器およびガラス容器の前記被膜からの反射光を受光する受光器を有するヘッド部と前記受光器による反射光の受光量に応じた測定データを得る測定回路部とを含む光量測定センサと、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離を測定する距離測定センサと、前記光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み反射光の受光量を被膜の膜厚算出データに換算しかつ前記膜厚算出データが前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じて補正された値となる演算式による演算を実行する演算制御装置とから成り、前記光量測定センサのヘッド部および距離測定センサは、前記コンベヤに沿う前記ガラス容器と対向する位置にそれぞれ配置され、前記演算制御装置は、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた複数個の前記演算式が記憶されるメモリを有し、前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式を前記メモリに記憶された複数個の演算式より選択して、その選択された演算式による演算を実行することにより前記膜厚算出データを得るとともに、前記膜厚算出データによって被膜の膜厚が適正であるかどうかを判断し、適正でないと判断したガラス容器をコンベヤ上より排除するための信号を生成して前記排出機構へ出力することを特徴とする金属酸化物被膜の膜厚検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、ガラスびんなどのガラス容器の表面に形成された酸化スズなどの金属酸化物被膜の膜厚を非接触で測定するための金属酸化物被膜の膜厚測定装置と、その膜厚測定装置が用いられた膜厚検査装置とに関する。

【背景技術】

【0002】

製びん工場で製造されるガラスびんの多くは、表面が傷付くのを防ぎ、ガラスびんの強度低下を防止するために、表面に「コールドエンドコーティング」と呼ばれる潤滑性のあるコーティングが施されている。このコールドエンドコーティングを施すのに、その下地として、びん成形直後の高温な状態下で「ホットエンドコーティング」と呼ばれるコーティングが施される。この「ホットエンドコーティング」は、ナノメートルレベルの非常に薄い酸化スズ、酸化チタンの被膜である。この種の金属酸化物被膜（以下、単に「被膜」ともいう。）の膜厚は、厚すぎると、内容物を充填するラインでガラスびんをアルカリ洗浄したとき、被膜が剥離してガラスびんの表面に虹彩現象が発生するおそれがある。また、薄すぎると、ガラスびんの表面が傷付くおそれがあり、ガラスびんの強度低下を招く。

【0003】

製びん工場では、ユーザーの使用条件に合わせてガラスびんの表面に形成する酸化スズの被膜の膜厚をガラスびん毎に設定し、検査工程において、被膜の膜厚を測定して、その測定値が適正でないガラスびんを不良品として除去することにより膜厚を適正値に管理している。

【0004】

上記した酸化スズの被膜の膜厚を測定するのに、従来よりアメリカングラスリサーチ社製（以下「ＡＧＲ社製」という。）の膜厚測定装置が広く用いられている。このＡＧＲ社製の膜厚測定装置は、屈折率がガラスに近い液体（これを「インデックス液」という。）をガラスびんの表面に塗布したうえで、ガラスびんの表面に向けて光を当てて、被膜の表面での屈折光と被膜とガラスびんの界面の屈折光とを測定し、その差より膜厚を測定するものである（特許文献１の「従来の技術」の欄を参照）。この測定は手作業により行われるもので、図７に示すように、回転可能なテーブル９０上にガラスびんＧを載せてクランプ機構９１により回動自由に支持し、ヘッド部９２をガラスびんＧの表面に当てて、ヘッド部９２とガラスびんＧとをインデックス液を介して光学的に結合させる。モータ駆動部９３によりテーブル９０を回転させて測定を開始すると、ヘッド部９２によりガラスびんＧの外周の所定の測定点において被膜の膜厚が測定される。なお、測定結果はＡＧＲ社独自の光学単位であるＣＴＵ（Ｃｏａｔｉｎｇ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｕｎｉｔｓ）により出力される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開平９−３１５８３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記したＡＧＲ社製の膜厚測定装置９では、ガラスびんＧの表面にインデックス液が塗布されるので、ガラスびんＧが汚れるという問題がある。インデックス液を使用しないタイプの膜厚測定装置も提案されているが（特許文献１参照）、その提案された膜厚測定装置は抵抗測定用の端子を、ＡＧＲ社製の膜厚測定装置９はヘッド部９２を、それぞれガラスびんＧの表面に接触させるので、ガラスびんＧが傷付けられるおそれがある。

