特許 7156699 ピンホール検査方法及びピンホール検査装置

(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】

(24)【登録日】2022-10-11

(45)【発行日】2022-10-19

(54)【発明の名称】ピンホール検査方法及びピンホール検査装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 3/40 20060101AFI20221012BHJP

   G01N 27/92 20060101ALI20221012BHJP

【ＦＩ】

G01M3/40 A

G01N27/92 A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019124530

(22)【出願日】2019-07-03

(65)【公開番号】P2021012031

(43)【公開日】2021-02-04

【審査請求日】2021-06-30

(73)【特許権者】

【識別番号】000110952

【氏名又は名称】ニッカ電測株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100091306

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 友一

(74)【代理人】

【識別番号】100174609

【弁理士】

【氏名又は名称】関 博

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 竜太郎

(72)【発明者】

【氏名】上村 久仁男

【審査官】岩永 寛道

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５９－１９５１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭４８－０６８２９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５８－１８２５４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２２４９８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１８６１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｍ ３／００－ ３／４０

Ｇ０１Ｎ ２７／６０－ ２７／７０

Ｇ０１Ｎ ２７／９２

Ｇ０１Ｎ ２７／００－ ２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４－ ２７／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検査容器を介して配置した第１電極と第２電極の間に交流矩形高電圧パルスを印加し、前記第１電極と前記被検査容器との間に放電を生じさせ、前記第２電極側における電圧の検出値の変化により、前記被検査容器におけるピンホールの有無を判定するピンホール検査方法であって、
前記被検査容器に帯電を生じさせた後、
前記第１電極に、前記被検査容器における前記第１電極側に集中している電荷と逆極性の電荷を生じさせる電圧を印加し、
前記第１電極と前記被検査容器との間の放電を生じさせて検査を行うことを特徴とするピンホール検査方法。

【請求項2】

前記第２電極側における検出値は、容量性成分インピーダンスの両端電圧であることを特徴とする請求項１に記載のピンホール検査方法。

【請求項3】

前記検出値の検出は、放電抵抗を近似させた際に算出される検出電圧の時定数に応じて定められるディレイ時間を確保した後、予め定めた検出時間内に行うことを特徴とする請求項１または２に記載のピンホール検査方法。

【請求項4】

被検査容器を介して配置した第１電極と第２電極の間に高電圧を印加し、前記第１電極と前記被検査容器との間に放電を生じさせ、前記第２電極側における電圧の検出値の変化により、前記被検査容器におけるピンホールの有無を判定するピンホール検査装置であって、
前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する出力パルス生じさせる高電圧電源回路と、
前記被検査容器を介して減衰した電圧の変化を検出する検出回路と、を備え、
前記高電圧電源回路は、前記被検査容器に帯電を生じさせ、当該帯電状態を維持しているタイミングで、前記第１電極および前記第２電極に逆極性の電圧の出力パルスを印加する切替スイッチを備えていることを特徴とするピンホール検査装置。

【請求項5】

前記検出回路には、検出抵抗に加え、前記検出抵抗に対して静電容量を並列に接続し、容量性の等価回路を構成することを特徴とする請求項４に記載のピンホール検査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ピンホール検査に係り、特に、電圧を印加することで密封容器のピンホールの有無を検査する方法、及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

アンプルやレトルトパッケージなどの密封容器に生じた微小な孔や傷（以下、ピンホールと称す）の検出方法としては一般的に、高電圧印加可能な電極間に被検査容器を配置し、検査によって検出される電流や電圧の相違によってピンホールの有無を判定するという技術が知られている。

【0003】

具体的には、特許文献１から４に開示されているような技術である。特許文献１に開示されているピンホール検査方法は、正弦波交流高電圧を被検査容器に印加するものであり、特許文献２に開示されているピンホール検査方法は、直流高電圧を被検査容器に印加するものである。

【0004】

また、特許文献３に開示されているピンホール検査方法は、直流高電圧を被検査容器に印加する際、陰極側に補助電極を配置し、この補助電極にＯＮ－ＯＦＦスイッチを設け、ＯＮ－ＯＦＦスイッチを制御することで、被検査容器に対する帯電と放電を制御して放電時に流れる電流値の相違を検出するというものである。

【0005】

さらに、特許文献４に開示されているピンホール検査方法は、直流高電圧に微弱な交流高電圧を重畳させて被検査容器への電圧の印加を行うというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開昭５８－１８２５４８号公報

