JP2006098316A - 品質検査方法及び品質検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする品質検査方法及び品質検査装置が得られる。
【解決手段】品質検査方法及び品質検査装置は容器について品質を検査するものであって、容器器壁を切断して充填された食品を取り出し、容器を展開して被検体７１を調製し、被検査部分を容易に測定できるように、形状保持手段により、検査台上にその被検体の形状を整え、被検査部分を検出手段で測定し、検出手段からの信号に基づいて分析手段で被検査部分の良否を判定するように構成したものである。
【選択図】図７

Description

本発明は、ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した紙容器などの品質を検査するための検査方法及び検査装置に関する。

ジュースや牛乳などの液体食品などを充填した幾つかの紙容器、紙プラスチック複合容器においては、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料をチューブ状に成形し、チューブの縦線方向に縦シールし、チューブ状包装材料内に食品を充填し、所定間隔毎にチューブ状包装材料を押圧し横断方向の横シールにより密封し、横シール帯域中間で切断して枕状予備成形体を得、折り目線に沿って折り畳むことにより形成された横シール帯域を含むフラップを容器側壁及び容器底面にシールし、最終形状の容器を得る。

その紙製容器の充填包装機の一例の概要を、図１に示す。この例に示す充填機では、内外層に熱可塑性材料層を有しロール状に巻かれた包装材料ウェブ１を巻き出し、ローラにより充填機内を搬送し、ストリップテープ２をストリップテープアプリケータ３により、包装材料ウェブの一端に接合し、滅菌剤槽４内を包装材料ウェブが通過して滅菌し、エアーナイフ５により滅菌剤を除去し、成形ローラ６によりチューブ状に成形し、包装材料の両端部を重ねてオーバーラップを形成し、オーバーラップで縦線方向に縦シールエレメント８によりチューブ縦方向にシールし、そのチューブ内に充填パイプ７から液体食品を充填し、このチューブを包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送りながら、シールジョー１０及び対向ジョー１１により挟持し、横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、同時に枕状予備成形体１２に連続的に成形し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフなどにより切断して個々の枕状予備成形体１３に切り離し、ファイナルフォルダー１５において切り離された枕状予備成形体の上下のフラップを折り曲げて最終形態の包装充填容器１４に成形する。

枕状予備成形体１３が、ファイナルフォルダー１５で折り畳まれる態様を図２に示す。枕状予備成形体１３は、両端の２本の横（横線）シール帯域２３及び縦シール帯域２６で密封され、折り目線によって区分された側壁２２、２２b及び２２ａを有する。（図２（ａ）参照）
図２（b）に示すように、折り目線に沿って、枕状予備成形体の本体部分が直方体形状に成形され、端部には、横シール帯域２３と、フラップ２４、２５とが器壁から直立するように形成される。横シール帯域２３は、底面２２ｂと頂面２２ａとから直立し、フラップ２４、２５は、稜辺２５ａ、２４ａを介して容器壁に一体的に連通する。
次いで、図２（c）に示すように、横シール帯域２３を折り畳んだ後、稜辺を中心にフラップを回転して、容器頂部側フラップ２４は、側壁２２に、容器底部側フラップ２５は、底面２２ｂに、折り込まれる。
図３に、直方体状液体食品充填紙製容器の外観斜視図を示す。その容器１４は、折り込まれた横シール帯域２３、容器壁２２及び２２ａ、頂壁２２ａから背面の器壁を経て底面に至る縦シール帯域２６を有し、稜辺２４ａを介して折り込まれたフラップ２４を備える。

前記シール帯域において、容器に収容された液体食品が漏れたり、外気に触れたりすることがないように、十分なシールが行われなければならない。しかし、横線シールの温度及び圧力が適切でない場合、包装積層材料の溶融熱可塑性材料が、内容物が充填されている容器の内部にはみ出すことがある。その溶融物は、内容物の液体食品等と直接に接触し、急冷して脆くなり、はみ出した箇所から積層材料が破断する恐れがある。シールに際し、溶融物が容器内部にはみ出ない横線シールを得ることが必要であり。
更に、縦シール帯域及び容器内面についても、シール不良、傷、及びピンホールなどの欠陥がある場合、容器品質が低下し、容器内容物に悪影響を及ぼす恐れがある。