【0007】

上記した接触タイプに代えて非接触の膜厚測定装置も考えられるが、ヘッド部をガラスびんの表面から離して固定した場合、ガラスびんの胴部公差や偏芯によってヘッド部とガラスびんとの距離が変動するため、膜厚の測定値が距離に応じて変動することになり、膜厚の測定結果に信頼性が得られない。

【0008】

この発明は、上記の問題に着目してなされたもので、ガラス容器の表面に形成された酸化スズなどの金属酸化物被膜の膜厚を非接触で測定でき、しかも、ガラス容器の胴径公差や偏芯などに影響されずに被膜の膜厚を正確に測定できる金属酸化物被膜の膜厚測定装置を提供することを目的とする。
また、この発明が他に目的とするところは、上記の膜厚測定装置をガラス容器の外周面に形成された金属酸化物被膜の膜厚検査に用い、被膜の膜厚が不適正なガラス容器を検出して排除することにより、被膜の膜厚を適正値に管理することができる金属酸化物被膜の膜厚検査装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この発明による金属酸化物被膜の膜厚測定装置は、ガラス容器の表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚を非接触で測定するものであって、前記ガラス容器に向けて光を照射する投光器およびガラス容器の前記被膜からの反射光を受光する受光器を有するヘッド部と前記受光器による反射光の受光量に応じた測定データを得る測定回路部とを含む光量測定センサと、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離を測定する距離測定センサと、前記光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み反射光の受光量を被膜の膜厚算出データに換算しかつ前記膜厚算出データが前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じて補正された値となる演算式による演算を実行する演算制御装置とから成る。前記演算制御装置は、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた複数個の前記演算式が記憶されるメモリを有し、前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式を前記メモリに記憶された複数個の演算式より選択して、その選択された演算式による演算を実行することにより前記膜厚算出データを得ることを特徴とする。

【0010】

上記した構成の膜厚測定装置により例えばガラスびんの表面に形成された酸化スズなどの金属酸化物被膜の膜厚を測定するには、光量測定センサのヘッド部をガラスびんと対向する位置に配置し、ヘッド部の投光器よりガラスびんに向けて光を照射する。その照射光はガラスびんの前記被膜で反射され、その反射光はヘッド部の受光器で受光されるとともに、測定回路部により反射光の受光量に応じた測定データが取得される。反射光の受光量は被膜の膜厚が大きければ増加し、小さければ減少するもので、演算制御装置は光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み、反射光の受光量を被膜の膜厚に換算する演算を実行することにより膜厚算出データを得る。
この場合、被膜の膜厚が同じガラスびんであっても、ヘッド部とガラスびんとの距離が大きいと反射光の受光量は減少し、小さいと増加するので、光量測定センサのヘッド部とガラスびんとの距離を距離測定センサにより測定するとともに、前記演算制御装置は、距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式、すなわち、前記膜厚算出データが前記距離測定センサより取り込んだ距離の測定値に応じて補正された値となる演算式を選択して被膜の膜厚を算出する。これにより、算出される被膜の膜厚は光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた値に補正されている。