【文献】特開２００３－２５４９４１号公報

【文献】特開昭５３－８６２９４号公報

【文献】特表２０１９－５０５００６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記特許文献に開示されているような技術によれば、検出される電流や電圧の変化に応じて被検査容器に関するピンホールの有無を判定することができると考えられる。ここで、電極と被検査容器間にコロナ放電を生じさせるためには、電極と被検査容器との間に定められる間隙を絶縁破壊できる電圧の印加が要求される。一般に平等電界の場合大気中で１ｍｍの距離の放電を行うには３ｋＶ以上の印加電圧が必要となるとされている。

【0008】

電極と被検査容器との間隙は一般に２～５ｍｍ程度とされているため、コロナ放電を主体とした不平等電界の場合であっても１５ｋＶ以上の印加電圧が必要とされ、ピンホール部の放電距離を考慮すると、２０ｋＶ程度の印加電圧が求められていた。

【0009】

近年では、被検査容器の小型化、薄型化が進んでおり、検査装置における電極間距離が近くなる傾向にある。これに対し、放電側の電極と被検査容器との間に定められる間隙については従来の間隔と相違が無い。自動検査においては、被検査容器の移動、配置にバラツキが生じると共に、被検査容器と電極との接触を避ける必要があるためである。

【0010】

このため、上記特許文献に開示されているような技術をそのまま適用した場合には、一方の電極から放電された電流が被検査容器の外側面を通って他方の電極へ流れてしまう現象（沿面放電）が生じることがあり、電流や電圧の変化に応じたピンホールの検査ができなくなってしまうことがある。

【0011】

そこで本発明では、上記問題を解決し、放電側の電極に対する印加電圧を抑制し、被検査容器が小型であっても、適切にピンホール検査を行うことのできるピンホール検査方法、及び当該方法を実施可能なピンホール検査装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するための本発明に係るピンホール検査方法は、被検査容器を介して配置した第１電極と第２電極の間に高電圧を印加し、前記第１電極と前記被検査容器との間に放電を生じさせ、前記第２電極側における電圧の検出値の変化により、前記被検査容器におけるピンホールの有無を判定するピンホール検査方法であって、前記被検査容器に帯電を生じさせた後、前記第１電極に、前記被検査容器における前記第１電極側に集中している電荷と逆極性の電荷を生じさせる電圧を印加し、前記第１電極と前記被検査容器との間の放電を生じさせて検査を行うことを特徴とする。

【0013】

また、上記のような特徴を有するピンホール検査方法では、前記第１電極と前記第２電極との間に印加される電圧は、交流矩形高電圧パルスとすると良い。このような特徴を有する事によれば、被検査容器における帯電状態が維持されたまま、逆極性の電圧の出力パルスを印加することが可能となる。

【0014】

また、上記のような特徴を有するピンホール検査方法において前記第２電極側における検出値は、容量性成分インピーダンスの両端電圧とすると良い。このような特徴を有する事によれば、検出側のＳ／Ｎを向上させることができる。よって、放電抵抗の変動に起因した検出電圧の変化を抑制しピンホールを検出する際の判定精度を向上させることができる。

【0015】

さらに、上記のような特徴を有するピンホール検査方法において前記検出値の検出は、放電抵抗を近似させた際に算出される検出電圧の時定数に応じて定められるディレイ時間を確保した後、予め定めた検出時間内に行うようにしても良い。このような特徴を有することによれば、時間経過によって生じる検出電圧の差を検出することができるようになる。よって、ピンホールを検出する際の判定精度を向上させることができる。

【0016】

また、上記目的を達成するための本発明に係るピンホール検査装置は、被検査容器を介して配置した第１電極と第２電極の間に高電圧を印加し、前記第１電極と前記被検査容器との間に放電を生じさせ、前記第２電極側における電圧の検出値の変化により、前記被検査容器におけるピンホールの有無を判定するピンホール検査装置であって、前記第１電極と前記第２電極との間に電圧を印加する出力パルスを生じさせる高電圧電源回路と、前記被検査容器を介して減衰した電圧の変化を検出する検出回路と、を備え、前記高電圧電源回路は、前記被検査容器に帯電を生じさせ、当該帯電状態を維持しているタイミングで、前記第１電極および前記第２電極に逆極性の電圧の出力パルスを印加する切替スイッチを備えていることを特徴とする。