そこで、充填包装機で製品化された液体食品容器は、検査に際して、その機械の操作員によって定期的に抜き取り、抜き取られた容器について、図２に示す容器の最終形状成形と実質的に逆の方法で、すなわち、充填包装機のファイナルフォルダーでフラップが折り畳まれた逆の方法で、フラップを器壁から引き剥がして、直方体の形状の容器を枕状予備成形体にする。
横シール及び縦シールの検査に関してシール強度測定及びピンホールの有無観察、シール帯域の容器内部側の縁部をその縁部の全長にわたって目視による凹凸観察、容器内面の目視による外観観察などを検査する。

目視に代えて、画像処理により、シールの品質を検査する正確且つ信頼性のある検査技術が提案されている。（特許文献参照）
特開２００４−１３２９３５号公報 特開２００４−１３２８５３号公報

目視による検査に比べて、画像処理により、目視で不可能であった微小な凹凸欠陥も確実に捉えることができ、個人差による検査のバラツキがなく、正確且つ信頼性のある検査を可能にする。
しかしながら、検査される容器、すなわち被検体（サンプル）にまだバラツキがあり、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査をまだ実現していない。
本発明は、上記の必要性、切望に応えるものであり、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする品質検査方法及び品質検査装置を提供することを目的とする。

この課題を解決する本発明の品質検査方法及び品質検査装置は、所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形され、その包装材料が縦線方向に縦シールされ、そのチューブ状包装材料内に食品が充填され、所定間隔毎にその包装材料が横断方向に押圧されて横シールにより密封され、横シール帯域中間で切断されて枕状予備成形体が得られ、その折り目線に沿って折り畳むことにより形成されたフラップが容器側壁及び／又は容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、品質を検査するものであって、
前処理手段によって、そのフラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、容器壁にシールされているフラップを回転してその器壁から引き剥がし、その枕状予備成形体の形状に戻し、
切断手段によって、その容器器壁を切断して充填された食品を取り出し、
切断されたその容器を展開して被検体を調製手段によって調製し、
容器内部側の被検査部分を容易に測定できるように、形状保持手段により、検査台上にその被検体の形状を整え、
その容器内部側の被検査部分を、検出手段で測定し、
その検出手段からの信号に基づいて、分析手段でその被検査部分の良否を判定する
ように構成したものである。

以上のように本発明によれば、以下の有利な効果が得られる。
これにより、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする品質検査方法及び品質検査装置が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
この形態の品質検査の対象は、図１に示すように、所定の折り目線を有するロール状に巻かれた包装材料ウェブ１を巻き出し、成形ローラ６によりチューブ状に成形し、包装材料の両端部が重ねられてオーバーラップが形成され、オーバーラップで縦シールエレメント８により縦線方向に縦シールされ、チューブ状包装材料内に充填パイプ７から食品が充填され、チューブを包装容器１個分に相当する長さ分だけ下方に送りながら、シールジョー１０及び対向ジョー１１により挟持し、横断方向に横シールして２本の横シール帯域を形成し、繋がった枕状予備成形体のシール帯域の中間をナイフなどにより切断して個々の枕状予備成形体１３に切り離し、ファイナルフォルダー１５において切り離された枕状予備成形体の上下のフラップを折り曲げて最終形態の包装充填容器１４に成形して得た容器である。

得られた容器例は、図３に示すように、直方体状液体食品充填紙製容器１４である。容器１４は、折り込まれた横シール帯域２３、容器壁２２及び２２ａ、頂壁２２ａから背面の器壁を経て底面に至る縦シール帯域２６を有し、稜辺２４ａを介して折り込まれたフラップ２４を備える。