【0013】

この発明による金属酸化物被膜の膜厚検査装置は、ガラス容器の表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚が適正であるかどうかを検査するものであって、表面に金属酸化物被膜が形成されたガラス容器を搬送するコンベヤと、前記コンベヤ上に並ぶ複数のガラス容器について前記被膜の膜厚を非接触で測定する膜厚測定装置と、前記コンベヤに沿う膜厚測定装置の下流位置に配置され被膜の膜厚が適正でないガラス容器をコンベヤ上より排除する排出機構とを有している。前記膜厚測定装置は、コンベヤ上のガラス容器に向けて光を照射する投光器およびガラス容器の前記被膜からの反射光を受光する受光器を有するヘッド部と前記受光器による反射光の受光量に応じた測定データを得る測定回路部とを含む光量測定センサと、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離を測定する距離測定センサと、前記光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み反射光の受光量を被膜の膜厚算出データに換算しかつ前記膜厚算出データが前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じて補正された値となる演算式による演算を実行する演算制御装置とから成る。前記光量測定センサのヘッド部および距離測定センサは、前記コンベヤに沿う前記ガラス容器と対向する位置にそれぞれ配置される。前記演算制御装置は、前記光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた複数個の前記演算式が記憶されるメモリを有し、前記距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式を前記メモリに記憶された複数個の演算式より選択して、その選択された演算式による演算を実行することにより前記膜厚算出データを得るとともに、前記膜厚算出データによって被膜の膜厚が適正であるかどうかを判断し、適正でないと判断したガラス容器をコンベヤ上より排除するための信号を生成して前記排出機構へ出力する。

【0014】

上記した構成の膜厚検査装置により例えばガラスびんの表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚が適正であるかどうかを検査するのに、ガラスびんを搬送するコンベヤに沿うガラスびんと対向する位置に光量測定センサのヘッド部および距離測定センサがそれぞれ配置される。コンベヤにより搬送されてくるガラスびんに向けて光量測定センサのヘッド部の投光器より光を照射すると、その照射光はガラスびんの前記被膜で反射され、その反射光はヘッド部の受光器で受光されるとともに、測定回路部により反射光の受光量に応じた測定データが取得される。反射光の受光量は被膜の膜厚が大きければ増加し、小さければ減少するもので、演算制御装置は光量測定センサの測定回路部より測定データを取り込み、反射光の受光量を被膜の膜厚に換算する演算を実行することにより膜厚算出データを得る。
この場合、被膜の膜厚が同じガラスびんであっても、ヘッド部とガラスびんとの距離が大きいと反射光の受光量は減少し、小さいと増加するので、光量測定センサのヘッド部とガラスびんとの距離を距離測定センサにより測定するとともに、前記演算制御装置は、距離測定センサで得られた距離の測定値に応じた演算式、すなわち、前記膜厚算出データが前記距離測定センサより取り込んだ距離の測定値に応じて補正された値となる演算式を選択して被膜の膜厚を算出する。これにより、算出される被膜の膜厚は光量測定センサのヘッド部とガラス容器との距離に応じた値に補正されている。そして、演算制御装置は、膜厚測定装置により得られた膜厚算出データによってガラスびんの膜厚が適正であるかどうかを判断し、適正でないと判断したガラスびんをコンベヤ上から排除するための信号を生成して排出機構へ出力する。排出機構は、この信号を受けて、コンベヤに沿う膜厚測定装置の下流位置において、前記演算制御装置からの信号に応動してコンベヤ上より不良品のガラスびんを排除する。

【発明の効果】

【0015】

この発明によれば、ガラス容器の表面に形成された酸化スズなどの金属酸化物被膜の膜厚を非接触で測定することができ、しかも、ガラス容器の胴径公差や偏芯などに起因して光量測定センサのアンプ部とガラス容器との距離が変動しても、それに影響されずに被膜の膜厚を正確に測定することができる。
また、この発明によれば、被膜の膜厚が不適正なガラス容器を検出して排除することができるので、被膜の膜厚を適正値に管理できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】この発明の一実施例である金属酸化物被膜の膜厚検査装置の概略構成を示す平面図である。