【0017】

また、上記のような特徴を有するピンホール検査装置において前記検出回路には、検出抵抗に加え、前記検出抵抗に対して静電容量を並列に接続し、容量性の等価回路を構成すると良い。このような特徴を有する事によれば、検出側のＳ／Ｎを向上させることができる。よって、放電抵抗の変動に起因した検出電圧の変化を抑制しピンホールを検出する際の判定精度を向上させることができる。

【発明の効果】

【0018】

上記のような特徴を有するピンホール検査方法、及び装置によれば、放電側の電極に対する印加電圧を抑制し、被検査容器が小型であっても、適切にピンホール検査を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係るピンホール検査方法を実施するためのピンホール検査装置の一例を示す概略図である。

【図2】ピンホール検査装置における高電圧電源回路の構成の一例を示す回路図である。

【図3】ピンホール検査装置における検出回路の構成の一例を示す回路図である。

【図4】基本実施形態における出力パルスの波形を示すグラフである。

【図5】ピンホール検査装置についての等価回路を示す図である。

【図6】スイッチＳ２をＯＮ、スイッチＳ１をＯＦＦとした場合における電流の流れと被検査容器における帯電状態を説明するための等価回路図である。

【図7】スイッチＳ１をＯＮ、スイッチＳ２をＯＦＦとした場合における電流の流れと、相対的な電位差の生じる仕組みを説明するための等価回路図である。

【図8】実施形態に係るピンホール検査方法における検査時の出力パルスの波形と、放電時における検出電圧の波形を示すグラフである。

【図9】検出回路を検出抵抗のみで構成した場合における検出電圧の様子を示す図である。

【図10】良品とされる被検査容器を検査する際のピンホール検査装置の等価回路を示す図である。

【図11】不良品とされる被検査容器を検査する際のピンホール検査装置の等価回路を示す図である。

【図12】検出回路に静電容量を加えて構成した場合における検出電圧の様子を示す図である。

【図13】放電時における検出電圧の変化の様子を示すグラフである。

【図14】出力パルスの変化による放電のタイミングと電圧の検出タイミングを示す図である。

【図15】検出回路と判定回路との間にゲートＳを設け、電圧の検出タイミングの切り替えを実施可能とした場合の等価回路を示す図である。

【図16】出力パルスの電圧波形における立ち上がりｔｒと立ち下がりｔｆに時間的なズレを生じさせた場合の例を示す図である。

【図17】出力パルス間に定められた電圧を印加する様子を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明のピンホール検査方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

【0021】

［ピンホール検査装置の概要］
まず、図１から図３を参照して、本発明のピンホール検査方法を実施するためのピンホール検査装置１０の概略構成について説明する。なお、図１においては一例として、被検査容器３０の形態としてアンプルの形態を採用している。

【0022】

図１に示すピンホール検査装置１０は、高電圧電源回路１２と、第１電極１４、第２電極１６、および検出回路１８とを基本として構成されている。高電圧電源回路１２は、第１電極１４と第２電極１６との間に検査用電圧を印加するための電源である。本実施形態では、検査用電圧として、交流矩形高電圧パルスを採用している。このため高電圧電源回路１２には、交流矩形高電圧パルスを生じさせるための要素を備える。

【0023】

高電圧電源回路１２の具体的な構成の一例として、図２に示すようなスイッチング回路を備えたものを上げることができる。図２に示すスイッチング回路において、スイッチＳ１とスイッチＳ２には、それぞれのスイッチのＯＮ－ＯＦＦを切り替えるための制御回路２０が接続されている。制御回路２０を介してＳ１とＳ２にＯＮ－ＯＦＦ信号を出力することで、スイッチＳ１とスイッチＳ２のそれぞれについて個別に制御することができる。なお、図２におけるＲｎは、回路抵抗である。

【0024】

第１電極１４は、被検査容器３０との間に間隙を設けて備えられる電極である。図１に示す例では、被検査容器３０としてのアンプルにおける折り取り部の先端側近傍に配置されている。

【0025】

第２電極１６は、被検査容器３０の一部に対して密接する部分を有する電極である。図１に示す例では、被検査容器３０としてのアンプルにおいて内容物を貯留する部分（胴体部分）に密接するように配置されている。