この発明の実施の形態において、上記容器は、前処理手段によって、図２に示す充填包装機のファイナルフォルダーでフラップが折り畳まれた容器の最終形状成形と実質的に逆の方法で、そのフラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、容器壁にシールされているフラップが回転されてその器壁から引き剥がされ、枕状予備成形体の形状に戻される。
次いで、容器器壁を切断手段で切断して充填された食品を取り出し、枕状予備成形体を板形状にする。図４に示すように、板形状予備成形体の横辺部を切り取り、片方器壁２２の中央を横断方向に切断する。調製手段で、切断された容器を実質的に平面状に若しくは所定の形状に展開し、図５（ａ），（ｂ）に示すような被検体７１を調製する。
被検体７１は、容器内面を平面状に現し、容器壁２２、頂壁２２ａ、底面２２bの内面、縦シール帯域２６の内面、横シール帯域２３の内側縁部が現れる。

この発明の実施の第1の形態において、形状保持手段が、その検査台上面に開口を有する複数個の吸引孔からなり、その吸引孔からの負圧により、検査台上面の形状に沿ってその被検体の形状が整えられる。
図６に、第1の形態の側面図を示す。第1の形態において、検査台（図示せず）の上面に開口を有する複数個の吸引孔が設けられ、被検体７１の２カ所の横シール帯域２３が、挟持具６２によって固定される。その吸引孔からの負圧（矢印６１）により、被検体７１が被検体の形状、すなわち、平坦な形状に整えられる。

検出手段のカメラ７３が、被検体７１の容器内部側の被検査部分を矢印方向に走査して測定する。その検出手段からの信号に基づいて、分析手段がその被検査部分の良否を判定する。
この形態において、被検査部分は、縦シール部分、横シール２３の縁部、及び／又は容器内部の全面／部分面である。

図７に、第２の形態の側面図を示す。第２の形態において、形状保持手段が、被検体７１を検査台６３側で２カ所横シール帯域２３で挟持具６２によって保持する。その被検体７１を検査台（６３ａ）側から押圧してその被検体７１への張力を高める。
更に、被検体７１の両端も固定し別の検査台（６３b）側から押圧すれば、被検体７１全体の張力を高めることもできる。
張力の高まりにより、被検体７１の被検査部分が平坦な形状に整えられ、第１の形態における吸引孔の一部の機能不全によるたわみ（歪み）を防止することができる。

検出手段のカメラ（図示せず）が、被検体７１の容器内部側の被検査部分を走査して測定する。その検出手段からの信号に基づいて、分析手段がその被検査部分の良否を判定する。
この形態において、被検査部分は、主に、横／縦のシール部分、及び／又は容器内部の全面／部分面である。
これにより、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする。

図８に、第３の形態の側面図を示す。第３の形態において、形状保持手段が、被検体７１を検査台６３側で２カ所横シール帯域２３で挟持具６２によって保持する。その被検体７１を検査台（６３）側から押圧してその被検体７１への張力を高める。
張力の高まりにより、被検体７１の被検査部分が平坦な形状に整えられ、第１の形態における吸引孔の一部の機能不全によるたわみ（歪み）を防止することができる。

検出手段のカメラ７３ａ、７３ｂが、被検体７１の容器内部側の被検査部分を矢印方向に走査して測定する。その検出手段からの信号に基づいて、分析手段がその被検査部分の良否を判定する。
この形態において、被検査部分は、主に、横／縦のシール部分、及び／又は容器内部の全面／部分面である。
これにより、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする。

図９に、第４の形態の側面図を示す。第４の形態において、形状保持手段が、曲表面を持つその検査台６３上で、被検体７１を検査台６３側で固定具９１によって両端部で２カ所保持する。その結果、検査台６３の曲面の形状に沿って被検体７１の形状が整えられる。
これにより、被検体７１の被検査部分が、検査し易い形状に整えられる。

検出手段のカメラ７３が、曲表面を持つその検査台６３の矢印方向への回転に伴って、被検体７１の容器内部側の被検査部分を走査し測定する。その検出手段からの信号に基づいて、分析手段がその被検査部分の良否を判定する。
この形態において、被検査部分は、主に、横／縦のシール部分、及び／又は容器内部の全面／部分面である。
これにより、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする。