【図2】膜厚測定装置の構成を示す断面図である。

【図3】他の実施例に係る膜厚検査装置の概略構成を示す平面図である。

【図4】反射光の受光量を被膜の膜厚に換算するための演算式とその演算式を導く方法とを示す説明図である。

【図5】光量測定センサのヘッド部とガラスびんとの距離が０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍであるときの反射光の受光量を被膜の膜厚に換算するための演算式とその演算式を導く方法とを示す説明図である。

【図6】膜厚検査のための演算制御装置による制御の流れを示すフローチャートである。

【図7】従来の膜厚測定装置により金属酸化物被膜の膜厚を測定している状態を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

図１は、この発明の一実施例である金属酸化物被膜の膜厚検査装置１の概略構成と、その膜厚検査装置１をガラスびんＧの検査に実施した状態とを示している。図示例の膜厚検査装置１は、ガラスびんＧの表面に形成された金属酸化物被膜の膜厚を測定し、その膜厚が適正であるかどうかを検査するものである。なお、検査の対象はガラスびんに限らず、その他のガラス容器であってもよい。検査の対象のガラスびんＧは、表面にコールドエンドコーティングが施され、その下地としてホットエンドコーティングが施されている。膜厚測定装置３はホットエンドコーティングにより少なくともガラスびんＧの胴部の表面に形成された酸化スズの被膜の膜厚を胴部の上部位置で測定しかつその膜厚の測定値が規格内であるかどうかにより膜厚の適否を判断する。なお、金属酸化物被膜は酸化スズの被膜に限らず、例えば酸化チタンの被膜であってもよい。また、実施に際しては、胴部の上部位置と下部位置の２箇所について膜厚測定を行って膜厚の適否を判断するのが望ましく、この場合は、後述する光量測定センサ４と距離測定センサ５との組を２組用意して上下の各位置にそれぞれ配置する。

【0018】

ガラスびんＧは、図示しない製びん機により成形された直後の高温な状態下で、前記のホットエンドコーティングが施されて主に胴部の表面全体に酸化スズの被膜が形成される。その後、徐冷工程を経た後に前記のコールドエンドコーティングが施される。これらのコーティング処理が施されたガラスびんＧは、図１に示すコンベヤ２によって検査工程に送られてくる。検査工程ではガラスびんＧの欠陥の有無などが検査されるもので、膜厚検査装置１が設置されている検査ステーションでは、全てのガラスびんＧを対象として各ガラスびんＧの表面に形成されたホットエンドコーティングによる被膜の膜厚が測定され、かつその膜厚が規格内であるかどうかによって適否が判断される。

【0019】

膜厚検査装置１は、複数個のガラスびんＧを起立した姿勢で搬送する前記のコンベヤ２と、コンベヤ２上にほぼ一定間隔で並んだ複数のガラス容器Ｇについて前記ホットエンドコーティングによる酸化スズの被膜の膜厚を非接触で測定する膜厚測定装置３と、コンベヤ２に沿う膜厚測定装置３の下流位置に配置され酸化スズの被膜の膜厚が適正でないと判断されたガラス容器Ｇを不良品としてコンベヤ２上より受皿７０上へ排除する排出機構７とを有している。

【0020】

コンベヤ２には、ガラスびんＧを１列に整列させて搬送するための左右のガイド２１，２２が設けられており、コンベヤ２による搬送経路の途中に膜厚測定装置３が、その下流のガイド２１，２２が途切れた箇所に不良品の排出機構７および受皿７０が、それぞれ配備されている。排出機構７は、不良と判定されたガラスびんＧに向けてエアを吹き付けることによりそのガラスびんＧを受皿７０上へ押し出して、コンベヤ２上から排除する。なお、排出機構７は、図示例のような非接触式のものに限らず、押圧板を往復動させる接触式のものであってもよい。

【0021】

膜厚測定装置３は、光量測定センサ４と距離測定センサ５と演算制御装置６とからなるもので、光量測定センサ４の上流位置にはびん検知センサ８が配置されている。びん検知センサ８は例えば光電センサにより構成され、ガラスびんＧが通過して膜厚の検査領域に入ったことを検出し、演算制御装置６へびん検出信号ｉを出力する。