【0026】

検出回路１８は、被検査容器３０におけるピンホールの有無を判定するための要素である。本実施形態では、検出回路１８の両端電圧（図１、図３中におけるｃ－ｄ間の電圧）を検出する際に生じる電圧の変化に基づいてピンホールの有無を判定可能な構成としている。本実施形態では図３に示すように、検出抵抗１８ａ２に対して並列に静電容量１８ｂを設けるようにしている。この時、回路のインピーダンスＺの抵抗成分Ｒと、静電容量成分（容量性リアクタンス）１／ｊωＣとの関係が、Ｒ＞＞１／ｊωＣとなるようにする。これにより、抵抗ｒ側への電流の流れを抑制し、検出回路１８を容量性とすることができる。このような回路構成とすることにより、被検査容器３０にピンホールがある場合、静電容量の分圧比を得る事ができ、検出抵抗１８ａ１，１８ａ２のみの回路により電圧を検出する場合に比べＳ／Ｎが向上し、ピンホールが無い場合における検出電圧の差分判定が容易となる。なお、具体的な事例に関しては、後述する。

【0027】

［ピンホール検査方法：基本形態］
次に、上記のような構成のピンホール検査装置によるピンホール検査とその仕組みについて説明する。本実施形態では、高電圧電源回路１２から、図４に示すような交流矩形高電圧パルスを出力（以下、出力パルスと称す）する。制御回路２０によりスイッチＳ１とスイッチＳ２のＯＮ－ＯＦＦ切替を瞬時的に行う事により、電圧の出力パルスを矩形波とすることができる。

【0028】

また、図４から読み取れるように、本実施形態における出力パルスは、プラス側の波形Ｅの立ち上がり（ｔ１）と立ち下がり（ｔ２）と、マイナス側の波形－Ｅの立ち上がり（（ｔ４）と立ち下がり（ｔ５）との間にギャップ（ｔ４－ｔ２）を設けるようにしている。プラス側とマイナス側とにおける電圧の立ち上がりと立ち下がりが錯交することにより、電力の打ち消し合いが生じる事を防ぐためである。

【0029】

ここで、図１に示すピンホール検査装置１０を概略的に回路図に示すと、図５に示すようなものとなる。なお、図５においてＲａは第１電極１４と被検査容器３０との間の放電抵抗であり、Ｃ１は、被検査容器３０における第１電極１４側における容器素材（例えばガラス）の静電容量であり、Ｃ２は、被検査容器３０における第２電極側における容器素材（例えばガラス）の静電容量である。なお、被検査容器３０の内容物の抵抗値については、極めて低いものであるとして省略している。

【0030】

ピンホール検査装置１０において、第１電極１４と第２電極１６との間に出力パルスを印加すると、被検査容器３０は、静電容量としての働きを担い、被検査容器３０には帯電が生じ、入出力端（第１電極１４近傍と、第２電極１６近傍）にはそれぞれ電荷が集中し、入出力端において電位差が生ずる。入出力端に集中する電荷は、入力側にプラスの電荷、出力側にマイナスの電荷が集中する。このため、図６に示すようにスイッチＳ２をＯＮとして電流ｉが矢印Ａで示す方向に流れた場合、静電容量Ｃ１には、図中右側にプラスの電荷（＋ｑ）が集中し、図中左側にマイナスの電荷（－ｑ）が集中した状態が生じることとなる。

【0031】

この状態で、スイッチＳ２をＯＦＦとし、静電容量Ｃ１の帯電が放電される前に図７に示すように、スイッチＳ１をＯＮとした場合、高電圧電源回路１２から出力される出力パルスの極性が逆転され、電流ｉは、矢印Ｂで示す方向に流れることとなり、第１電極１４には、プラスの電荷（＋ｑ）が集中することとなる。

【0032】

この時、被検査容器３０における帯電状態は維持されているため、第１電極１４側（静電容量Ｃ１における図中左側）には、マイナスの電荷（－ｑ）が集中した状態にあり、第１電極１４と被検査容器３０との間に生じる電位差が大きなものとなる。

【0033】

ここで、図８に示すように、高電圧電源回路１２からの出力パルスの電圧が１０ｋＶ程度である場合、被検査容器３０における第１電極１４側に帯電する電荷の電位は、－１０ｋＶ程度となると仮定する。また、高電圧電源回路１２から第１電極１４側に高電圧が印加された場合、第１電極１４に印加される電位は、＋１０ｋＶ程度となる。このため、第１電極１４と被検査容器３０との間には、２０ｋＶ程度の電位差が生ずることとなり、両者間にコロナ放電が生じることとなる。