図１０及び図１１に、第５の形態の、それぞれ平面図及び側面図を示す。第５の形態において、形状保持手段が、平坦な検査台（図示せず）上に設けられた複数本の透明ワイヤ１０２とそれを支えるフレーム１０１からなる。そのワイヤによって、検査台上面の形状に沿って被検体７１の形状が整えられる。

検出手段のカメラ７３が、被検体７１の容器内部側の被検査部分を走査して測定する。ワイヤ１０２は透明であるので、検出に対して実質的に影響しない。より詳細な画像が必要な場合、画像処理の段階でワイヤによる影響をデジタル的にはいじょすることができる。次いで、検出手段からの信号に基づいて、分析手段がその被検査部分の良否を判定する。

この形態において、被検査部分は、主に、横／縦のシール部分、及び／又は容器内部の全面／部分面である。
これにより、ピンホールの有無観察、シール帯域のる凹凸観察及び容器内面の外観観察において正確且つ信頼性のある検査を可能にする。

この発明の実施の一品質検査形態において、検出手段のライトが、被検体の表面に複数の方向から照明光を照射し、画像処理手段である分析手段が、その表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像を受光しで分析処理（画像処理）する。
図１２に、この品質検査形態の正面図を示す。この形態では、被検体７１の横シール帯域２３の縁部の容疑内部側の表面が、複数の方向からライト７２によって側方から照明され、上方から上ライト７４によって上方から照明される。画像処理手段（図示せず）が、その縁部の外表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像をＣＣＤカメラ７３で受光し画像処理する。

この発明の実施の別の品質検査形態において、検出手段が、被検体の表面に複数の方向から照明光を照射し、画像処理手段である分析手段が、その表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像を、その表面からの光路途中を移動可能に設置された偏光板を介して、受光して分析処理（画像処理）する。
図１３に、この品質検査形態の正面図を示す。この形態では、被検体７１の容疑内部側の表面が、ライト（図示せず）によって側方から照明される。画像処理手段（図示せず）が、その表面からの光路途中を移動可能に設置された偏光板１３１を介して、表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像をＣＣＤカメラ７３で受光し画像処理する。

ヒートシールゾーン（熱をかけて接着している部分）を検査するとき、偏光板を使用することができる。偏光板を使用する際には被検体にできるだけ近づける必要がある。偏光板の位置を固定しているとそれ以外の部分については検査をすることができない。本発明においては、必要に応じてその位置を切り替えて検査が可能とする。
偏光板１３１を上下させ、カメラ７３に近い時は単に明るさの強弱がつくだけで、画像に変化はなく、通常の検査が可能である。他方、偏光板１３１を被検体７１に近づけると、近づけるだけ鮮明に熱による変化を画像として捉えることが可能となる。
これによって、ヒートシールゾーンなど熱影響部及びそれ以外の部分を、この形態において、偏光板をカメラと被検体との間の距離を変えることで任意の場所で任意の検査が可能となる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

この発明の容器成形装によって、牛乳、ジュース、ミネラルウォーターなどの飲料、流動食品などの包装容器を検査することができる。

紙包装容器の包装充填機の外観図である。 予備成形体から最終形状の紙包装容器に成形される形態を説明する外観図である。 直方体形状の紙包装容器の外観図である。 本発明の一の態様における被検体の調製を示す斜視図である。 本発明の一の態様における被検体の平面及び側面図である。 この発明の第1の実施形態における形状保持手段を説明する側面図である。 この発明の第２の実施形態における形状保持手段を説明する側面図である。 この発明の第３の実施形態における形状保持手段を説明する側面図である。 この発明の第４の実施形態における形状保持手段を説明する側面図である。 この発明の第５の実施形態における形状保持手段を説明する正面図である。 この発明の第５の実施形態における形状保持手段を説明する側面図である。 この発明の実施形態における、品質検査形態を示す正面図である。 この発明の別の実施形態における、品質検査形態を示す正面図である。

符号の説明

１４ ・・・容器
２３ ・・・横シール
７１ ・・・被検体

Claims (12)