【0022】

光量測定センサ４は、図２に示すように、ヘッド部４１と測定回路部４０とから成る。ヘッド部４１は、コンベヤ２上のガラスびんＧに向けて単一波長の均質な光を照射する投光器４２と、ガラスびんＧの酸化スズの被膜１０からの反射光を受光して受光信号を得る受光器４３とを有している。測定回路部４０は増幅回路やＡ／Ｄ変換器などの回路を含み、受光器４３で得られた受光信号を入力して増幅した後、増幅された信号をデジタル量に変換し、反射光の受光量に応じた測定データを得る。ガラスびんＧの被膜１０からの反射光の光量は被膜１０の膜厚が大きくなるにしたがって増すもので、したがって、受光器４３による反射光の受光量も被膜１０の膜厚が大きくなるにしたがって増す。前記演算制御装置６は、マイクロコンピュータにより構成されており、制御、演算の主体であるＣＰＵは、測定回路部４０より測定データを取り込み、反射光の受光量を被膜１０の膜厚に換算する演算を実行することにより膜厚算出データを得る。この演算の詳細は後述するが、図示しないメモリに記憶させた複数個の演算式（後述する回帰式）より選択されたいずれかの演算式を用いて実行される。

【0023】

なお、図１の実施例では、光量測定センサ４のヘッド部４１と対向するガラスびんＧの外周面上の１点について被膜１０の膜厚を測定しているが、図３に示す実施例のように、間欠回動するスターホイール２２によって各検査ステーションへガラスびんＧを導く方式のものでは、検査ステーションに設けられた回転テーブル２３の回転中心上にガラスびんＧを導入し、回転テーブル２３を回動させることにより被膜の膜厚をガラスびんＧの外周面の複数点で測定することが可能である。

【0024】

図４に示すグラフは、反射光量をガラスびんＧの被膜１０の膜厚に換算するための近似曲線とその近似曲線を表す二次関数の数式とを示している。同図のグラフにおいて、横軸ｘはガラスびんＧの表面に光量測定センサ４の投光器４２より光を照射しガラスびんＧからの反射光を受光器４３で受光することにより得られた測定データを、縦軸ｙはガラスびんＧの表面に形成された酸化スズの被膜の膜厚を、それぞれ示しており、前記被膜の膜厚にバラツキのある多数本のガラスびんＧのサンプルについて得られた反射光の受光量の測定データと前記したＡＧＲ社製の膜厚測定装置により測定された酸化スズの被膜の膜厚の測定値との組がｘｙ座標平面上にプロットされている。なお、反射光の受光量の測定は、光量測定センサ４のヘッド部４１をガラスびんＧの表面に当接させた状態で行われたものである。
同図において、Ｐは上記の点の分布をよく近似する近似曲線であり、矩形枠Ｒ内の数式Ｓ１はこの近似曲線Ｐを２次関数で表した回帰式、数式Ｓ２は相関係数である。

【0025】

図４に示す近似曲線Ｐによると、酸化スズの被膜の膜厚と反射光の受光量との関係は、被膜の膜厚が増すにしたがって反射光の受光量が増すという関係にあることがわかる。酸化スズの被膜に光が当たると、被膜に存在する自由電子などが光のエネルギーを吸収して共鳴振動を起こし、その振動のエネルギーを反射光として放出するものと考えられ、その反射光量は被膜の奥行き方向の自由電子の分布、すなわち、被膜の膜厚に応じて増加してゆくものと推測される。