【0034】

この現象について、図６に示すように、スイッチＳ２をＯＮしている時間を０≦ｔ＜ａとし、図７に示すように、スイッチＳ１をＯＮしている時間をａ≦ｔ＜２ａとして、第１電極１４と被検査容器３０との間に生ずる電圧Ｖａを求めることで証明することができる。なお、以下の数式においてＣは、Ｃ＝（Ｃ１×Ｃ２）／（Ｃ１＋Ｃ２）としている。

【数1】

【数2】

【0035】

なお、数式１、数式２において、電荷ｑを数式３とした場合、電圧Ｖａは数式４で示すことができる。数式３において、ｅは、自然対数の底である。

【数3】

【数4】

【0036】

ここで、時間ｔは、ｔ＝ａ＋Δｔで表すことができるため、ａ＝Δｔ－ｔと示すことができる。また、Ｃ、Ｒ、ｔ、Δｔについてそれぞれ次の具体的定数を入力すると、電圧Ｖａは、数式５のように表すことができる。
Ｃ＝１×１０^－１２
Ｒ＝１００ＭΩ＝１０^８
ｔ＝１０^－３
Δｔ＝１０^－６

【数5】

【0037】

数式５より、第１電極１４と第２電極１６に印加する電圧を逆転させた場合、第１電極１４と被検査容器３０との間には、出力電圧Ｅのほぼ２倍の電圧Ｖａが印加されることがわかる。よって、出力パルスの電圧を低くした場合であっても第１電極１４と被検査容器３０との間にコロナ放電を生じさせることが可能となり、図１の第１電極１４と第２電極１６の間に過剰な高電圧に起因した沿面放電を避けることができる。

【0038】

なお、図４に示す波形で出力パルスを印加する場合において、被検査容器３０の帯電状態を保ち、第１電極１４と被検査容器３０との間の電位差を高めるためには、スイッチＳ１とスイッチＳ２の切り替えタイミング、並びに出力電圧を次のように定めると良い。

【0039】

まず、図４に示すように、出力パルスの周期を２ａとした場合、１周期（２ａ）を１秒～１００マイクロ秒の範囲とする。また、各スイッチＳ１、Ｓ２をＯＮにする時間、すなわちｔ２－ｔ１、及びｔ５－ｔ４は、半周期（ａ）の１／２以上の時間とする。この時出力パルスの電圧Ｅは、２ｋＶ～３０ｋＶの範囲とすることができる。

【0040】

［ピンホールの有無の判定について］
上記のようにして被検査容器３０のピンホール検査を行った場合、ピンホールの有無により、検出回路１８で検出される電圧に差が生じる。これは、ピンホールに起因して、ピンホール検査装置１０を構成する等価回路の一部が短絡状態となるためである。具体的な電圧の変化としては、ピンホールが無い被検査容器３０（良品）の検査を行った際の検出電圧に比べ、ピンホールが有る被検査容器３０（不良品）の検査を行った際の検出電圧は大きくなる。このため、検出電圧の差分に基づいて被検査容器３０に関するピンホールの有無を判定することができる。

【0041】

ここで、検出回路１８を検出抵抗１８ａ１、１８ａ２のみで構成した場合、第１電極１４と被検査容器３０との間の空隙距離の多寡、すなわち空隙部の抵抗（放電抵抗）の変化が検出電圧に与える影響が大きくなる。このため、ピンホールが無い被検査容器３０（良品）において、第１電極１４との空隙が小さい場合（抵抗値が低い場合）と、ピンホールが有る被検査容器３０（不良品）において、第１電極１４との空隙が大きい場合（抵抗値が高い場合）とでは、放電時における検出電圧に差分が生じ難くなる事がある。

【0042】

放電時における検出電圧の一例を図９に示す。まず、図９における図９（Ａ）は、空隙部の抵抗値をＲａとした場合における良品の検出電圧の波形を示すグラフである。次に、図９（Ｂ）は、空隙部の抵抗値をＲａとした場合における不良品（短絡時の放電抵抗Ｒｐ＝０．０１Ｒａ）の検出電圧の波形を示すグラフである。最後に、図９（Ｃ）は、空隙部の抵抗値を０．０１Ｒａとした場合における良品の検出電圧の波形を示すグラフである。