1. 所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形され、該包装材料が縦線方向に縦シールされ、該チューブ状包装材料内に食品が充填され、所定間隔毎に該包装材料が横断方向に押圧されて横シールにより密封され、横シール帯域中間で切断されて枕状予備成形体が得られ、該折り目線に沿って折り畳むことにより形成されたフラップが容器側壁及び／又は容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、品質を検査する方法であって、
   該フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、容器壁にシールされているフラップを回転して該器壁から引き剥がし、該枕状予備成形体の形状に戻し、
   該容器器壁を切断して充填された食品を取り出し、
   切断された該容器を展開して被検体を調製し、
   容器内部側の被検査部分を容易に測定できるように、形状保持手段により、検査台上に該被検体の形状を整え、
   該容器内部側の被検査部分を、検出手段で測定し、
   該検出手段からの信号に基づいて、分析手段で該被検査部分の良否を判定する
   ことを含む品質検査方法。
2. 該形状保持手段が、該検査台上面に開口を有する複数個の吸引孔からなり、該吸引孔からの負圧により、検査台上面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項１の品質検査方法。
3. 該形状保持手段が、該被検体を該検査台側で少なくとも２カ所保持すると共に、該被検体を該検査台側から押圧して該被検体への張力を高める、請求項１の品質検査方法。
4. 該形状保持手段が、曲表面を持つ該検査台上で該被検体を該検査台側で少なくとも２カ所保持すると共に、検査台の曲面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項１の品質検査方法。
5. 該形状保持手段が、該検査台上に設けられた複数本の透明ワイヤからなり、該ワイヤによって、検査台上面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項１の品質検査方法。
6. 前記検出手段が、該被検体の表面に複数の方向から照明光を照射し、画像処理手段である前記分析手段が、該表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像を、該表面からの光路途中を移動可能に設置された偏光板を介して、受光して分析処理することを特徴とする、請求項１の品質検査方法。
7. 所定の折り目線を有するウェブ状包装積層材料がチューブ状に成形され、該包装材料が縦線方向に縦シールされ、該チューブ状包装材料内に食品が充填され、所定間隔毎に該包装材料が横断方向に押圧されて横シールにより密封され、横シール帯域中間で切断されて枕状予備成形体が得られ、該折り目線に沿って折り畳むことにより形成されたフラップが容器側壁及び／又は容器底面にシールされて得た最終形状の容器について、品質を検査する装置であって、
   該フラップが容器壁に一体的に連通する稜辺を中心に、容器壁にシールされているフラップを該器壁から引き剥がし、該枕状予備成形体の形状に戻す前処理手段、
   該容器器壁を切断して充填された食品を取り出す切断手段、
   切断された該容器を展開して所望の被検体を調製する調製手段、
   容器内部側の被検査部分を容易に測定できるように、検査台上に該被検体の形状を整える形状保持手段、
   該容器内部側の被検査部分を測定する検出手段及び、
   該検出手段からの信号に基づいて、該被検査部分の良否を判定する分析手段
   を有する品質検査装置。
8. 該形状保持手段が、該検査台上面に開口を有する複数個の吸引孔からなり、該吸引孔からの負圧により、検査台上面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項７の品質検査装置。
9. 該形状保持手段が、該被検体を該検査台側で少なくとも２カ所保持すると共に、該被検体を該検査台側から押圧して該被検体への張力を高める、請求項７の品質検査装置。
10. 該形状保持手段が、曲表面を持つ該検査台上で該被検体を該検査台側で少なくとも２カ所保持すると共に、検査台の曲面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項７の品質検査装置。
11. 該形状保持手段が、該検査台上に設けられた複数本の透明ワイヤからなり、該ワイヤによって、検査台上面の形状に沿って該被検体の形状が整えられる、請求項７の品質検査装置。
12. 前記検出手段が、該被検体の表面に複数の方向から照明光を照射し、画像処理手段である前記分析手段が、該表面から反射し若しくは散乱した反射／散乱光の画像を、該表面からの光路途中を移動可能に設置された偏光板を介して、受光して分析処理することを特徴とする、請求項７の品質検査装置。

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