【0026】

以上のことから、光量測定センサ４のヘッド部４１をガラスびんＧの表面に当接させた状態で投光および受光を行って反射光の受光量の測定データを取得したとき、図４に示す近似曲線Ｐまたは数式Ｓ１の回帰式によってそのガラスびんＧの被膜の膜厚を取得できるが、光量測定センサ４のヘッド部４１をガラスびんＧの表面に接触させずに両者間に間隔を設けた場合、その距離が大きくなるにしたがって受光器４３での反射光の受光量は次第に減少し、受光量の測定データは小さな値になるので、図４に示した数式Ｓ１の回帰式を用いて被膜の膜厚を算出しても、その算出値は適正な値ではなく、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離に応じた補正処理が必要である。

【0027】

図１に戻って、膜厚測定装置３では光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離を測定するために距離測定センサ５が用いられており、この距離測定センサ５による距離の測定データが前記演算制御装置６に取り込まれる。光量測定センサ４のヘッド部４１と距離測定センサ５のヘッド部は、コンベヤ２上のガラスびんＧと対向するようにコンベヤ２に沿って横並びの状態で配置されており、したがって、距離測定センサ５により測定された距離は距離測定センサ５のヘッド部とガラスびんＧとの間の距離でもあり、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの間の距離でもある。なお、距離測定センサ５として、この実施例では、ヘッド部に同軸共焦点光学系が組み込まれたオムロン株式会社製の変位センサ（商品型番：「ＺＷシリーズ」）を用いているが、必ずしもこれに限られるものではない。

【0028】

光量測定センサ４のヘッド部４１と距離測定センサ５のヘッド部は、コンベヤ２によるガラスびんＧの搬送方向（図１において矢印で示す。）に対して直角をなす方向を向いており、通過するガラスびんＧと同じ距離となるように位置決め固定されている。ガラスびんＧには胴部公差や偏芯があり、また、各ガラスびんＧを整列させてもコンベヤ２上の位置がばらつくため、光量測定センサのヘッド部４１とガラスびんＧとの距離は一定ではなく変動する。ガラスびんＧの被膜１０の膜厚の測定値がヘッド部４１とガラスびんＧとの間の距離に応じて変動することから、前記演算制御装置６は、被膜１０の膜厚の算出データが距離測定センサ５による距離の測定値に応じて補正された値となる演算式による演算を実行するものである。

【0029】

具体的には、光量測定センサ４による反射光の受光量を被膜の膜厚に換算する演算を実行するための回帰式を記憶するためのメモリ（図示せず）に、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離に応じた回帰式を複数記憶させておき、演算制御装置６は、距離測定センサ５で得られた距離の測定データに応じて回帰式を選択して、その選択された回帰式による演算を実行するようにしている。

【0030】

図５（１）〜（５）は、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離が０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍの各場合において、反射光の受光量をガラスびんＧの被膜１０の膜厚に換算するための近似曲線とその近似曲線を表す二次関数の数式とをそれぞれ示している。
例えば、図５（１）のグラフは、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離が０．５ｍｍである場合に、酸化スズの被膜の膜厚にバラツキのある多数本のガラスびんＧのサンプルについて得られた反射光の受光量の測定データと前記したＡＧＲ社製の膜厚測定装置により測定された酸化スズの被膜の膜厚の測定値との組がｘｙ座標平面上にプロットされたものである。同図において、Ｐ１は上記の点の分布をよく近似する近似曲線であり、矩形枠Ｒ１内の数式Ｓ１はこの近似曲線Ｐ１を２次関数で表した回帰式、数式Ｓ２は相関係数である。
同様に、図５（２）〜（５）の各グラフは、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離が１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍである場合のものであり、Ｐ２〜Ｐ５はｘｙ座標平面上の点の分布をよく近似する近似曲線であり、矩形枠Ｒ２〜Ｒ５内の各数式Ｓ１はこの近似曲線Ｐ２〜Ｐ５を２次関数で表した回帰式、各数式Ｓ２は相関係数である。