【0043】

また、図１０は、良品の検査を行う際のピンホール検査装置１０の等価回路を示すものである。検出回路１８の回路抵抗ｒの両端電圧Ｖａは、数式６のように示すことができる。

【数6】

【0044】

ここで、通常の検査においては、良品検査時における空隙部の抵抗値Ｒａ＝１００ＭΩ（１０^８）、被検査容器３０における容器素材であるガラスの静電容量Ｃ１、Ｃ２をそれぞれ２ｐＦ、回路抵抗ｒ＝１ｋΩと仮定することができる。この場合Ｃ０は１ｐＦ（＝１０^－１２）となるため、これらを数式６に代入すると、

【数7】

と示すことができる。また、空隙部の抵抗値が０．０１Ｒａ、すなわちＲａ＝１ＭΩ（１０^６）とした場合における良品検査時における検出電圧Ｖａは、

【数8】

と示すことができる。これに対し不良品の検査を行う際のピンホール検査装置１０の等価回路は、図１１のように示すことができる。図１１に示す等価回路では、短絡によりＲａとＣ１が、放電抵抗Ｒｐに置き換えられることとなる。こうした場合における検出電圧Ｖｐは、数式９のように示すことができる。

【数9】

【0045】

ここで、不良品検査時における放電抵抗Ｒｐについて、Ｒｐ＝１ＭΩとし、各値を数式９に代入すると、

【数10】

と示すことができ、数式８と数式１０を比較すると、ＶａとＶｐは時定数のみがその差として現れることを理解できる。

【0046】

このため、図９、並びに図１０、図１１、及び数式６～数式１０を参酌すると、放電時における条件（空隙部の抵抗値）が一致している場合には、検出電圧に基づいてピンホールの有無を判定することは容易である。一方で、放電時の条件が異なる場合には、検出電圧の検出値（ピーク値）に基づくピンホールの有無を判定することが困難になることがある。このため、実際にはピンホールが無い被検査容器３０（良品）であっても、ピンホールが有ると判定されてしまう可能性があり、判定精度の低下を招く恐れがある。

【0047】

これに対し、本実施形態における検出回路１８のように、検出抵抗１８ａ２に対して並列に静電容量１８ｂを配置し、インピーダンスＺの抵抗成分Ｒを静電容量成分１／ｊωＣに比べて十分に大きくし、等価回路を容量性とすることで、分圧比を得る事によるＳ／Ｎの向上を図ることができ、検出電圧に基づくピンホールの有無の判定を容易にすることができる。

【0048】

本実施形態における放電時の検出電圧の一例を図１２に示す。まず、図１２における図１２（Ａ）は、空隙部の抵抗値をＲａとした場合における良品の検出電圧の波形を示すグラフである。次に、図１２（Ｂ）は、空隙部の抵抗値をＲａとした場合における不良品（短絡時の放電抵抗Ｒｐ＝０．０１Ｒａ）の検出電圧の波形を示すグラフである。最後に、図１２（Ｃ）は、空隙部の抵抗値を０．０１Ｒａとした場合における良品の検出電圧の波形を示すグラフである。

【0049】

図９と図１２とを比較した場合、図１２に示す検出電圧では、放電時における条件（空隙部の抵抗値）の変化による検出電圧への影響が少なく、いずれの条件においても良品と不良品の識別が容易となることを読み取ることができる。よって、被検査容器３０のピンホールの判定精度の向上を図ることができる。

【0050】

［効果］
従来、第１電極１４と被検査容器３０との間の空隙を２～５ｍｍ設けた場合、高電圧電源回路１２による印加電圧は２０ｋＶ程度必要とされていた。これに対し本実施形態に係るピンホール検査方法では、第１電極１４に電圧を印加した際に生ずる電荷と、被検査容器３０に帯電させた際に生ずる電荷の極性を異ならせることで、両者間に相対的な電位差を生じさせることができる。これにより、高電圧電源回路１２からの出力パルスの電圧を規定の電圧よりも低くしたとしても、第１電極１４と被検査容器３０との間にコロナ放電を生じさせることができる。よって、被検査容器３０が小型、薄型化された場合であっても、沿面放電の発生を避けることができ、確実なピンホール検査を行うことが可能となる。

【0051】

また、上記のような検出回路１８を備える事により、第１電極１４と被検査容器３０との間に生ずる空隙の多寡に起因した放電抵抗の変化が、検出電圧に及ぼす影響を小さくすることができる。よって、被検査容器３０におけるピンホール検査の検査精度を向上させることができる。

【0052】

［ピンホール検出精度向上についての応用例］
上述したように、第１電極１４と被検査容器３０との間に設けられる空隙部の抵抗値が変化する場合において、良品検査時における空隙部の抵抗値Ｒａと、不良品検査時における放電抵抗Ｒｐとが近似（上記実施形態では両者が一致）する場合、検出電圧の差は、時定数にのみ現れることとなる。電圧検出時のグラフの一例を図１３に示す。なお、図１３において実線は、良品１（Ｒａ＝１００ＭΩ、Ｃ＝１ｐＦ）、破線は良品２（Ｒａ＝１ＭΩ、Ｃ＝１ｐＦ）、二点鎖線は不良品（Ｒｐ＝１ＭΩ、Ｃ＝２ｐＦ）に関するデータの例である。

【0053】

図１３によれば、放電直後の電圧値については良品２のグラフ（破線）と不良品（二点鎖線）との間に殆ど差が無い。一方、放電後２μｓから５μｓの間では、時定数の差に起因して、２つのグラフに比較的大きな差が生じていることを読み取ることができる。

【0054】

このため、放電時における電圧値の検出については、図１４に示すように、放電開始からｔｄのディレイ時間を設けた後、所定の時間ｔｓの間に行うようにすると良い。このような検出方法を採用することで、良品２と不良品との間で、検出電圧の値に差異を生じさせることができ、ピンホール検査の検査精度を向上させることができる。ここで、ディレイ時間ｔｄと、検出時間ｔｓについては、被検査容器３０の素材等に起因した時定数の差（数式８と数式１０参照）に応じて適宜定めるようにすれば良い。

【0055】

なお、このような方法で検査を行う場合には、図１５に示すように、検出回路１８に接続される判定回路２２との間にゲートＳを設けるようにすれば良い。そして、上述したディレイ時間ｔｄと検出時間ｔｓに応じてゲートＳの開閉を行い、電圧値のサンプリングを行うことで、良品２と不良品との間においても、検出電圧に違いを得ることができる。

【0056】

［出力パルスの変形例１］
上記実施形態では、出力パルスの波形は、完全に矩形であるように説明した。しかしながら、波形の立ち上がり、立ち下がりに関しては、図１６に示すように、トップとボトムの間に時間差（立ち上がり時間ｔｒと立ち下がり時間ｔｆ）を設けた場合であっても、電位差に基づく電圧の確保が可能となる。よって、出力パルスの電圧が、所定の空隙間におけるコロナ放電に必要とされる電圧に比べて低い場合であっても、第１電極１４と被検査容器３０との間にコロナ放電を生じさせることが可能となる。

【0057】

ここで、図１６における波形の１周期である時間２ａを１秒～１００マイクロ秒、出力パルスの電圧Ｅを２ｋＶ～３０ｋＶとした場合、波形の立ち上がり時間ｔｒと立ち下がり時間ｔｆはそれぞれ、０＜ｔｒ（ｔｆ）≦数十マイクロ秒の範囲とすることができる。この範囲であれば、被検査容器３０の帯電状態を維持することができるからである。

【0058】

［出力パルスの変形例２］
また、上記実施形態ではいずれも、プラス側の波形Ｅの立ち下がり（ｔ２）と、マイナス側の波形－Ｅの立ち上がり（ｔ４）との間にギャップ（ｔ４－ｔ２）を設ける旨記載した。しかしながら、波形の周期２ａを１秒～１００マイクロ秒の範囲とした場合には、図４、あるいは図１６に示す波形におけるｔ１＝０とした上で、ｔ２＝ｔ３、ｔ３＝ｔ４、ｔ５＝ｔ６とし、図１７に示す波形のように、前述のギャップを０とする出力パルスとすることもできる。

【産業上の利用可能性】

【0059】

上記実施形態では、被検査容器３０の形態について一例として、アンプルの形態を示している。しかしながら被検査容器３０としては、袋状の容器や、箱型の容器、さらに複雑な形態の容器等であっても良い。

【符号の説明】

【0060】

１０………ピンホール検査装置、１２………高電圧電源回路、１４………第１電極、１６………第２電極、１８………検出回路、１８ａ１，１８ａ２………検出抵抗、１８ｂ………静電容量、２０………制御回路、２２………判定回路、３０………被検査容器。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】