【0031】

以上のことから、光量測定センサ４のヘッド部４１をガラスびんＧの表面から離した状態で投光および受光を行って反射光の受光量の測定データを取得したとき、距離測定センサ５による距離の測定データに応じて図５（１）〜（５）に示す回帰式のいずれかを選択し、その選択された回帰式による演算を実行することによりガラスびんＧの被膜の膜厚を算出する。
なお、上記は説明の便宜上、距離の測定値が０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍのいずれかになると仮定しているが、距離の測定値が例えば、０．５ｍｍと１．０ｍｍとの中間の値（例えば０，６ｍｍ）である場合は、図５（１）に示す回帰式と図５（２）に示す回帰式とを選択し、図５（１）に示す回帰式による演算を実行して得られた値に、各回帰式による演算を実行して得られた値の差を比例配分（この例では５分の１）して得られた値を加算してガラスびんＧの被膜の膜厚を算出する。

【0032】

また、この実施例では、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離が０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、１．５ｍｍ、２．０ｍｍ、２．５ｍｍである場合の近似曲線Ｐ１〜Ｐ５と回帰式を求めているが、より小さな単位（例えば０．１ｍｍ単位）で異なった距離についての近似曲線と回帰式を求めることにより、上記した比例配分による値の加算演算を省略することができる。

【0033】

図６は、図１に示す膜厚検査装置１によりガラスびんＧの被膜の膜厚を検査するときの演算制御装置６のＣＰＵによる制御の流れを示している。なお、図中、「ＳＴ」（「ＳＴＥＰ」の略）は制御の流れにおける各手順を示している。
同図のＳＴ１では、演算制御装置６はびん検知センサ８よりびん検出信号ｉが送られてくるのに待機している。コンベヤ２上のガラスびんＧがびん検知センサ８の位置を通過すると、ＳＴ１の判定が「ＹＥＳ」となり、演算制御装置６は光量測定センサ４および距離測定センサ５に対して測定開始信号を出力する（ＳＴ２）。光量測定センサ４は測定開始信号を受けてヘッド部４１の投光器４２より光を照射して測定回路部４０で反射光の受光量の測定データを取得し、一方、距離測定センサ５は測定開始信号を受けて投光動作を行いガラスびんＧとの間の距離、すなわち、光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離を測定して測定データを取得する。演算制御装置６は、光量測定センサ４および距離測定センサ５よりそれぞれの測定データを一定周期でサンプリングして取り込みメモリに記憶させる（ＳＴ３）。

【0034】

ガラスびんＧが光量測定センサ４および距離測定センサ５の前を通り過ぎたとき、演算制御装置６は光量測定センサ４および距離測定センサ５に対して測定終了信号を出力し、反射光の受光量の測定および距離の測定の各動作を停止させる（ＳＴ４）。演算制御装置６は、つぎのＳＴ５で反射光の受光量の測定データの最大値を反射光の受光量として特定し、続くＳＴ６で距離の測定データの最小値を光量測定センサ４のヘッド部４１とガラスびんＧとの距離として特定した後、距離の測定データの最小値に応じた回帰式を選択するとともに、選択された回帰式によって反射光の受光量の測定データの最大値からガラスびんＧの被膜の膜厚を算出する（ＳＴ７）。

【0035】

つぎのＳＴ８では、演算制御装置６は、被膜の膜厚の算出値が規格内であるかどうかを判断する（ＳＴ８）。その判定が「ＮＯ」であれば、演算制御装置６は、コンベヤ２上から該当するガラスびんＧを排除するための排出信号ｊを生成して排出機構７へ出力する（ＳＴ９）。排出機構７はこの排出信号ｊを受けてガラスびんＧに対してエアを吹き付けてコンベヤ２上より受皿７０上へ不良品のガラスびんＧを排出させる。

【符号の説明】

【0036】

１ 膜厚検査装置
２ コンベヤ
３ 膜厚測定装置
４ 光量測定センサ
５ 距離測定センサ
６ 演算制御装置
７ 排出機構
１０ 被膜
４０ 測定回路部
４１ ヘッド部
４２ 投光器
４３ 受光器
Ｇ ガラスびん

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】